(57)【要約】【課題】潜熱回収型熱交換器のフィン、パイプ等の素材として好適であって、ろう付け性および耐食性に優れていて、安価なステンレス鋼を提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．１超〜１％、Ｍｎ：２％以下、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｃｒ：１２〜２０％、Ｎｂ：７×（Ｃ＋Ｎ）＋０．１５〜０．８０％、Ｎ：０．０３％以下、Ｔｉ：０．０２％以下およびＡｌ：０．０２％以下を含み、Ｔｉ＋Ａｌ≦０．０２％を満たす、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる、潜熱回収型熱交換器フィン用のフェライト系ステンレス鋼。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．１超〜１％、Ｍｎ：２％以下、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｃｒ：１２〜２０％、Ｎｂ：７×（Ｃ＋Ｎ）＋０．１５〜０．８０％、Ｎ：０．０３％以下、Ｔｉ：０．０２％以下およびＡｌ：０．０２％以下を含み、Ｔｉ＋Ａｌ≦０．０２％を満たす、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる、ろう付け性および耐食性に優れる、潜熱回収型熱交換器フィン用のフェライト系ステンレス鋼。
【請求項２】
さらに、質量％で、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｖ、ＷおよびＣｏのうち１種以上を合計で４％以下を含有する、請求項１記載の潜熱回収型熱交換器フィン用のフェライト系ステンレス鋼。
【請求項３】
さらに、さらに、質量％で、Ｍｏ：２．５％以下、Ｎｉ：３％以下、Ｃｕ：０．３０〜０．８０％、Ｖ：１％以下、Ｗ：１％以下、Ｃｏ：１％以下のうち１種以上を合計で３％以下を含有する、請求項１または２に記載の潜熱回収型熱交換器フィン用のフェライト系ステンレス鋼。
【請求項４】
さらに、質量％で、ＲＥＭ（希土類元素）およびＣａのうち１種以上を合計で０．２％以下を含有する、請求項１〜３のいずれかに記載の潜熱回収型熱交換器フィン用のフェライト系ステンレス鋼。
【請求項５】
質量％で、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．１超〜１％、Ｍｎ：２％以下、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｃｒ：１６〜２０％、Ｍｏ：１〜３％、Ｎｂ：７×（Ｃ＋Ｎ）＋０．１５〜０．８０％、Ｎ：０．０３％以下、Ｔｉ：０．０２％以下およびＡｌ：０．０２％以下を含み、Ｔｉ＋Ａｌ≦０．０２％を満たす、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる、ろう付け性および耐食性に優れる、潜熱回収型熱交換器パイプ用のフェライト系ステンレス鋼。
【請求項６】
さらに、質量％で、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｖ、ＷおよびＣｏのうち１種以上を合計で４％以下を含有する、請求項５記載の潜熱回収型熱交換器パイプ用のフェライト系ステンレス鋼。
【請求項７】
さらに、Ｎｉ：３％以下、Ｃｕ：０．８０以下、Ｖ：１％以下、Ｗ：１％以下、Ｃｏ：１％以下のうち１種以上を合計で３％以下を含有する、請求項５または６に記載の潜熱回収型熱交換器パイプ用のフェライト系ステンレス鋼。
【請求項８】
