(57)【要約】【課題】加工性が良好で、かつ、高温の排気ガス環境下における耐熱性に優れたターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼を提供する。【解決手段】０．０２質量％以下のＣ、０．５質量％以下のＳｉ、０．６質量％以上１．５質量％以下のＭｎ、３質量％以下のＮｉ、１６質量％以上２５質量％以下のＣｒ、０．４質量％以上０．７質量％以下のＮｂ、１質量％以上２．５質量％以下のＭｏ、０．１５質量％以下のＡｌ、および、０．０２質量％以下のＮを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分で構成する。また、このターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼の成分は、１５Ｎｂ＋２Ｍｏ≧１０．５で示す関係を満たす。さらに、析出相として存在するＮｂおよびＭｏの総量が０．２質量％以下である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．０２質量％以下、Ｓｉ：０．５質量％以下、Ｍｎ：０．６質量％以上１．５質量％以下、Ｎｉ：３質量％以下、Ｃｒ：１６質量％以上２５質量％以下、Ｎｂ：０．４質量％以上０．７質量％以下、Ｍｏ：１質量％以上２．５質量％以下、Ａｌ：０．１５質量％以下およびＮ：０．０２質量％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、かつ、１５Ｎｂ＋２Ｍｏ≧１０．５を満たす成分で構成され、
析出相として存在するＮｂおよびＭｏの総量が０．２質量％以下である
ことを特徴とするターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼。
【請求項２】
Ｃｕ：１質量％以上２質量％以下およびＷ：１質量％以上２．５質量％以下のうちの少なくとも１種を含有する
ことを特徴とする請求項１記載のターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼。
【請求項３】
Ｖ、ＴｉおよびＺｒのうちの少なくとも１種を合計１質量％未満で含有する
ことを特徴とする請求項１または２記載のターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼。
【請求項４】
Ｂ：０．０２質量％以下およびＣｏ：２質量％以下のうちの少なくとも１種を含有する
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載のターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼。
【請求項５】
希土類元素およびＣａのうちの少なくとも１種を合計０．１質量％以下で含有する
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載のターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか一記載のターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼を用いてプレス成形にて形成され、
使用状態にて少なくとも一部の材料温度が９００℃を超える温度環境下に曝される
ことを特徴とするターボハウジング。
【請求項７】
表面硬さが２２０ＨＶ以下である
ことを特徴とする請求項６記載のターボハウジング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボチャージャーのハウジングであるターボハウジングに用いられる加工性および耐熱性に優れたターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼およびターボハウジングに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気ガスのエネルギーを利用して内燃機関の熱効率を高めるターボチャージャーは、鋳物にて形成されることが多い。
【０００３】
この種のターボチャージャーのハウジングであるターボハウジング用耐熱鋼としては、オーステナイト系鋳物（例えば、特許文献１参照。）や、比較的に安価なフェライト系鋳物（例えば、特許文献２参照。）等が知られている。
【０００４】
また、比較的に安価なフェライト系鋳物をより高温環境での使用に適した構成とするため、合金成分や組織を制御することにより高強度化や熱疲労特性の向上を図ったフェライト系鋳物（例えば、特許文献３参照。）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２２８９４８号公報
【特許文献２】特開平１０−６０６０６号公報
【特許文献３】特開２００４−１１５８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、上述のターボハウジングについて、軽量化および低熱容量化を図るため、フェライト系ステンレス鋼板を用いてプレス成形することも検討されている。
