不銹鋼箔以及使用該箔的排氣凈化裝置用催化劑載體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高溫下的強(qiáng)度高、高溫下的抗氧化性優(yōu)良、并且耐鹽害腐蝕性也優(yōu)良的不銹鋼箔以及使用該箔的排氣凈化裝置用催化劑載體。具體而言，提供一種不銹鋼箔，其特征在于，以質(zhì)量%計，含有C：0.05%以下、Si：2.0%以下、Mn：1.0%以下、S：0.003%以下、P：0.05%以下、Cr：大于15.0%且小于25.0%、Ni：0.30%以下、Al：3.0～10.0%、Cu：0.03～1.0%、N：0.10%以下、Ti：0.02%以下、Nb：0.02%以下、Ta：0.02%以下、Zr：0.005～0.20%、除Ce以外的REM：0.03～0.20%、Ce：0.02%以下、Mo和W中的至少一種：合計2.0～6.0%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
【專利說明】不銹鋼箔以及使用該箔的排氣凈化裝置用催化劑載體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可以在汽車(automobile)、摩托車(motorcycle)、摩托艇(marinebike)、雪地車(snowmobile)等的排氣凈化裝置用催化劑載體(catalyst carrierfor automotive exhaust gas purifying facility)等中使用的，高溫下的強(qiáng)度(特別是斷裂應(yīng)力(rupture stress)、耐變形性(distortion resistance))高,高溫下的抗氧化性(oxidation resistance)優(yōu)良,并且耐鹽害腐蝕性(salt corrosion resistance)也優(yōu)良的不銹鋼箔(stainless steel foil)以及使用該箔的排氣凈化裝置用催化劑載體。
【背景技術(shù)】
[0002]由Fe-Cr-Al 合金(Fe-Cr-Al-based alloy)構(gòu)成的鐵素體系不鎊鋼(ferriticstainless steel)在高溫下的抗氧化性優(yōu)良，因此不僅用在汽車、摩托車、摩托艇、汽艇等的排氣凈化裝置用構(gòu)件(例如，催化劑載體、各種傳感器(variety of sensor)等)中，還可用在爐(stove)、煤氣燃燒器(gas burner)、加熱爐(heating furnace)的構(gòu)件(memberof framework)中，并且利用電阻率(electric resistivity)高的特性,還用于電熱元件(electric heating element)等中。例如，專利文獻(xiàn)I中公開了，為了實現(xiàn)汽車的排氣凈化裝置用催化劑載體的小型化(downsizing)、提高發(fā)動機(jī)性能(engine performance),而使用在高溫下的抗氧化性優(yōu)良的箔厚20-100 μ m的Fe-Cr-Al系不銹鋼箔代替現(xiàn)有的陶瓷制催化劑載體(ceramic catalyst carrier)的金屬制蜂窩體(metal honeycomb)。該金屬制蜂窩體，例如是將平坦的不銹鋼箔(平板(flat foil))與加工成波狀的不銹鋼箔(波板(corrugated foil))交替層疊而制成蜂窩結(jié)構(gòu)(honeycomb structure),然后在該不銹鋼箔的表面上涂布催化劑物質(zhì)(catalytic material)，從而用于排氣凈化裝置。圖1中示出了金屬制蜂窩體的一個示例，其是通過將平板I與波板2層疊后卷曲加工成卷狀，并且將其外周用外筒(external cylinder) 3固定，由此制作成的金屬制蜂窩體4。
