(57)【要約】【課題】  耐熱疲労性に優れた自動車排気系用フェライト系ステンレス鋼板を提供する。【解決手段】  質量％で、Ｃ：０．０２％以下、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ  ：０．０３％以下、Ａｌ：０．２％〜２．５％、Ｎ：０．０２％以下、Ｃｒ：１３〜２５％、Ｎｉ：０．５％以下、Ｖ：０．５％以下、Ｎｂ：０．５超〜１．０％、Ｔｉ：３×（［％Ｃ］＋［％Ｎ］）〜０．２５％であり、残部がＦｅおよび不可避的不純物であることを特徴とする、耐熱疲労性に優れた自動車排気系用フェライト系ステンレス鋼板。さらに、質量％で、Ｂ：０．０００３〜０．００５０％、Ｍｏ：０．３〜２．５％、Ｃｕ：０．１〜２．０％を含んでも良い。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ  ：０．０２％以下、
Ｓｉ：１．５％以下、
Ｍｎ：１．５％以下、
Ｐ  ：０．０４％以下、
Ｓ  ：０．０３％以下、
Ａｌ：０．２％〜２．５％、
Ｎ  ：０．０２％以下、
Ｃｒ：１３〜２５％、
Ｎｉ：０．５％以下、
Ｖ  ：０．５％以下、
Ｎｂ：０．５超〜１．０％、
Ｔｉ：３×（［％Ｃ］＋［％Ｎ］）〜０．２５％、を含有し、
残部がＦｅおよび不可避的不純物であることを特徴とする、耐熱疲労性に優れた自動車排気系用フェライト系ステンレス鋼板。
ここで、［％Ｃ］、［％Ｎ］はそれぞれ、質量％で表したＣ、Ｎの含有量を示す。
【請求項２】
さらに、質量％で、
Ｂ：０．０００３〜０．００５０％、を含有することを特徴とする、請求項１に記載の耐熱疲労性に優れた自動車排気系用フェライト系ステンレス鋼板。
【請求項３】
さらに、質量％で、
Ｍｏ：０．３〜２．５％、を含有することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の耐熱疲労性に優れた自動車排気系用フェライト系ステンレス鋼板。
【請求項４】
さらに、質量％で、
Ｃｕ：０．１〜２．０％、を含有することを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の耐熱疲労性に優れた自動車排気系用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、マフラー、エキゾーストマニホールド等の自動車排気系部材に用いられる耐熱疲労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】
近年の環境問題の高まりから、自動車業界では、自動車の排気ガスの排出量を低減させる試みと排気ガスそのものを浄化する試みの両面から環境問題に対応する努力がなされている。前者の試みは、例えば、自動車エンジンの燃費向上であり、車体の軽量化の試みである。また、後者の試みは、例えばプラチナやロジウムなどの触媒を用いて排気ガス中の代表的な排出有害物質であるＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘを、ＣＯとＨＣは酸化してＣＯ２とＨ２Ｏ（水）にし、ＮＯｘは窒素（Ｎ２）に還元して無害化する試みである。なお、このような高温の腐食性ガスである排気ガスを通す自動車用排気系部材には、ステンレス鋼が、耐熱性（高温強度、耐酸化性）で優れているため、通常、用いられる材料となっている。そのなかでも最も高温にさらされる部材の１つであるエキゾーストマニホールドは、排気ガス浄化のための触媒反応の反応効率のために使用温度が高まり最高１０００℃程度までの昇温、降温の繰り返しを受けるため、優れた耐熱性が必要とされている。
【０００３】
従来の自動車用排気系部材の材料としては、対応温度が９５０℃となる鋼種の開発が行われており、例えば、下記特許文献１には、Ｃｒ：１８〜２２％、Ｍｏ：１．０〜２．０％、Ｎｂ：０．１〜１．０％を含有するステンレス鋼の発明が開示されている。現在では、９５０℃対応のエキゾーストマニホールド材としては、ＳＵＳ４４４（１９％Ｃｒ−２％Ｍｏ）系などのフェライト系ステンレス鋼が用いられている。
