專(zhuān)利名稱(chēng)：鐵素體系不銹鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合使用在實(shí)施釬焊的部件中的鐵素體系不銹鋼。本發(fā)明還涉及一種特別適合用作構(gòu)成熱交換器的部件的鐵素體系不銹鋼。
背景技術(shù)：
出于有效地再利用排熱氣體的目的，在諸如燃?xì)鉄崴骰駿co-cute罐體的熱交 換板等多種領(lǐng)域中使用熱交換器。在燃?xì)鉄崴髦?，由于排熱氣體的成分冷凝而產(chǎn)生包 含硝酸、硫酸和氯的混合液體，因此人們擔(dān)心液/液的熱交換后，在熱交換板上由于含 有高濃度的氯而出現(xiàn)耐蝕性變差。另外，在部件的接合中使用鎳基釬料(Ni 3々)或銅 基釬料(Cu 3 ))，需要避免因釬焊時(shí)的組織粗大化帶來(lái)的延性、韌性變差。通常在要 求這樣的耐蝕性和釬焊性的部件中使用銅或銅合金。銅的強(qiáng)度低，因此為了提高強(qiáng)度， 需要對(duì)部件加厚，這造成成本升高的問(wèn)題。因此迄今為止在熱交換器鋼制部件中仍使用 SUS304和SUS316等奧氏體系不銹鋼作為銅的代替物。對(duì)實(shí)施釬焊的部件要求如下特性(1)各種良好的釬焊性，例如鎳基釬料釬焊性、銅基釬料釬焊性以及使用了低成 本的黃銅基釬料(黃銅3、)等的火焰釬焊性等。此外，實(shí)施釬焊的部件為熱交換器部件(制冷劑配管或水配管)等金屬部件的情 況下也要求如下特性(2)從燃燒氣體排出的凝結(jié)水中的硝酸或硫酸環(huán)境下的耐蝕性或在氯濃度高的水 環(huán)境下的耐間隙腐蝕等良好的耐蝕性。作為具有這些特性、具有良好的釬焊性的材料，日本專(zhuān)利2642056中研究了鐵 素體系不銹鋼的使用?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利2642056號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
鐵素體系不銹鋼的熱膨脹系數(shù)比奧氏體系鋼種小，并且材料成本一般也比奧氏 體系鋼種低。汽車(chē)的排氣路徑的排熱回收部件或消音器部件較多使用鐵素體系不銹鋼。 但是，實(shí)施鎳基釬料釬焊、銅基釬料釬焊或火焰釬焊等釬焊的情況下，需要將材料暴露 在1000°C以上的高溫，結(jié)果在這樣的高溫下，通常鐵素體系不銹鋼與奧氏體系不銹鋼相 比容易產(chǎn)生擴(kuò)散，晶粒粗大化容易引起延性或韌性的降低。上述日本專(zhuān)利2642056號(hào)公報(bào)中，公開(kāi)了釬焊性好的熱交換器用鐵素體系不銹 鋼。但是，沒(méi)有涉及釬焊時(shí)的晶粒粗大化或水環(huán)境下的間隙腐蝕。本發(fā)明的目的在于提供一種鐵素體系不銹鋼，該鐵素體系不銹鋼適合用作供如 下釬焊的部件，例如，在鎳基釬料、銅基釬料釬焊或使用了黃銅基釬料等的火焰釬焊等。此外，本發(fā)明的目的還在于提供一種鐵素體系不銹鋼，該鐵素體系不銹鋼適合作為 如下金屬部件的材料，例如，兼具釬焊性和高氯濃度的水存在的環(huán)境下的耐蝕性的熱交 換器部件等。上述目的是通過(guò)應(yīng)用鐵素體系不銹鋼實(shí)現(xiàn)的，該鐵素體系不銹鋼的特征在于， 以質(zhì)量％計(jì)，C為0.03%以下、Si為3%以下、Mn為2%以下、P為0.05%以下、S為 0.03%以下、Cr為17 26%、Nb為0.15 0.8%、N為0.03%以下，余部的主成分由 Fe和不可避的雜質(zhì)構(gòu)成，表示固溶Nb量的下述A值為0.10以上。