[0003]如果通過使用這種不銹鋼箔而使催化劑載體的壁厚變薄,則其熱容量(thermalcapacity)將減少，因此能夠從發(fā)動機(jī)啟動(engine starting)起在短時間內(nèi)活化催化劑或減小排氣阻力(exhaust back pressure),在催化劑載體的小型化和提高發(fā)動機(jī)性能方面是有效的。
[0004]另一方面,從地球環(huán)境保護(hù)(environmental protection)的立場出發(fā),預(yù)測今后將進(jìn)一步強(qiáng)化對汽車排氣的限制，而為了降低從汽油車(gasoline vehicle)等排出的氮氧化物(nitroxide)、一氧化碳(carbon monoxide)、碳?xì)浠衔?carbon hydride),已開發(fā)出將排氣凈化裝置用催化劑載體設(shè)置在接近實際燃燒環(huán)境(combustion environment)的發(fā)動機(jī)正下方的位置，并且在高溫排氣中引發(fā)催化劑反應(yīng)(catalytic reaction),從而降低排氣中的有害物質(zhì)的技術(shù)等。此外，為了提高燃料效率，提高了發(fā)動機(jī)的燃燒效率(combustion efficiency),排氣自身的溫度也上升，因此排氣凈化裝置用催化劑載體將會在比以往更嚴(yán)酷的環(huán)境下承受發(fā)動機(jī)的激烈振動。
[0005]為了應(yīng)對這樣的狀況，已針對排氣凈化裝置用催化劑載體提出了具有各種特性的不銹鋼箔。例如，專利文獻(xiàn)2中公開了一種耐熱不銹鋼箔，其通過使含有Zr、Hf、稀土元素的Fe-20Cr-5Al合金含有Mo和W，并進(jìn)一步含有I-15%的Ni，從而使NiAl析出，提高了高溫下的耐力(強(qiáng)度)，并提高了耐久性。此外，專利文獻(xiàn)3中公開了一種作為高溫強(qiáng)度優(yōu)良的低熱容量、低排氣壓(low exhaust gas pressure)用原材料的不銹鋼箔,其箔厚小于40 μ m，并且對應(yīng)于箔厚改變Al量、Cr量，而且還含有Nb、Mo、Ta、W等；專利文獻(xiàn)4中公開了一種提高了高溫下的耐力和抗氧化性的金屬載體用合金箔，其在含有Y混合稀土金屬(Mischmetal or mixed metals)的 Fe-20Cr_5Al 合金中含有 Nb、Ta、Mo、W。此外，專利文獻(xiàn)5中公開了一種耐熱不銹鋼箔，其通過使含有La、Ce、Pr、Nd的Fe_20Cr_5Al合金含有相對于C + N為規(guī)定量的Ta、Mo、W、Nb,從而提聞了在聞溫下的耐力，提聞了耐久性。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開昭56-96726號公報
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特表2005-504176號公報
[0010]專利文獻(xiàn)3:日本專利第3210535號公報
[0011]專利文獻(xiàn)4:日本特開平05-277380號公報
[0012]專利文獻(xiàn)5:日本特 公平06-104879號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明所要解決的問題
[0014]然而，專利文獻(xiàn)2中所述的不銹鋼箔，由于含有大量作為奧氏體穩(wěn)定化元素(austenite-stabilizing element)的Ni,因此在箔的氧化過程中，作為鐵素體穩(wěn)定化兀素(ferrite-stabilizing element)的鋼中的固溶 Al (solid solution Al)減少，鐵素體(ferrite)的一部分奧氏體化(austenitizing),因此存在有熱膨脹系數(shù)(thermalexpansion coefficient)產(chǎn)生較大變化,催化劑載體在高溫下的強(qiáng)度、特別是耐變形性下降等問題。結(jié)果有時會產(chǎn)生負(fù)載的催化劑剝離或波板破碎等不良情況。
