(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：≦０．０１５％、Ｓｉ：０．０１〜０．５０％、Ｍｎ：０．０１〜０．５０％、Ｐ≦０．０５０％、Ｓ：≦０．０１０％、Ｎ：≦０．０１５％、Ａｌ：０．０１０〜０．１００％、Ｃｒ：１６．５〜２２．５％、Ｎｉ：０．５〜２．０％、Ｓｎ：０．０１〜０．５０％を含有し、
更に、Ｔｉ：０．０３〜０．３０％およびＮｂ：０．０３〜０．３０％の１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物より成ることを特徴とする自動車排気系部材用フェライト系ステンレス鋼。
【請求項２】
質量％で、Ｃ：≦０．０１５％、Ｓｉ：０．０１〜０．５０％、Ｍｎ：０．０１〜０．５０％、Ｐ≦０．０５０％、Ｓ：≦０．０１０％、Ｎ：≦０．０１５％、Ａｌ：０．０１０〜０．１００％、Ｃｒ：１６．５〜２２．５％、Ｎｉ：０．５〜０．７１％、Ｓｎ：０．０１〜０．５０％を含有し、
更に、Ｔｉ：０．０３〜０．３０％およびＮｂ：０．０３〜０．３０％の１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物より成ることを特徴とする自動車排気系部材用フェライト系ステンレス鋼。
【請求項３】
前記鋼を、大気炉中で４００℃×８Ｈｒの加熱処理を施した後、ＪＡＳＯ−Ｍ６０９−９１規定のサイクル腐食試験およびＪＡＳＯ−Ｍ６１１−９２−Ａに規定の凝縮水腐食試験（ただし、試験液のＣｌイオン濃度を１０００ｐｐｍとした点がＪＡＳＯ−Ｍ６１１−Ａと異なる）を行った場合の最大腐食深さを、ＳＵＳ４３６Ｌの最大腐食深さで割った比がいずれも１未満であることを特徴とする請求項１または２に記載の自動車排気系部材用フェライト系ステンレス鋼。
【請求項４】
質量％で、さらにＢ：０．０００２〜０．００５０％を含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の自動車排気系部材用フェライト系ステンレス鋼。
【請求項５】
質量％で、さらにＭｏ：０．０１〜０．５０％、Ｃｕ：０．０１〜０．３５％の１種または２種を含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の自動車排気系部材用フェライト系ステンレス鋼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車排気系部材用の加熱後耐食性に優れた省合金型のフェライト系ステンレス鋼に関する。特に、センターパイプ、マフラー、テイルパイプなど比較的温度条件がマイルドな環境に曝される部品に適し、高価な合金元素であるＭｏを含有させないか或いは可及的に節減しながらも十分な加熱後耐食性を確保できるフェライト系ステンレス鋼材に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気系部品にはフェライト系ステンレス鋼板・鋼管が多用されてきている。たとえば、ＳＵＨ４０９Ｌは、Ｃｒを１１％含有しＣ，ＮをＴｉで固定して溶接部の鋭敏化を防止すると共に優れた加工性を有する鋼種であり、７００℃以下で十分な高温特性を有し、凝縮水腐食に対してもある程度の抵抗性を発揮するため、最も多く用いられている。また、Ｃ，ＮをＴｉで固定しＣｒを１７％含有するＡＩＳＩ４３９や、さらにＭｏを含有させたＳＵＳ４３６Ｊ１ＬやＳＵＳ４３６Ｌなど、耐凝縮水腐食性と塩害耐食性を高めた鋼種も使用されている。
【０００３】
