專利名稱：：耐熱性優(yōu)良的鐵素體系不銹鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及含Cr鋼，特別涉及適合用于汽車(automobile)和摩托車(motorcycle)的排氣管(exhaustpipe)、轉(zhuǎn)爐外殼(convertercase)和火力發(fā)電設(shè)備(thermalelectricpowerplant)的排氣管道(exhaustairduct)等高溫環(huán)境下使用的排氣系統(tǒng)構(gòu)件的、兼具高的熱疲勞性能(thennalfatigueresistance)禾卩抗氧化性(oxidationresistance)的鐵素體系不銹鋼(ferriticstainlesssteel》
背景技術(shù)：
：對(duì)于在汽車的排氣系統(tǒng)環(huán)境下使用的排氣歧管(exhaustmanifold)、排氣管、轉(zhuǎn)爐外殼(convertercase)、消聲器(muffler)等排氣系統(tǒng)構(gòu)件而言，要求熱疲勞性能和抗氧化性(以下，將兩特性統(tǒng)稱為"耐熱性(heatresistance)")優(yōu)良。在要求這樣的耐熱性的用途中，現(xiàn)在多使用添加了Nb和Si的、例如Type429(14Cr-0.9Si-0.4Nb系)這樣的含Cr鋼。但是，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高，若排氣溫度(exhaustgastemperature)上升至超過90(TC的溫度，則Type429的熱疲勞性能變得不充分。針對(duì)此問題，開發(fā)了添加Nb和Mo、使高溫屈服強(qiáng)度(hightemperatureproofstress)提高的含Cr鋼、JISG4305中規(guī)定的SUS444(19Cr-0.5Nb-2Mo)、添加了Nb、Mo、W的鐵素體系不銹鋼等(例如，參照日本特開2004-018921號(hào)公報(bào))。但是，近來Mo、W等稀有金屬原料異常昂貴，因此要求開發(fā)使用廉價(jià)的原料且具有同等的耐熱性的材料。作為沒有使用昂貴元素Mo、W的、耐熱性(heatresistance)優(yōu)良的材料，例如，在WO2003/004714號(hào)小冊(cè)子中公幵了1020質(zhì)量。/。Cr鋼中添加了Nb:0.50質(zhì)量％以下、Cu:0.8~2.0質(zhì)量％、V:0.03~0.20質(zhì)量％的汽車排氣通路構(gòu)件用鐵素體不銹鋼，另外，在日本特開2006-117985號(hào)公報(bào)中公開了10~20質(zhì)量。/oCr鋼中添加了Ti:0.05~0.30質(zhì)量％、Nb:0.100.60質(zhì)量％、Cu:0.8~2.0質(zhì)量％、B:0.0005~0.02質(zhì)量％的熱疲勞性能優(yōu)良的鐵素體系不銹鋼，此外，在日本特開2000-297355號(hào)公報(bào)中公開了15~25質(zhì)量。/。Cr鋼中添加了Cu:1~3質(zhì)量y。的汽車排氣系統(tǒng)構(gòu)件用鐵素體系不銹鋼。上述鋼的特征在于，均通過添加Cu使熱疲勞性能提高。但是，根據(jù)本發(fā)明人的研究，對(duì)于如上述專利文獻(xiàn)2~4的技術(shù)這樣添加了Cu的情況，雖然耐熱疲勞性能提高，但鋼本身的抗氧化性反而降低，總體來看，顯然耐熱性變差。因此，本發(fā)明的目的在于，通過開發(fā)防止添加Cu導(dǎo)致的抗氧化性降低的技術(shù)，提供不添加Mo、W等昂貴元素、且抗氧化性和耐熱疲勞性能均優(yōu)良的鐵素體系不銹鋼。這里，本發(fā)明所說的"優(yōu)良的抗氧化性和耐熱疲勞性能"是指具有SUS444同等以上的特性，具體而言，抗氧化性是指95(TC下的抗氧化性在SUS444同等以上，并且熱疲勞性能是指在100-85(TC之間往復(fù)的熱疲勞性能在SUS444同等以上。