A = Nb-(CX92.9/12+NX92.9/14)另外，優(yōu)選的是，鐵素體系不銹鋼中的析出物的最大直徑(最大徑)d為0.25μιη 以下，析出物的體積率f為0.05%以上。上述鐵素體系不銹鋼中，根據(jù)其他需要，可以分別選擇性地含有(1)合計(jì)4%以下的范圍的Mo、Cu、V和W中的一種以上；(2)合計(jì)0.4%以下的范圍的Ti、Al中的一種以上；(3)合計(jì)5%以下的范圍的Ni和Co中的一種以上；(4)合計(jì)0.2%以下的范圍的REM(稀土類(lèi)元素)和Ca中的一種以上。需要說(shuō)明的是，不銹鋼含有Ti的情況下，固溶Nb量以下述A’值表示，因此 只要A，值為0.10以上即可。A，= Nb-C X 92.9/2/12本發(fā)明提供鎳基釬料或銅基釬料釬焊性、氣體冷凝水中的耐蝕性或水環(huán)境下的 耐間隙腐蝕性以及延性、韌性良好的鐵素體系不銹鋼。通過(guò)使用該鋼，與將奧氏體系不 銹鋼用于部件的現(xiàn)有的熱交換器部件相比，能實(shí)現(xiàn)低材料成本的熱交換器。


圖1是示出釬焊試驗(yàn)片的外觀的圖。圖2是示出冷凝水試驗(yàn)的條件的圖。圖3是示出進(jìn)行火焰釬焊時(shí)的試驗(yàn)片的重疊方式的圖。符號(hào)說(shuō)明1上側(cè)試驗(yàn)片2下側(cè)試驗(yàn)片3 釬料4金屬組織觀察的對(duì)象部分5試驗(yàn)片51 表面52 界面6 200ml 燒杯7模擬廢水8搭接量(重Λ代)9火焰釬焊的方向
具體實(shí)施例方式如上所述，采用鐵素體系不銹鋼有利于降低熱交換器部件等各種部件的成本。 但是，使用鐵素體系不銹鋼的情況下，有在氣體冷凝水環(huán)境下的耐蝕性或水環(huán)境下的耐 間隙腐蝕性惡化之虞。另外，進(jìn)行鎳基或銅基釬料釬焊、使用了黃銅基釬料等的火焰釬 焊的情況下，將鐵素體系不銹鋼保持在1000 1150°C左右的高溫。因此重要的是適當(dāng) 地設(shè)計(jì)鐵素體系不銹鋼的成分以抑制晶粒粗大化。即，鐵素體系不銹鋼保持在這樣的高 溫時(shí)，晶粒生長(zhǎng)而具有粗大化的傾向。如果不銹鋼中的晶粒變得粗大化，則疲勞特性降 低，容易因振動(dòng)或來(lái)自外部的沖擊等而受損。根據(jù)本發(fā)明人研究的結(jié)果，知道為了避免 這樣的問(wèn)題，需要鐵素體晶粒的平均粒徑不大于500 μ m。因此，在實(shí)施釬焊的用途中使 用鐵素體系不銹鋼的情況下，需要設(shè)計(jì)鐵素體系不銹鋼的組成，以使晶粒在高溫下也不 生長(zhǎng)。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，固溶Nb對(duì)鐵素體系不銹鋼的氣體冷凝水環(huán)境下的耐蝕性或水環(huán)境下的耐間隙腐蝕性有效地發(fā)揮作用。已知當(dāng)不銹鋼因腐蝕而破壞覆蓋了不銹鋼表面的 鈍化膜時(shí)，Nb具有較高的鈍化膜的修復(fù)能力。另外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，固溶Nb對(duì)抑制鐵素體系不銹鋼的晶粒粗大化也有效地發(fā) 揮作用。根據(jù)本發(fā)明人的研究，已知，將釬焊溫度的下限設(shè)定為1000°c的情況下，鐵素 體系不銹鋼中確保晶粒粗大化抑制所需量的固溶Nb，需要Nb量最低為0.15%以上。需 要說(shuō)明的是，據(jù)推測(cè)，固溶Nb對(duì)晶粒粗大化的抑制是因后述的牽制效應(yīng)產(chǎn)生的，但并不 限于該牽制效應(yīng)。而且，可以認(rèn)為，添加Nb對(duì)晶粒粗大化的抑制不僅由于牽制效應(yīng)導(dǎo)致的晶粒粗 大化抑制作用，而且還由于釘扎效應(yīng)較大地發(fā)揮作用，牽制效應(yīng)是由固溶Nb抑制其他元 素的擴(kuò)散而產(chǎn)生的，釘扎效應(yīng)是由Nb碳氮化物抑制晶粒生長(zhǎng)而產(chǎn)生的。