[0015]此外，專利文獻(xiàn)3-5中所述的不銹鋼箔，雖然通過含有Nb、Ta而提高了在高溫下的強(qiáng)度，但存在在高溫下的抗氧化性顯著下降的問題。此外，Nb、Ta容易與Fe、Al形成氧化物(oxide),這些氧化物將成為在升溫過程(heating process)和降溫過程(coolingprocess)中使箔形狀(foil geometry)變形(高溫下的強(qiáng)度降低)的原因。
[0016]此外，如果將專利文獻(xiàn)2-5中所述的不銹鋼箔用于摩托艇、汽艇的排氣凈化裝置用催化劑載體，則還存在由于和海水(seawater)等接觸而容易產(chǎn)生鹽害腐蝕(saltcorrosion)這樣的問題。
[0017]本發(fā)明的目的在于提供一種高溫下的強(qiáng)度高、高溫下的抗氧化性優(yōu)良、并且耐鹽害腐蝕性也優(yōu)良的不銹鋼箔以及使用該箔的排氣凈化裝置用催化劑載體。
[0018]用于解決問題的方法
[0019]本發(fā)明人為了實現(xiàn)上述目的而進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在Fe-Cr-Al系不銹鋼箔中，降低N1、Nb和Ta的含量，使Cr含量大于15質(zhì)量％，使Cu含量為0.03質(zhì)量％以上，并且使Mo和W中的至少一種的含量為2.0-6.0質(zhì)量％，是有效的。
[0020]本發(fā)明基于上述見解而完成，其提供一種不銹鋼箔，其特征在于，以質(zhì)量％計，含有 C:0.05% 以下、Si:2.0% 以下、Mn:1.0% 以下、S:0.003% 以下、P:0.05% 以下、Cr:大于
15.0% 且小于 25.0%、Ni:0.30% 以下、Al:3.0 -10.0%、Cu:0.03 -1.0%、N:0.10% 以下、Ti:0.02% 以下、Nb:0.02% 以下、Ta:0.02% 以下、Zr:0.005 -0.20%、除 Ce 以外的 REM:0.03 -0.20%,Ce:0.02%以下、Mo和W中的至少一種:合計2.0-6.0%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0021]在本發(fā)明的不銹鋼箔中，除Ce以外的REM優(yōu)選為La。此外，以質(zhì)量％計，Mo和W中至少一種的合計優(yōu)選為3.0-5.5%。此外，優(yōu)選進(jìn)一步單獨或同時含有以質(zhì)量％計的Hf:0.01 -0.20%、以質(zhì)量 ppm 計的 Ca: 10 -300ppm、Mg: 15 -300ppm 和 B:3 -IOOppm 中的
至少一種。
[0022]本發(fā)明的不銹鋼箔，箔厚優(yōu)選為20-100 μ m。
[0023]本發(fā)明還提供一種排氣凈化裝置用催化劑載體，其特征在于，使用以上述成分組成和箔厚所構(gòu)成的不銹鋼箔。
[0024]發(fā)明效果
[0025]根據(jù)本發(fā)明，可以得到高溫下的強(qiáng)度高、高溫下的抗氧化性優(yōu)良、并且耐鹽害腐蝕性也優(yōu)良的不銹鋼箔。本發(fā)明的不銹鋼箔，不僅適用于汽車、摩托車、摩托艇、雪地車等的排氣凈化裝置用催化劑載體，而且也適用于其他的燃燒氣體排氣系統(tǒng)裝置的構(gòu)件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是表示金屬制蜂窩體的一個示例的圖。
[0027]圖2是表示Cu含量與點蝕電位的關(guān)系的圖。
[0028]圖3是表示在實施例的高溫拉伸試驗中使用的試驗片形狀的圖。
【具體實施方式】
[0029]首先，對本發(fā)明的不銹鋼箔的成分組成的限定原因進(jìn)行詳述。
[0030]作為以下所示的成分元素的含量單位的“％”、“ppm”，分別是指“質(zhì)量％”、“質(zhì)量ppm，，。
[0031]C:0.05% 以下