さらに、質量％で、ＲＥＭ（希土類元素）およびＣａのうち１種以上を合計で０．２％以下を含有する、請求項５〜７のいずれかに記載の潜熱回収型熱交換器パイプ用の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、潜熱回収型熱交換器用のステンレス鋼に関する。特に、潜熱回収型熱交換器におけるフィンまたはパイプに適用されるステンレス鋼に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器は、燃焼ガスの熱を流体に加えて加熱に用いる機器であり、ボイラーから家庭用給湯器まで様々な用途で利用されている。熱交換器の主な構成部材は、筐体、パイプ、フィンである。
【０００３】
近年、潜熱回収型熱交換器が給湯器等に適用されている。潜熱回収型熱交換器は、従来の熱交換器（一次熱交換器）により燃焼熱を流体に与えることに加えて、一次熱交換器で使用した後の排ガスの熱を二次熱交換器で回収する。その結果、流体の加熱に利用される燃焼ガスの熱効率が大幅に向上する。具体的には、例えば、特許文献１のように、二次熱交換器において被加熱流体が流れるパイプに燃焼排ガスを接触させる。燃焼排ガスに含まれる水分が凝集して水滴となる過程で潜熱が生じて、この潜熱により被加熱流体が加熱される。その後、当該被加熱流体は、一次熱交換器に搬送され、パイプ内を流れる過程でガスバーナの燃焼熱により所定温度まで加熱される。
【０００４】
従来、熱交換器の筐体、パイプ、フィンなどの構成材料として、銅が使用されている。銅は、熱伝導性が高い材料であるから、良好な熱交換性能が得られる。さらに、銅は、ろう付け性や加工性が良好であるから、熱交換器の製造においても好都合である。しかしながら、銅は、高価であることが欠点である。製品価格を低減させるため、銅に代わる安価な材料の使用が求められている。
【０００５】
また、熱伝導性の向上や材料費の節約にとって、部材の薄肉化が要望されている。この点で、銅の機械的強度が低いため、薄肉により変形する恐れがあり、使用可能な板厚に限度がある。
【０００６】
そこで、銅の代替として、耐食性に優れるステンレス鋼の適用が検討されている。ステンレス鋼は、銅に比べて熱伝導率の低い材料である。しかし、銅よりも機械的強度が高く、薄肉部材として使用できるので、熱交換器に必要な熱伝導性を確保することが可能である。
【０００７】
一次熱交換器の部材は、主に燃焼ガスによる高温の酸化性雰囲気に曝されるため、耐熱性および耐高温酸化性が要求される。また、薄板を用いてプレス成形を行い、所定形状の部材を作製するため、素材には良好な加工性が求められる。
【０００８】
二次熱交換器は、一次熱交換器側の燃焼に使用された排ガスが、被加熱流体のパイプに接触して凝縮する過程で、被加熱流体に熱が付与される。潜熱を回収する過程で生成する燃焼排ガスの凝縮水中には、濃縮された硝酸イオンや塩素イオンが含まれている。そのため、二次熱交換器側の部材には、硝酸イオンや塩素イオンを含む環境における耐食性が求められる。
【０００９】
二次熱交換器側では、燃焼排ガス中の水蒸気が凝縮し、凝縮水が生成される。この凝縮水には硝酸イオンが多く含まれ、ｐＨ３以下の酸性水である。そのため、凝縮水と接触する二次熱交換器の筐体、パイプ、フィン等の部材は、弱酸性域での耐食性が重視される。そのため、従来、オーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３１６Ｌが使用されている。しかし、ＳＵＳ３１６Ｌは、このような凝縮水環境での耐食性を有しているものの、ＮｉやＭｏを多く含有しており、高価な材料である。潜熱回収型熱交換器の素材として、さらなる材料コストの低減が求められている。
【００１０】