因此，本發(fā)明中 的成分設(shè)計(jì)中，有利的是確保某種程度的C、N含量。具體地說(shuō)，更有效的是將C和N 的總含量設(shè)定為0.01%以上。另外，可以認(rèn)為，通過(guò)充分確保Nb含量，F(xiàn)e2Nb(萊夫斯 相)或Fe3NbC等析出物帶來(lái)的釘扎效應(yīng)也對(duì)晶粒粗大化的抑制有效地發(fā)揮作用。通過(guò)抑 制釬焊時(shí)的晶粒粗大化，對(duì)防止韌性或延性降低具有效果。下面，對(duì)牽制效應(yīng)、釘扎效應(yīng)進(jìn)行說(shuō)明。[牽制效應(yīng)]晶粒生長(zhǎng)時(shí)伴隨晶界的移動(dòng)。在晶界中容易聚集的固溶元素或雜質(zhì)元素含有在 基體(matrix)中時(shí)，晶界不得不帶著這些原子移動(dòng)，其移動(dòng)變得困難(牽制效應(yīng))。本 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，著眼于該牽制效應(yīng)，在晶界中混合并使固溶元素存在而阻礙晶界的移動(dòng)， 由此能抑制晶粒生長(zhǎng)。并且，對(duì)鐵素體系不銹鋼在高溫下的晶粒生長(zhǎng)進(jìn)行了深入研究， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鐵素體系不銹鋼的情況下，在固溶元素中，固溶Nb對(duì)晶粒生長(zhǎng)的抑制特別有 效。不過(guò)，Nb是容易與C、N結(jié)合的元素，因此在不銹鋼中的Nb之中，可成為固 溶Nb的Nb原子是用于生成Nb碳氮化物后剩余的Nb原子。因此，如下式所示，不銹 鋼中的可固溶的Nb量可以使用A值表示。A = Nb-(CX92.9/12+NX92.9/14)
需要說(shuō)明的是，上式中，C、N分別表示不銹鋼中的C、N的含量(質(zhì)量％)。但是，鐵素體系不銹鋼中含有Ti的情況下，N主要形成TiN，因此幾乎不形成 Nb氮化物。另一方面，Ti、Nb均以相同概率形成碳化物，所以Ti的含量(摩爾)多于 C和N的含量(摩爾)的合計(jì)(Ti含量(摩爾)>C含量(摩爾)+N含量(摩爾))的情 況下，如下式所示，可固溶的Nb量可以使用A’值表示。A， = Nb-CX (92.9/12)/2并且，已知，若以A值或A’值(與C和N的含量的合計(jì)量相比鐵素體系不銹 鋼中較多含有Ti的情況)表示的可固溶的Nb量為0.10以上，則牽制效應(yīng)因鐵素體系不 銹鋼的高溫加熱時(shí)的固溶Nb而有效地顯示，并抑制晶界移動(dòng)，其結(jié)果能抑制鐵素體系不 銹鋼的高溫時(shí)(釬焊時(shí)等)的晶粒粗大化。A值、A，值優(yōu)選為0.2以上，進(jìn)一步優(yōu)選為0.25以上。

[釘扎效應(yīng)]已知在金屬基體中微細(xì)分散的析出物成為位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的障礙，并引起所謂的析出 增強(qiáng)現(xiàn)象，但已發(fā)現(xiàn)在高溫時(shí)這些析出物抑制晶界移動(dòng)(釘扎效應(yīng))。釘扎效應(yīng)的程度可以以d/f表示，其中，將析出物的最大直徑設(shè)為d( μ m)、將 析出物的體積率(％)設(shè)為f。析出物越小且量越多，釘扎效應(yīng)越大。本發(fā)明人使用析 出物的體積率f為0.05 0.20%的鋼，評(píng)價(jià)改變析出物的直徑d( μ m)時(shí)的晶粒粗大化， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)如果d/f變?yōu)?