(57)【要約】【課題】特に排気ガスの最高温度が７５０〜９００℃となる熱環境下における耐熱性に優れた材料として、７５０〜９００℃という広範囲な温度域で長期間安定的に耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼を、高価なＭｏを２％程度含有するＳＵＳ４４４よりも少量のＭｏ添加で提供する。【解決手段】質量％にて、Ｃ：０．０１％以下、Ｎ：０．０２％以下、Ｓｉ：０．０５〜１％、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｃｒ：１０〜３０％、Ｍｏ：０．１〜１％、Ｃｕ：１〜２％、Ｎｂ：０．２〜０．７％、Ｔｉ：０．０１〜０．３％、Ｂ：０．０００２〜０．００５０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、７５０℃における０．２％耐力が７０ＭＰａ以上であることを特徴とする耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。【選択図】図１
2008240143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％にて、Ｃ：０．０１％以下、Ｎ：０．０２％以下、Ｓｉ：０．０５〜１％、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｃｒ：１０〜３０％、Ｍｏ：０．１〜１％、Ｃｕ：１〜２％、Ｎｂ：０．２〜０．７％、Ｔｉ：０．０１〜０．３％、Ｂ：０．０００２〜０．００５０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、７５０℃における０．２％耐力が７０ＭＰａ以上であることを特徴とする耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項２】
９００℃における０．２％耐力が２０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１記載の耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項３】
７５０℃で１００ｈｒ時効熱処理した後の７５０℃における０．２％耐力が４０ＭＰａ以上、９００℃で１００ｈｒ時効した後の９００℃における０．２％耐力が１５ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１または２記載の耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項４】
質量％にて、Ａｌ：３％以下、Ｖ：１％以下、Ｗ：３％以下、Ｓｎ：１％、Ｚｒ：１％以下の１種以上を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に高温強度や耐酸化性が必要な排気系部材などの使用に最適な耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の排気マニホールド、フロントパイプおよびセンターパイプなどの排気系部材は、エンジンから排出される高温の排気ガスを通すため、排気部材を構成する材料には耐酸化性、高温強度、熱疲労特性など多様な特性が要求される。
【０００３】
従来、自動車排気部材には鋳鉄が使用されるのが一般的であったが、排ガス規制の強化、エンジン性能の向上、車体軽量化などの観点から、ステンレス鋼製の排気マニホールドが使用される様になった。排ガス温度は、車種によって異なるが、近年では７５０〜９００℃程度が多く、この様な温度域で長時間使用される環境において高い高温強度、耐酸化性を有する材料が要望されている。
【０００４】
ステンレス鋼の中でオーステナイト系ステンレス鋼は、耐熱性や加工性に優れているが、熱膨張係数が大きいために、排気マニホールドの様に加熱・冷却を繰り返し受ける部材に適用した場合、熱疲労破壊が生じやすい。
