度的鋁。
[0028] 有益效果
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，具有改善了的抗冷凝氧化性質(zhì)和可加工性的鐵素體不銹鋼 可提供給汽車排氣系統(tǒng)的部件。
[0030] 此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，能夠制造出具有在諸如中國等的區(qū)域中（在該區(qū)域 中使用現(xiàn)有的高硫燃料）的至少等于不銹439或436L鋼的耐冷凝液腐蝕性質(zhì)汽車排氣系 統(tǒng)的組件而不增加制造成本。
[0031] 此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，能夠提供具有經(jīng)濟(jì)效益和良好的可加工性的用于汽 車排氣系統(tǒng)的鐵素體不銹鋼而無需向其添加昂貴的合金元素。
[0032] 此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以提供具有改善了的冷凝腐蝕性質(zhì)和抗高溫氧化 性的用于汽車排氣系統(tǒng)的鍍鋁鋼板的鐵素體不銹鋼。
【附圖說明】
[0033]圖la是示出在汽車排氣系統(tǒng)的冷凝溶液中根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的添加有Sn的鋼和 沒有添加Sn的鋼的陽極極化特性的曲線圖。
[0034]圖lb是示出在汽車排氣系統(tǒng)的冷凝溶液中根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的添加有Cu的鋼和 沒有添加Cu的鋼的陽極氧化特性的曲線圖。
[0035] 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鐵素體不銹鋼的表面部分和基體部分的Sn的濃 度的變化的圖。
[0036] 圖3示出了在深度方向上分析包含llCr的對比鋼和根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包含 llCr-0.1 Sn的鋼的冷軋退火鱗成分的結(jié)果、以及在將鋼浸入大約5%的硫酸溶液中24小時 之后對鋼的表面的照片進(jìn)行觀察以及對鋼的表面成分進(jìn)行分析的結(jié)果的曲線圖和圖片。
[0037] 圖4示出了根據(jù)5Sn+Cu的添加比例汽車排氣系統(tǒng)的冷凝水環(huán)境的模擬腐蝕測試 的結(jié)果的圖，其中，Sn和Cu兩者被添加到具有11%的Cr的鋼。
[0038] 圖5示出了根據(jù)具有11%的Cr的鋼中的（5Sn+Cu)添加比例用于確定可成形性的 測量延伸率的結(jié)果的圖。
[0039] 圖6示出了根據(jù)llCr鋼中（Si+TiV(C+N)的添加比例的晶間腐蝕測試的測量結(jié) 果的圖。
[0040] 圖7示出了對比鋼和本發(fā)明的鋼的表面部分的附近處的Si02的形成位置和形狀 的組織圖像。
[0041] 圖8示出了用來比較在鋼在諸如汽車排氣系統(tǒng)中的連續(xù)加熱的狀態(tài)下的外部防 銹/耐腐蝕性的測量結(jié)果的組織圖像。
[0042] 圖9是示出測量在汽車排氣系統(tǒng)的冷凝水環(huán)境下根據(jù)Sn和Cu的合金元素的添加 與鋁鍍覆的耐腐蝕性的結(jié)果的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043] 以下，將結(jié)合附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明。參照實(shí)施例與下面描述的附圖，本發(fā)明的優(yōu) 點(diǎn)和特征以及實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法將變得明顯。將在下面描述上面描述的鐵素體不銹鋼的合 金組分和制造該不銹鋼的方法，并將結(jié)合附圖來詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的抗冷凝腐蝕 性和可成形性的改善效果。