一方、最近のバイオ燃料などの燃料多様化や燃費向上規制などによって自動車排気系材料を取り巻く腐食環境が変化してきている。また、新興国市場では粗悪燃料に起因した排ガス凝縮水の低ｐＨ化が問題視されている。このような状況のもと、より高度の耐食性が必要視されるようになってきている。これに対して、従来の排気系材料の体系からすれば、Ｍｏを含有させて耐食性を高めたＳＵＳ４３６Ｌ等が好適であるとされている。しかしながら、昨今の資源価格高騰の状況においてＭｏは最も高価な合金元素の１つとして知られており、Ｍｏを含まないか或いはＭｏを可及的に節減してＳＵＳ４３６Ｌ以上の耐食性が発揮される新鋼種が待望されている。
【０００４】
このような問題に関して、従来より、いくつかの技術が提示されている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、Ｍｏを含有させない代わりにＣｕ：０．３〜２．０％とＰ：０．０６〜０．５％を複合して含有させることによって１７Ｃｒ−１Ｍｏ鋼相当以上の耐食性を確保した鋼が開示されている。しかしながら、Ｃｕ、Ｐは共に固溶強化元素であるため、これらを多量に含有させることによる加工性劣化が不可避である。排気系部品に適用される素材には、耐食性のみならず加工性も不可欠の要素であるため、この鋼を排気系部材に適用するのは困難である。
【０００６】
また、特許文献２では、Ｍｏを含有させない代わりにＣｕ：０．５〜２．０％とＶ：０．０５〜２．０％を複合させて含有させることによって１７Ｃｒ−０．５Ｍｏ鋼相当以上の耐食性を確保した鋼が開示されている。しかしながら、特許文献１の場合と同様に、Ｃｕは固溶強化元素であるため、多量に含有させることによる加工性劣化が不可避である。また、Ｖは、Ｍｏと同様に高価な合金元素であるとの問題がある。
【０００７】
また、特許文献３では、加工性を確保すべくＳｉ量を低減した上で、加工性を損なわずに耐食性を向上させるＣｏを０．０１〜１．０％含有させて、１８Ｃｒ−Ｍｏ鋼並みの耐食性を確保する鋼が開示されている。しかしながら、Ｃｏの含有量が０．０５％程度の微量で済むのはＣｒが２５％程度も含有される場合であり、Ｃｒ量１８％程度の場合はＣｏ含有量は０．５％程度は必要とされている。ＣｏもＭｏと同様に高価で希少な合金元素であるとの問題がある。
【０００８】
また、特許文献４では、Ｎｉ：０．１〜２．０％、Ｃｕ：０．１〜１．０％の１種以上を合計０．６％以上含有させることによって耐食性を高めてＭｏを含有させないで済む鋼が開示されている。しかしながら、ＳＵＳ４３６Ｌを超える耐食性を得るには２０Ｃｒ−１Ｎｉ程度まで高合金化する必要があり、必ずしもコストが安くならないとの問題がある。また、ＣｕはＭｏよりも鋼を強化する元素であり、少量の含有でも加工性が劣化するとの問題がある。
【０００９】
一方、本発明の省合金という趣旨に近い点で興味深いところでは、従来は殆ど注目されていなかったＳｎ，Ｓｂを合金元素として極く微量だけ含有させることによって鋼材の特性を向上させる技術が開示されている。
【００１０】
例えば、特許文献５では、０．０２〜０．２％のＳｂを含有させることによって耐酸化性を向上させたフェライト系ステンレス鋼が提示されている。特許文献６では、０．００５〜０．１０％のＳｎ、Ｓｂの１種以上含有させることでＰの粒界偏析を防止して硫酸酸洗時の粒界腐食に起因する表面キズが無いフェライト系ステンレス鋼板が提示されている。また、特許文献７では、溶接熱影響部におけるＣｒ炭窒化物起因の粒界腐食を抑制するのに０．５％以下のＳｎの含有が有効であることが提示されている。
【００１１】
しかしながら、これらの技術は本発明で取り扱う排気系部品の加熱後の塩害耐食性、凝縮水耐食性を論じたものではない。
【００１２】
一方、最近になってＳｎ、Ｓｂの耐食性向上効果に着目した新鋼種開発がなされるようになってきた。
【００１３】
例えば、特許文献８ではＳｎ、Ｓｂの１種以上を含有させた耐隙間腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼板が示されている。また、特許文献９でも隙間部からの流れ錆びを抑制するためにＳｎ，Ｓｂを選択元素として含有させるフェライト系ステンレス鋼板が提示されている。