【０００５】
一方、フェライト系ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて熱膨張係数が小さいため、熱疲労特性や耐スケール剥離性に優れている。また、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて、Ｎｉを含有しないため材料コストも安く、汎用的に使用されている。但し、フェライト系ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて、高温強度が低いために、高温強度を向上させる技術が開発されてきた。例えば、ＳＵＳ４３０Ｊ１（Ｎｂ添加鋼）、Ｎｂ−Ｓｉ添加鋼、ＳＵＳ４４４（Ｎｂ−Ｍｏ添加鋼）があり、Ｎｂ添加を基本に、Ｓｉ、Ｍｏの添加によって高温強度を向上させるものであった。この中で、ＳＵＳ４４４は２％程度のＭｏを添加するため、最も高強度であるが、加工性が劣るとともに、高価なＭｏを多量に含むためコストが高いという問題があった。
【０００６】
上記の合金以外にも種々の添加元素が検討されている。特許文献１〜４には、ＣｕあるいはＣｕ−Ｖ複合添加を行う技術が開示されている。特許文献１におけるＣｕ添加は低温靭性向上のために０．５％以下の添加が検討されており、耐熱性の観点からの添加では無い。特許文献２〜４では、Ｃｕ析出物による析出硬化を利用して６００℃あるいは７００〜８００℃の温度域における高温強度を向上させる技術が開示されている。特許文献１，２および特許文献５〜７には、高温特性に優れたフェライト系ステンレス鋼として、Ｂを含有した鋼が開示されている。Ｃｕ添加による高温強度向上についての従来技術は、Ｃｕ析出物を利用したものであるが、Ｃｕ析出物は長時間高温に曝された場合、析出物の凝集・合体による粗大化が急速に生じるため、析出強化能が著しく低下してしまう問題がある。排気マニホールドの様に、エンジンの起動・停止に伴う熱サイクルを受ける場合、長時間使用段階で著しく高温強度が低下して熱疲労破壊を起こす危険性が生じることになる。また、エンジン構造によっては排気ガス温度が、９００℃程度まで上がる場合がある。特許文献２に記載されている様にＣｕ添加あるいはＣｕ−Ｖ複合添加は９００℃における耐力はＳＵＳ４４４レベルに到達しないことから、排気部品として十分な信頼性を得るものではなかった。従来知見におけるＢ添加は、加工性改善目的のためで、粒界偏析による粒界強度を向上させて、２次加工性を向上させるもので、高温特性への影響は明確では無かった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３７１７６号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００３／００４７１４号公報
【特許文献３】特許第３４６８１５６号公報
【特許文献４】特許第３３９７１６７号公報
【特許文献５】特開平９−２７９３１２号公報
【特許文献６】特開２０００−１６９９４３号公報
【特許文献７】特開平１０−２０４５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、特に排気ガスの最高温度が７５０〜９００℃となる熱環境下における耐熱性に優れた材料として、７５０〜９００℃という広範囲な温度域で長期間安定的に耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼を、高価なＭｏを２％程度含有するＳＵＳ４４４よりも少量の添加で提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明者らは７５０℃〜９００℃における高温強度の発現性について詳細に調査した。さらに、長時間使用、熱サイクルを受ける環境を考慮し、高温域での変形特性に加え、低中温域での変形特性が熱疲労寿命にどの様に作用するかを入念に調べた。