[0044] 傳統(tǒng)地，已經(jīng)提出了用來改善汽車排氣系統(tǒng)的部件的抗冷凝腐蝕性和可成形性的 各種技術(shù)。首先，第2009-174036號日本特開專利公開披露了一種不銹鋼材料，該不銹鋼材 料通過向其中按重量％ (wt%)添加0.01%至0.2%的Si、13%至22%的Cr和0.001%至 1%的Sn來改善鈍化膜的性質(zhì)。然而，在上述公開的專利的情況下，需要在200°C至700°C 范圍內(nèi)的溫度下持續(xù)1分鐘或更長的退火工藝來改善鈍化膜的性質(zhì)，因此特別地在諸如汽 車排氣系統(tǒng)的受熱部分處發(fā)生氧化，導(dǎo)致抗點(diǎn)蝕性/抗腐蝕性和防銹/腐蝕性降低。
[0045] 此外，第1994-145906號日本特開專利公開披露了，通過向不銹鋼添加0. 3%至 2. 0%的Cu和0. 06%至0. 5%的P且不添加Mo可以確?？垢g性至少等于具有17Cr的不 銹鋼的抗腐蝕性。然而，Cu和P是固溶強(qiáng)化元素，當(dāng)這些元素大量地添加到不銹鋼時，降低 了可成形性。除非應(yīng)用到汽車排氣系統(tǒng)的組件的材料除具有抗腐蝕性以外還具有足夠的可 成形性，否則不會應(yīng)用所述材料。
[0046] 此外，第2008-190003號日本特開專利公開披露了一種通過向不銹鋼添加 0. 005%至2%的Sn和0. 005%至1%的Sb中的至少一種來改善縫隙腐蝕性質(zhì)的技術(shù)。然 而，由于上述的報告確定了中性環(huán)境的氯氣氣氛中的銹蝕/腐蝕性質(zhì)，因此上述報告的不 銹鋼在諸如汽車排氣系統(tǒng)中的冷凝水環(huán)境的酸性氣氛中不會展現(xiàn)足夠的抗腐蝕性，且由于 氧化的影響導(dǎo)致在諸如排氣系統(tǒng)的部分處發(fā)生腐蝕。
[0047] 本發(fā)明通過綜合地設(shè)計諸如Cr、Si、Sn、Cu、Ti、C或N等的成分以改善耐冷凝液腐 蝕性和成型性，意圖提出一種可以表現(xiàn)出接近于現(xiàn)有的相對昂貴的不銹鋼439鋼種的腐蝕 性質(zhì)的腐蝕性質(zhì)，而且也可以以低成本制造的用于排氣系統(tǒng)的鐵素體不銹鋼和制造該鐵素 體不銹鋼的方法。為此，在下文將首先描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的合金組成。
[0048] 首先，本發(fā)明提供了一種鐵素體不銹鋼，所述鐵素體不銹鋼按wt%計包括0.01% 或更少的C、9%至13%的Cr、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3、0.05%至0.5%的11、0.05至0.5%的511，以及余量的？6和不可避免的 雜質(zhì)。
[0049] 具體地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的不銹鋼包括0.05 %至0.5 %的Sn，集中在不銹鋼 的表面部分的Sn是集中在基體部分的Sn的10倍或者更多。不銹鋼的表面部分的范圍是 從最外表面部分沿深度方向到1ym的深度，優(yōu)選地，到0. 1ym的深度。
[0050] 此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在不銹鋼的基體部分處包括0.05 %至0. 15 %的Sn， 但是在不銹鋼的表面部分中包括0. 5%至1. 5%的Sn。因此，集中在表面部分處的Sn是集 中在基體部分處的Sn的10倍以上。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，優(yōu)選地，當(dāng)在不銹鋼的基體部分 處包括0. 1 %的Sn時，在不銹鋼的表面部分處包括至少1 %的Sn。
[0051] 此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，按wt%計還可以包括0.5 %至1 %的Cu。這里，優(yōu)選 的是不銹鋼具有在〇. 5至2. 0的范圍內(nèi)的（5Sn+Cu)。