以上，則釬焊處理使不銹鋼的晶粒徑變?yōu)?00 μ m以上。因此， 本發(fā)明中，優(yōu)選控制析出物的量和徑以使d/f變?yōu)?以下。換言之，各析出物的粒徑越 小且析出物的總體積率越大，釘扎效應(yīng)越大。需要說(shuō)明的是，為了使析出物微細(xì)分散，重要的是抑制不銹鋼的制造時(shí)的升溫 中或冷卻中的析出物粗大化。已知熱軋工序中將卷取溫度設(shè)定為小于750°C，退火工序中 將從600°C至最高到達(dá)溫度(最高到達(dá)材溫)Tm的平均升溫速度控制在10°C /s以上且將 從Tm至600°C的平均冷卻速度控制在10°C /s以上，由此得到最大直徑為0.25 μ m以下 的析出物。這種情況下，只要體積率f為0.05以上，本發(fā)明中就可以得到所需的釘扎效 應(yīng)。因此，本發(fā)明中，優(yōu)選將析出物的最大直徑d控制為0.25 μ m以下、析出物的體 積率f控制為0.05%以上。此處，“析出物的最大直徑d( μ m) ”是指拋光鋼材截面時(shí)的截面所出現(xiàn)的析 出物的粒徑中的最大值，“粒徑”是指外接于顆粒的面積最小的外接長(zhǎng)方形的長(zhǎng)邊。另 夕卜，“析出物的體積率) ”是指拋光鋼材截面時(shí)的截面所出現(xiàn)的全部析出物的總面積 除以觀察視野面積并換算成百分比的值。需要說(shuō)明的是，任何測(cè)定的情況下，截面觀察 可以通過(guò)掃描型電子顯微鏡(SEM)等進(jìn)行，觀察視野面積設(shè)定為2X ICT2mm2以上。作為對(duì)釘扎效應(yīng)特別有效的析出物，可以舉出Nb系析出物，例如，可以舉 出Nb碳化物、Nb氮化物、Nb碳氮化物(以下，有時(shí)將這些統(tǒng)稱(chēng)作“Nb系碳-氮化 物”。)、或Fe2Nb (萊夫斯相)、Fe3NbC等。對(duì)于除了 Nb以外的合金成分，已知，Mo或W因具有牽制效應(yīng)而具有晶粒粗大 化抑制效果，此外Ti或TiC等析出物具有釘扎效應(yīng)。另外，已知Ni、Co和Cu在釬焊時(shí)，極為有效地抑制鐵素體晶粒變得粗大化時(shí)的韌性的降低。另一方面，已知Ti、Al、Zr, REM、Ca乃在進(jìn)行鎳基釬料或銅基釬料 釬焊時(shí)使鋼材表面上的釬料的流動(dòng)變差的主要原因?？烧J(rèn)為，這也許是因?yàn)樵阝F焊的加 熱時(shí)在鋼材表面容 易形成這些元素的氧化物。但是，如后所述只要將這些元素的含量限 制在適當(dāng)范圍就沒(méi)有問(wèn)題。本發(fā)明是基于這樣的認(rèn)識(shí)完成的。下面，對(duì)構(gòu)成本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼的各 合金元素的范圍選定理由進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，成分元素的含量中的“％”只要不 特別聲明，就意味“質(zhì)量％”。C、N與Nb結(jié)合而消耗在鋼中添加的Nb，形成Nb系碳-氮化物。若這些析出 物消耗Nb而減少可固溶的Nb，則阻礙固溶Nb帶來(lái)的耐蝕性改善效果或晶粒抑制效果。 因此，本發(fā)明中C含量需要限制在0.03質(zhì)量％以下，優(yōu)選為0.025質(zhì)量％以下。另外， N含量也同樣地需要限制在0.03質(zhì)量％以下，優(yōu)選為0.025質(zhì)量％以下。但是，如上所述，Nb系碳-氮化物通過(guò)釘扎效應(yīng)，能有助于抑制鎳基或銅基釬 料釬焊時(shí)的晶粒粗大化。