發(fā)明內(nèi)容1.本發(fā)明為一種鐵素體系不銹鋼，其特征在于，含有C:0.015質(zhì)量％以下、Si:1.0質(zhì)量％以下、Mn:1.0質(zhì)量％以下、P:0.04質(zhì)量%以下、S:0.010質(zhì)量％以下、Cr:1623質(zhì)量％、N:0.015質(zhì)量％以下、Nb:0.3~0.65質(zhì)量％、Ti:0.15質(zhì)量％以下、Mo:0.1質(zhì)量％以下、W:0.1質(zhì)量％以下、Cu:1.0~2.5質(zhì)量％、Al:0.21.5質(zhì)量％，余量由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。2.本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼的特征在于，在上述成分組成的基礎(chǔ)上，含有選自B:0.003質(zhì)量％以下、REM:0.08質(zhì)量％以下、Zr:0.54質(zhì)量％以下、V:0.5質(zhì)量％以下、Co:0.5質(zhì)量。/。以下及Ni:0.5質(zhì)量％以下中的l種或2種以上。3.本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼的特征在于，在上述1或2所述的成分中，優(yōu)選Si:0.41.0質(zhì)量％。4.本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼的特征在于，在上述1或2所述的成分中，優(yōu)選Si:0.41.0質(zhì)量％，Ti:0.01質(zhì)量％以下。根據(jù)本發(fā)明，能夠不添加昂貴的Mo、W而廉價(jià)地得到具有SUS444同等以上的耐熱性(熱疲勞性能、抗氧化性)的鐵素體系不銹鋼。因此，本發(fā)明的鋼適合用于汽車排氣系統(tǒng)構(gòu)件。圖1是說明熱疲勞試驗(yàn)片的圖。圖2是說明熱疲勞試驗(yàn)中的溫度、約束條件(restminingconditions)的圖。圖3是表示Cu添加量對(duì)熱疲勞性能的影響的曲線圖。圖4是表示Al添加量對(duì)抗氧化性(氧化增重(weightgainbyoxidation))的影響的曲線圖。圖5是表示Si添加量對(duì)抗水蒸氣氧化性能(氧化增重)的影響的曲線圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明人為了開發(fā)防止現(xiàn)有技術(shù)具有的添加Cu導(dǎo)致抗氧化性降低，不添加Mo、W等昂貴的元素，且抗氧化性和熱疲勞特性均優(yōu)良的鐵素體系不銹鋼而反復(fù)進(jìn)行了深入研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過復(fù)合添加使Nb為0.30.65質(zhì)量％、Cu為1.02.5質(zhì)量％的范圍內(nèi)，能在大范圍的溫度范圍內(nèi)得到高的高溫強(qiáng)度，耐熱疲勞性能得到改善，并且，添加Cu導(dǎo)致的抗氧化性降能通過添加適量的Al(0.21.5質(zhì)量％)來防止，因此，通過首次將Nb、Cu及Al控制在上述適當(dāng)范圍內(nèi)，即使不添加Mo、W，也能得到與SUS444同等以上的耐熱性(熱疲勞性能、抗氧化性)，從而開發(fā)出了本發(fā)明。本發(fā)明人進(jìn)一步對(duì)改善假設(shè)實(shí)際作為排氣歧管等使用的情況那樣含水蒸氣的環(huán)境下的抗氧化性的方法進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過優(yōu)化Si量(0.4~1.0質(zhì)量％)，水蒸氣氣氛中(inwatervapouratmosphere)的抗氧化性(以下，稱為抗水蒸氣氧化特性)也達(dá)到SUS444同等以上，從而開發(fā)出了本發(fā)明。首先，對(duì)為開發(fā)本發(fā)明而進(jìn)行的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說明。