ところで、凝縮水中に含まれる成分は、硝酸イオンが主成分である。ステンレス鋼では孔食のように一部の領域で腐食が発生することがある。本用途に適用する場合、孔食により貫通孔が発生すると、パイプ内の水の漏洩や、筐体からの燃焼ガスの漏洩が問題になる。孔食の発生要因は、ハロゲンイオンであるから、潜熱回収型熱交換器においては、凝縮水中の塩素イオンにより孔食が引き起こされる可能性がある。また、この塩素イオンは、燃焼排ガスに含まれることに加えて、外部環境（外気）からの混入もあり得る。例えば、海浜地区など塩害の多い地域では、凝縮水中に塩素イオンが濃縮する量も多くなると考えられる。
【００１１】
特許文献１、２は、潜熱回収型熱交換器において特定のフェライト系ステンレス鋼を適用することが提案されている。特許文献１は、パイプとフィンの構成材料として、ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３６Ｊ１、ＳＵＳ４３６Ｌ，ＳＵＳ４４４の３種を提案している。また、特許文献２は、Ｃｒ＋Ｍｏ＋１０Ｔｉ≧１８、Ｓｉ＋Ｃｕ≦０．５を満たす組成範囲を提案している。特許文献３、４は、熱交換器部材のろう付けに供されるフェライト系ステンレス鋼が記載されている。しかし、潜熱回収型交換器の用途においては、さらに材料コストの低減、ろう付け性などの特性が求められている。
【００１２】
また、熱交換器は、パイプやフィンの接合を行う場合、機械的な継手による接合、溶接による接合、ろう付けによる接合などの種々の方法が用いられる。小型熱交換器の製造においては、Ｎｉろう付けまたはＣｕろう付けが多用される。ろう付けは、真空あるいは水素雰囲気のような還元性雰囲気中で、１０００℃以上の温度に保持して行われる。この条件下では、ステンレス鋼の不動態皮膜が還元されるとともに、ろう材が溶融し、ステンレス鋼の表面を拡がることにより、ろう付けが行われる。特に、熱交換器のパイプとフィンあるいは熱交換器筐体との接合においては、パイプ全周でろう材を拡げ、フィンあるいは熱交換器筐体との隙間を埋める必要であり、ろう材の拡がる距離が大きくなること、さらに筐体の形状によって、加工性、ろう付け性に優れるオーステナイト系ステンレス鋼を適用した場合、オーステナイト系ステンレス鋼側にろうが広がり、フェライト系ステンレス鋼側にはろうが広がらない場合もあり得ることから、熱交換器のパイプやフィンには十分なろう付け性を備えることが求められる。
【００１３】
特許文献１は、ろう付け性を高めるために必要な成分に関する知見が開示されていない。特許文献２は、耐食性を改良したフェライト系ステンレス鋼が記載されているが、ろう付け性に関する効果は記載されていない。特許文献３、４は、ろう付け性が良好なフェライト系ステンレス鋼を提案している。特許文献３は、ろう付け時のフェライト結晶粒の粗大化を抑制するため、組成範囲を規定し、ＴｉとＡｌの合計含有量を０．０３〜０．４質量％以下としている。特許文献４は、Ａｌ、Ｔｉの酸化皮膜がろう材のぬれ性を低下させることから、ＡｌとＴｉを０．０３質量％以下に制限している。しかし、ろう付け炉による工業生産におけるパイプとフィンあるいは熱交換器筐体との接合においては、このレベルでのＴｉとＡｌ含有量では十分なろう付け性が得られないことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−１０６９７０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１８４７３１号公報
【特許文献３】特開２００９−２９９１８２号公報
