[发明专利]具有改善的耐热性和耐冷凝物腐蚀性的汽车排气系统用铁素体不锈钢及其制造方法

说明书

公开了具有改善的耐热性和耐冷凝水腐蚀性的汽车排气系统铁素体不锈钢及其制造方法。根据本发明的一个实施方案，铁素体不锈钢包括：不锈钢基体金属，所述不锈钢基体金属以重量％计包含0.01％或更少的C、0.5％至1.0％的Si、0.5％或更少的Mn、0.035％或更少的P、0.01％或更少的S、11％至18％的Cr、0.013％或更少的N、0.15％至0.5％的Ti、0.03％至0.5％的Sn、以及余量的Fe和其他不可避免的杂质；和形成在不锈钢基体金属上的镀铝层，所述铁素体不锈钢在不锈钢基体金属与镀铝层之间的界面处包含含有(Al₁₉FeMnSi₂)_5,31(铝铁锰硅化物)的镀覆化合物。

技术领域

本发明涉及铁素体不锈钢及其制造方法，更具体地，涉及具有改善的耐热性和耐冷凝物腐蚀性的用于汽车排气系统的铁素体不锈钢及其制造方法，以满足汽车排气系统所需的特性。

背景技术

冷轧不锈钢产品(特别是冷轧铁素体不锈钢产品)具有优异的高温特性例如热膨胀率、热疲劳特性等，并且耐应力腐蚀开裂。因此，铁素体不锈钢已经广泛地用于汽车排气系统、家用设备、结构、家用电器、电梯等的部件中。

通常，汽车排气系统的构件根据废气的温度分为热部件和冷部件。汽车的热部件包括排气歧管、转换器和波纹管，这样的部件通常在600℃以上使用并且具有优异的高温强度、热疲劳特性和盐腐蚀特性。另一方面，冷部件是这样的构件：其在约400℃下使用，并且包括减小由汽车排气引起的噪声的消声器。由于由汽车燃料中的硫(S)组分引起的冷凝物腐蚀特性和由在冬季使用除冰盐引起的外表面生锈腐蚀特性，因此诸如不锈钢(或STS)409、409L、439、436L以及镀Al不锈钢409的材料已经被用于汽车排气系统的冷部件。

例如，不锈钢中最便宜的材料STS 409L是这样一种类型的钢：其包含约11重量％的Cr并且其中C和N通过Ti稳定，由此防止焊接区域的敏感性并且表现出优异的可加工性，通常在700℃以下使用，并且对由汽车排气系统中产生的冷凝物组分引起的腐蚀具有一定的抵抗力，并因此被最为广泛地使用。

在需要高耐腐蚀性的腐蚀性环境中，已经使用了包含17重量％Cr的STS 439钢和包含约1重量％Mo的STS 436L钢以及STS 439钢，但存在部件成本增加的问题。

近来，在与其他发达国家相比汽车生产和普及率急剧增加的国家例如中国和印度以及拉美国家中，汽油中的硫(S)含量相当高。例如，韩国和日本规定汽油中的硫(S)含量低于10ppm，中国规定硫(S)含量低于500ppm，但中国的汽油实际上根据地区而包含高于500ppm的硫含量。

汽油中的硫(S)含量富集成汽车排气中的冷凝物组分的硫酸根离子(SO₄^2-)，并且产生具有pH为2或更小的高腐蚀特性的硫酸(H₂SO₄)气氛。为此，可能无法用常规的STS 409L来确保耐腐蚀性，并因此逐渐使用包含17重量％或更多的Cr组分或Mo的基于高铬的不锈钢材料，例如STS 439和436L。然而，由于存在材料的来源价格逐渐增加的问题，因此需要开发不包含高价格元素(例如Cr或Mo)或者仅包含非常少量的那些元素的具有耐点蚀性和耐冷凝物腐蚀性的不锈钢材料。

(专利文献0001)韩国未审查专利申请公开第10-2008-0110662号(2008.12.18)

发明内容

技术问题

本发明旨在通过在用于汽车排气系统的铁素体不锈钢中包含Sn、使Sn富集在不锈钢的表面区域处、并在基材上形成镀Al层以在基材与镀层之间的界面处形成镀覆化合物来提供用于汽车排气系统的铁素体不锈钢以满足汽车排气系统所需的特性，例如耐热性和在冷凝物气氛中的耐腐蚀性。

本发明还旨在提供用于制造用于汽车排气系统的铁素体不锈钢的方法。

技术方案