在實(shí)驗(yàn)室熔煉以C:0.0050.007質(zhì)量％、N:0.004-0.006質(zhì)量％、Si:0.3質(zhì)量％、Mn:0.4質(zhì)量％、Cr:17質(zhì)量％、Nb:0.45質(zhì)量％、Al:0.35質(zhì)量％的成分組成為基礎(chǔ)并使Cu在0~3質(zhì)量％的范圍內(nèi)變化的鋼，制成50kg的鋼錠，加熱至1170'C后，熱軋制成厚30mmX寬150mm的薄板坯。然后，鍛造該薄板坯，制成截面為35mmX35mm的鋼棒(bar)，在103(TC的溫度下退火后，進(jìn)行機(jī)械加工，制成如圖1所示尺寸的熱疲勞試驗(yàn)片(thermalfatiguetestspecimen)。然后，在如圖2所示的0.35的約束系數(shù)(restraintratio)下，反復(fù)進(jìn)行在100。C-850。C之間加熱和冷卻的熱處理，測(cè)定熱疲勞壽命(thermalfatiguelife)。另外，上述熱疲勞壽命是指，用10(TC下測(cè)出的載荷(load)除以圖1所示的試驗(yàn)片均熱平行部的截面積(crosssection)而算出應(yīng)力(stress)，對(duì)于上述循環(huán)(cyde)的應(yīng)力，應(yīng)力開始連續(xù)降低時(shí)的最小循環(huán)數(shù)。上述熱疲勞壽命與試驗(yàn)片上產(chǎn)生裂紋(crack)的循環(huán)數(shù)相當(dāng)。另外，作為比較，也對(duì)SUS444(Cr:19質(zhì)量。/。-Mo:2質(zhì)量Q/。-Nb:0.5質(zhì)量％鋼)進(jìn)行相同的試驗(yàn)。圖3是表示上述熱疲勞試驗(yàn)的結(jié)果的圖。由該圖可知，通過添加1.0質(zhì)量％以上的01，可以得到與SUS444的熱疲勞壽命(約1100循環(huán))同等以上的熱疲勞壽命，因此，對(duì)于改善熱疲勞性能而言，添加1質(zhì)量％以上的01是有效的。接著，在實(shí)驗(yàn)室熔煉以C:0.006質(zhì)量％、N:0.007質(zhì)量％、Mn:0.4質(zhì)量％、Si:0.3質(zhì)量％、Cr:17質(zhì)量％、Nb:0.49質(zhì)量％、Cu:1.5質(zhì)量％的成分組成為基礎(chǔ)并向其中添加0~2質(zhì)量％范圍內(nèi)的Al的鋼，制成50kg的鋼錠，將該鋼錠進(jìn)行熱軋(hotrolling)、熱軋板退火、冷軋(coldrolling)、完工退火(fmishingannealing),制成板厚2mm的冷軋退火板。從如上述得到的冷軋鋼板上切出30mmX20mm的試驗(yàn)片，在該試驗(yàn)片上部開4mm①的孔，用#320的砂紙(emerypaper)研磨表面及端面，進(jìn)行脫脂后，提供給下述試驗(yàn)。<大氣中的連續(xù)氧化i式驗(yàn)(continuousoxidationtestinair)〉將上述試驗(yàn)片在加熱至95(TC的大氣氣氛的爐中保持300小時(shí)，測(cè)定加熱試驗(yàn)前后試驗(yàn)片的質(zhì)量差，求出每單位面積的氧化增重(g/m2)。圖4是表示大氣氣氛中的氧化試驗(yàn)的氧化增重與Al含量的關(guān)系的圖。由該圖可知，通過添加0.2質(zhì)量％以上的Al，可以得到與SUS444同等以上的抗氧化性(氧化增重27g/n^以下)。接著，在實(shí)驗(yàn)室熔煉以C:0.006質(zhì)量％、N:0.007質(zhì)量％、Mn:0.2質(zhì)量％、Ah0.45質(zhì)量％、Cr:17質(zhì)量％、Nb:0.49質(zhì)量％、Cu:1.5質(zhì)量％的成分組成為基礎(chǔ)并向其中添加1.2質(zhì)量％以下范圍內(nèi)的各種量的Si的鋼，制成50kg的鋼錠，將該鋼錠進(jìn)行熱軋(hotrolling)、熱軋板退火、冷軋(coldrolling)、完工退火(finishingannealing),制成板厚2mm的冷軋退火板。從如上述得到的冷軋鋼板上切出30mmX20mm的試驗(yàn)片，在該試驗(yàn)片上部開4mmO的孔，用#320的砂紙(emerypaper)研磨表面及端面，進(jìn)行脫脂后，提供給下述的水蒸氣氣氛中的連續(xù)氧化試驗(yàn)。