【特許文献４】特開２０１１−１５７６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記のとおり、潜熱回収型熱交換器におけるフィン、パイプ等の部材においては、ろう付け性および耐食性に優れるフェライト系ステンレス鋼が求められていた。本発明は、この事情に鑑み、潜熱回収型熱交換器のフィン、パイプ等の素材として好適であって、ろう付け性および耐食性に優れていて、安価なステンレス鋼を提供することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、上記課題を解決するため検討した結果、フェライト系ステンレス鋼に含まれるＡｌ、Ｔｉの含有量をさらに制限することにより、工業的なろう付け炉により量産する場合であっても、良好なろう付け性と耐食性が得られることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて、潜熱回収型熱交換器のフィン、パイプ等の使用に適したフィライト系ステンレス鋼を提供するものであり、具体的には、以下のものを提供する。
【００１７】
（１）本発明は、質量％で、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．１超〜１％、Ｍｎ：２％以下、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｃｒ：１２〜２０％、Ｎｂ：７×（Ｃ＋Ｎ）＋０．１５〜０．８０％、Ｎ：０．０３％以下、Ｔｉ：０．０２％以下およびＡｌ：０．０２％以下を含み、Ｔｉ＋Ａｌ≦０．０２％を満たす、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる、ろう付け性および耐食性に優れる、潜熱回収型熱交換器フィン用のフェライト系ステンレス鋼である。
【００１８】
（２）本発明は、さらに、質量％で、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｖ、ＷおよびＣｏのうち１種以上を合計で４％以下を含有する、上記（１）記載の潜熱回収型熱交換器フィン用のフェライト系ステンレス鋼である。
【００１９】
（３）本発明は、さらに、質量％で、Ｍｏ：２．５％以下、Ｎｉ：３％以下、Ｃｕ：０．３０〜０．８０％、Ｖ：１％以下、Ｗ：１％以下、Ｃｏ：１％以下のうち１種以上を合計で３％以下を含有する、上記（１）または（２）に記載の潜熱回収型熱交換器フィン用のフェライト系ステンレス鋼である。
【００２０】
（４）本発明は、さらに、質量％で、ＲＥＭ（希土類元素）およびＣａのうち１種以上を合計で０．２％以下を含有する、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の潜熱回収型熱交換器フィン用のフェライト系ステンレス鋼である。
【００２１】
（５）本発明は、質量％で、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．１超〜１％、Ｍｎ：２％以下、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｃｒ：１６〜２０％、Ｍｏ：１〜３％、Ｎｂ：７×（Ｃ＋Ｎ）＋０．１５〜０．８０％、Ｎ：０．０３％以下、Ｔｉ：０．０２％以下およびＡｌ：０．０２％以下、を含み、Ｔｉ＋Ａｌ≦０．０２％を満たす、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる、ろう付け性および耐食性に優れる、潜熱回収型熱交換器パイプ用のフェライト系ステンレス鋼である。
【００２２】
（６）本発明は、さらに、質量％で、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｖ、ＷおよびＣｏのうち１種以上を合計で４％以下を含有する、上記（５）記載の潜熱回収型熱交換器パイプ用のフェライト系ステンレス鋼である。
【００２３】
（７）本発明は、さらに、質量％で、Ｎｉ：３％以下、Ｃｕ：０．８０％以下、Ｖ：１％以下、Ｗ：１％以下、Ｃｏ：１％以下のうち１種以上を合計で３％以下を含有する、上記（５）または（６）に記載の潜熱回収型熱交換器パイプ用のフェライト系ステンレス鋼である。
【００２４】