【０００７】
しかしながら、設計自由度や剛性設計のし易さ等の観点から、ターボハウジングの製造には、プレス成形を適用しにくく、鋳物が多く使用されているのが現状である。
【０００８】
そして、フェライト系ステンレス鋼板を用いてターボハウジングをプレス成形するには、用いられるフェライト系ステンレス鋼に関して、鋼板からハウジングへ加工するための二次加工性を含めた成形性等の加工性と、高温の排気ガス環境下における優れた耐熱性の確保が重要である。
【０００９】
具体的に耐熱性とは、ターボハウジングと、このターボハウジング内で回転する回転体であるターボとのクリアランスを、使用状態で所定の範囲以内に維持できるように、加熱によって変形しにくいことが重要である。
【００１０】
また、ターボチャージャーの駆動中は、加熱と冷却とが繰り返されるため、加熱および冷却の繰り返しによる熱疲労特性が良好であることも重要である。
【００１１】
さらに、高温の排気ガス環境を考慮し、耐加速酸化性および耐スケール剥離性等の高温酸化特性が良好であることが重要である。
【００１２】
また、ターボチャージャーの動作を考慮し、高温高サイクル疲労特性が良好であることが重要である。
【００１３】
したがって、ターボハウジングの製造にてプレス成形を適用にするために、加工性が良好で、かつ、高温の排気ガス環境下における耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼が求められていた。
【００１４】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、加工性が良好で、かつ、高温の排気ガス環境下における耐熱性に優れたターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼およびターボハウジングを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１に記載されたターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼は、Ｃ：０．０２質量％以下、Ｓｉ：０．５質量％以下、Ｍｎ：０．６質量％以上１．５質量％以下、Ｎｉ：３質量％以下、Ｃｒ：１６質量％以上２５質量％以下、Ｎｂ：０．４質量％以上０．７質量％以下、Ｍｏ：１質量％以上２．５質量％以下、Ａｌ：０．１５質量％以下およびＮ：０．０２質量％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、かつ、１５Ｎｂ＋２Ｍｏ≧１０．５を満たす成分で構成され、析出相として存在するＮｂおよびＭｏの総量が０．２質量％以下であるものである。
【００１６】
請求項２に記載されたターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼は、請求項１記載のターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼において、Ｃｕ：１質量％以上２質量％以下およびＷ：１質量％以上２．５質量％以下のうちの少なくとも１種を含有するものである。
【００１７】
請求項３に記載されたターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼は、請求項１または２記載のターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼において、Ｖ、ＴｉおよびＺｒのうちの少なくとも１種を合計１質量％未満で含有するものである。
【００１８】
請求項４に記載されたターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼は、請求項１ないし３いずれか一記載のターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼において、Ｂ：０．０２質量％以下およびＣｏ：２質量％以下のうちの少なくとも１種を含有するものである。
【００１９】
請求項５に記載されたターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼は、請求項１ないし４いずれか一記載のターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼において、希土類元素およびＣａのうちの少なくとも１種を合計０．１質量％以下で含有するものである。
【００２０】
請求項６に記載されたターボハウジングは、請求項１ないし５いずれか一記載のターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼を用いてプレス成形にて形成され、使用状態にて少なくとも一部の材料温度が９００℃を超える温度環境下に曝されるものである。