そして、かかる目的を達成すべく種々の検討を重ねた結果、以下の知見を得た。この特徴として、７５０℃程度の温度域では析出物が多量に析出することから、析出物の形態を制御する合金添加が有効である。具体的には、Ｎｂ系析出物であるＬａｖｅｓ相およびＣｕ添加により析出するε−Ｃｕを微細析出させることにより、析出強化の活用とともに時効熱処理による強度低下を抑えることが、排気部材としての長期安定性に対して有効である。これら、Ｌａｖｅｓ相およびε−Ｃｕの微細分散化を検討した結果、Ｎｂ−Ｃｕ−Ｂ複合添加が微細析出化および粗大化抑制に有効であることが判明した。更に、析出物が溶解する９００℃程度の高温域での使用に対しては、析出強化能は低下するため、強化に寄与する元素の固溶量の確保が重要である。固溶Ｎｂは強化能が高いが、固溶Ｃｕは強化能力が低いため、ＳＵＳ４４４よりも微量のＭｏ添加によって、高温域の強度向上を達成した。これにより、特許文献２で開示されているＭｏ：０．１％未満のＮｂ−Ｃｕ添加鋼ではＳＵＳ４４４並の高温強度確保が出来なかった９００℃において、高い高温強度を得ることが出来る様になった。即ち、Ｎｂ−Ｃｕ−Ｂ添加により７５０℃程度の温度域の高温強度を得るとともに、従来のＣｕ添加あるいはＣｕ−Ｖ添加鋼で問題であった適用温度上限となる９００℃近傍の高温域での耐熱性について、現状使用されている高強度材であるＳＵＳ４４４と同等の耐熱性を有し、かつ低Ｍｏ成分の低コスト鋼材を提供することを可能とした。
【００１０】
以上のとおり本発明では、Ｂ添加は高温雰囲気下で生成する析出物を微細分散させ、高温強度への寄与が大きいことを見出した。即ち、本発明においては、高温強度に対するＣｕやＢの効果おいて、従来発明とは異なる作用効果を見出し、高温強度向上を図った。そして、ＳＵＳ４４４に含有するＭｏ量よりも少ない微量Ｍｏ添加もあわせて、Ｎｂ−Ｃｕ−Ｂ複合添加による析出物を微細化、固溶強化能の最大限に発揮させた耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を発明した。更に、耐酸化性に対する検討において、Ｃｕ添加鋼はＣｕ無添加鋼と比較して、９００℃以上の温度域で異常酸化またはスケール剥離が起こりやすい傾向にあることを知見した。これを適量のＳｉを添加することにより防止できることを見出し、高温域まで安定した耐酸化性を持つ鋼材を提供することを可能とした。
【００１１】
上記課題を解決する本発明の要旨は、
（１）質量％にて、Ｃ：０．０１％以下、Ｎ：０．０２％以下、Ｓｉ：０．０５〜１％、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｃｒ：１０〜３０％、Ｍｏ：０．１〜１％、Ｃｕ：１〜２％、Ｎｂ：０．２〜０．７％、Ｔｉ：０．０１〜０．３％、Ｂ：０．０００２〜０．００５０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、７５０℃における０．２％耐力が７０ＭＰａ以上であることを特徴とする耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
（２）９００℃における０．２％耐力が２０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１記載の耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
（３）７５０℃で１００ｈｒ時効熱処理した後の７５０℃における０．２％耐力が４０ＭＰａ以上、９００℃で１００ｈｒ時効した後の９００℃における０．２％耐力が１５ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１または２記載の耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