（８）本発明は、さらに、質量％で、ＲＥＭ（希土類元素）およびＣａのうち１種以上を合計で０．２％以下を含有する、上記（５）〜（７）のいずれかに記載の潜熱回収型熱交換器パイプ用のフェライト系ステンレス鋼である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、潜熱回収型熱交換器において良好なろう付け性および耐食性を備えたフィン、パイプ等の部材を、低コストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例の、ろう付け性評価方法で使用される試験片を示す図である。
【図２】図１の試験片において、ろうの隙間充填長さを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（Ｉ）本実施形態に係るステンレス鋼は、潜熱回収型熱交換器のフィンの素材に適したフェライト系ステンレス鋼であり、具体的には、以下の成分を含有する。なお、「質量％」は、断らない限り、以下、「％」で表示することにする。
【００２８】
Ｃ、Ｎは、ステンレス鋼中に不可避的に含まれる成分である。Ｃ含有量およびＮ含有量を低減すると、炭化物、窒化物の生成が少なくなり、溶接性および溶接部の耐食性が向上する。しかし、低減させるための精錬時間が長くなり、ステンレス鋼製造のコスト上昇を招くことから、Ｃ含有量は、０．０３％以下とし、Ｎ含有量は、０．０３％以下とした。
【００２９】
Ｓｉは、ステンレス鋼の脱酸剤として添加される。０．１％超で含有することが好ましい。しかし、過剰のＳｉ含有量は、フェライト相を硬質化させ、加工性や靱性を劣化させる要因になることから、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼は、上限を１％とした。
【００３０】
Ｍｎは、ステンレス鋼に不純物として含まれている硫黄（Ｓ）と結合し、化学的に不安定な硫化物であるＭｎＳを形成して耐食性を低下させる。そのため、Ｍｎ含有量は、低いほど好ましく、２％を上限とした。
【００３１】
Ｐは、母材およびろう付け部の靱性を損なうので、低いことが望ましい。ただし、Ｃｒ含有鋼の溶製では、精錬による脱りんが困難であるから、Ｐ含有量を微量レベルまで低下させるには、原料選定などで過剰なコスト増加を伴う。そのため、Ｐ含有量は、０．０５％以下とした。
【００３２】
Ｓは、孔食の起点となりやすいＭｎＳを形成し、耐食性を阻害する元素である。また、ろう付け部の高温割れを引き起こすので、Ｓ含有量は、低いほど好ましく、０．０３％以下とした。
【００３３】
Ｃｒは、不動態皮膜の主要構成元素であり、耐孔食性や耐隙間腐食性などの局部耐食性の向上をもたらす。しかし、Ｃｒ含有量が多くなると、Ｃ、Ｎを低減させることが難しくなり、機械的性質や靱性を損ねるとともに、コストを増大させる要因となる。そのため、Ｃｒ含有量は、１２〜２０％とした。１６〜２０％が好ましく、１８〜２０％がより好ましい。
【００３４】
Ｎｂは、Ｃ、Ｎを固定し、ステンレス鋼で問題となる粒界腐食を防止するのに有効な元素である。その効果を十分に発揮するには、Ｃ＋Ｎの合計量の７倍に加えて０．１５％以上のＮｂ含有量が好ましい。他方、過剰に添加すると、ステンレス鋼を硬質化させるため、Ｎｂ含有量は、０．８０％以下が好ましい。
【００３５】
Ｔｉは、Ｃ、Ｎを固定し、ステンレス鋼で問題となる粒界腐食を防止するための有効な元素である。しかし、非常に酸化しやすい元素であるから、高真空や低露点の水素雰囲気中でも容易にＴｉの酸化皮膜を形成し、ろう付け性を低下させる。そのため、不純物として混入するＴｉ含有量は、０．０２％以下に制限した。
【００３６】
Ａｌは、脱酸剤として用いられる。Ｔｉと同様に非常に酸化しやすい元素であるから、高真空や低露点の水素雰囲気中でも容易にＡｌの酸化皮膜を形成し、ろう付け性を低下させる。そのため、Ａｌを用いずに脱酸をするか、あるいは、Ａｌ脱酸をする場合には鋼中に残留するＡｌ含有量を０．０２％以下に制限した。さらに、ＡｌおよびＴｉの含有量をＴｉ＋Ａｌ≦０．０２％に制限した。