【００１４】
これら技術は、いずれも、隙間腐食を扱ったものである。フェライト系ステンレス鋼において隙間腐食を抑制するには相応の合金元素含有量が必要となる。このため、これら技術では全般的に合金元素含有量が多く、耐食性以外の特性（例えば加工性やコスト）が必ずしも満足できるレベルあるとは言えず、より適正化を図る余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平６−１４５９０６号公報
【特許文献２】特公昭６４−４５７６号公報
【特許文献３】特許第２７５６１９０号公報
【特許文献４】特開２００７−９２１６３号公報
【特許文献５】特開２００５−１４６３４５号公報
【特許文献６】特開平１１−９２８７２号公報
【特許文献７】特開２００２―３８２２１号公報
【特許文献８】特開２００８−１９０００３号公報
【特許文献９】特開２００９−９７０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、Ｍｏを含有させずに、あるいはＭｏを節減して、ＳＵＳ４３６Ｌ（１７Ｃｒ−１．２Ｍｏ系）と同等以上の耐食性と加工性が得られる鋼の提供を目的とするものである。なお、本発明で扱う耐食性は、マフラーなどの比較的低温度領域で使用される排気系部品に要求される一般平面部における凝縮水耐食性と塩害耐食性を対象とし、特に素材が加熱され酸化膜が形成された後の耐食性、すなわち排気系部品の寿命を決定する穴あき腐食の特性、を取り扱うものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは、種々のステンレス鋼材について膨大な塩害腐食試験、凝縮水腐食試験を行ってきた。その結果、適量のＳｎとＮｉを複合添加することによって加熱後耐食性が飛躍的に向上し、その効果はＭｏの効果を上回るとの知見を得た。
【００１８】
本発明は前記知見に基づいて構成したものであり、その要旨は以下の通りである。
（１）質量％で、Ｃ：≦０．０１５％、Ｓｉ：０．０１〜０．５０％、Ｍｎ：０．０１〜０．５０％、Ｐ≦０．０５０％、Ｓ：≦０．０１０％、Ｎ：≦０．０１５％、Ａｌ：０．０１０〜０．１００％、Ｃｒ：１６．５〜２２．５％、Ｎｉ：０．５〜２．０％、Ｓｎ：０．０１〜０．５０％を含有し、
更に、Ｔｉ：０．０３〜０．３０％およびＮｂ：０．０３〜０．３０％の１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物より成ることを特徴とする自動車排気系部材用フェライト系ステンレス鋼。
（２）質量％で、Ｃ：≦０．０１５％、Ｓｉ：０．０１〜０．５０％、Ｍｎ：０．０１〜０．５０％、Ｐ≦０．０５０％、Ｓ：≦０．０１０％、Ｎ：≦０．０１５％、Ａｌ：０．０１０〜０．１００％、Ｃｒ：１６．５〜２２．５％、Ｎｉ：０．５〜０．７１％、Ｓｎ：０．０１〜０．５０％を含有し、
更に、Ｔｉ：０．０３〜０．３０％およびＮｂ：０．０３〜０．３０％の１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物より成ることを特徴とする自動車排気系部材用フェライト系ステンレス鋼。
（３）前記鋼を、大気炉中で４００℃×８Ｈｒの加熱処理を施した後、ＪＡＳＯ−Ｍ６０９−９１規定のサイクル腐食試験およびＪＡＳＯ−Ｍ６１１−９２−Ａに規定の凝縮水腐食試験（ただし、試験液のＣｌイオン濃度を１０００ｐｐｍとした点がＪＡＳＯ−Ｍ６１１−Ａと異なる）を行った場合の最大腐食深さを、ＳＵＳ４３６Ｌの最大腐食深さで割った比がいずれも１未満であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の自動車排気系部材用フェライト系ステンレス鋼。