[0032]如果C含量大于0.05%,則高溫下的強(qiáng)度降低，高溫下的抗氧化性也降低。此外，還會導(dǎo)致韌性的下降。由此，使C含量為0.05%以下，優(yōu)選使其為0.02%以下，并且更優(yōu)選盡可能降低。而為了使鋼的強(qiáng)度進(jìn)一步提高，優(yōu)選含有0.001%以上，更優(yōu)選含有0.003%以上。
[0033]S1:2.0% 以下
[0034]如果Si含量大于2.0%，則韌性下降，同時因加工性的降低而難以進(jìn)行箔的制造。由此，使Si含量為2.0%以下，優(yōu)選使其為1.0%以下。而為了使抗氧化性進(jìn)一步提高，優(yōu)選含有0.05%以上，更優(yōu)選含有0.1%以上。
[0035]Mn:1.0% 以下
[0036]如果Mn含量大于1.0%，則在高溫下的抗氧化性降低。此外，還導(dǎo)致耐鹽害腐蝕性的降低。由此，使Mn含量為1.0%以下，優(yōu)選使其為0.5%以下。而為了進(jìn)一步固定鋼中的S，優(yōu)選含有0.05%以上，更優(yōu)選含有0.1%以上。[0037]S:0.003% 以下
[0038]如果S含量大于0.003%，則催化劑載體中的Al2O3被膜的密合性、高溫下的抗氧化性降低。由此，使S含量為0.003%以下，優(yōu)選使其為0.001%以下，并更優(yōu)選盡可能降低。
[0039]P:0.05% 以下
[0040]如果P含量大于0.05%,則不僅加工性降低而難以進(jìn)行箔的制造，而且催化劑載體中的Al2O3被膜的密合性、高溫下的抗氧化性也降低。由此，使P含量為0.05%以下，優(yōu)選使其為0.03%以下，并更優(yōu)選盡可能降低。
[0041]Cr:大于 15.0% 且小于 25.0%
[0042]Cr是本發(fā)明中最重要的元素之一，是確保高溫下的強(qiáng)度和耐鹽害腐蝕性方面必不可缺的元素。然而，當(dāng)Cr含量為15.0%以下時，高溫下的氧化進(jìn)行時，作為鐵素體穩(wěn)定化元素的Al等減少，生成奧氏體，因此熱膨脹系數(shù)產(chǎn)生較大變化，高溫下的強(qiáng)度，特別是耐變形性下降。此外，耐鹽害腐蝕性也下降。另一方面，當(dāng)Cr含量為25.0%以上時，由于鋼坯、熱軋板的韌性下降，因此容易產(chǎn)生熱裂，制造成本增大，經(jīng)濟(jì)性變差。由此，使Cr含量為大于
15.0%且小于25.0%，優(yōu)選使其為18.0-23.0%。
[0043]Ni:0.30% 以下
[0044]Ni是奧氏體穩(wěn)定化元素(austenite-stabilizing element),當(dāng)其含量大于0.30%時，高溫下的氧化進(jìn)行時，一旦Al耗盡而Cr開始被氧化，則生成奧氏體從而使箔的熱膨脹系數(shù)發(fā)生變化，產(chǎn)生箔的收縮(constriction)、斷裂等不良情況。由此,使Ni含量為0.30%以下，優(yōu)選使其為0.20%以下。需要說明的是，由于Ni具有提高催化劑載體制造時的釬焊性的效果，因此優(yōu)選使其含量為0.05%以上，更優(yōu)選為0.10%以上。
[0045]Al: 3.0 -10.0%
[0046]Al是在箔表面形成高保護(hù)性的Al2O3被膜從而提高高溫下的抗氧化性的元素。并且還具有提高高溫強(qiáng)度的效果。但是，當(dāng)Al含量小于3.0%時，無法得到充分的抗氧化性。另一方面，如果Al含量大于10.0%，則因加工性的降低而難以進(jìn)行箔的制造。由此，使Al含量為3.0-10.0%。優(yōu)選使其為4.0-6.0%。
[0047]Cu:0.03 -1.0%
[0048]Cu是在本發(fā)明這種Cr含量大于15.0%，Al含量為3.0%以上的Fe-Cr-Al系不銹鋼箔中，有效提高高溫下的抗氧化性并且改善耐鹽害腐蝕性的元素。在圖2中顯示了使含有C:0.006 -0.008%、S1:0.12 -0.15%、Mn:0.14 -0.18%、S:0.0007 -0.0008%,P:0.022 -0.026%、Cr:18.0 -18.4%、Ni:0.11 -0.15%、Al:5.64 -5.84%、N:0.008 -0.011%、Ti:0.003 -0.006%、Nb:0.003 -0.004%、Ta:0.003 -0.005%、Zr:0.032 -0.037%、La:
0.069 -0.075%、Ce:0.001 -0.002%、Μο:2.95 -3.08%、Ca:24 -34ppm、Mg:21 -27ppm，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的合金的Cu含量在O (其中，該0%表示在檢測限以下。具體來說，表示小于0.01%。)-1.0%的范圍內(nèi)變化，并通過后述方法測定的在30°C的3.5質(zhì)量％NaCl溶液中的點蝕電位的結(jié)果，由此可知，通過使Cu含量為0.03%以上，提高了作為耐鹽害腐蝕性指標(biāo)的點蝕電位。
[0049]然而，如果Cu含量大于1.0%，則因加工性的降低而難以進(jìn)行箔的制造。由此，使Cu含量為0.03-1.0%。如果考慮到耐鹽害腐蝕性和低成本，則優(yōu)選為0.1-0.5%。
[0050]N:0.10% 以下[0051]如果N含量大于0.10%，則韌性下降，同時因加工性的降低而難以進(jìn)行箔的制造。由此，使N含量為0.10%以下，優(yōu)選使其為0.05%以下。
[0052]Ti:0.02% 以下
[0053]Ti是容易被氧化的元素。如果其含量大于0.02%，則Ti氧化物大量混入到Al2O3被膜中，釬焊性顯著下降，同時在高溫下的抗氧化性也下降。由此，使Ti含量為0.02%以下，優(yōu)選使其為0.01%以下，并更優(yōu)選盡可能降低。
[0054]Nb:0.02% 以下
[0055]如果Nb含量大于0.02%，則生成無保護(hù)性的(Fe、Al) NbO4的氧化被膜(oxidelayer)，高溫下的抗氧化性顯著下降。另外，由于(Fe、Al) NbO4的熱膨脹率大，因此促進(jìn)了箔的變形，引起催化劑的剝離。由此，使Nb含量為0.02%以下，優(yōu)選使其為0.01%以下，并更優(yōu)選盡可能降低。
[0056]Ta:0.02% 以下
[0057]與Nb同樣，如果 Ta含量大于0.02%,則生成無保護(hù)性并且熱膨脹率大的(Fe、Al)TaO4氧化被膜，高溫下的抗氧化性顯著下降，同時促進(jìn)了箔的變形，引起催化劑的剝離。由此，使Ta含量為0.02%以下，優(yōu)選使其為0.01%以下，并更優(yōu)選盡可能降低。
[0058]需要說明的是，更優(yōu)選使Nb和Ta的總含量為0.03%以下，并進(jìn)一步優(yōu)選為0.02%以下。
[0059]Zr:0.005 -0.20%
[0060]Zr與鋼中的C、N結(jié)合，改善蠕變特性。此外，同時提高韌性，并且加工性也提高，容易進(jìn)行箔的制造。而且，在Al2O3被膜中，在Al2O3晶界處富集，提高了高溫下的抗氧化性、高溫下的強(qiáng)度、特別是耐變形性。為了得到這樣的效果，Zr含量必須為0.005%以上。另一方面，如果Zr含量大于0.20%,則與Fe等形成金屬間化合物，導(dǎo)致韌性下降。由此，使Zr含量為0.005-0.20%,優(yōu)選使其為0.02-0.06%。
[0061]除Ce 以外的 REM:0.03 -0.20%
[0062]所謂除Ce以外的REM，是指從La、Nd、Sm等原子序號為57-71的元素中除去Ce的14種元素。
[0063]通常，除Ce以外的REM具有改善Al2O3被膜的密合性，以及在反復(fù)氧化的環(huán)境下，極其顯著地提高Al2O3被膜的耐剝離性的效果。此外，由于使生成的Al2O3的柱狀晶增大，因此作為氧的擴(kuò)散路徑的氧化物晶界的密度變小，提高了高溫下的抗氧化性、高溫下的強(qiáng)度、特別是耐變形性。為了得到這樣的效果，除Ce以外的REM含量必須為0.03%以上。另一方面，如果除Ce以外的REM含量大于0.20%，則韌性下降，同時因加工性的降低而難以進(jìn)行箔的制造。由此，使除Ce以外的REM含量為0.03-0.20%，優(yōu)選使其為0.05-0.10%。