フェライト系ステンレス鋼の優れた高温強度は、鋼に含有するＮｂとＭｏの固溶強化によるものと考えられている。ところが、長時間高温に曝されていると、固溶しているＮｂ、Ｍｏが析出物として析出するため固溶量が減少し、その結果、高温強度の低下が起こる。そのため、高温強度と相関が高い耐熱疲労性も低下する。これを防止するために下記特許文献２において、ＮｂとＴｉを複合添加することにより、Ｎｂの析出を抑制する技術が開示されている。しかしながら、この技術を持ってしても、高温時効後の高温強度の低下、耐熱疲労性の低下は十分に抑制できていなかった。
【０００４】
また、下記非特許文献１では、Ｓｉ量を１４Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｂフェライト系ステンレス鋼において、Ｓｉを０．９％から０．３５％へ低減すると、固溶Ｍｏが増加して、高温強度が上昇することが報告されている。しかし、この高温強度は初期高温強度であり、耐熱疲労性については述べられていない。
【０００５】
下記特許文献３では、耐酸化スケール性に優れた自動車排気系部材フェライトステンレス鋼が開示されている。この鋼は、低Ｓｉ化により耐酸化スケール性を向上させている。しかし、耐熱疲労性に関し述べられていない上、この鋼は、低Ｓｉ、Ａｌ無添加であり、脱酸元素がほとんどないため、脱酸および成分的中が非常に困難である課題を抱えていた。
【０００６】
また、下記特許文献４では耐熱疲労性に優れたフェライトステンレス鋼として、Ａｌ添加鋼が開示されている。しかし、この鋼の想定使用温度は８５０℃以下である。このため、熱疲労試験として、試験片の変形を拘束した状態で５０〜９５０℃の間で加熱冷却を繰り返す一種の加速試験と考えられる試験を実施している。ところが、この試験では９５０℃に保持する時間は３０ｓ／回であり、最高でも累計５．３時間９５０℃に置かれるのみである。このため、エンジン運転中に、９５０℃程度に累計で数百時間程度の長時間置かれる使用条件は考慮されておらず、最近のエンジン運転条件に対応する検討がなされていない。また、この発明では、高温強度向上に非常に有効であるＡｌだけでなく、Ｎｂを０．５％超えて添加し、かつＴｉを最適量同時添加する検討がなされていない。したがって、排ガス温度が最高１０００℃に達し、９５０℃程度に累計で長時間置かれる環境には、このままでは適用できない。さらに、室温引張り試験時の伸びが２０．８％〜２８．８％と低い値を示しており、最近、エンジンの高出力化・排気効率向上のために、複雑形状となっているエキゾーストマニホールド用材料としては冷間加工時の延性が、不十分であった。
【特許文献１】特開平６−１００９９０号公報
【特許文献２】特許第３０２１６５６号公報
【特許文献３】特許第３２４２００７号公報
【特許文献４】特開平３−７２０５３号公報
【非特許文献１】ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ  Ｖｏｌ．１６（２００３）ｐ５４４                  平澤ら
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、エンジン運転中は、９５０℃程度に累計で長時間置かれる自動車排気系部材、特に、エキゾーストマニホールド用として有用な、耐熱疲労性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
