[发明专利]断续氧化特性优异的排气系统部件用不锈钢板和排气系统部件

说明书

一种不锈钢板，是能够很适合地作为排气歧管的双重管内管和涡轮增压器部件等的汽车排气系统部件使用的、没有表面缺陷、具有高的高温强度和耐蚀性、不产生高温下的脆化、而且发挥高的耐氧化性的不锈钢板，其具有规定的成分组成，且满足Cr+20Mo≥24.0％和Si+20C+15N≥5.8％。另外，一种排气系统部件，是使用了所述不锈钢板的母材和焊接区的耐氧化性均优异的排气系统部件，焊缝金属和作为母材的所述不锈钢板的板厚变化的坡度为15度以下。

技术领域

本发明涉及断续氧化特性优异的耐热不锈钢板、和排气系统部件。本 发明的排气系统部件特别适合作为如汽车发动机的排气歧管和涡轮增压器 部件那样在被反复加热到1000℃以上的高温的环境下使用的部件。

背景技术

汽车的排气系统部件所使用的材料，暴露于高温的排气(废气)气氛 中，被反复加热冷却，因此需要高的热疲劳特性，并且，要求高温下的耐 氧化性、氧化皮的耐剥离性优异。例如，以往，排气歧管、前管、转化器 外壳使用了SUH409、SUS429、SUS430J1L、SUS436L、SUS444等的铁 素体系不锈钢。原因是这些钢具有700～900℃程度的耐热性，并且比较廉价。根据需要的耐热温度使用其中的更高合金的不锈钢。

另外，排气歧管也使用奥氏体系不锈钢SUS310S(25Cr－20Ni－ 0.5Si)、SUS302B(18Cr－8Ni－2Si)、XM15J1(20Cr－12Ni－3Si)、 DIN1.4828(19Cr－11Ni－2Si)等。与铁素体系不锈钢相比价格高，从各 地域的获得性和成形技术等的环境因素出发来进行钢种选择。

但是，在超过900℃的温度下，铁素体系不锈钢强度不足，奥氏体系 不锈钢的热疲劳和氧化皮剥离成为问题，存在不能够使用的问题。

另外，排气歧管和涡轮增压器部件也使用耐热铸钢、专利文献1所示 那样的不锈钢铸钢，但汽车部件的轻量化要求高，正进行着将铸造部件替 换成板材的冲压成型部件的努力。

最近，提高汽车的燃油经济性的要求变得极高，作为提高燃油经济性 的手段之一，正在推进发动机的小型高输出功率化，具有排气温度上升的 倾向。在专利文献2中公开了一种材料，该材料是通过向铁素体系不锈钢 SUS444中进一步添加Mo、Nb、Cu、W等来提高高温强度，由此确保950℃ 下的耐热性的材料。但是，在室温下的加工性和制造性存在课题，在加工 成如排气歧管那样的复杂形状时出现了问题。另外，在制造薄板时也存在 板断裂等问题。

另一方面，在应用奥氏体系不锈钢的情况下，虽然在强度方面没有问 题，但热疲劳的问题大。在专利文献3中，公开了：对于900℃以上的反 复加热冷却环境，通过尽可能降低Mo含量，添加微量的V，控制热轧板 的结晶粒径和表面粗糙度，能够制成耐热性优异的热轧钢板。但是，难以 通过热轧来制造汽车排气系统部件所需要的板厚，存在不能得到所需要的 板厚精度的问题。

另外，为了从排气系统部件的结构上改善耐热性，也曾进行了下述工 作，即，将排气歧管、涡轮增压器部件制成为双重管结构。具体而言，通 过在内侧使用奥氏体系不锈钢、在外侧使用铁素体系不锈钢，来缓和内侧 的奥氏体系不锈钢构件的拘束，降低热变形。由此，通过使外侧的铁素体 系不锈钢不直接接触高温的排气，能够降低温度。这样的双重结构部件价 格高昂，但经常被用于排气温度为1000℃以下的排气歧管。另外，即使是 900℃以下的排气温度，也有时为了抑制排气歧管外表面的氧化、提高设计 性而使用。但是，当排气温度上升到超过1000℃的温度时，这些努力会失 去效果，不能得到充分的耐热性。因此，需求在1000℃以上的排气环境中 具有耐热性的排气系统部件。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2006－118048号公报

专利文献2:日本特开平9－87809号公报

专利文献3:日本特开2012－207252号公报