【００２１】
請求項７に記載されたターボハウジングは、請求項６に記載されたターボハウジングにおいて、表面硬さが２２０ＨＶ以下であるものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、成分の各元素の含有量が所定の範囲で制御されているため、加工性が良好である。また、成分が１５Ｎｂ＋２Ｍｏ≧１０．５を満たすとともに、析出相として存在するＮｂおよびＭｏの総量が０．２質量％以下であるため、高温強度および熱疲労特性を向上でき、高温の排気ガス環境下における耐熱性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は耐熱性試験にて冷熱サイクルの繰り返しに供する状態を示す側面図であり、（ｂ）は耐熱性試験における冷熱サイクルの繰り返し後の状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施の形態の構成について詳細に説明する。
【００２５】
ターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼は、排気ガスのエネルギーを利用して内燃機関の熱効率を高めるターボチャージャーのハウジングであるターボハウジングの製造に用いられるものである。
【００２６】
このターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼は、０．０２質量％以下のＣ（炭素）、０．５質量％以下のＳｉ（ケイ素）、０．６質量％以上１．５質量％以下のＭｎ（マンガン）、３質量％以下のＮｉ（ニッケル）、１６質量％以上２５質量％以下のＣｒ（クロム）、０．４質量％以上０．７質量％以下のＮｂ（ニオブ）、１質量％以上２．５質量％以下のＭｏ（モリブデン）、０．１５質量％以下のＡｌ（アルミニウム）、および、０．０２質量％以下のＮ（窒素）を含有し、残部がＦｅ（鉄）および不可避的不純物からなる。
【００２７】
Ｃは、クリープ特性等の高温強度を向上させる合金成分であるが、０．０２質量％を超えて過剰に含有させると、加工性や低温靭性が低下する可能性がある。したがって、Ｃの含有量は０．０２質量％以下（無添加を含まず。）とする。
【００２８】
Ｓｉは、耐スケール剥離性等の耐高温酸化性を向上させる合金成分であるが、０．５質量％を超えて過剰に含有させると、延性が低下し加工性が低下する可能性や、低温靭性が低下する可能性がある。したがって、Ｓｉの含有量は０．５質量％以下（無添加を含まず。）とする。
【００２９】
Ｍｎは、耐スケール剥離性等の耐高温酸化性を向上させる合金成分であり、このような効果を奏するには０．６質量％以上含有させる必要がある。一方、１．５質量％を超えて過剰に含有させると、加工性および溶接性が低下する可能性がある。したがって、Ｍｎの含有量は０．６質量％以上１．５質量％以下とする。なお、Ｍｎはオーステナイト相安定化元素であるため、Ｃｒの含有量が少ない場合にＭｎの添加によりマルテンサイト相の形成が促進され、熱疲労特性および加工性が低下する可能性がある。このような熱疲労特性および加工性の低下を効果的に防止する観点からも、Ｍｎの含有量は上記範囲内にすることが好ましい。
【００３０】
Ｎｉは、熱疲労特性および加工性の低下を防止する合金成分であるが、３質量％を超えて過剰に含有させると、オーステナイト相の析出によって熱疲労特性が低下する可能性がある。したがって、Ｎｉの含有量は、３質量％以下（無添加を含まず。）とする。
【００３１】
Ｃｒは、熱膨張係数の低下や、フェライト相を安定化させ耐酸化性を向上させて耐高温酸化性を向上させる合金成分であり、このような効果を奏するには１６質量％以上含有させる必要がある。一方、２５質量％を超えて過剰に含有させると、脆化するとともに、硬質化して加工性が低下する可能性がある。したがって、Ｃｒの含有量は１６質量％以上２５質量％以下とする。
【００３２】
Ｎｂは、高温域での機械的強度を向上させるとともに、固溶強化により高温強度を向上させて熱疲労特性を向上させる合金成分であり、このような効果を奏するには、０．４質量％以上含有させる必要がある。一方、０．７質量％を超えて過剰に含有させると、溶接高温割れに対する感受性、加工性および低温靭性が低下する可能性がある。したがって、Ｎｂの含有量は０．４質量％以上０．７質量％以下とする。
【００３３】
Ｍｏは、固溶強化により高温強度を向上させ熱疲労特性を向上させて、耐高温酸化性を向上させる合金成分であり、このような効果を奏するには１質量％以上含有させる必要がある。一方、２．５質量％を超えて過剰に含有させると、脆化するとともに、硬質化して加工性が低下する可能性がある。したがって、Ｍｏの含有量は１質量％以上２．５質量％以下とする。
【００３４】
Ａｌは、フェライト系ステンレス鋼表面に緻密な保護性の酸化被膜を形成して耐酸化性を向上させる合金成分であるが、０．１５質量％を超えて過剰に含有させると、低温靭性が低下する可能性がある。そこで、Ａｌの含有量は、０．１５質量％以下（無添加を含まず。）とする。