[0064]需要說明的是，在添加除Ce以外的REM時，為了降低成本，也可以使用未對它們進(jìn)行分離純化的金屬(混合稀土金屬)。但是，當(dāng)該混合稀土金屬含有Ce時，由于后述原因，必須在Ce含量不超過0.02%的范圍內(nèi)添加。如果難以減少Ce，則單獨添加分離純化的金屬。這時，在除Ce以外的REM中，優(yōu)選使用比較便宜并且容易獲得的La。
[0065]Ce:0.02% 以下
[0066]如果Ce含量大于0.02%,則在Al2O3被膜與母材鋼表面的界面生成CeO型的氧化物，使高溫下的強(qiáng)度、特別是耐變形性顯著劣化，并引起形狀不良。由此，使Ce含量為0.02%以下，更優(yōu)選盡可能降低。
[0067]Mo和W中的至少一種:合計為2.0-6.0%
[0068]Mo和W增大了高溫下的斷裂應(yīng)力，使催化劑載體的壽命變得良好。同時，這些元素使Al2O3被膜穩(wěn)定化，提高了耐鹽害腐蝕性。在本發(fā)明這種Cr含量大于15.0%且小于25.0%的合金中，為了得到這樣的效果，需要使Mo和W中的至少一種的含量合計為2.0%以上。另一方面，如果Mo和W中的至少一種的含量合計大于6.0%,則因加工性的降低而難以進(jìn)行箔的制造。由此，使Mo和W中的至少一種的含量合計為2.0-6.0%，優(yōu)選使其為3.0-5.5%。更優(yōu)選使其為4.5-5.5%。
[0069]除上述元素成分以外的余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，但基于以下原因，還可以進(jìn)一步單獨或同時含有 Hf:0.01 -0.20%,Ca:10 -300ppm、Mg:15 -300ppm和 B:3 -IOOppm中的至少一種。
[0070]Hf:0.01 -0.20%、Ca:10 -300ppm、Mg: 15 -300ppm 和 B:3 -IOOppm 中的至少一種
[0071]由于Hf使Al2O3被膜與鋼基的密合性變得良好，而且抑制了固溶Al的減少，因此具有提高高溫下的抗氧化性的效果。為了得到這樣的效果，優(yōu)選使Hf含量為0.01%以上。另一方面，如果Hf含量大于0.20%，則以HfO2的形式混入到Al2O3被膜中，成為氧的擴(kuò)散路徑，反而加快了由氧化引起的固溶Al的減少。此外，與Fe形成金屬間化合物，使韌性下降。由此，優(yōu)選使Hf含量為0.01-0.20%,更優(yōu)選使其為0.02-0.10%。
[0072]此外，Ca、Mg與Hf同樣地具有提高Al2O3被膜的密合性的作用。為了得到這樣的效果，優(yōu)選使Ca含量為I`Oppm以上，使Mg含量為15ppm以上。另一方面，如果Ca含量、Mg含量大于300ppm，則韌性下降，高溫下的抗氧化性也降低。由此，優(yōu)選使Ca含量為10-300ppm,使Mg含量為15-300ppm，更優(yōu)選使Ca含量和Mg含量均為20-lOOppm。
[0073]此外，B具有抑制晶界析出物的析出、提高載體在高溫下的耐久性的效果。這種效果在B含量為3ppm以上時變得顯著。另一方面，如果B含量大于IOOppm,則熱軋鋼板的韌性下降。由此，優(yōu)選使B含量為3-lOOppm，更優(yōu)選使其為10-50ppm。
[0074]在將具有上述成分組成的本發(fā)明的不銹鋼箔應(yīng)用于排氣凈化裝置用催化劑載體時，為了降低排氣阻力，箔厚越薄越有利。但是，正如開頭所述，由于排氣凈化裝置用催化劑載體已變得在更嚴(yán)酷的環(huán)境下使用，可能會發(fā)生斷裂等，因此優(yōu)選使箔厚為20-100 μ m。在作為排氣凈化裝置用催化劑載體時，在特別需要耐振動特性、耐久性的情況下，更優(yōu)選使箔厚為50-100 μ m左右，在特別需要高單元密度、低背壓的情況下，更優(yōu)選使箔厚為20-50 μ m左右。
[0075]作為本發(fā)明的不銹鋼箔，例如，可以通過下述制造方法進(jìn)行制造。
