[发明专利]铁素体系不锈钢

说明书

本发明提供一种铁素体系不锈钢，其具有良好的耐腐蚀性，并且在进行使用含Ni钎料的高温下的钎焊时示出良好的钎焊性。本发明的铁素体系不锈钢具有如下组成：以质量％计含有C：0.003～0.020％、Si：0.05～0.60％、Mn：0.05～0.50％、P：0.04％以下、S：0.02％以下、Cr：17.0～24.0％、Ni：0.20～0.80％、Cu:0.01～0.80％、Mo：0.01～2.50％、Al：0.001～0.015％、Nb：0.25～0.60％、N：0.020％以下，满足以下的式(1)和式(2)，并且剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。Cu+Mo≥0.30···(1)，4Ni－(Si+Mn)≥0···(2)，(式(1)中的Cu、Mo、式(2)中的Ni、Si、Mn表示各元素的含量(质量％))。

技术领域

本发明涉及一种铁素体系不锈钢，其在进行使用含Ni钎料的高温下的钎焊时示出良好的钎焊性且耐腐蚀性也优异。

背景技术

近年来，从保护地球环境的立场出发，对汽车要求燃油经济性的进一步提高以及废气净化的强化。因此，在汽车中的废热回收器、EGR(Exhaust Gas Recirculation)冷却器等排气再循环装置的应用日渐增多。

在此，废热回收器是如下装置：将发动机冷却水的热用于供暖或者以废气的热加热发动机的冷却水而缩短发动机启动时的热机时间，从而提高燃油经济性。一般而言，废热回收器设置在催化转化器与消声器之间，由组合有管、板、翅片、侧板等的热交换器部分以及入侧·出侧管部分构成。进而，废气从入侧管进入热交换器部分，在此介由翅片等的传热面将该热传导至冷却水，从出侧管排出。此外，构成这样的废热回收器的热交换器部分的板或翅片的粘接、组装中，主要使用利用含Ni钎料的钎焊。

此外，EGR冷却器由从排气歧管等吸入废气的管、使废气返回至发动机的吸气侧的管以及冷却废气的热交换器构成。作为具体的结构，是在使废气从排气歧管回流至发动机的吸气侧的路径上同时具备水流通路和废气通路的、具有热交换器的结构。通过制成这样的结构，成为如下系统：排气侧的高温的废气由热交换器冷却，冷却的废气回流至吸气侧使发动机的燃烧温度降低，抑制在高温下容易生成的NO_X。此外，出于轻量化、小型化、成本降低等理由，EGR冷却器的热交换器部分是将薄板重叠成翅片状而构成，它们的粘接、组装仍然主要使用利用含Ni钎料的钎焊。

如此，废热回收器、EGR冷却器的热交换器部分通过使用含Ni钎料的钎焊进行粘接、组装，因此这些热交换器部分所用的板坯要求对含Ni钎料的良好的钎焊性。而且，废气含有若干氮氧化物(NO_X)、硫氧化物(SO_X)、烃(HC)，因此它们在热交换器冷凝，成为腐蚀性强的酸性的冷凝水。因此，用于对这些热交换器部分的板坯也要求在常温下的耐腐蚀性。尤其是由于在钎焊热处理时为高温，因此需要防止晶界的Cr优先地与C、N反应而形成Cr缺乏层这样的所谓的敏化而确保耐腐蚀性。

如上所述，废热回收器、EGR冷却器的热交换器部分通常使用减少了碳含量的难以敏化的SUS316L、SUS304L等奥氏体系不锈钢。但是，奥氏体系不锈钢因大量含有Ni而成本高或热膨胀大，因此在如下方面存在如下问题：在如排气歧管周围部件那样的高温且因激烈振动受到拘束力的使用环境中的疲劳特性以及高温下的热疲劳特性低。

因此，在研究对废热回收器、EGR冷却器的热交换器部分使用奥氏体系不锈钢以外的钢。

例如，专利文献1中公开了一种铁素体系不锈钢，其中，作为EGR冷却器用材料，根据一定的关系式添加Cr、Cu、Al、Ti等成分，且抑制Al、Ti添加量，从而确保钎焊性。

另外，专利文献2中公开了一种铁素体系不锈钢，其中，作为具有以Ni钎焊进行接合的结构的EGR冷却器构件，通过抑制Al、Ti、Zr添加量来确保钎焊性。

而且，专利文献3中公开了一种铁素体系不锈钢，其中，作为钎焊用铁素体系不锈钢材，通过抑制Ti添加量来确保钎焊性。