[0052] 此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，意圖通過將不銹鋼中的（Si+TiV(C+N)調(diào)整為在50 至90的范圍內(nèi)來改善冷凝液腐蝕性質(zhì)和可成形性。
[0053] 以下，將詳細(xì)描述限制合金元素的組成范圍的原因。
[0054] 首先，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，C和N是Ti(C，N)碳氮化物形成元素，并且表現(xiàn)為間 隙合金元素。當(dāng)如上所述的C和N的含量增加時，未形成為Ti(C，N)碳氮化物的C和N固 溶體導(dǎo)致材料的延伸率和低溫沖擊性能下降，并且當(dāng)在焊接后長時間內(nèi)在600°C或更低的 溫度下使用時，生成Cr23C6碳化物，從而會發(fā)生晶間腐蝕。
[0055] 因此，優(yōu)選的是將C和N各自的含量范圍調(diào)整為0.01%或更低。此時，當(dāng)增加C和 N的含量并添加大量的Ti時，剛性夾雜物增多，因此由于C和N固溶體的增多，導(dǎo)致產(chǎn)生諸 如痂的許多表面缺陷，在連鑄期間發(fā)生水口堵塞，并且使延伸率和沖擊性能降低，因而將C 和N的含量限制為0. 02%以下。
[0056] 雖然常規(guī)地添加Si來改善焊接區(qū)域的抗腐蝕性、點(diǎn)蝕電位和抗氧化性，但根據(jù)本 發(fā)明的實(shí)施例，Si成分抑制在400°C到700°C的范圍內(nèi)的溫度下Cr的擴(kuò)散和偏析，防止了 晶間腐蝕。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，添加至少〇. 5%或更多的硅以改善點(diǎn)蝕電位、抗氧化性和 抗晶間腐蝕性質(zhì)。當(dāng)包括1. 〇%或更多的Si時，導(dǎo)致諸如剛性Si夾雜物、表面缺陷等增多 的問題，因此，將Si的含量限制為不大于最大值1. 0%。
[0057] 當(dāng)Mn的含量增加時，形成諸如MnS等的沉淀，降低了抗點(diǎn)蝕性。然而，過度地減少 Mn導(dǎo)致增加精煉成本增加等，因此將Mn的含量限制為0. 5%或更低。
[0058] P和S形成晶間偏析和MnS沉淀而使熱加工性下降，因此P和S的含量優(yōu)選為盡可 能地小。然而，過度地降低P和S導(dǎo)致精煉成本增加等，因此將P的含量限制為0. 035%或 更低，并將S的含量限制為0.01 %或更低。
[0059] Cr是確保抗腐蝕性的必需元素。當(dāng)Cr含量低時，抗冷凝腐蝕性下降，而當(dāng)Cr的含 量過高時，改善了抗腐蝕性等，并增加了強(qiáng)度，但降低了延伸率和沖擊性能，因此，將Cr的 含量限制為9%至13%的范圍。
[0060] Ti是通過固定C和N來防止發(fā)生晶間腐蝕的有效元素。然而，當(dāng)（Si+TiV(C+N) 的比例較低時，在焊接區(qū)域等中發(fā)生晶間腐蝕，降低了抗腐蝕性。因此，將Ti的含量限制為 至少0. 15%。然而，過度添加Ti導(dǎo)致剛性夾雜物增多，從而形成了諸如痂的許多表面缺陷， 并且在連續(xù)鑄造期間發(fā)生水口堵塞。因此，將Ti的含量限制為0. 5%或更小。
[0061] 優(yōu)選地，當(dāng)將（Si+TiV(C+N)控制為50到90的范圍時，可以防止晶間腐蝕，并且 可以改善抗腐蝕性。參照圖4,示出了晶間腐蝕發(fā)生的臨界范圍。將在下面對其進(jìn)行詳細(xì)描 述。
[0062]Sn是用來確保本發(fā)明的目標(biāo)抗腐蝕性的必需元素。為了確保本發(fā)明的目標(biāo)抗腐蝕 性，需要添加至少〇. 05%或者更多的Sn。
[0063] 然而，過度添加Sn導(dǎo)致熱加工性和可制造性降低，因此Sn的上限被限制為0.5%。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)添加大約〇. 1 %的Sn時，Sn被添加到不銹鋼的鈍化層的表面，因此 增加了抗點(diǎn)蝕性，且Sn抑制了