フェライト系ステンレス鋼は、一般的に、オーステナイト系ステンレス鋼よりも、熱伝導率が高く、かつ熱膨張率が小さいため、同じ部材形状・寸法および温度変化条件であればその部材内に発生する熱応力が、フェライト系ステンレス鋼の場合の方が小さくなる。このため、熱応力低減による熱疲労寿命向上の観点からは、フェライト系ステンレス鋼は有利である。ところが、一方で、高温強度が高いほど、耐熱疲労性が高い側面もあり、６５０℃以上での高温強度の点では、一般的に、オーステナイト系ステンレス鋼の方が、フェライト系ステンレス鋼よりも優れている。
【０００９】
さらに、複雑形状のエキゾーストマニホールドの成型に必要な冷間加工性の点では、一般に、オーステナイト系ステンレス鋼の方が有利である。
【００１０】
このため、優れた熱疲労寿命が必要となる部材では、使用条件によっては、フェライト系ステンレス鋼とオーステナイト系ステンレス鋼が競合関係となる。
【００１１】
本発明者らは、フェライト系ステンレス鋼の優れた特性をそのまま活かした上で、これまで、フェライト系ステンレス鋼の欠点であった９５０℃付近での高温強度を、使用期間を通じて安定的に十分に向上させ、かつ、耐高温酸化性および冷間加工性にも優れる成分系を見出し、本発明にいたった。すなわち、エンジン運転中は、９５０℃程度に累計で長時間置かれる自動車排気系部材、特に、エキゾーストマニホールド用として有用な、耐熱疲労性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を発明したものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）質量％で、Ｃ  ：０．０２％以下、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｐ  ：０．０４％以下、Ｓ  ：０．０３％以下、Ａｌ：０．２％〜２．５％、Ｎ  ：０．０２％以下、Ｃｒ：１３〜２５％、Ｎｉ：０．５％以下、Ｖ  ：０．５％以下、Ｎｂ：０．５超〜１．０％、Ｔｉ：３×（［％Ｃ］＋［％Ｎ］）〜０．２５％、を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物であることを特徴とする、耐熱疲労性に優れた自動車排気系用フェライト系ステンレス鋼板。
【００１２】
ここで、［％Ｃ］、［％Ｎ］はそれぞれ、質量％で表したＣ、Ｎの含有量を示す。
（２）さらに、質量％で、Ｂ：０．０００３〜０．００５０％、を含有することを特徴とする、（１）に記載の耐熱疲労性に優れた自動車排気系用フェライト系ステンレス鋼板。
（３）さらに、質量％で、Ｍｏ：０．３〜２．５％、を含有することを特徴とする、（１）または（２）に記載の耐熱疲労性に優れた自動車排気系用フェライト系ステンレス鋼板。
（４）さらに、質量％で、Ｃｕ：０．１〜２．０％、を含有することを特徴とする、（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の耐熱疲労性に優れた自動車排気系用フェライト系ステンレス鋼板。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、自動車排気系部材、特に、排ガス温度が最高で１０００℃にも達し、９５０℃程度に累計で長時間置かれる使用条件下の高温対応エキゾーストマニホールド用として有用な耐熱疲労性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供することができ、製造者のみならず本鋼板を利用する者にとっても多大な利益を得ることができ、工業的価値は極めて高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態と限定条件について詳細に説明する。
【００１５】