因此，優(yōu)選確保不損害耐蝕性的程度的C、N含量。具體地 說(shuō)，從釘扎效應(yīng)的方面考慮，優(yōu)選將C、N的總含量設(shè)定為0.01%以上，對(duì)于C、N的各 自元素，優(yōu)選確保0.005質(zhì)量％以上的C、0.005質(zhì)量％以上的N。Si是提高鐵素體系不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性的元素。但是，含有過(guò)量的Si會(huì)使鐵素體 相硬質(zhì)化，成為加工性劣化的主要原因。另外，還會(huì)使鎳基或銅基釬料釬焊時(shí)的潤(rùn)濕性 (濡Λ性)劣化。因此，Si含量設(shè)定為3質(zhì)量％以下。從提高耐蝕性的方面考慮，Si的 含量?jī)?yōu)選大于0.1%。Si的含量?jī)?yōu)選設(shè)定為0.2 2.5質(zhì)量％的范圍，上限也可以限制在 1.5質(zhì)量％。Mn用作不銹鋼的脫氧劑。但是，Mn成為使鈍化膜中的Cr濃度降低、引起耐 蝕性降低的主要原因，因此本發(fā)明中Mn含量?jī)?yōu)選為低含量，將Mn含量規(guī)定為2質(zhì)量％ 以下。以廢鐵為原料的不銹鋼中，不能避免某種程度的Mn混入，因此需要進(jìn)行控制以 使不過(guò)量含有Mn。P損害母材和釬焊部的韌性，因此優(yōu)選為低含量。但是，含Cr鋼的熔煉中難以 利用精煉來(lái)脫磷，所以為了極大地降低P含量而嚴(yán)格挑選原料，等等，這需要成本過(guò)大 地增加。因此，本發(fā)明中，與一般的鐵素體系不銹鋼同樣，容許含有多達(dá)0.05質(zhì)量％的 Po元素S形成容易成為點(diǎn)腐蝕的起點(diǎn)的MnS，因而阻礙耐蝕性，并且S含量高的 情況下，在釬焊部容易產(chǎn)生高溫裂紋，因此S含量規(guī)定在0.03質(zhì)量％以下。Cr是鈍化膜的主要構(gòu)成元素，其促進(jìn)耐點(diǎn)蝕性或耐間隙腐蝕性等局部腐蝕性的 提高。應(yīng)用于構(gòu)成熱交換器或制冷劑配管的配管部件的情況下，需要將Cr含量設(shè)定為 11%以上。但是，Cr含量變多時(shí)，C、N的降低變得困難，成為損害機(jī)械性能或韌性且 使成本增大的主要原因。因此，本發(fā)明中，Cr含量為11 30%，優(yōu)選設(shè)定為17 26 質(zhì)量％。在本發(fā)明中，Nb是重要的元素，如上所述，在耐蝕性的方面再鈍化能力優(yōu)異， 對(duì)抑制Ni和銅基釬料釬焊時(shí)的晶粒粗大化有效地發(fā)揮作用。具體地說(shuō)，固溶Nb的牽制 效應(yīng)和Nb碳-氮化物帶來(lái)的釘扎效應(yīng)一起有效地發(fā)揮作用。為了使這些作用充分發(fā)揮， 重要的是將C、N含量限制在上述范圍，而且確保0.15質(zhì)量％以上的Nb含量。特別是，為了抑制Ni和銅基釬料釬焊時(shí)的晶粒粗大化，有效的是提高Nb含量，Nb含量?jī)?yōu)選為 0.3%以上，更優(yōu)選為0.4%以上，進(jìn)一步優(yōu)選為0.5%以上。只是，如果Nb含量增多， 則對(duì)熱加工性或鋼材的表面品質(zhì)特性帶來(lái)不良影響。因此，Nb含量限制在0.8質(zhì)量％以 下的范圍。另外0.15 0.3質(zhì)量％的Nb在比較低溫的1000°C的釬焊溫度下具有晶粒生 長(zhǎng)抑制效果，而為了使其效果穩(wěn)定，優(yōu)選與Ti復(fù)合添加Nb。元素Mo和Cr 一起對(duì)提高耐蝕性水平提高有效，已知Cr的含量越高，Mo耐蝕 性提高作用越大。Mo、Cu、V、W使不銹鋼的耐酸性提高，改善耐蝕性。而且，對(duì)防止在釬焊溫 度下的鐵素體晶粒的粗大化有效。