<水蒸氣氣氛中的連續(xù)氧化試驗(yàn)>在使維持在60'C的蒸餾水中產(chǎn)生氣泡(bubbling)的由7體積%C02-1體積％02-余量&構(gòu)成的氣體以0.5L/分鐘流動(dòng)的水蒸氣氣氛、且加熱至95(TC的爐中將上述試驗(yàn)片保持300小時(shí)，測(cè)定加熱前后試驗(yàn)片的質(zhì)量差，求出每單位面積的氧化增重(g/m2)。圖5是表示水蒸氣氣氛中的連續(xù)氧化試驗(yàn)的氧化增重與Si含量的關(guān)系的圖。由圖5可知，通過添加0.4質(zhì)量％以上的Si，可以得到與SUS444同等以上的抗水蒸氣氧化性(氧化增重51g/m2以下)。本發(fā)明是基于上述見解進(jìn)一步進(jìn)行研究而完成的。接著，對(duì)本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼的成分組成進(jìn)行說明。C:0.015質(zhì)量％以下C是對(duì)提高鋼的強(qiáng)度有效的元素，但若含量超過0.015質(zhì)量％，則韌性及成形性顯著降低。因此，在本發(fā)明中，使C為0.015質(zhì)量％以下。另外，從確保成形性的觀點(diǎn)出發(fā)，C越低越優(yōu)選，優(yōu)選使其為0.008質(zhì)量％以下。另一方面，為了確保作為排氣系統(tǒng)構(gòu)件的強(qiáng)度，優(yōu)選使C為0.001質(zhì)量％以上，更優(yōu)選在0.0020.008質(zhì)量％的范圍內(nèi)。Si:1.0質(zhì)量％以下Si是作為脫氧材料而添加的元素。為了得到該效果，其含量?jī)?yōu)選為0.05質(zhì)量％以上。并且，雖然本發(fā)明具有提高作為著眼點(diǎn)的抗氧化性的效果，但不能得到Al那樣的效果。另一方面，若過量添加而超過1.0質(zhì)量％，則使加工性降低。因此，使Si的上限為1.0質(zhì)量％。但是，Si是使水蒸氣氣氛中的抗氧化性(抗水蒸氣氧化性)提高的重要元素，如圖5所示，為了得到與SUS444同等的抗水蒸氣氧化特性，需要添加0.4質(zhì)量％以上。因此，對(duì)于重視上述效果的情況，優(yōu)選Si含量為0.4質(zhì)量％以上。更優(yōu)選在0.40.8質(zhì)量％的范圍內(nèi)。Si如上述使抗水蒸氣氧化性提高的原因并不是十分清楚，但認(rèn)為是由于添加0.4質(zhì)量/。以上的Si，因此在鋼板表面連續(xù)生成致密的Si氧化物相，抑制來自外部的氣體成分(H20、C02、02)的侵入，由此抗水蒸氣氧化特性提高。對(duì)于更加嚴(yán)格要求抗水蒸氣氧化性的情況，優(yōu)選使Si為0.5質(zhì)量°/。以上(補(bǔ)充下劃線的部分)。Mn:1.0質(zhì)量％以下Mn是提高鋼的強(qiáng)度的元素，并且，由于其還具有脫氧劑的作用，因此優(yōu)選添加0.05質(zhì)量％以上。但是，若過量添加，則在高溫下容易產(chǎn)生y相，使耐熱性降低。因此，在本發(fā)明中，使Mn為1.0質(zhì)量M以下。優(yōu)選為0.7質(zhì)量％以下。P:0.040質(zhì)量％以下P是使韌性降低的有害元素，因此優(yōu)選盡可能地降低。因此，在本發(fā)明中，使P為0.040質(zhì)量％以下。優(yōu)選為0.030質(zhì)量％以下。S:0.010質(zhì)量％以下S是降低伸長(zhǎng)率、r值，給成形性帶來不良影響，并且使作為不銹鋼的基本特性的耐腐蝕性降低的有害元素，因此優(yōu)選盡可能地減少。因此，在本發(fā)明中，使S為0.010質(zhì)量％以下。優(yōu)選為0.005質(zhì)量％以下。Cr:1623質(zhì)量％Cr是對(duì)使作為不銹鋼的特征的耐腐蝕性、抗氧化性提高有效的重要元素，但若其含量小于16質(zhì)量％，則不能得到充分的抗氧化性。另一方面，Cr是在室溫下使鋼固溶強(qiáng)化、硬質(zhì)化、低延展性化的元素，特別是若添加超過23質(zhì)量％，則上述不良影響變得顯著，因此上限設(shè)為23質(zhì)量％。因此，使Cr為1623質(zhì)量％。更優(yōu)選為16~20質(zhì)量％的范圍。