【００３５】
Ｎは、クリープ特性等の高温強度を向上させる合金成分であるが、０．０２質量％を超えて過剰に含有させると、加工性や低温靭性が低下する可能性がある。したがって、Ｃの含有量は０．０２質量％以下（無添加を含まず。）とする。
【００３６】
そして、ターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼では、添加した合金元素を固溶状態とすることで加工性を確保する。
【００３７】
また、ターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼は、ＮｂおよびＭｏの含有量が上記範囲内において１５Ｎｂ＋２Ｍｏ≧１０．５で示す関係を満たすことにより、高温強度が向上し、高温高サイクル疲労特性を向上する。なお、式中のＮｂはＮｂの含有量（質量％）を示し、式中のＭｏはＭｏの含有量（質量％）を示す。
【００３８】
さらに、ターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼は、ＮｂおよびＭｏの固溶強化により高温強度を向上することで、熱疲労特性を確保する。そのためには、冷延焼鈍板に存在する析出物中のＮｂおよびＭｏの総量、すなわち析出相として存在するＮｂおよびＭｏの総量を０．２質量％以下にすることが重要である。
【００３９】
ターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼は、必要に応じて、１質量％以上２質量％以下のＣｕ（銅）、および、１質量％以上２．５質量％以下のＷ（タングステン）うちの少なくとも１種を含有させることが好ましい。
【００４０】
Ｃｕは、８００℃以下での微細析出により高温強度を向上させ、熱疲労特性を向上させる合金成分であり、このような効果を奏するには、１質量％以上含有させる必要がある。一方、２質量％を超えて過剰に含有させると、硬質化して加工性が低下する可能性がある。したがって、Ｃｕを含有させる場合の含有量は、１質量％以上２質量％以下とする。
【００４１】
Ｗは、固溶強化により高温強度を向上させ、熱疲労特性を向上させる合金成分であり、このような効果を奏するには、１質量％以上含有させる必要がある。一方、２．５質量％を超えて過剰に含有させると、硬質化して加工性が低下する可能性がある。したがって、Ｗを含有させる場合の含有量は、１質量％以上２．５質量％以下とする。
【００４２】
また、ターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼は、必要に応じて、Ｖ（バナジウム）、Ｔｉ（チタン）およびＺｒ（ジルコニウム）のうちの少なくとも１種を合計１質量％未満で含有させることが好ましい。
【００４３】
Ｖは、靭性を損なわずに高温強度を向上させる合金成分である。また、Ｔｉは、析出強化により高温強度を向上させる合金成分である。さらに、Ｚｒは、フェライト系ステンレス鋼表面の酸化被膜に固溶し被膜強度を向上させて、高温強度を高める合金成分である。これらＶ、ＴｉおよびＺｒは、過剰に含有させると硬質化して加工性が低下する可能性がある。したがって、Ｖ、ＴｉおよびＺｒを含有させる場合は、Ｖ、ＴｉおよびＺｒのうちの少なくとも１種を合計１質量％未満で含有させることが好ましい。
【００４４】
また、ターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼は、必要に応じて、０．０２質量％以下のＢ（ホウ素）、および、２質量％以下のＣｏ（コバルト）のうちの少なくとも１種を含有させることが好ましい。
【００４５】
Ｂは、低温靭性を向上させる合金成分であるが、０．０２質量％を超えて過剰に含有させると、延性が低下し加工性が低下する可能性がある。したがって、Ｂを含有させる場合の含有量は０．０２質量％以下が好ましい。
【００４６】
Ｃｏは、固溶強化により高温強度を向上させて熱疲労特性を向上させる合金成分であるが、２．０質量％を超えて過剰に含有させると、加工性や低温靭性を低下させる可能性がある。したがって、Ｃｏを含有させる場合の含有量は、２．０質量％以下とする。
【００４７】
また、ターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼は、ＲＥＭ（希土類元素）、および、Ｃａ（カルシウム）のうちの少なくとも１種を合計０．１質量％以下で含有させることが好ましい。
【００４８】
ＲＥＭおよびＣａは、フェライト系ステンレス鋼表面の酸化被膜に固溶し被膜強度を向上させて、高温強度を高める合金成分であるが、過剰に含有させると、硬質化して加工性が低下する可能性や、製造時に表面疵が生じやすくなり製造性が低下する可能性がある。したがって、ＲＥＭおよびＣａを含有させる場合には、ＲＥＭおよびＣａのうちの少なくとも１種を合計０．１質量％以下で含有させることが好ましい。
【００４９】