（４）質量％で、さらにＢ：０．０００２〜０．００５０％を含有することを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の自動車排気系部材用フェライト系ステンレス鋼。
（５）質量％で、さらにＭｏ：０．０１〜０．５０％、Ｃｕ：０．０１〜０．３５％の１種または２種を含有することを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の自動車排気系部材用フェライト系ステンレス鋼。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によって、Ｍｏを含有させずに、あるいはＭｏを節減して、ＳＵＳ４３６Ｌと同等以上の加熱後耐食性と加工性が得られるフェライト系ステンレス鋼を提供できるので、産業上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】加熱後耐食性に及ぼすＭｏ、Ｓｎ、Ｎｉの影響を示した図であり、（ａ）は塩害耐食性、（ｂ）は凝縮水耐食性について示した図である。
【図２】ＳＵＳ４３６Ｌと同等の加工性を確保するためのＳｎ，Ｎｉ含有量の適正領域を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明者らは、耐食性を支配するＣｒの含有量を１７％で固定し、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｎｉの含有量を変化させた鋼板とＳｎとＮｉを共に含有させた鋼板を用いて、４００℃×８Ｈｒの加熱処理後の塩害耐食性と凝縮水耐食性を調査した。塩害耐食性は、ＪＡＳＯ−Ｍ６０９−９１に規定される複合サイクル腐食試験（塩水噴霧：５％ＮａＣｌ噴霧３５℃×２Ｈｒ、乾燥：相対湿度２０％、６０℃×４Ｈｒ、湿潤：相対湿度９０％、５０℃×２Ｈｒの繰り返し）で評価した。凝縮水耐食性はＪＡＳＯ−Ｍ６１１−９２−Ａに準拠した凝縮水腐食試験（ただし腐食液のＣｌイオン濃度を１０００ｐｐｍに変更する点がＪＡＳＯ規格と異なる）で評価した。結果の一例を図１に示す。図１は合金元素含有量と最大腐食深さの関係を示す図であり、（ａ）は塩害腐食、（ｂ）は凝縮水腐食の結果を示す。図１横軸の合金元素含有量とは、図１の脚柱に記されたＭｏ、Ｎｉ、Ｓｎの各含有量を意味する。脚柱の「Ｎｉ＋０．１４％Ｓｎ」とは、Ｓｎ含有量を０．１４％に固定し、Ｎｉの含有量を図１の横軸のように変化させていることを示す。「Ｓｎ＋０．６１％Ｎｉ」も同様である。
【００２２】
図１より、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｎｉは、いずれも耐食性を向上させることが明らかであるが、ＳｎはＭｏに比べて約２．５倍の優れた耐食性向上効果を発現する元素であり、ＮｉはＭｏと同等の耐食性向上効果を発現する元素であることがわかった。このように、Ｎｉ，Ｓｎは単独でもＭｏ代替機能を有すると言えるが、ＮｉとＳｎを共に含有させた場合には、その効果が更に強くなることがわかった。特に、０．１％程度の微量Ｓｎが含有される条件でＮｉを含有させた場合には、単独で含有させる場合よりＮｉ含有量を２／３程度に節減できる。Ｎｉ、Ｓｎは共に固溶強化元素として加工性を劣化させるので、微量Ｓｎ添加によるＮｉ節減は、省資源・合金コスト節減のみならず、加工性の点でもメリットを発生させる。このように、Ｓｎ−Ｎｉ複合添加鋼はＭｏ含有鋼を代替するに十分価値ある鋼種であると評価できた。
【００２３】
このようなＳｎ−Ｎｉ共存効果の発現機構は未解明であるが、Ｓｎ，Ｎｉ共に腐食発生過程では効果のない元素であり、腐食進展過程において活性溶解抑制、再不働態化促進の作用を奏するものと推察される。また、加熱処理によって形成される酸化皮膜を緻密化する作用も関与するものと推察される。このような作用は、初期錆びなどの発銹問題には有用ではないが、穴開き寿命改善には有効であり、外観よりも寿命が重視される排気系部材には絶好の改善手段となり得る。