（４）質量％にて、Ａｌ：３％以下、Ｖ：１％以下、Ｗ：３％以下、Ｓｎ：１％、Ｚｒ：１％以下の１種以上を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
【００１２】
ここで、下限の規定が無いものについては、不可避的不純物レベルまで含むことを示す。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば特に高価なＭｏを多量に添加しなくてもＳＵＳ４４４に近い高温特性が得られ、特に自動車などの排気系部材に適用することにより、環境対策や部品の低コスト化などに大きな効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の限定理由について説明する。
【００１５】
図１は、１８％Ｃｒ−０．００３％Ｃ−０．１％Ｓｉ−１％Ｍｎ−０．５％Ｍｏ−０．５５Ｎｂ−０．１％Ｔｉ−０．００７％Ｎ−０．００１％Ｂ鋼の基本組成に種々の含有量でＣｕを添加した場合の７５０℃と９００℃で０．２％耐力を測定した結果である。この際、比較のために、Ｎｂ−Ｓｉ添加鋼（１４％Ｃｒ−０．００３％Ｃ−１％Ｓｉ−１％Ｍｎ０．０１％Ｍｏ−０．０３％Ｃｕ−０．５％Ｎｂ−０．００７％Ｎ）、ＳＵＳ４４４（１９％Ｃｒ−０．００５％Ｃ−０．３％Ｓｉ−１％Ｍｎ−２％Ｍｏ−０．０３％Ｃｕ−０．６％Ｎｂ−０．０１％Ｎ）も同様に試験した。また、図２は、同材料を７５０℃および９００℃で１００ｈｒ時効熱処理した後、それぞれ７５０℃および９００℃における０．２％耐力を示すものである。時効熱処理は、排ガス部材の長時間使用を模擬したもので、１００ｈｒの時効処理が自動車等の一般車両の耐用期間に相当するものである。図１から７５０℃における０．２％耐力は、約１％以上のＣｕ量の増加に伴い急激に増加しており、Ｃｕ添加量が１％以上でＳＵＳ４４４以上の７５０℃耐力を有することが分かる。また、９００℃耐力については、Ｃｕの強化能は小さいものの、１％以上のＣｕ添加でＳＵＳ４４４並の耐力を有することが分かる。即ち、本発明の鋼はＳＵＳ４４４に比べて低Ｍｏ鋼であるが、７５０℃程度の中温域、９００℃程度の高温域でもＳＵＳ４４４以上の高温耐力を有している。また、図２に示す様に、７５０℃および９００℃で１００ｈｒ時効熱処理すると図１に比べて耐力は低下し、ＳＵＳ４４４に比べて若干低耐力であるが、１％以上Ｃｕ添加した鋼は、Ｎｂ−Ｓｉ添加鋼よりも格段に高い耐力を有していることが分かる。即ち、１００ｈｒの長時間の時効熱処理を施した場合、ＳＵＳ４４４には若干及ばないものの、Ｎｂ−Ｓｉ添加鋼よりも高耐力を維持する。ここで、本発明の鋼のＭｏ含有量はＳＵＳ４４４よりもかなり少量である点がポイントである。これらの現象の要因としては、Ｃｕ添加によるＣｕ析出物、Ｎｂ添加によるＬａｖｅｓ相が析出するが、Ｂ添加によりこれらが微細析出し、析出強化能が高くなることが第一に考えられる。これらの析出物は時効熱処理により粗大化するが、Ｂ添加の影響で粗大化が大幅に遅れ、析出強化能を維持すると考えられる。また、Ｍｏを添加するとＬａｖｅｓ相が生成し易いが、Ｃｕとの複合添加によってＭｏの溶解度があがり、少ないＭｏ添加でも固溶Ｍｏ量が確保されていると推察される。本発明の鋼は、低Ｍｏ成分であるにも関わらず、Ｎｂ−Ｃｕ−Ｂ複合添加により、高温での初期耐力がＳＵＳ４４４以上に高く、長時間使用においても、Ｎｂ−Ｓｉ添加鋼よりも高耐力を維持することが特徴である。
【００１６】
Ｃは、成形性と耐食性を劣化させ、高温強度の低下をもたらすため、その含有量は少ないほど良いため、０．０１％以下とした。但し、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、０．００１〜０．００５％が望ましい。
【００１７】
ＮはＣと同様、成形性と耐食性を劣化させ、高温強度の低下をもたらすため、その含有量は少ないほど良いため、０．０２％以下とした。但し、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、０．００３〜０．０１５％が望ましい。