對(duì)于Mo、V和W，具有固溶產(chǎn)生的牽制效應(yīng)和析出 物帶來(lái)的釘扎效應(yīng)，而對(duì)于Cu，具有作為其本身的ε Cu相析出而產(chǎn)生的釘扎效應(yīng)。因 此，本發(fā)明中，優(yōu)選添加這些元素中的至少一種。特別有效的是，將這些元素的總含量 確保0.05質(zhì)量％以上。但是，過(guò)量添加這些元素時(shí)，對(duì)熱加工性帶來(lái)不良影響。根據(jù)各 種研究的結(jié)果，添加Mo、Cu、V、W中的一種以上的情況下，需要將其總含量控制在4 質(zhì)量％以下。在Ti、Al中，Ti與Nb同樣，與C、N的親和力強(qiáng)，形成微細(xì)的Ti系碳氮化物， 可期待抑制釬焊時(shí)的晶粒生長(zhǎng)的效果。元素Al作為脫氧劑是有效的，通過(guò)與Ti的復(fù)合添加來(lái)抑制當(dāng)釬焊造成氧化時(shí)的 耐蝕性降低。特別有效的是，將Ti和Al的總含量設(shè)定為0.03%以上。但是，這些元素均大量含有時(shí)，會(huì)引起熱加工性或表面特性的降低。另外，這 些元素為易氧化元素，因此最終退火或釬焊時(shí)的加熱有時(shí)導(dǎo)致在鋼材表面形成堅(jiān)固的氧 化被膜，所形成的該氧化被膜有時(shí)使釬焊時(shí)的釬料的流動(dòng)變差，或者釬焊后的粘結(jié)強(qiáng)度 降低。使用黃銅基釬料的情況下，通過(guò)釬料所含有的Zn的還原作用，除去除Ti和Al以 外的元素的氧化被膜，但Ti、Al與氧的親和力比Zn強(qiáng)，因此無(wú)法除去這些氧化被膜。 根據(jù)研究的結(jié)果，添加Ti、Al中的一種以上的情況下，為了避免氧化被膜帶來(lái)的問(wèn)題， 需要將其總含量(含有&的情況下，是Ti、Al和&的總含量)控制在0.4質(zhì)量％以下。 特別有效的是，將其總含量設(shè)定在0.03 0.3質(zhì)量％的范圍，更優(yōu)選設(shè)定為0.03 0.25 質(zhì)量％。元素Ni、Co對(duì)抑制當(dāng)鐵素體晶粒在釬焊之際粗大化時(shí)的韌性降低極為有效。該 韌性降低的抑制作用在平均晶粒徑未粗大化時(shí)(例如，鐵素體晶粒的平均粒徑為500 μ m 以下的情況)也發(fā)揮。因此，根據(jù)需要可以含有一種以上的這些元素。從抑制韌性降 低的方面考慮，更有效的是確保Ni、Co的總含量為0.5質(zhì)量％以上。但是，Ni、Co的 過(guò)量添加會(huì)引起在高溫區(qū)產(chǎn)生奧氏體相，對(duì)熱加工性帶來(lái)不良影響，因此不優(yōu)選。添加 Ni、Co中的一種以上的情況下，需要將Ni和Co的總含量控制在5質(zhì)量％以下的范圍?？梢源_認(rèn)，對(duì)于排氣的冷凝水或氯濃度高的水環(huán)境下的耐蝕性而言，具有以上 組成的鐵素體系不銹鋼沒(méi)有問(wèn)題，其可與用于現(xiàn)有的熱交換器部件的奧氏體系鋼種相匹 敵。另外，同時(shí)改善了對(duì)于Ni和銅基釬料釬焊時(shí)的晶粒粗大化的晶粒生長(zhǎng)抑制效果和釬 焊性。本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼可以通過(guò)對(duì)具有在本發(fā)明中規(guī)定組成的鋼進(jìn)行熔煉 后，與一般的鐵素體系不銹鋼同樣地進(jìn)行制造。此時(shí)，優(yōu)選控制析出物的最大直徑和體積率以使為了抑制晶粒粗大化的釘扎效應(yīng)充分發(fā)揮。