本発明者らは、自動車排気系部材、特に最高温度が１０００℃程度に達し、９５０℃程度に累計で長時間置かれる使用条件のエキゾーストマニホールド用部材として、最適な特性を持つものを検討してきた。エキゾーストマニホールド材として要求される特性は、耐熱性（高温強度、耐熱疲労性、耐高温酸化性）と冷間加工性である。高温強度は、初期強度だけでなく、熱履歴を受けても、高温強度は低下しないほうが望ましい。ところが、耐熱フェライト系ステンレス鋼では、通常、固溶Ｎｂ、Ｍｏにより高温強度を担保しているため、高温環境に曝されていると、これらＮｂ、Ｍｏが析出して、主として固溶量が減少し、その結果、高温強度が低下してしまう現象が避けられなかった。一方、冷間加工性はエギゾーストマニホールドとして必要な形に成型できることが必要である。
【００１６】
本発明者らは、エギゾーストマニホールド用途として最適な材料の検討を進めた結果、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｂ−Ｔｉフェライト系ステンレス鋼において、９５０℃程度の高温環境に曝された場合、
・  Ｔｉ含有により、Ｎｂ系炭窒化物の生成は抑制されるが、Ｎｂ、Ｍｏを含むラーフェス（Ｌａｖｅｓ）相であるＦｅ２（Ｎｂ，Ｍｏ）の生成は抑制できないこと。
・  Ｍｏを含む場合、Ｎｂ、Ｍｏを含むラーフェス相Ｆｅ２（Ｎｂ，Ｍｏ）の析出が顕著であること。
【００１７】
を明らかにした。
【００１８】
本発明者らは、Ｎｂ、Ｍｏと同様に９００℃以上で高温強度向上効果を持つ元素を探索した結果、Ａｌが非常に有用であることを見出し、さらに、Ａｌはラーフェス相析出に関与しないため、高温環境に暴露されても強度が低下しにくいことを見出した。図１は１７Ｃｒ−０．５２Ｎｂ−０．１Ｔｉ系を基本にＡｌを添加した時の、９５０℃の０．２％耐力と９５０℃、２００時間熱処理後の０．２％耐力を示したものである。Ａｌを添加するほど耐力が向上するとともに、時効による耐力低下も小さく、耐熱疲労性に優れていることが分かる。
【００１９】
本発明者らは、以上の知見を基にさらに詳細な検討を進め、本発明を完成させた。
【００２０】
次に、本発明の各成分に関する限定理由を述べる。
【００２１】
Ｃは、加工性、耐食性を劣化させるため、できるだけ少ないほうが好ましい。そこで、本発明では、炭窒化物として固定して有害作用を除去するが、そのための固定元素であるＴｉの添加量をできるだけ少なくするため、Ｃの上限の含有量は０．０２％以下とする。ただし、Ｃ量を０．００２％未満にすることは精錬上過大なコスト負担を強いられることになるため、０．００２％以上が好ましい。
【００２２】
Ｓｉは、耐酸化性を向上させる元素であり、耐熱ステンレス鋼には有用である。しかし、スケール剥離しやすくする作用も有し、特に、Ｔｉと共存している場合にその作用が顕著であるため、添加量は１．５％以下とする。なお、Ｓｉは脱酸にも用いられるため、不可避的に０．０５％以上含まれる。
【００２３】
Ｍｎは、鋼中に不可避的に含まれる成分であるが、耐酸化性を向上する元素であると考えられていて、特に、Ｓｉと共存する場合、Ｓｉによるスケール剥離を抑制する効果をもつ。しかし、１．５％を超えて添加すると、加工性を劣化させるため、その添加量は１．５％以下とする。なお、Ｍｎは原料由来で、不可避的に０．１％以上含まれる。
【００２４】
Ｐは、鋼中に不可避的に含まれる成分であるが、０．０４％を越えて含有すると溶接性が低下するために、０．０４％を上限とした。
【００２５】
Ｓは、鋼中に不可避的に含まれる成分であるが、０．０３％を越えて含有するとＭｎＳの形成量の増大により耐食性を低下させるので０．０３％を上限とした。
【００２６】
Ａｌは、本発明で重要な元素である。脱酸元素として有用であるだけでなく、固溶強化元素として非常に有用である。特に、高温においてその効果は顕著であり、９００℃以上の高温においてもその効果を発揮する。０．２％未満では十分な強化効果を認められにくいため、０．２％以上の添加が必要である。しかし、過剰に添加すると加工性を劣化させるため、その上限を２．５％とする。
【００２７】