【００１８】
Ｓｉは、脱酸剤としても有用な元素であるが、高温特性と耐酸化性を改善するために非常に重要な元素である。２００℃程度の低温域から７５０℃程度の中温域における高温強度は、Ｓｉ量の増加とともに向上し、その効果は０．０５％以上で発現する。また、Ｓｉは高温でＬａｖｅｓ相と呼ばれるＦｅとＮｂを主体とする金属間化合物の析出を促進する。Ｌａｖｅｓ相は熱サイクル環境下では微細析出・固溶を繰り返し、微細析出した場合には析出強化により高温強度を向上させる。一方、１％超の添加によりＬａｖｅｓ相が過度に析出および凝集・粗大化して、析出強化能は無くなるため、その上限を１％とする。また、耐酸化性に関して、Ｓｉ添加量が１％以下の場合、９００℃まででは異常酸化またはスケール剥離は見られず、十分な耐酸化性を示すが、９００℃を超える温度域、たとえば、９２５℃では、Ｓｉ添加量が０．１％未満の場合、異常酸化が起こりやすい傾向となり、０．５％超ではスケール剥離が起こりやすい傾向となる。想定使用温度が９００℃以下のため、問題ないと考えても良いが、表面疵の発生等耐酸化を劣化させる要因が加わることを想定し、耐酸化性に余裕があることが好ましく、この場合、０．１〜０．５％が望ましい。
【００１９】
Ｍｎは、脱酸剤として添加される元素で、７５０℃程度の中温域での強度上昇に寄与する。また、長時間使用中にＭｎ系酸化物表層に形成し、スケール密着性や異常酸化抑制効果に寄与する。その効果は０．１％以上で発現する。一方、２％超の過度な添加は、常温の均一伸びを低下させる他、ＭｎＳを形成して耐食性を低下させたり、耐酸化性の劣化をもたらす。これらの観点から、上限を２％とした。更に、高温延性やスケール密着性を考慮すると、０．３〜１．５％が望ましい。
【００２０】
Ｃｒは、本発明において、耐酸化性確保のために必須な元素である。１０％未満では、その効果は発現せず、３０％超では加工性を低下させたり、靭性の劣化をもたらすため、１０〜３０％とした。更に、高温延性、製造コストを考慮すると１３．５〜１９％が望ましい。
【００２１】
Ｍｏは、耐食性を向上させるとともに、高温酸化を抑制したり、固溶強化による高温強度向上に対して有効である。しかしながら、高価であるとともに、常温のおける均一伸びを低下させる。また、過度な添加はＬａｖｅｓ相の粗大析出を促進し、中温域における析出強化能を低下させる。本発明のＮｂ−Ｃｕ−Ｂ添加鋼においては、Ｃｕ添加による固溶Ｍｏ増が得られ、かつＢ添加によるＬａｖｅｓ相微細化が０．１％以上のＭｏ添加で得られることから、下限を０．１％とした。１％超の過度な添加はＬａｖｅｓ相の粗大化を促進して高温強度には寄与せず、かつコスト増になることから、上限を１％とした。更に、製造性、コストおよび９００℃の様な高温域での強度安定性を考慮すると、望ましくは、０．２〜０．５％が望ましい。
【００２２】
Ｔｉは、Ｃ，Ｎ，Ｓと結合して耐食性、耐粒界腐食性、深絞り性の指標となるｒ値を向上させる元素である。また、Ｎｂとの複合添加において、適量添加することにより高温強度の向上、高温延性の向上をもたらし、熱疲労特性を向上させる。これらの効果は、０．０１％以上から発現するが、０．３％超の添加により、固溶Ｔｉ量が増加して均一伸びを低下させる他、粗大なＴｉ系析出物を形成し、穴拡げ加工時の割れの起点になり、穴拡げ性を劣化させる。よって、Ｔｉ添加量は、０．０１〜０．３％以下とした。更に、表面疵の発生や靭性を考慮すると０．０５〜０．１５％が望ましい。
【００２３】
Ｎｂは、固溶強化および析出物微細化強化による高温強度向上のために必要な元素である。また、ＣやＮを炭窒化物として固定し、製品板の耐食性やｒ値に影響する再結晶集合組織の発達に寄与する役割もある。７５０℃程度の中温度域ではＬａｖｅｓ相の微細析出に寄与し、９００℃程度の高温域では固溶Ｎｂによる固溶強化に寄与し、この効果は０．２％以上の添加で発現する。一方、過度な添加は均一伸びを低下させ、穴拡げ性が劣化するため、０．２〜０．７％とした。更に、溶接部の粒界腐食性、製造性および製造コストを考慮すると、０．３〜０．６％が望ましい。