[0076]首先，用轉(zhuǎn)爐(steelconverter )、電爐(electric furnace)等溶煉含有上述成分組成的鋼，用 VOD (Vacuum Oxygen Decarburization)> AOD (Argon OxygenDecarburization)進(jìn)行二次精煉后，用鑄錠-開還軋制法、連續(xù)鑄造法(continuouscasting)制成鋼還，加熱到1050-125(TC后,進(jìn)行熱軋(hot rolling),制成熱軋鋼板。接著，通過酸洗(pickling)、噴丸(shotbrast)、磨削(griding)等除去熱軋鋼板表面的氧化皮(scale),反復(fù)多次進(jìn)行退火(annealing)和冷軋(cold rolling),從而制成規(guī)定箔厚，例如20-100 μ m的不銹鋼箔。[0077]實施例
[0078]將利用真空熔煉(vacuum melting)進(jìn)行熔煉后的表1_1-表1_4所示的化學(xué)組成的鋼加熱到1200°C后，在900-1200°C的溫度范圍進(jìn)行熱軋，制成板厚為4_的熱軋鋼板。接著，將這些熱軋鋼板在大氣中進(jìn)行1000°C的退火，酸洗后，進(jìn)行冷軋，制成板厚為
1.0mm的冷軋鋼板。這時，Cr含量為39.8%而超出了本發(fā)明范圍的表I的鋼N0.17，在熱軋時發(fā)生破裂，無法制成熱軋鋼板。因此，將鋼N0.17以外的冷軋鋼板在大氣中進(jìn)行950-10500C Xl分鐘的退火后，酸洗，反復(fù)多次進(jìn)行使用多輥軋機(jī)(cluster mill)的冷軋和退火，得到寬度100mm、箔厚40 μ m的箔。
[0079]對如此得到的冷軋鋼板和箔，根據(jù)下述方法評價高溫下的強(qiáng)度(斷裂應(yīng)力、耐變形性)、高溫下的抗氧化性以及耐鹽害腐蝕性。
[0080]斷裂應(yīng)力:首先，在板厚Imm的冷軋鋼板上模擬(simulate)對波板(波紋加工板)與平板的接點進(jìn)行擴(kuò)散接合(diffusion bonding)或釬焊接合時的熱處理,在4X KT5Torr(5.3X 10?)以下的真空中進(jìn)行1200°C X30分鐘的熱處理。接著，從熱處理后的冷軋鋼板上切出圖3所示的試驗片，在900°C下實施高溫拉抻試驗，測定斷裂應(yīng)力。這時，拉伸速度最初為0.2mm/min,大于耐力后為5mm/min。對于斷裂應(yīng)力的測定結(jié)果,將小于40MPa記為XC、40MPa以上且小于60MPa記為〇B、60MPa以上記為? A，如果為〇8或? A，則滿足本發(fā)明的目的。
[0081]耐變形性:首先，在4X KT5Torr (5.3X I(T3Pa)以下的真空中，對箔厚40 μ m的箔進(jìn)行相當(dāng)于擴(kuò)散接合或釬焊接合時的熱處理的1200°C X 30分鐘的熱處理。接著，將來自熱處理后的箔的IOOmm寬X 5 0mm長的試驗片在長度方向上卷成直徑5mm的圓筒狀,并通過點焊將端部固定，從各箔分別制作3個，在大氣氣氛爐中進(jìn)行1150°C X400小時加熱，測定3個的平均尺寸變形量(加熱后的圓筒長度相對于加熱前的圓筒長度的增量比例)。對于平均尺寸變形量的測定結(jié)果，將大于5%記為X C，大于3%且5%以下記為〇B，3%以下記為? A，如果為〇B或◎ A，則滿足本發(fā)明的目的。
[0082]高溫下的抗氧化性:首先，在4X KT5Torr (5.3X I(T3Pa)以下的真空中，對箔厚40 μ m的箔進(jìn)行相當(dāng)于擴(kuò)散接合或釬焊接合時熱處理的1200°C X30分鐘的熱處理。接著，從熱處理后的箔上裁取3個20mm寬X 30mm長的試驗片，在大氣氣氛爐中進(jìn)行1150°C X 400小時加熱，測定3個的平均氧化增量(加熱前后的重量變化除以初期表面積得到的量)。這時，還要回收加熱后從試驗片上剝離的氧化皮，并將其加到氧化增量中。對于平均氧化增量的測定結(jié)果，將大于15g/m2記為XC、大于10g/m2且15g/m2以下記為〇B、10g/m2以下記為◎ A,如果為〇B或? A，則滿足本發(fā)明的目的。