Ｎは、鋼中に含まれる不可避的不純物であり、Ｃと同様に加工性の劣化、および溶接性が低下するため、できるだけ少ないことが好ましい。そこで、Ｎの許容量の上限を０．０２％とした。しかし、０．００５％未満にすることは精錬上過大なコスト負担を強いられることになるため、０．００５％以上が好ましい。
【００２８】
Ｃｒは、保護性のあるＣｒ２Ｏ３皮膜を形成し耐酸化性を向上させる元素である。その耐酸化性の作用を発現することのできる下限Ｃｒ量は１３％であるため、これを下限とした。また、２５％を越えてＣｒを含有すると、加工性が低下するため、上限を２５％とする。耐酸化性と加工性のバランスから、より好ましくは、１６超〜２３％である。
【００２９】
Ｎｉは、不可避的不純物であるが、耐食性を向上させる元素であるため、加工性を劣化させない０．５％程度までの含有は許容される。なお、Ｎｉは原料由来で、不可避的に０．０１％以上含まれる。
【００３０】
Ｖも不可避的不純物であるが、加工性を劣化させない０．５％程度までの含有は許容される。なお、Ｖは原料由来で、不可避的に０．０１％以上含まれる。
【００３１】
本発明におけるＴｉの役割は、（１）ＴｉはＮｂよりＣ、Ｎと結びついて炭窒化物を形成しやすいため、高温強度に有効である高価なＮｂの消費を抑制できることである。Ｔｉの添加量は、３×（［％Ｃ］＋［％Ｎ］）％未満では、その効果が乏しく、０．２５％を越えると、固溶Ｔｉが増えて再結晶温度が上昇するために好ましくないため、３×（［％Ｃ］＋［％Ｎ］）％以上０．２５％以下とする。再結晶温度が最も低い範囲のＴｉ添加量は、４×（［％Ｃ］＋［％Ｎ］）％以上０．１５％以下であり、この範囲がより好ましい。
【００３２】
Ｎｂは、高温強度を確保するために必要な元素である。加えて、Ｔｉとともに、Ｃ、Ｎを炭窒化物として、固定する機能がある。本願発明が想定する対応温度９５０℃では、Ｎｂ量が０．５％以下では、必要な高温強度が確保できない。しかし、１．０％を越えて添加すると加工性が劣化する。そのため、Ｎｂ量は０．５超〜１．０％とする。
【００３３】
さらに、Ｃ＋Ｎ量が０．０３％を超えると加工性が低下するため、この値を上限とした。本発明では、Ｃ、Ｎを炭窒化物として固定するために主にＴｉが消費されるが、ＮｂもＣ、Ｎと炭窒化物を形成する。Ｎｂは高温強度を高めるために固溶Ｎｂとして必須であり、できるだけ、Ｃ＋Ｎは低いほうが良く、０．０１５％以下がさらに好ましい。
【００３４】
以上に加えて、以下の元素を添加するとより一層の特性向上が図られる。
【００３５】
Ｂは粒界に偏析し、粒界を強化するため、耐熱疲労性を向上させる。０．０００３％未満では、その効果が顕著ではなく、０．００５０％を超えると靭性が低下するため、好ましい範囲は、０．０００３〜０．００５０％である。
【００３６】
Ｍｏは、ラーフェス相の析出を促進させる効果があるが、高温強度を確保するために有効な元素である。また、耐酸化性、耐食性を向上させる効果もある。しかし、伸びに代表される加工性は劣化する。よって、０．３〜２．５％の範囲で添加する。０．３％未満では充分な高温強度が得られず、２．０％超添加すると、加工性の劣化、および酸洗時のデスケール性の劣化が生じるからである。  
【００３７】
Ｃｕは高温強度の向上、耐食性（高温塩害も含む）の向上に効果ある元素である。０．１％未満であるとその効果が顕著でなく、２％を超えると熱延板靭性が劣化するため、０．１％以上２％以下とする。
【００３８】
以上の成分設計で、耐熱性（高温強度、耐酸化性）に優れ、かつ、耐熱疲労性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を得ることが可能となる。
【００３９】
本発明は、自動車の燃費向上、高出力化により、排ガス温度が１０００℃にまで達しようとしてきている場合に対応する自動車排気系部材であり、そのため、９５０℃での性能が耐熱性の指標として最適である。また、自動車排気系部材としての強度特性の必要性から、高温強度として、９５０℃での０．２％耐力が１５ＭＰａ以上であることが好ましい。  ここでの高温強度の測定はＪＩＳ  Ｇ  ０５６７に準拠して行うこととする。また、測定する試験片の方向は圧延方向（Ｌ方向）とする。