【００２４】
Ｂは、製品のプレス加工時の２次加工性を向上させる元素であるが、本発明ではＮｂ−Ｃｕ添加でＮｂ系析出物とε−Ｃｕの微細析出をもたらし、高温強度の向上に寄与する。一般的にＢは、高温域で（Ｆｅ，Ｃｒ）23（Ｃ，Ｂ）6やＣｒ2Ｂを形成し易いが、Ｎｂ−Ｃｕ複合添加鋼においては、これらの析出物は析出せず、先述したＬａｖｅｓ相とε−Ｃｕ相を微細析出させる効果があることが判明した。Ｌａｖｅｓ相は、固溶Ｎｂ量の低減をもたらし、通常粗大化してしまうので、特に長時間時効後の高温強化能はほとんど無いが、Ｂ添加により微細析出するため、析出強化能を有し、高温強度の向上に寄与し長時間使用時の強度安定性を高くする。また、ε−Ｃｕは通常析出初期において極めて微細に析出し強度向上効果が大きいが、時効熱処理により粗大化し、時効後の強度低下が大きい。しかしながら、Ｂ添加によりε−Ｃｕの粗大化が抑制され、使用時の強度安定性が高くなる。Ｂ添加による析出微細化および粗大化抑制効果の機構は明確では無いが、Ｂの粒界偏析により界面エネルギーが低下し、Ｌａｖｅｓ相とε−Ｃｕの粒界析出を抑制し粒内に微細析出させると推察される。また、ＮｂやＣｕの粒界拡散を抑えることがこれらの析出物の粗大化を抑制すると推察される。これらの効果は、０．０００２％以上で発現するが、過度な添加は硬質化や粒界腐食性を劣化させる他、溶接割れが生じるため、０．０００２〜０．００５０％とした。更に、成型性や製造コストを考慮すると、０．０００３〜０．００１５％が望ましい。
【００２５】
Ｃｕは、先述した様に特に７５０℃近傍の中温度域における高温強度向上に有効な元素である。これは、ε−Ｃｕが析出することによる析出硬化作用であり、１％以上の添加により発現する。一方、過度な添加は、均一伸びの低下や常温耐力が高くなりすぎてプレス成型性に支障が生じる。また、２％以上添加すると高温域でオーステナイト相が形成されて表面に異常酸化が生じるため上限を２％とした。製造性やスケール密着性を考慮すると、１〜１．５％が望ましい。
【００２６】
Ａｌは、脱酸元素として添加される他、耐酸化性を向上させる元素である。また、固溶強化元素として７５０〜９００℃の強度向上に有用である。その作用は０．０１％から安定して発現するが、過度の添加は硬質化して均一伸びを著しく低下させる他、靭性が著しく低下するため、上限を３％とした。更に、表面疵の発生や溶接性、製造性を考慮すると、０．０１〜２．５％が望ましい。
【００２７】
Ｖは、微細な炭窒化物を形成し、析出強化作用が生じて高温強度向上に寄与する。この効果は０．０１％以上の添加で安定して発現するが、１％超添加すると析出物が粗大化して高温強度が低下し、熱疲労寿命は低下してしまうため、上限を１％とした。更に、製造コストや製造性を考慮すると、０．０８〜０．５％が望ましい。
【００２８】
Ｗは、Ｍｏと同様な効果を有し、高温強度を向上させる元素である。この効果は１％以上から安定して発現するが、過度に添加するとＬａｖｅｓ相中に固溶し、析出物を粗大化させてしまうとともに製造性を劣化させるため、１〜３％が好ましい。更に、コストや耐酸化性等を考慮すると、１．２〜２．５％が望ましい。
【００２９】
Ｓｎは、原子半径が大きく固溶強化に有効な元素であり、常温の機械的特性を大きく劣化させない。高温強度への寄与は０．１％以上で安定して発現するが、１％以上添加すると製造性が著しく劣化するため、０．１〜１％が好ましい。更に、耐酸化性等を考慮すると、０．２〜０．８％が望ましい。
【００３０】
ＺｒはＴｉやＮｂ同様に炭窒化物形成元素であり、固溶Ｔｉ，Ｎｂ量の増加による高温強度向上、耐酸化性の向上に寄与し、０．２％以上の添加により安定して効果を発揮する。しかしながら、１％超の添加により製造性の劣化が著しいため、０．２〜１％とした。更に、コストや表面品位を考慮すると、０．２〜０．９％が望ましい。