N:0.015質(zhì)量％以下N是使鋼的韌性及成形性降低的元素，若含有超過0.015質(zhì)量％，則上述降低變得明顯。因此，使N為0.015質(zhì)量％以下。另外，從確保韌性、成形性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選盡量降低N，優(yōu)選使其小于0.010質(zhì)量%。Nb:0.30.65質(zhì)量％Nb與C、N形成碳氮化物而固定，是具有提高耐腐蝕性、成形性、焊接部的抗晶界腐蝕性的作用，并且具有使高溫強(qiáng)度上升而提高熱疲勞性能的效果的元素。這樣的效果可以通過添加0.3質(zhì)量％以上的Nb來確認(rèn)。另一方面，添加超過0.65質(zhì)量％時(shí)，Laves相變得容易析出，促進(jìn)脆化。因此，使Nb為0.3~0.65質(zhì)量％的范圍。優(yōu)選為0.40.55質(zhì)量％的范圍。Ti:0.15質(zhì)量％以下Ti與Nb同樣地固定C、N，具有提高耐腐蝕性、成形性、焊接部的抗晶界腐蝕性的作用。但是，上述效果在添加了Nb的本發(fā)明的成分體系中，若超過0.15質(zhì)量％則飽和，并且由于固溶硬化而引起鋼硬質(zhì)化。因此，在本發(fā)明中，使上限為0.15質(zhì)量％。另外，在本發(fā)明中，Ti是不需要特別積極地添加的元素，但Ti與Nb相比容易與N結(jié)合，從而容易形成粗大的TiN。粗大的TiN易成為裂紋產(chǎn)生的起點(diǎn)，使熱軋板的韌性降低。因此，對(duì)于謀求更高韌性的情況，優(yōu)選限制在0.01質(zhì)量％以下。Mo:0.1質(zhì)量％以下Mo是昂貴的元素，從本發(fā)明的宗旨出發(fā)也不積極地進(jìn)行添加。但是，有時(shí)會(huì)混入來自作為原料的廢金屬等的0.1質(zhì)量。/。以下的Mo。因此，使Mo為0.1質(zhì)量％以下。10W:0.1質(zhì)量％以下W與Mo同樣是昂貴的元素，從本發(fā)明的宗旨出發(fā)，也不積極地進(jìn)行添加。但是，有時(shí)會(huì)混入來自作為原料的廢金屬等的0.1質(zhì)量％以下的W。因此，使W為0.1質(zhì)量。/。以下。Cu:1.0-2.5質(zhì)量％Cu是在提高熱疲勞性能方面非常有效的元素。如圖3所示，為了得到與SUS444同等以上的耐熱疲勞性能，需要添加1.0質(zhì)量％以上的Cu。但是，若添加超過2.5質(zhì)量％，則在熱處理后的冷卻時(shí)s-Cu析出而使鋼硬質(zhì)化，并且熱加工時(shí)容易引起脆化。更重要的是，添加Cu，雖然耐熱疲勞性能提高，但鋼本身的抗氧化性反而降低，總體來看，耐熱性降低。雖然該原因不是十分清楚，但可以認(rèn)為是由于Cu在生成的銹皮下面的脫Cr層上富集，從而抑制了使不銹鋼原本的抗氧化性提高的元素Cr的再擴(kuò)散。因此，使Cu為1.0-2.5質(zhì)量％的范圍。更優(yōu)選為1.1~1.8質(zhì)量％的范圍。Al:0.21.5質(zhì)量％Al如圖4所示，是為了提高添加了Cu的鋼的抗氧化性而必不可少的元素。特別是，在作為本發(fā)明目的的、得到與SUS444同等以上的抗氧化性方面，需要添加0.2質(zhì)量％以上。另一方面，若添加超過1.5質(zhì)量％，則鋼硬質(zhì)化而加工性降低，因此使上限為1.5質(zhì)量％。因此，使Al為0.21.5質(zhì)量。/。的范圍。對(duì)于在更高溫度下使用的情況，優(yōu)選使Al為0.3~1.0質(zhì)量％的范圍。另外，Al在高溫下固溶，還是使鋼固溶強(qiáng)化的元素，特別是提高超過800。C的溫度下的強(qiáng)度的效果大。但是如上所述，對(duì)于Si的添加量不充分的情況，侵入鋼中的氣體成分與Al結(jié)合，因而不能作為固溶強(qiáng)化元素有效地發(fā)揮作用。因此，在水蒸氣氣氛中，為了充分發(fā)揮A1的上述效果，優(yōu)選添加0.4質(zhì)量％以上的Si。本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼，在上述必須成分的基礎(chǔ)上，還可以在下述的范圍內(nèi)添加選自B、REM、Zr、V、Co及Ni中的1種或2種以上。