【００４０】
耐熱疲労性高温強度と熱疲労寿命は、正の相関があることがわかっているため、高温長時間暴露前後の試料の高温強度を測定し、その低下代で耐熱疲労性を簡便に評価できる。９５０℃で２００時間暴露した後の０．２％耐力の低下が５ＭＰａ以下であれば、十分に熱疲労寿命が高く保たれ、エギゾーストマニホールド材として、良好な耐熱疲労性を持ち好適である。したがって、本発明では、９５０℃で２００時間暴露した後の０．２％耐力の低下が５ＭＰａ以下であることを目標とした。
【００４１】
耐熱性の指標として重要な耐酸化性は、９５０℃、２００時間の大気中連続酸化試験で酸化スケールの剥離量が０．５ｍｇ／ｃｍ２以下であれば金属面が露出するような剥離状況に至らないため、実用上問題ない。スケール剥離のない場合がさらに好ましい。
【００４２】
なお、大気中酸化試験による酸化増量および剥離量の評価については、以下のようにして評価する。まず、板厚２ｍｍの試験片を、１辺２０ｍｍの正方形とし、表面および側面を研磨し、＃４００仕上げとして準備する。次に、試験前に質量測定を行った試験片を、９５０℃に加熱した電気炉内に挿入する。２００時間経過後、炉から取り出した試験片を、直ちに、予め空の状態で質量を測定したふた付の金属容器に収納し空冷する。この操作により、試験片表面に生成した高温酸化スケールが、試験片に付着したままの状態で収納できる。加熱冷却後の試験片質量について、まず金属容器ごと質量測定を行い、次に試験片を金属容器より取りだし、試験片のみの質量測定を行う。これらの質量測定結果から、酸化増量は、容器入り酸化試験片質量より酸化前試験片質量および空容器質量を差し引き、試験片表面積で除した単位面積当たりの値で評価する。また、冷却中に金属容器内で生じたスケール剥離量は、容器入り酸化後試験片質量より酸化後試験片質量および空容器質量を減じて、試験片表面積で除した単位面積当たりの値で評価する。
【００４３】
加工性に関しては、常温の伸びが指標として最適である。鋼板の圧延（Ｌ方向）方向の伸び値が３０％以上であることが好ましい。常温の伸びの測定は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準拠して行った。使用した試験片は全て、ＪＩＳ  Ｚ  ２２０１に定められている１３Ｂ号試験片である。
【００４４】
本発明の製造条件は特に定めないが、以下の条件が好ましい。
【００４５】
本発明鋼は、脱酸元素を制限しているため、転炉精錬後のＶＯＤ（Vacuum Oxygen Decarburization）またはＡＯＤ（Argon Oxygen Decarburization）等の二次精錬を十分に行うこと、または、真空溶解炉を用いて溶解することが好ましい。さらに、所望の成分のスラブまたはインゴットを、一般的なフェライト系ステンレス鋼の工業的製造工程である、熱延−熱延板焼鈍−冷延−焼鈍・酸洗の各工程を経て、製品とすることができる。必要に応じて、熱延板焼鈍を省略してもよいし、冷延と焼鈍・酸洗を繰り返してもよい。
【００４６】
以下、実施例で、本発明をさらに詳細に説明する。
【実施例】
【００４７】
表１に示す化学成分を有する５０ｋｇ鋼塊を真空溶解炉にて溶製し、１１５０℃から１２８０℃に加熱して熱延を行い、板厚５ｍｍの熱延板を得た。このとき、熱延開始温度は、１１００℃から１２５０℃、熱延終了温度は、８００℃から９００℃であった。その後、熱延板を９００℃から１０００℃に加熱して６０ｓ保持する熱延板焼鈍を行った。さらに、冷延を行って２ｍｍ厚の冷延板にした後、１０５０℃に加熱して、６０ｓ保持する最終焼鈍を行い、フッ酸を含む酸洗用水溶液にて酸洗を行って得た鋼板を供試鋼とした。