【００２４】
次に、耐食性調査に用いた素材を使って加工性についても調査した。加工性は、ＪＩＳ  Ｚ２２０１における１３号Ｂ試験片を用いた引張試験を行い、全伸びをもって評価した。結果を図２に示す。図２では、ＳＵＳ４３６Ｌの伸び値（３０．７％）を比較基準として、同等の加工性を確保できるＳｎ，Ｎｉの含有量をマップとして示す。これより、Ｓｎ、Ｎｉ含有量の上限を各々０．５％、２．０％に設定すればよいことがわかった。
【００２５】
以上のことから、Ｓｎ，Ｎｉの適量を複合添加することによって、ＳＵＳ４３６Ｌを代替する排気系材料として実用に供し得ると評価できた。
【００２６】
なお、省合金の目的からは逆行するが、さらなる耐食性向上を求めて少量のＭｏ、Ｃｕを含有させても良い。ただし、Ｍｏ，Ｃｕの耐食性向上効果はＳｎ−Ｎｉ共存効果には及ばないので、Ｓｎ−Ｎｉより優先的に含有させるものではない。また、Ｍｏ，Ｃｕの含有によって合金コストのみならず加工性や製造性も劣化する点に配慮する必要がある。Ｃｕについては０．３５％を上限とし、Ｍｏは０．５０％を上限とするのが良い。
【００２７】
以下、本発明における合金元素の作用とその含有量の限定理由について詳述する。
【００２８】
Ｃ、Ｎ：ＣおよびＮは、溶接熱影響部における粒界腐食の原因となる元素であり、加熱後耐食性をも劣化させる。また、冷間加工性を劣化させる。このため、Ｃ，Ｎの含有量は可及的低レベルに制限すべきであり、Ｃ、Ｎの上限は０．０１５％とするのが望ましく、より望ましくは０．０１０％である。
【００２９】
Ｓｉ：Ｓｉは加熱後耐食性を向上させる作用を有するので０．０１％以上を含有させるが、加工性を劣化させるため多量に含有させるべきではなく上限を０．５０％に制限するのがよい。望ましくは０．０５〜０．３０％である。
【００３０】
Ｍｎ：Ｍｎも加熱後耐食性を向上させる作用を有するので、０．０１％以上を含有させるが、加工性を劣化させるため多量に含有させるべきではなく上限を０．５０％に制限するのがよい。望ましくは０．０５〜０．３０％である。
【００３１】
Ｐ：加工性を劣化させる元素である。このため、Ｐの含有量は可及的低レベルが望ましい。許容可能な含有量の上限を０．０５０％とする。望ましいＰの上限値は０．０３０％である。
【００３２】
Ｓ：加熱後耐食性を劣化させる元素であるため、Ｓの含有量は可及的低レベルが望ましい。許容可能な含有量の上限を０．０１０％とする。望ましいＳ含有量の上限値は０．００５０％であり、さらに望ましくは０．００３０％である。
【００３３】
Ｃｒ：加熱後耐食性を確保する基本的元素であり適量の含有が必須であり、Ｃｒ含有量の下限を１６．５％とする必要がある。一方、加工性を劣化させる元素であることと合金コスト抑制の観点から上限含有量を２２．５％に設定するのがよい。望ましくは１６．８〜１９．５％である。
【００３４】
Ａｌ：Ａｌは脱酸元素として有用であり、加熱後耐食性を向上させる作用を有するので０．０１０％以上を含有させるが、加工性を劣化させるため多量に含有させるべきではなく上限を０．１００％に制限するのがよい。望ましくは０．０２０〜０．０６０％である。
【００３５】
本発明においては、Ｔｉ及びＮｂの１種又は２種を含有する。
【００３６】
Ｔｉ：ＴｉはＣ，Ｎを炭窒化物として固定して粒界腐食を抑制する作用を有する。このため０．０３％を下限として含有させるが、過剰に含有させても効果は飽和し加工性を損なうため、含有量の上限を０．３０％とする。なお、Ｔｉの適正含有量としてＣ，Ｎ合計含有量の５倍量以上かつ３０倍量以下が望ましい。
【００３７】