具體地說(shuō)，本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼可以通過(guò)包括熱軋一冷軋一最終退火的方法制成鋼板。此時(shí)，實(shí)施熱軋和最終退火以滿(mǎn)足以下的條件[1]和[2]時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)良好 地發(fā)揮釘扎效應(yīng)的析出分布形態(tài)，即，析出物的最大直徑d為0.25μιη以下且析出物的體 積率f為0.05%以上的析出物分布形態(tài)。[1]熱軋中，將卷取溫度設(shè)定為小于750°C。[2]在最終退火中，升溫過(guò)程中將從600°C至最高到達(dá)溫度Tm的平均升溫速度設(shè) 定為10°C /s以上且冷卻過(guò)程中將從Tm至600°C的平均冷卻速度設(shè)定為10°C /s以上。對(duì)由本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼構(gòu)成的鋼板進(jìn)行釬焊，以形成不銹鋼接合體，由 此可以得到熱交換器的部件等各種部件。所使用的釬料沒(méi)有限定，例如，可以使用鎳基 釬料、銅基釬料、磷銅基釬料、黃銅基釬料、銀基釬料等公知的釬料。本發(fā)明的鐵素體 系不銹鋼由于抑制了高溫加熱時(shí)的晶粒的粗大化，所以當(dāng)使用磷銅基釬料、黃銅基釬料 等需要高釬焊溫度的釬料進(jìn)行釬焊時(shí)使用本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼特別有利。另外，對(duì) 釬焊方法也沒(méi)有限定，可以采用火焰釬焊等公知的方法。將本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼(板)供于在使用黃銅基釬料的火焰釬焊的情況下， 與一般的不銹鋼同樣，可以使用以氫氟酸和硼酸為主成分的焊劑，除去表面的氧化被 膜，然后進(jìn)行火焰釬焊。此時(shí)，如果釬焊時(shí)的基材的最大到達(dá)溫度和加熱時(shí)間滿(mǎn)足條件 [3]和[4]，則可以得到如下不銹鋼接合體析出物帶來(lái)的釘扎效應(yīng)有效發(fā)揮，釬焊后基材 基體的平均晶粒徑被控制在500 μ m以下，并且強(qiáng)度特性?xún)?yōu)異。[3]將釬焊時(shí)的基材的最大到達(dá)溫度設(shè)定為小于1000°C。[4]將釬焊時(shí)的加熱時(shí)間設(shè)定為小于3分鐘。實(shí)施例對(duì)具有表1所示的化學(xué)組成的不銹鋼進(jìn)行熔煉，以熱軋制作3mm板厚的熱軋 板。其后，通過(guò)冷軋使板厚為1.0mm，于1000 1070°C的最高到達(dá)溫度Tm、以1 60 秒的保持時(shí)間進(jìn)行最終退火，并實(shí)施酸洗，由此制成樣品。除了本發(fā)明鋼19、20以外，熱軋和最終退火均以滿(mǎn)足上述條件[1]和[2]進(jìn)行。 本發(fā)明鋼19由化學(xué)組成與本發(fā)明鋼10相同的鋼構(gòu)成，但將熱軋中的卷取溫度設(shè)定為 880°C。本發(fā)明鋼20由化學(xué)組成與本發(fā)明鋼15相同的鋼構(gòu)成，但最終退火時(shí)的冷卻過(guò)程 中，將從Tm至600°C的冷卻溫度設(shè)定為1V Λ。需要說(shuō)明的是，比較鋼6是奧氏體系不銹鋼。表1
權(quán)利要求
1.一種鐵素體系不銹鋼，其以質(zhì)量％計(jì)，含有 0.03%以下的C ；3%以下的Si ；2%以下的Mn ；0.05%以下的P ；0.03%以下的S ；11% 30%的 Cr ；0.15% 0.8%的 Nb ；0.03%以下的N，余部由Fe和不可避的雜質(zhì)構(gòu)成，并且由下式確定的A值為0.10以上A = Nb-(CX92.9/12+NX92.9/14)。