B:0.003質(zhì)量％以下B是對(duì)提高加工性、特別是2次加工性有效的元素。該顯著的效果雖然可以通過添加0.0005質(zhì)量％以上的B來得到，但若大量添加而超過0.003質(zhì)量％，則生成BN而使加工性降低。因此，添加B時(shí)，使其為0.003質(zhì)量％以下。更優(yōu)選為0.00050.002質(zhì)量％的范圍。REM:0.08質(zhì)量％以下、Zr:0.5質(zhì)量％以下REM(稀土元素)及Zr均是改善抗氧化性的元素，為了得到該效果，優(yōu)選分別添加0.01質(zhì)量％以上、0.05質(zhì)量％以上。但是，若添加REM超過0.08質(zhì)量％，則使鋼脆化，另外，若添加Zr超過0.50質(zhì)量V。，則Zr金屬間化合物析出，使鋼脆化。因此，添加REM時(shí)使其為0.08質(zhì)量％以下，添加Zr時(shí)使其為0.5質(zhì)量％以下。V:0.5質(zhì)量％以下V是在提高加工性方面有效的元素，特別是，為了得到提高抗氧化性的效果，優(yōu)選添加0.15質(zhì)量％以上。但是，若過量添加至超過0.5質(zhì)量％，則析出粗大的V(C、N)，使鋼板的表面性狀變差。因此，添加V時(shí)，優(yōu)選添加0.50質(zhì)量％以下，更優(yōu)選在0.150.4質(zhì)量％的范圍內(nèi)進(jìn)行添加。Co:0.5質(zhì)量％以下Co是在提高韌性方面有效的元素，優(yōu)選添加0.02質(zhì)量％以上。但是，Co是昂貴的元素，并且，即使添加超過0.5質(zhì)量％，上述效果飽和。因此，添加Co時(shí)優(yōu)選使其為0.5質(zhì)量。/。以下。更優(yōu)選為0.020.2質(zhì)量％的范圍。Ni:0.5質(zhì)量％以下Ni是使韌性提高的元素。為了得到該效果，優(yōu)選為0.05質(zhì)量％以上。但是，Ni是昂貴的，并且是強(qiáng)的Y相形成元素，因此在高溫下生成Y相，使抗氧化性降低。因此，添加Ni時(shí)，優(yōu)選使其為0.5質(zhì)量％以下。更優(yōu)選為0.05~0.4質(zhì)量％的范圍。接著，對(duì)本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼的制造方法進(jìn)行說明。本發(fā)明的不銹鋼的制造方法沒有特別限定，可以優(yōu)選使用鐵素體系不銹鋼的通常的制造方法。例如，優(yōu)選通過轉(zhuǎn)爐、電爐等公知的熔煉爐進(jìn)行熔煉，或者進(jìn)一步經(jīng)澆包精煉、真空精煉等二次精煉，制成具有上述的本發(fā)明的成分組成的鋼，接著，通過連鑄法或鑄錠-開坯法將上述鋼水制成鋼坯(slab)，熱軋成熱軋板，根據(jù)需要實(shí)施熱軋板退火，然后使該熱軋板經(jīng)過酸洗、冷軋、完工退火、酸洗等工序，制成冷軋退火板。上述冷軋也可以進(jìn)行1次或中間夾著退火進(jìn)行2次以上，并且，冷軋、完工退火、酸洗各工序可以反復(fù)進(jìn)行。而且，根據(jù)情況，可以省略熱軋板退火，對(duì)于要求鋼板表面的光澤度的情況，可以在冷軋后或完工退火后實(shí)施表面光軋。另外，優(yōu)選上述熱軋前的鋼坯加熱溫度為1000~1250°C、熱軋板退火溫度為卯0110(TC、完工退火溫度為900112(TC的范圍。如上述操作得到的本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼，之后根據(jù)各種用途實(shí)施切割加工、彎曲加工、沖壓加工等加工，從而作為汽車、摩托車的排氣管、轉(zhuǎn)爐外殼、火力發(fā)電設(shè)備的排氣管道等在高溫環(huán)境下使用的各種排氣系統(tǒng)構(gòu)件。另外，用于上述構(gòu)件的本發(fā)明的不銹鋼并不限于冷軋退火板，也可以使用熱軋板或熱軋退火板，而且可以根據(jù)需要進(jìn)行除銹處理后使用。