【実施例】
【００３１】
表１、表２に示す成分組成の鋼を溶製してスラブに鋳造し、スラブを熱間圧延して５ｍｍ厚の熱延コイルとした。その後、熱延コイルを酸洗を施し、２ｍｍ厚まで冷間圧延し、焼鈍・酸洗を施して製品板とした。冷延板の焼鈍温度は、結晶粒度番号を６〜８程度にするために、９８０〜１０７０℃とした。表１のＮｏ．１〜１３は本発明鋼、表２のＮｏ．１４〜３４は比較鋼である。比較鋼のうち、Ｎｏ．３３はＮｂ−Ｓｉ鋼、Ｎｏ．３４はＳＵＳ４４４鋼として使用実績がある鋼である。このようにして得られた製品板から、高温引張試験片を採取し、７５０℃および９００℃で引張試験を実施し、０．２％耐力を測定した（ＪＩＳＧ０５６７に準拠）。また、７５０℃と９００℃で１００時間時効処理を施した後に上記と同様に高温引張試験を行った。更に、耐酸化性の試験として、大気中９００℃および９５０℃で２００時間の連続酸化試験を行い、異常酸化とスケール剥離の発生有無を評価した（ＪＩＳＺ２２８１に準拠）。常温の加工性として、ＪＩＳ１３号Ｂ試験片を作製して圧延方向と平行方向の引張試験を行い、破断伸びを測定した。ここで、常温での破断伸びは３０％以上あれば、一般的な排気部品への加工が可能なため、３０％以上の破断伸びを有することが望ましい。
【００３２】
【表１】
2008240143.tif 000003
【００３３】
【表２】
2008240143.tif 000004
【００３４】
表１、表２から明らかなように、本発明で規定する成分組成を有する鋼を上記の様な通常の方法にて製造した場合、比較例に比べて７５０℃〜９００℃における高温耐力が高く、９００℃において異常酸化やスケール剥離も無く耐酸化性にも優れていることがわかる。また、常温での機械的性質において破断延性が３０％以上と高く、比較鋼に比べて加工性に優れていることがわかる。さらに、Ｓｉ量が０．１％未満であるＮｏ．１鋼および、Ｓｉが０．５％超であるＮｏ．８鋼、Ｎｏ．１１鋼を除き、９５０℃での耐酸化性も優れていることがわかる。比較鋼である、Ｎｏ．１４、１５、１６、１８、２０、２１、２２、２３および２５鋼は、７５０℃、９００℃の初期耐力が発明鋼に比べて低い。Ｎｏ．１７鋼はＭｎが過剰に添加されて耐酸化性が劣るとともに、常温における延性が低い。Ｎｏ．１９鋼は、Ｃｒが上限を外れており、高温耐力は高いものの常温延性が低い。Ｎｏ．２２鋼は、Ｃｕが上限を外れており、高温耐力は高いものの常温延性が低く、耐酸化性も劣っている。Ｎｏ．２６鋼は、Ｎｂが上限を外れるため、高温耐力は高いものの常温延性が低い。Ｎｏ．２７鋼はＢが下限を外れるため、７５０℃の初期耐力は高いものの、９００℃耐力や時効熱処理後の耐力が低い。Ｎｏ．２８鋼はＢが上限を外れており、常温における延性が低い。Ｎｏ．２９〜３２鋼はＶ，Ｗ，Ｓｎ，Ｗ添加量が上限外れで、高温強度は高いものの常温延性が低く、部品加工に支障をきたす。Ｎｏ．３３鋼はＳＵＳ４４４で高温強度は高いものの、延性が低く、Ｍｏを多量に添加するためコスト高になる。Ｎｏ．３４鋼のＮｂ−Ｓｉ鋼は高温耐力が低い。
【００３５】
なお、鋼板の製造方法については、特に規定しないが、熱延条件、熱延板厚、熱延板焼鈍の有無、冷延条件、熱延板および冷延板焼鈍温度、雰囲気などは適宜選択すれば良い。また、冷延・焼鈍後に調質圧延やテンションレベラーを付与しても構わない。更に、製品板厚についても、要求部材厚に応じて選択すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】７５０℃と９００℃の０．２％耐力を示す図である。
【図２】７５０℃および９００℃で１００ｈｒ時効熱処理した後のそれぞれ７５０℃および９００℃の０．２％耐力を示す図である。
【図１】
2008240143.tif 000005
【図２】
2008240143.tif 000006