2.—種鐵素體系不銹鋼，其以質(zhì)量％計(jì)，含有 0.03%以下的C ；3%以下的Si ；2%以下的Mn ；0.05%以下的P ；0.03%以下的S ；11% 30%的 Cr ；0.15% 0.8%的 Nb ；0.03%以下的N，余部由Fe和不可避的雜質(zhì)構(gòu)成，Ti含量(摩爾)高于C和N的總含量(摩爾)，并且由下式確定的A’值為0.10以上A， = Nb-CX (92.9/12)/2。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鐵素體系不銹鋼，其進(jìn)一步以合計(jì)4%以下的范圍含有 Mo、Cu、V和W中的一種以上。
4.如權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的鐵素體系不銹鋼，其進(jìn)一步以合計(jì)0.4%以下的范 圍含有Ti、Al中的一種以上。
5.如權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述的鐵素體系不銹鋼，其進(jìn)一步以合計(jì)5%以下的范圍 含有Ni和Co中的一種以上。
6.如權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的鐵素體系不銹鋼，其中，C和N的總含量為0.01% 以上。
7.如權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的鐵素體系不銹鋼，其中，幻的含量的下限值大于 0.1%。
8.如權(quán)利要求1 7任一項(xiàng)所述的鐵素體系不銹鋼，其中，該鐵素體系不銹鋼用于制 造熱交換器部件或者用于制造火焰釬焊部件。
9.一種鋼板，該鋼板由權(quán)利要求1 8任一項(xiàng)所述的鐵素體系不銹鋼構(gòu)成，其中， 該鐵素體系不銹鋼的析出物的最大直徑d為0.25 μ m以下，析出物的體積率f為0.05%以上。
10.一種不銹鋼接合體，該不銹鋼接合體是包含由權(quán)利要求1 9任一項(xiàng)所述的鐵素 體系不銹鋼構(gòu)成的鋼板的不銹鋼接合體，其中，所述鋼板被釬焊。
11.一種鐵素體系不銹鋼板的制造方法，該制造方法包括如下工序 準(zhǔn)備權(quán)利要求1 10任一項(xiàng)所述的鐵素體系不銹鋼的工序； 在小于750°C的卷取溫度下進(jìn)行熱軋的工序；以及在升溫過(guò)程中的從600°C至最高到達(dá)溫度Tm的平均升溫速度為10°C /s以上、冷卻 過(guò)程中的從最高到達(dá)溫度Tm至600°C的平均冷卻速度為10°C /s以上的條件下進(jìn)行最終退 火的工序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種供給在鎳基釬料或銅基釬料釬焊中的適合作熱交換器部件的鐵素體系不銹鋼，以質(zhì)量％計(jì)，其含有0.03％以下的C、3％以下的Si、2％以下的Mn、0.05％以下的P、0.03％以下的S、11～30％的Cr、0.15～0.8％的Nb、0.03％以下的N，余部由Fe和不可避的雜質(zhì)構(gòu)成，下述A值為0.10以上。A＝Nb-(C×92.9/12+N×92.9/14)。
文檔編號(hào)F28F21/08GK102027146SQ20098011678
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月12日
發(fā)明者冨村宏紀(jì), 原田和加大, 溝口太一朗, 河野明訓(xùn) 申請(qǐng)人:日新制鋼株式會(huì)社