[0083]耐鹽害腐蝕性:首先，從板厚Imm的冷軋鋼板上切出20mm見方的試驗片，以留出表面11 X Ilmm的方式用樹脂密封，然后浸潰到10質(zhì)量％濃度的硝酸中進(jìn)行鈍化處理，再對表面IOX IOmm的部分進(jìn)行磨削。接著，以JIS G0577 “不銹鋼的點蝕電位測定方法”為基準(zhǔn)，在30°C的3.5質(zhì)量％NaCl溶液中浸潰之后放置10分鐘，開始進(jìn)行電位掃描，測定點蝕電位。對于點蝕電位的測定結(jié)果，將小于200 (mV vs SCE)記為XC、200 (mV vs SCE)以上且小于400 (mV vs SCE)記為〇B、400 (mV vs SCE)以上記為◎ A，如果為〇B或◎ A，則滿足本發(fā)明的目的。
[0084]將結(jié)果示于表2。可知本發(fā)明的鋼N0.1-12和N0.18-24，高溫下的強(qiáng)度(斷裂應(yīng)力、耐變形性)高、高溫下的抗氧化性優(yōu)良，并且耐鹽害腐蝕性也優(yōu)良。相反，比較例的鋼N0.13-16，高溫下的強(qiáng)度、高溫下的抗氧化性和耐鹽害腐蝕性中的至少一項特性差。這些鋼的各特性差的推定原因如下所示。需要說明的是，作為比較例的N0.17，由于Cr含量較大程度超出本發(fā)明范圍，因此發(fā)生了熱裂，無法進(jìn)行熱軋。
[0085][鋼N0.13]由于Cu含量小于本發(fā)明范圍，因此點蝕電位差。
[0086][鋼N0.14]由于Mo含量小于本發(fā)明范圍，因此高溫強(qiáng)度差。
[0087][鋼N0.15]由于La含量小于本發(fā)明范圍并且Ce含量大于本發(fā)明范圍，因此抗氧化性差，并且隨著異常氧化的發(fā)生而產(chǎn)生了形狀變化。由于Ce大于本發(fā)明范圍，因此耐形狀變化性差。
[0088][鋼N0.16]由于Al含量小于本發(fā)明范圍，因此抗氧化性差，并且隨著異常氧化的發(fā)生而產(chǎn)生了形狀變化。
[0089]符號說明
[0090]I 平板
[0091]2 波板
[0092]3 外筒
【權(quán)利要求】
1.一種不銹鋼箔，以質(zhì)量％計，含有C:0.05%以下、S1:2.0%以下、Mn:1.0%以下、S:0.003% 以下、P:0.05% 以下、Cr:大于 15.0% 且小于 25.0%、Ni:0.30% 以下、Al:3.0 -10.0%、Cu:0.03 -1.0%、N:0.10% 以下、Ti:0.02% 以下、Nb:0.02% 以下、Ta:0.02% 以下、Zr:0.005 -0.20%、除 Ce 以外的 REM:0.03 -0.20%、Ce:0.02% 以下、Mo 和 W 中的至少一種:合計2.0-6.0%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的不銹鋼箔，其中，除Ce以外的REM為La。
3.如權(quán)利要求1或2所述的不銹鋼箔，其中，以質(zhì)量％計，Mo和W中至少一種的合計為3.0 -5.5%。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的不銹鋼箔，進(jìn)一步含有以質(zhì)量％計的Hf:0.01-0.20%、以質(zhì)量 ppm 計的 Ca: 10 -300ppm、Mg: 15 -300ppm和 B:3 -IOOppm 中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的不銹鋼箔，其中，箔厚為20-100μ m以上。
6.一種使用如權(quán)利要求 1-5中任一項所述的不銹鋼箔的排氣凈化裝置用催化劑載體。
【文檔編號】C22C38/00GK103459644SQ201280016982
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月1日
【發(fā)明者】水谷映斗, 藤澤光幸, 太田裕樹, 加藤康 申請人:杰富意鋼鐵株式會社