Ｎｂ：Ｔｉと同様に、ＮｂはＣ，Ｎを炭窒化物として固定して粒界腐食を抑制する作用を有するので０．０３％を下限として含有させるが、過剰に含有させると加工性を損なうため含有量の上限を０．３０％とする。望ましくは０．０３〜０．１０％である。
【００３８】
Ｓｎ：Ｓｎは微量で加熱後耐食性を大幅に改善する元素として極めて有用であり、本発明を構成する基本的合金元素である。含有量の下限は０．０１％とする。望ましくは０．０５％を下限とするのが良い。一方、Ｓｎは加工性を劣化させる元素であり、溶接部靭性も劣化させるため、０．５％を超える含有は望ましくない。
【００３９】
Ｎｉ：Ｓｎと複合添加することで比較的少量で加熱後耐食性を大幅改善する元素として、極めて有用であり、本発明を構成する基本的合金元素である。含有量の下限は０．５％とする。一方、含有量が多すぎるとマルテンサイト組織が出現して硬化するため、含有量の上限を２．０％とする。望ましくは１．５％とするのが良く、さらに望ましくは１．０％とするのが良い。
【００４０】
Ｂ：Ｓｎの粒界偏析を抑制して粒界強度低下による２次加工脆化や熱間加工性劣化を防止するのに有用な元素であり、加熱後耐食性には影響を与えない元素である。このため必要に応じて０．０００２％を下限として含有させるが、０．００５０％を超えるとかえって熱間加工性が劣化するので、上限を０．００５０％とするのが良い。望ましくは０．０００４〜０．００１５％である。
【００４１】
Ｍｏ：省合金、低コストの観点からは逆行するが、究極の加熱後耐食性を追及する場合に微量の範囲で含有させても良い。含有させる場合の含有量の下限は０．０１％とする。これによってＳＵＳ４３６Ｌの加熱後耐食性を越えることがより容易になる。また、加工性が劣化しない範囲で含有量は必要最小限に留める必要があるので、含有量の上限を０．５％とする。望ましくは０．３％、より望ましくは０．２％を上限とするのが良い。
【００４２】
Ｃｕ：Ｍｏと同様に、省合金、低コストの観点からは逆行するが、究極の加熱後耐食性を追及する場合に微量の範囲で含有させても良い。含有させる場合の含有量の下限は、０．０１％とする。これによってＳＵＳ４３６Ｌの加熱後耐食性を越えることがより容易になる。また、加工性が劣化しない範囲で含有量は必要最小限に留める必要があるので、含有量の上限を０．３５％とする。望ましくは０．１０〜０．３０％である。
【００４３】
前記組成のフェライト系ステンレス鋼は、転炉や電気炉などで溶製、精錬された鋼片を熱間圧延、酸洗、冷延、焼鈍、仕上酸洗等を施す通常の排気系部材用ステンレス鋼板の製造方法によって鋼板として製造される。また、この鋼板を素材として電気抵抗溶接、ＴＩＧ溶接、レーザー溶接などの通常の排気系部材用ステンレス鋼管の製造方法によって溶接管として製造される。
【００４４】
このようにして製造されるフェライト系ステンレス鋼板は、加工性の点からＳＵＳ４３６Ｊ１Ｌよりも優れることが望ましく、全伸びが３０．７％以上であることが望ましい。全伸びはＪＩＳＺ２２０１に規定される引張試験によって求められる。本発明の成分を含有し、常法を用いてステンレス鋼板を製造することにより、全伸びを良好範囲とすることができる。
【００４５】
本発明で規定する加熱後耐食性とは、大気雰囲気において４００℃で８時間保定された平板腐食試験片をＪＡＳＯ−Ｍ６０９−９１に規定される複合サイクル腐食試験、およびＪＡＳＯ−Ｍ６１１−９２−Ａに準拠した凝縮水腐食試験（ただし腐食液のＣｌイオン濃度を１０００ｐｐｍに変更する点がＪＡＳＯ規格と異なる）に供して得られる最大腐食深さを以って評価するものであり、比較基準のＳＵＳ４３６Ｌの最大腐食深さとの比較によって優劣を評価するものである。
【００４６】