上記範囲内で所定の成分組成にて溶製されたターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼は、熱間圧延、冷間圧延および焼鈍が施されて冷延焼鈍板とされる。また、この冷延焼鈍板を用いてターボハウジングがプレス成形される。
【００５０】
なお、ターボハウジングは、高温の排気ガス環境下において使用されるため、使用状態においては、少なくとも一部の材料温度が９００℃を超える温度環境下に曝されて加熱されることになる。
【００５１】
そのため、ターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼を溶製しプレス成形した後に焼鈍を行うことにより、加工（プレス成形）の際に導入されたひずみを除去するとともに、ステンレス鋼の表面のビッカース硬さを２２０ＨＶ以下に調整すると、使用状態に加熱による変形を抑制できるので好ましい。
【００５２】
そして、上記ターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼によれば、構成する成分の各元素の含有量が上述のように所定の範囲で制御されているため、冷延焼鈍板にて各元素が固溶状態となり、加工性を向上できる。その結果、プレス成形に適用可能である。
【００５３】
また、ＮｂおよびＭｏの含有量が、上記範囲内において１５Ｎｂ＋２Ｍｏ≧１０．５の式で示す関係を満たすとともに、析出相として存在するＮｂおよびＭｏの総量を０．２質量％以下とすることにより、ＮｂおよびＭｏによる固溶強化作用を確保できるため、ＮｂおよびＭｏの固溶強化により高温強度を向上でき、熱疲労特性を向上できる。したがって、高温の排気ガス環境下における耐熱性を向上できる。
【００５４】
その結果、上記ターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼を用いてプレス成形されたターボハウジングは、使用状態において、少なくとも一部の材料温度が９００℃を超える高温の排気ガス環境下においても変形や酸化が生じにくい。
【００５５】
すなわち、高温の排気ガス環境下で使用しても、ターボハウジングと、このターボハウジング内で回転する回転体であるターボとのクリアランスを所定の範囲以内に維持できる。
【００５６】
また、ターボチャージャーの駆動時に加熱と冷却とが繰り返されても、加熱および冷却の繰り返しによる熱疲労特性が良好である。
【００５７】
さらに、耐加速酸化性および耐スケール剥離性等の高温酸化特性が良好であり、高温の排気ガス環境下での使用に適用しやすい。
【００５８】
また、高温高サイクル疲労特性が良好であり、高温の排気ガス環境下におけるターボチャージャーの動作に適用しやすい。
【００５９】
上記ターボハウジング用フェライト系ステンレス鋼は、必要に応じてＣｕおよびＷのうちの少なくとも１種を上記範囲で含有させることにより、析出強化や固溶強化により高温強度を向上でき、熱疲労特性を向上できる。
【００６０】
また、必要に応じてＶ、ＴｉおよびＺｒのうちの少なくとも１種を上記範囲で含有させることのより、析出強化や固溶強化により高温強度を向上でき、熱疲労特性を向上できる。
【００６１】
さらに、ＢおよびＣｏのうちの少なくとも１種を上記範囲で含有させることにより、低温靭性や高音強度を向上できる。
【００６２】
また、ＲＥＭおよびＣａのうちの少なくとも１種を上記範囲で含有させることにより、被膜強度を向上できるため、高温強度を向上できる。
【００６３】
ターボハウジングは、プレス成形後に焼鈍を施して鋼板表面のビッカース硬さを２２０ＨＶ以下にすることにより、高温の排気ガス環境下における使用での加熱による変形を抑制できる。
【実施例】
【００６４】
以下、本実施例および比較例について説明する。
【００６５】
まず、表１に示す成分のフェライト系ステンレス鋼を溶製した。なお、表１における各元素の含有量は質量％で示す。また、表１では、ＮｂおよびＭｏの含有量に基づく１５Ｎｂ＋２Ｍｏの値を、式（１）の値として示す。
【００６６】
【表１】
2015151555.tif 000002
【００６７】
表１に示す各成分で溶製したフェライト系ステンレス鋼を熱間圧延、冷間圧延および焼鈍を順次施して冷延焼鈍板の供試材とした。
【００６８】
各供試材を用いて、加工性に関する引張試験と、耐熱性に関する熱疲労試験、高温強度試験および高温酸化試験とをそれぞれ行った。
【００６９】
引張試験では、常温での引張試験による伸びで加工性を評価した。すなわち、破断伸びが３０％以上だったのもの加工性が良好であると判断して○と評価し、破断伸びが３０％未満だったものを×と評価した。
【００７０】
高温強度試験は、９００℃での０．２％耐力を測定した。そして、０．２％耐力が２５ＭＰａ以上のものを高温強度が良好であると判断して○と評価し、２５ＭＰａ未満のものを×と評価した。
【００７１】
熱疲労試験では、冷延焼鈍板である上記各供試材をパイプ状に造管して試験片とし、拘束率２０％にて、２００℃から９００℃で加熱と冷却とを繰り返した。そして、熱疲労寿命が１０００サイクル以上のものを熱疲労特性が良好であると判断して○と評価し、熱疲労寿命が１０００サイクル未満だったものを×と評価した。