【００３７】
Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｖ、Ｗ、Ｃｏは、Ｃｒとともに耐食性レベルを向上させるための有効な元素であり、用途に応じて適切な量の添加を行ってよい。これらの添加量は、合計で４％以下が好ましい。加工性や靭性、製造コストの観点から、Ｍｏ含有量は２．５％以下、Ｎｉ含有量は３％以下、Ｃｕ含有量：０．３０〜０．８０％以下、Ｖ含有量は１％以下、Ｗ含有量は１％以下、Ｃｏ含有量は１％以下で、これら合計で３％以下に調整することがより好ましい。
【００３８】
ＲＥＭ（希土類元素）またはＣａは、熱間加工性の改善のために添加してもよい。これらの添加量は、合計で０．２％以下が好ましい。
【００３９】
（ＩＩ）本実施形態に係るステンレス鋼は、潜熱回収型熱交換器のパイプの素材に適したフェライト系ステンレス鋼であり、具体的には、以下の成分を含有する。なお、「質量％」は、断らない限り、以下、「％」で表示することにする。
【００４０】
Ｃ、Ｎは、ステンレス鋼中に不可避的に含まれる成分である。Ｃ含有量およびＮ含有量を低減すると、炭化物、窒化物の生成が少なくなり、溶接性および溶接部の耐食性が向上する。しかし、低減させるための精錬時間が長くなり、ステンレス鋼製造のコスト上昇を招くから、Ｃ含有量は、０．０３％以下とし、Ｎ含有量は、０．０３％以下とした。
【００４１】
Ｓｉは、ステンレス鋼の脱酸剤として添加される。０．１％超で含有することが好ましい。しかし、過剰のＳｉ含有量は、フェライト相を硬質化させ、加工性や靱性を劣化させる要因になることから、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼は、上限を１％とした。
【００４２】
Ｍｎは、ステンレス鋼に不純物として含まれている硫黄（Ｓ）と結合し、化学的に不安定な硫化物であるＭｎＳを形成して耐食性を低下させる。そのため、Ｍｎ含有量は、低いほど好ましく、２％を上限とした。
【００４３】
Ｐは、母材およびろう付け部の靱性を損なうので、低いことが望ましい。ただし、Ｃｒ含有鋼の溶製では、精錬による脱りんが困難であるから、Ｐ含有量を微量レベルまで低下させるには、原料選定などで過剰なコスト増加を伴う。そのため、Ｐ含有量は、０．０５％以下とした。
【００４４】
Ｓは、孔食の起点となりやすいＭｎＳを形成し、耐食性を阻害する元素である。また、ろう付け部の高温割れを引き起こすので、Ｓ含有量は、低いほど好ましく、０．０３％以下とした。
【００４５】
Ｃｒは、不動態皮膜の主要構成元素であり、耐孔食性や耐隙間腐食性などの局部耐食性の向上をもたらす。しかし、Ｃｒ含有量が多くなると、Ｃ、Ｎを低減させることが難しくなり、機械的性質や靱性を損ねるとともに、コストを増大させる要因となる。そのため、Ｃｒ含有量は、１６〜２０％が好ましい。１８〜２０％がより好ましい。
【００４６】
Ｍｏは、耐食性レベルを向上させるための有効な元素である。過剰に添加すると、熱間加工性の低下を招くことがある。そのため、Ｍｏ含有量が１〜３％であることが好ましく、１．５〜２．５％の範囲に調整することがより好ましい。
【００４７】
Ｎｂは、Ｃ、Ｎを固定し、ステンレス鋼で問題となる粒界腐食を防止するのに有効な元素である。その効果を十分に発揮するには、Ｃ＋Ｎの合計量の７倍に加えて０．１５％以上のＮｂ含有量が好ましい。他方、過剰に添加すると、ステンレス鋼を硬質化させるため、Ｎｂ含有量は、０．８０％以下が好ましい。
【００４８】