腐食試験前に大気雰囲気で加熱処理を施すのは、実車の排気系部材が遭遇する条件（すなわち排ガスの高温によって酸化皮膜が形成される）を取り込む必要があるからである。この酸化皮膜は、皮膜／地鉄界面のＣｒ濃度に影響を与えると共に、皮膜の環境物質遮断機能として作用する。このため酸化皮膜形成処理を行わないと実車における排気系部材の腐食特性を模擬できず正当な評価に至らない。本発明で用いたＳｎ，Ｎｉは、地鉄の耐食性を向上させるのみならず、酸化膜の成長挙動や緻密性などの酸化膜の腐食物質遮断効果にも寄与する結果として加熱後耐食性を向上させる作用を奏すと推察される。
【００４７】
なお、凝縮水腐食試験においてＣｌイオン濃度を１０００ｐｐｍとした理由は、ＪＡＳＯ規格どおりのＣｌイオン濃度１００ｐｐｍではＳＵＳ４３６Ｌクラスのステンレス鋼は殆ど腐食せず、実車の腐食トラブルとの乖離がある。このため、実車で生じた腐食事例を元に過酷条件として設定したものである。
【実施例】
【００４８】
実施例に基づいて、本発明をより詳細に説明する。
【００４９】
表１に示す組成のステンレス鋼を１５０ｋｇ真空溶解炉で溶製し、５０ｋｇ鋼塊に鋳造した後、熱延−熱延板焼鈍−酸洗−冷延−焼鈍−仕上酸洗の工程を通して板厚１．２ｍｍの鋼板を作製した。熱延板の作製条件としては、素材厚み：９０ｍｍ、加熱温度：１１６０℃、９パスで板厚３．２ｍｍまで圧延し水冷した。熱延板焼鈍は９４０℃×３分、空冷で処理した。冷延板の作製条件としては、素材厚：３．２ｍｍ、仕上厚：１．０ｍｍとした。焼鈍は９２０℃×１分、空冷で処理した。熱延板酸洗は、ショットブラストを施した後に硫酸酸洗とした。仕上酸洗は、硝ふっ酸酸洗とした。表１において、本発明範囲から外れる成分値にアンダーラインを付している。
【００５０】
この鋼板より腐食試験片を採取し試験面を＃６００エメリー研磨して、塩害環境を模擬したＪＡＳＯ−Ｍ６０９−９１規定のサイクル腐食試験（（塩水噴霧：５％ＮａＣｌ噴霧３５℃×２Ｈｒ、乾燥：相対湿度２０％、６０℃×４Ｈｒ、湿潤：相対湿度９０％、５０℃×２Ｈｒの繰り返し）およびＪＡＳＯ−Ｍ６１１−９２−Ａに規定の凝縮水腐食試験（ただし、試験液のＣｌイオン濃度を１０００ｐｐｍとした点がＪＡＳＯ−Ｍ６１１−Ａと異なる）、を行った。いずれの試験においても、供試前に大気炉中で４００℃×８Ｈｒの加熱処理を施した。腐食試験終了後のサンプルは、脱錆処理を施した後、顕微鏡焦点深度法によって最大腐食深さを求めた。また、腐食試験と並行して、加工性を評価するためにＪＩＳ  Ｚ２２０１における１３号Ｂ試験片を用いた引張試験を行い、各供試材の板長さ方向の全伸びを評価した。最大腐食深さはＳＵＳ４３６Ｌの最大腐食深さとの比が１未満を本発明例とした。加工性はＳＵＳ４３６Ｌの伸び値である３０．７％以上を本発明例とした。
【００５１】
試験結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
0005586279.tif 000002
【００５３】
本発明では、ＳＵＳ４３６Ｌと同等以上の加熱後耐食性向上を目標としており、表１では候補材の最大腐食深さの値とＳＵＳ４３６Ｌの最大腐食深さに対する比を示した。
【００５４】
比較例Ｎｏ．１０１がＳＵＳ４３６Ｌである。
【００５５】
比較例Ｎｏ．１０２は、Ｃｒ含有量が少な過ぎるため十分な耐食性が得られない。比較例Ｎｏ．１０３〜１０９ではＮｉ含有量が、比較例Ｎｏ．１１０〜１１２ではＳｎ含有量が、比較例Ｎｏ．１１３〜１１４ではＳｎおよびＮｉの含有量が、それぞれ本発明の適正範囲から逸脱しており加熱後耐食性が不十分である。比較例Ｎｏ．１１５〜１１７では、ＳｎあるいはＮｉの含有量が多すぎるため、伸び値がＳＵＳ４３６Ｌの値より低く加工性が不十分である。
【００５６】
一方、本発明Ｎｏ．１〜１７では、合金元素の含有量が適正であり、加熱後耐食性、加工性ともにＳＵＳ４３６Ｌと同等以上の充分に満足すべき値が得られた。
【図１】
0005586279.tif 000003
【図２】
0005586279.tif 000004