并且，安裝上述構(gòu)件時(shí)的焊接方法沒有特別的限定，可以使用MIG(金屬極惰性氣體保護(hù)焊，MetalInertGas)、MAG(金屬活性氣體保護(hù)焊，MetalActiveGas)、TIG(鎢極電弧惰性氣體保護(hù)焊，TungstenInertGas)等通常的電弧焊、點(diǎn)焊、電子束焊等電阻焊、以及用于電阻焊的高頻電阻焊、高頻感應(yīng)焊、激光焊等方法。實(shí)施例1通過真空熔煉爐熔煉具有表1-1及表l-2所示成分組成的No.124的鋼，鑄造成50kg的鋼錠，鍛造分割成2塊。然后，將2塊中的1塊鋼錠加熱至117(TC后，熱軋而制成板厚5mm的熱軋板，在102(TC的溫度下進(jìn)行熱軋板退火，酸洗，以及軋制率為60%的冷軋，在103(TC的溫度下進(jìn)行完工退火，以2(TC/秒的平均冷卻速度冷卻，酸洗后制成板厚為2mm的冷軋退火板，提供給下述2種抗氧化試驗(yàn)。另外，作為參考，對(duì)于表1的No.25~28所示的SUS444及WO2003/004714號(hào)小冊(cè)子、日本特開2006-117985號(hào)公報(bào)、日本特開2000-297355號(hào)公報(bào)的發(fā)明，也與上述同樣地制造冷軋退火板，并提供給下述在大氣中的連續(xù)氧化試驗(yàn)及在水蒸氣氣氛中的連續(xù)氧化試驗(yàn)。<大氣中的連續(xù)氧化試驗(yàn)(continuanceoxidationtestinair)>從如上得到的各種冷軋退火板上切出30mmX20mm的樣品，在樣品上部開4mm0)的孔，用弁320的砂紙研磨表面及端面，進(jìn)行脫脂后，懸掛在加熱至95(TC并保持該溫度的大氣氣氛的爐內(nèi)，保持300小時(shí)。試驗(yàn)后，測(cè)定樣品的質(zhì)量，求出與事先測(cè)定的試驗(yàn)前的質(zhì)量的差，算出氧化增重(g/m2)。另外，試驗(yàn)分別實(shí)施2次，通過其平均值來評(píng)價(jià)抗連續(xù)氧化性。<水蒸氣氣氛中的連續(xù)氧化試驗(yàn)(continuanceoxidationtestinwatervapouratmosphere)>從如上得到的各種冷軋退火板上切出30mmX20mm的樣品，在樣品上部開4mmO的孔，用#320的砂紙研磨表面及端面，進(jìn)行脫脂后，在使維持在6(TC的蒸餾水中形成氣泡(bubbling)的由7體積％<:02-1體積％02-余量N2構(gòu)成的氣體以0.5L/分鐘流過的水蒸氣氣氛、并加熱至95(TC的爐中保持300小時(shí)。試驗(yàn)后，測(cè)定樣品的質(zhì)量，求出與事先測(cè)定的試驗(yàn)前的質(zhì)量的差，算出氧化增重(g/m2)。另外，試驗(yàn)分別實(shí)施2次，通過其平均值來評(píng)價(jià)抗連續(xù)氧化性。實(shí)施例2將實(shí)施例1中分割成2塊的50kg鋼錠的另一塊鋼錠加熱至1170°。后，熱軋成厚30mmX寬150mm的薄板坯。然后，鍛造該薄板坯，制成截面為35mmX35mm的鋼棒，在1030°C的溫度下退火后，進(jìn)行機(jī)械加工，加工成圖1所示尺寸的熱疲勞試驗(yàn)片，提供給下述的熱疲勞試驗(yàn)。另外，作為參考例，與實(shí)施例1同樣，對(duì)于WO2003/004714號(hào)小冊(cè)子、日本特幵2006-117985號(hào)公報(bào)、日本特開2000-297355號(hào)公報(bào)的發(fā)明鋼及SUS444,同樣地制造樣品，提供給熱疲勞試驗(yàn)?！礋崞趇式驗(yàn)(thermalfatiguetest)>熱疲勞試驗(yàn)是在0.35的約束系數(shù)下，在IOO'C和85(TC的溫度之間反復(fù)進(jìn)行升溫和冷卻，測(cè)定熱疲勞壽命。此時(shí)，升溫速度(heatingrate)及降溫速度(coolingrate)分別為1(TC/秒，使IOO'C下的保持時(shí)間為2分鐘，85(TC下的保持時(shí)間(holdingtime)為5分鐘。并且，熱疲勞壽命(thermalfatiguelife)是指，用IO(TC下測(cè)出的載荷除以試驗(yàn)片均熱平行部的截面積而算出應(yīng)力，對(duì)于上述循環(huán)的應(yīng)力，應(yīng)力開始連續(xù)降低時(shí)的最小的循環(huán)數(shù)。