Ｔｉは、Ｃ、Ｎを固定し、ステンレス鋼で問題となる粒界腐食を防止するための有効な元素である。しかし、非常に酸化しやすい元素であるから、高真空や低露点の水素雰囲気中でも容易にＴｉの酸化皮膜を形成し、ろう付け性を低下させる。そのため、不純物として混入するＴｉ含有量は、０．０２％以下に制限した。
【００４９】
Ａｌは、脱酸剤として用いられる。Ｔｉと同様に非常に酸化しやすい元素であるから、高真空や低露点の水素雰囲気中でも容易にＡｌの酸化皮膜を形成し、ろう付け性を低下させる。そのため、Ａｌを用いずに脱酸をするか、あるいは、Ａｌ脱酸をする場合には鋼中に残留するＡｌ含有量を０．０２％以下に制限した。さらに、ＡｌおよびＴｉの含有量の合計をＴｉ＋Ａｌ≦０．０２％に制限した。
【００５０】
Ｎｉ、Ｃｕ、Ｖ、Ｗ、Ｃｏは、Ｃｒとともに耐食性レベルを向上させるための有効な元素であり、用途に応じて適切な量の添加を行ってよい。これらの添加量は、合計で４％以下が好ましい。加工性や靭性、製造コストの観点から、Ｎｉ含有量は３％以下、Ｃｕ含有量は０．８０％以下、Ｖ含有量は１％以下、Ｗ含有量は１％以下、Ｃｏ含有量は１％以下であることが好ましく、これらの元素とＭｏの合計で３％以下に調整することがより好ましい。
【００５１】
ＲＥＭ（希土類元素）またはＣａは、熱間加工性の改善のために添加してもよい。これらの添加量は、合計で０．２％以下が好ましい。
【実施例】
【００５２】
表１に示す化学組成を有するステンレス鋼を溶製し、熱間圧延にて板厚４ｍｍの熱延板を作製した。その後、冷間圧延で板厚２．０ｍｍとし、仕上げ焼鈍を１０００〜１０７０℃で行い、酸洗を施すことによって供試材とした。得られた供試材は、耐食性およびろう付け性評価に供した。なお、熱交換器パイプは、水道水に含まれる塩化物イオンに対する耐食性が必要とされるため、パイプ材の耐食性は、孔食電位測定で評価し、筐体とのろう付け性を評価するため、比較鋼５のＳＵＳ３１６Ｌとの組み合わせで評価した。また、熱交換器フィンは、熱交換器内部の凝縮水による腐食環境に晒されることから、フィン材の耐食性は、模擬凝縮水乾湿繰り返し法で評価し、パイプとのろう付け性を評価するため、本発明鋼１との組み合わせで評価した。表１に示した化学組成は、質量％であり、残部がＦｅおよび不可避的不純物である。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
（孔食電位測定方法）
試験片は、板厚２．０ｍｍの各ステンレス鋼を２０ｍｍ×１５ｍｍに切削加工にて切り出した。試験面は、耐水研磨紙で６００番まで湿式研磨を行った。導線は、試験片の一端にスポット溶接し、シリコン樹脂にて露出試験面１０ｍｍ×１０ｍｍ以外を被覆した。試験溶液は、水道水に含まれるＣｌ−イオンの上限である２００ｐｐｍとした。試験溶液の温度を６０℃とし、大気雰囲気の試験溶液中に試験面を完全に浸し、１０分間の放置をした。その後、ポテンショスタットにより自然電位から電位掃引速度２０ｍＶ／ｍｉｎの動電位法でアノード電流が５００μＡ／ｃｍ２に達するまで行い、分極曲線を得た。孔食電位は、アノード分極曲線において１００μＡ／ｃｍ２に対応する電位のうち、最も貴な値とした。孔食電位が５００ｍＶｖｓＳＣＥ以上であるものを耐食性が良好（○）と判定し、５００ｍＶｖｓＳＣＥ未満であるものを不適（×）と判定した。その結果を表３に示す。
【００５５】
（模擬凝縮水乾湿繰り返し法）
凝縮水の付着、乾燥による濃縮が繰り返される熱交換器内部環境を模擬した耐食試験を以下の手順により行った。板厚２．０ｍｍの各ステンレス鋼を５０ｍｍ×５０ｍｍの試験片を切削加工で切り出し、２００℃で１時間加熱して試験に供した。試験片は、重量を測定して試験前重量とした。試験に用いた模擬凝縮水は、実際の熱交換器に生じた凝縮水の分析例を参考にして調整した。表２に試験液の組成を示す。
【００５６】
【表２】
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【００５７】