【００４８】
【表１】
2008285693.tif 000003
これら供試鋼の熱処理前の常温引張試験と９５０℃での高温引張試験を行った。また、９５０℃、２００時間大気中保持による耐酸化性試験を行った。さらに、供試鋼を９５０℃、２００時間保持した後、９５０℃高温強度を測定し、０．２％耐力の低下量で、耐熱疲労性を評価した。
【００４９】
加工性の指標として、常温の伸びを測定した。常温の引張試験は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準拠して行った。測定した試験片の方向は、圧延方向（Ｌ方向）であり、その全伸び値を、Ｅｌとした。使用した試験片はすべてＪＩＳ  Ｚ  ２２０１に定められた１３Ｂ号試験片である。
【００５０】
高温強度の指標は、９５０℃での０．２％ＰＳとし、高温引張試験は、ＪＩＳ  Ｇ  ０５６７に準拠して行った。測定した試験片の方向は圧延方向（Ｌ方向）である。
【００５１】
耐酸化性の指標は９５０℃大気中連続酸化試験での酸化増量とスケール剥離量とした。試験片の形状は、１片２０ｍｍの正方形で、表面および側面を研磨し、＃４００仕上げとした。酸化増量および剥離量の評価方法は以下のように行った。試験前に質量測定を行った試験片を、９５０℃に加熱した炉内に挿入し、２００時間経過後、炉から取り出し、直ちに、予め空の状態で質量を測定したふた付の金属容器に収納し空冷する。まず、金属容器ごと質量測定を行い、次に試験片を金属容器より取りだし、試験片のみの質量測定を行った。これらの質量の測定結果から、酸化増量は、容器入り酸化試験片質量より酸化前試験片質量および空容器質量を減じて差し引き、試験片表面積で除した値で評価した。また、スケール剥離量は、容器入り酸化後試験片質量より酸化後試験片質量および空容器質量を減じて、試験片表面積で除した値で評価した。
【００５２】
測定結果から、酸化増量３ｍｇ／ｃｍ２以下、スケール剥離量０．５ｍｇ／ｃｍ２以下を合格とした。
【００５３】
全ての結果を表２に示す。
【００５４】
【表２】
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Ａ鋼からＥ鋼までは、１７Ｃｒ−０．５２Ｎｂ−０．１Ｔｉ鋼をベースに、Ａｌ量のみを変化させた供試鋼である。Ａｌ量が０．０５％である比較例Ａは、高温強度が低く、また、熱処理後の高温強度の低下代も大きく、好ましくない。これに対し、Ａｌ添加量を増加させた本発明例であるＢ、Ｃ、Ｄ鋼は、熱処理前の初期高温強度が１５ＭＰａ以上の優れた値を示し、９５０℃、２００時間熱処理後の高温強度の低下代も５ＭＰａ以下と小さく、また、耐酸化性も合格である。と高く、熱処理前後の差が４ＭＰａしかなく、耐熱疲労性に優れていることを示している。また、常温伸びが３０％以上あり、耐酸化性も合格であり、非常に優れた特性を示している。Ａｌ添加量が３％と多すぎる比較例Ｅは、常温伸びが３０％以下となり、好ましくないことが分かる。
【００５５】
また、本発明例であるＦ鋼からＭ鋼は、常温伸び、初期強度、熱処理後の強度低下代、耐酸化性の全ての項目で優れた特性を示している。
【００５６】
これに対し、比較例である、Ｎ鋼からＳ鋼はこれらの項目で不合格となるものがあり、好ましくないことが明らかである。
【００５７】
以上の実施例により、本発明のフェライト系ステンレス鋼は、耐熱疲労性に優れており、自動車部材用ステンレス鋼板として好適であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】１７Ｃｒ−０．５２Ｎｂ−０．１Ｔｉ系を基本にＡｌを添加した時の、９５０℃の０．２％耐力と９５０℃、２００時間熱処理後の０．２％耐力を示す図である。
【図１】
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