【００７２】
高温酸化試験は、１０％水蒸気中にて室温から９００℃までの加熱と９００℃から室温までの冷却とを繰り返す断続酸化試験を行った。そして、スケール剥離による酸化減量がないものを高温酸化特性が良好であると判断して○と評価し、スケール剥離による酸化減量があったものを×と評価した。
【００７３】
これら引張試験、熱疲労試験、高温強度試験および高温酸化試験の結果を表２に示す。
【００７４】
【表２】
2015151555.tif 000003
【００７５】
表２に示すように、本実施例のいずれも加工性および耐熱性が良好であった。
【００７６】
一方、式（１）の値が１０．５未満であるか、または、析出物中のＮｂおよびＭｏの総量が０．２質量％より多い比較例である鋼種番号１０、鋼種番号１１、鋼種番号１２、鋼種番号１４および鋼種番号１５は、熱疲労特性および高温強度が低かった。
【００７７】
ＭｏやＭｎの含有量が上記範囲より少ない比較例である鋼種番号１２、鋼種番号１３および鋼種番号１４は、高温酸化特性が低かった。
【００７８】
次に、各供試材に関して、図１（ａ）に示す形状に加工する際の成形性試験、および、最高排気ガス温度９５０℃での冷熱サイクル繰り返しによる耐熱性試験を行った。
【００７９】
成形性試験は、各供試材を図１（ａ）に示す形状にプレス成形した後に割れの観察を行った。そして、割れが未発生のものを加工性が良好であると判断して○と評価し、割れが発生したものを×と評価した。
【００８０】
耐熱性試験は、成形試験にて加工性が良好であったものの一部に関して、焼鈍にて硬さを調整した場合と焼鈍を行わず硬さを調整しなかった場合とで、図１（ａ）に示すように固定した状態で冷熱サイクルを繰り返した。そして、図１（ｂ）に示すように冷熱サイクルを繰り返した後の状態にて、変形量と、亀裂の発生と、加速酸化の発生とを評価した。
【００８１】
なお、耐熱性試験前に焼鈍を行ってビッカース硬さを２２０ＨＶ以下に調整したものを○で示し、耐熱性試験前に焼鈍を行わずにビッカース硬さを調整しなかったものを×で示した。
【００８２】
変形量の評価は、冷熱サイクルの繰り返し前の外形の寸法をＷ０とし、冷熱サイクルの繰り返し後の外形寸法をＷとし、冷熱サイクルの繰り返し前後での外形寸法の変形量の絶対値をΔＷとすると、ΔＷ＝Ｗ−Ｗ０となる。そして、ΔＷが５００μｍ以下のものを変形量が良好と判断して○と評価し、ΔＷが５００μｍを超えたものを×と評価した。
【００８３】
亀裂および加速酸化の評価は、冷熱サイクルを繰り返し後に亀裂および加速酸化をそれぞれ別個に観察した。そして、未発生のものを良好と判断して○と評価し、それ以外を×と評価した。
【００８４】
これら成形性試験および耐熱性試験の結果を表３に示す。
【００８５】
【表３】
2015151555.tif 000004
【００８６】
表３に示すように、上記引張試験において伸びが３０％未満であった比較例である鋼種番号１１や鋼種番号１４は、加工後に割れが発生したのに対し、伸びが３０％以上だったものはいずれも割れが確認されず、加工性が良好であった。
【００８７】
耐熱性試験では、成形性試験にて割れが確認されなかった本実施例である鋼種番号１および鋼種番号３と、同様に割れが確認されなかった比較例である鋼種番号１０および鋼種番号１３とを用いて評価に供した。
【００８８】
変形量の評価では、本実施例である鋼種番号１および鋼種番号３と比較例である鋼種番号１０とは、焼鈍による硬さ調整を行わなかった場合は、上記基準より変形量が大きかったが、焼鈍による硬さ調整を行った場合は上記基準より変形量が少なく良好だった。
【００８９】
一方、ＭｎやＭｏの含有量が上記範囲より少ない比較例である鋼種番号１３は、焼鈍による硬さ調整の有無に関わらず、上記基準より変形量が大きかった。
【００９０】
亀裂の発生の評価では、本実施例である鋼種番号１および鋼種番号３と比較例である鋼種番号１３とは、焼鈍による硬さの調整の有無に関わらず、熱疲労による亀裂の発生は確認されなかった。
【００９１】
一方、析出物中のＮｂおよびＭｏの総量が０．２質量％より多い比較例である鋼種番号１０は、焼鈍による硬さ調整の有無に関わらず、熱疲労による亀裂が発生していた。
【００９２】
加速酸化の発生の評価では、本実施例である鋼種番号１および鋼種番号３と、比較例である鋼種番号１０とは、焼鈍による硬さ調整の有無に関わらず、加速酸化が確認されなかった。
【００９３】
一方、ＭｎやＭｏの含有量が上記範囲より少ない比較例である鋼種番号１３は、焼鈍による硬さ調整の有無に関わらず、加速酸化が発生していた。
【００９４】
これら結果から、本実施例である鋼種番号１および鋼種番号３は、ターボハウジングへの二次加工性を含む加工性が良好であるだけでなく、変形量も小さく、熱疲労による亀裂の発生や加速酸化の発生もないため、耐熱性が良好であることが示される。
【図１】
2015151555.tif 000005