試験片を模擬凝縮水１００ｍｌに１０分間浸漬した後、１３０℃の恒温槽内で７時間保持して模擬凝縮水を乾燥濃縮させた。このサイクルを１０回繰り返した後、水洗し、試験片の重量を測定した。試験前重量から試験後重量を引いた値を腐食量とし、現行のＣｕの腐食量より少ない０．００５ｇ未満のものを耐食性が良好（○）と判定し、０．００５ｇ以上のものを不良（×）と判定した。その結果を表３に示す。
【００５８】
（ろう付け性評価方法）
熱交換器でパイプとフィンあるいは筐体とのろう付けは、これらの間に生じる隙間に対してろうの充填が課題となることから、図１に示す試験片７を用いて、ろう付け性の評価を行った。上板を５５ｍｍ×２５ｍｍに切り出して、また、下板を６０ｍｍ×２５ｍｍに切り出して試験に供した。下板２の中央に垂直に立てた上板１の一端から５０ｍｍの位置に、φ３ｍｍのスペーサロッド３（ＳＵＳ３０４製丸棒）を挟んで一定のクリアランスを設定した。上板１と下板２とが接触している部分の両端に、ろう４を０．１ｇずつ塗布した。ろう４は、ＪＩＳＺ３２６５に適合するＢＮｉ−７を用いた。また、図１に示すように、上板１の表面において下端から２ｍｍの位置にストップオフ５を施し、下板２の表面において上板１の面と２ｍｍ離れた位置にストップオフ５を施した。当該ストップオフには、ハードフェーズ  ウェルドカンパニー製  ニクロブレイズ  ＧＲＥＥＮを使用した。このような試験片に対して、露点−５０℃の水素雰囲気で、昇温時間２０分で１０００℃まで昇温し、１０分間保持するろう付け処理を行った。常温に冷却した後、図２に示すように、ろうが隙間を充填した長さ６（隙間充填長さ）を測定した。この隙間充填長さ６が３０ｍｍ以上であるものをろう付け性が良好（○）と判定し、３０ｍｍ未満であるものを不良（×）と判定した。その結果を表３に示す。
【００５９】
上板が熱交換器のパイプ用部材である場合は、下板として熱交換器筐体で多用されるＳＵＳ３１６Ｌを用いて、上板のろう付け性を評価した。また、上板が熱交換器のフィン用部材である場合は、下板として熱交換器パイプ用部材の本発明鋼１を用いて、上板のろう付け性を評価した。
【００６０】
【表３】
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【００６１】
本発明鋼１、２は、本発明の成分組成を有する熱交換器のパイプ用のフェライト系ステンレス鋼である。表３に示すように、本発明鋼１、２は、孔食電位が５００ｍＶｖｓＳＣＥ以上であり、塩化物イオンを含む温水環境下で良好な耐食性を有することを確認できた。さらに、本発明鋼１、２は、ろう付け性について、ＳＵＳ３１６Ｌの下板に対して良好なろう付け性を有していることを確認できた。それに対し、本発明の範囲外である比較鋼１〜４は、ろう付け性が本発明鋼１、２より劣っていた。
【００６２】
本発明鋼１〜４は、本発明の成分組成を有する熱交換器のフィン用のフェライト系ステンレス鋼である。表３に示すように、本発明鋼１〜４は、模擬凝縮水乾湿繰り返し試験において、いずれも腐食量は０．００５ｇ未満であり、現行材のＣｕに比べて腐食量が小さいことから、２次熱交換器側で発生する凝縮水を含む酸性環境下であっても、良好な耐食性を保持することを確認できた。本発明鋼１〜４は、良好なろう付け性を有していることを確認できた。それに対し、本発明の範囲外である比較鋼１〜４は、ろう付け性が本発明鋼１〜４より劣っていた。
【符号の説明】
【００６３】
１  上板
２  下板
３  スペーサロッド
４  ろう
５  ストップオフ
６  隙間充填長さ
７  試験片
【図１】
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【図２】
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