將上述實(shí)施例1的在大氣中的連續(xù)氧化試驗(yàn)、在水蒸氣氣氛中的連續(xù)氧化試驗(yàn)的結(jié)果及實(shí)施例2的耐熱疲勞性試驗(yàn)的結(jié)果歸納示于表2。由表2可知，適合本發(fā)明的發(fā)明例的鋼均具有與SUS444同等以上的抗氧化特性和耐熱疲勞性能，因而滿足本發(fā)明的目標(biāo)。與此相對(duì)，偏離本發(fā)明范圍的比較例的鋼或現(xiàn)有技術(shù)的參考例的鋼，抗氧化特性和耐熱疲勞性能兩特性不同時(shí)優(yōu)良，因而沒有實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目標(biāo)。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的鋼不僅適合作為汽車等的排氣系統(tǒng)構(gòu)件來使用，而且可以作為要求同樣的特性的火力發(fā)電系統(tǒng)的排氣系統(tǒng)構(gòu)件、固體氧化物類的燃料電池用構(gòu)件來使用。表l一l<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>(注)參考例hWO2003/004714的發(fā)明鋼No.3參考例2:日本特開2006-117985的發(fā)明鋼No.7參考例3:日本特開2000-297355的發(fā)明鋼No.權(quán)利要求1.一種鐵素體系不銹鋼，其特征在于，含有C0.015質(zhì)量％以下、Si1.0質(zhì)量％以下、Mn1.0質(zhì)量％以下、P0.04質(zhì)量％以下、S0.010質(zhì)量％以下、Cr16～23質(zhì)量％、N0.015質(zhì)量％以下、Nb0.3～0.65質(zhì)量％、Ti0.15質(zhì)量％以下、Mo0.1質(zhì)量％以下、W0.1質(zhì)量％以下、Cu1.0～2.5質(zhì)量％、Al0.2～1.5質(zhì)量％，余量由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。2.如權(quán)利要求l所述的鐵素體系不銹鋼，其在所述成分組成的基礎(chǔ)上，含有選自B:0.003質(zhì)量％以下、REM:0.08質(zhì)量％以下、Zr:0.5質(zhì)量％以下、V:0.5質(zhì)量％以下、Co:0.5質(zhì)量。/。以下及Ni:0.5質(zhì)量％以下中的1種或2種以上。3.如權(quán)利要求1或2所述的鐵素體系不銹鋼，其中，Si:0.41.0質(zhì)量％。4.如權(quán)利要求1或2所述的鐵素體系不銹鋼，其中，Si:0.41.0質(zhì)量％，Ti:0.01質(zhì)量％以下。全文摘要本發(fā)明提供不添加Mo、W等昂貴的元素、抗氧化性和耐熱疲勞性能均優(yōu)良的鐵素體系不銹鋼。具體而言，提供一種鐵素體系不銹鋼，含有C0.015質(zhì)量％以下、Si1.0質(zhì)量％以下、Mn1.0質(zhì)量％以下、P0.04質(zhì)量％以下、S0.010質(zhì)量％以下、Cr16～23質(zhì)量％、N0.015質(zhì)量％以下、Nb0.3～0.65質(zhì)量％、Ti0.15質(zhì)量％以下、Mo0.1質(zhì)量％以下、W0.1質(zhì)量％以下、Cu1.0～2.5質(zhì)量％、Al0.2～1.5質(zhì)量％，余量由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。文檔編號(hào)C22C38/54GK101688280SQ200980000514公開日2010年3月31日申請(qǐng)日期2009年3月5日優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日發(fā)明者中村徹之,加藤康,太田裕樹,宇城工,平田知正申請(qǐng)人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社