波纹管原管用铁素体类不锈钢板的制作方法

文档序号:3404931阅读:205来源:国知局

专利名称::波纹管原管用铁素体类不锈钢板的制作方法
技术领域
:本发明涉及用于波纹管原管(rawmaterialpipeforbellowspipe)的铁素体类不锈钢板(ferriticstainlesssteelsheet),特别涉及可加工性(fo腿bility)优良、同时高温疲劳特性(high-temperaturefatigueproperties)、高温盐害腐蚀特性(high-temperaturesaltcorrosion)优良的波纹管原管用铁素体类不锈钢板。
背景技术
:在处理液体、气体或粉体等的机械装置中,通常是通过金属配管进行其输送。并且,通常在该配管的中间,为了吸收机械装置的振动、配管的热膨月长(thermalexpansion)引起的应变(strain)、应力(stress),并缓和其影响,设置具有平行波型壁(parallelcorrugatedwall)的折皱状的金属制管(accordionsteelpipe),即波纹管(还称作柔性管(flexibletubing))。以往,作为用于波纹管的原材,主要使用以铜、SUS304(奥氏体类不锈钢(austeniticstainlesssteel))等为代表的FCC金属(facecenteredcubicmetal)。其原因在于,用其他金属材料难以加工成波纹管。艮口,由于铜、奥氏体类不锈钢板,常温(roomtemperature)附近的延伸率、n值(n-value)比其他金属材料大,因而适合于要求拉伸特性(elongationcharacteristic)的挤胀成型(bulgeforming)。但是,奥氏体类不锈钢板,虽然容易加工成波纹管,但在通过波纹管内部的气体或液体等腐蚀性强的情况或高温的情况下,存在容易产生氧化(oxidization)、高温腐蚀(high-temperaturecorrosion)或应力腐蚀裂纹(stresscorrosioncrack)的问题。特别是,用于汽车排气管(automotiveexhaustpipe)的连接部分(couplingparts)的奥氏体类不锈钢板制的波纹管,由于使用中的温度(servicetemperature)上升至500750。C左右,由此在附着因融雪(snowmelting)而散布在道路上的盐类的情况下,还存在原材本身变得敏化(sensitization),从而容易引起高温盐害腐蚀(high-temperaturesaltcorrosion)的问题。从这种背景出发,发明出了各种波纹管原管用铁素体类不锈钢板。例如,在特开平7-268560号公报中,公开有一种通过将C、Si、Mn、S、Cr、Al、Ti、N、O量规定为特定范围来达成35%以上的延伸率和1.5以上的r值的波纹管加工性优良的铁素体类不锈钢板。并且,在特开平8-176750号公报中,公开有一种通过将C、Cr、Al、N、Si、Mn、Ti、Nb、Mo、Cu、Ni量规定为特定范围,并且将结晶粒径限定在最适合的范围而得到的波纹管加工性优良的铁素体类不锈钢板。并且,在特开平8-188854号公报中,公开有一种通过将C、Cr、Al、N、Si、Mn、Ti、Nb、Mo、Cu、Ni量规定为特定范围而得到的波纹管加工性和高温疲劳特性优良的铁素体类不锈钢板。并且,在特开平9-125208号公报中,公开有一种通过将C、Cr、N、Ti、Mo量规定为特定范围,并且将原材的表面粗糙度限定在最适合的范围而得到的波纹管加工性和高温盐害腐蚀性优良的铁素体类不锈钢板。但是,即使利用上述技术,将铁素体类不锈钢板作为原材的原管的波纹管加工性(bellowsformability),与由奧氏体类不锈钢板形成的原管比较时也依然不充分,实情是,不能提供能够应用于比波纹管的牙高H更高的形状的波纹管原管用铁素体类不锈钢板。在此,波纹管的牙高H,是指如图6所示,波纹管的牙顶部外径(outsidediameterofpeak)O和牙底部外径(outsidediameterofbottom)A(波纹原管的外径A)之差的2分之1。并且,从汽车的燃料消耗提高的观点出发,汽车排气系统部件(automotiveexhaustsystemmaterial)等中要求的高温特性(high-temperatureproperties)(高温盐害腐蚀性、高温疲劳特性),具有逐渐苛酷的趋势,强烈要求开发出满足所述特性的同时具有优良的加工性的铁素体类不锈钢板。
发明内容本发明的目的在于提供一种波纹管原管用铁素体类不锈钢板,同时具有优良的波纹管加工性和优良的高温特性(耐高温盐害腐蚀和高温疲劳特性)。发明人等,为了达成上述目的,着眼于作为波纹管原管的原材的铁素体类不锈钢板的成分组成进行了锐意研究。其结果发现,波纹管原管的加工性,可通过在作为原材的铁素体类不锈钢板中添加微量的B而提高,另一方面,高温盐害腐蚀性和高温疲劳特性的高温特性,可通过复合添加适量的Nb和Mo来提高,鉴于此完成了本发明。艮卩,本发明的波纹管原管用铁素体类不锈钢板,其特征在于,含有C:0.015质量%以下、Si:1.0质量%以下、Mn:1.0质量%以下、P:0.04质量%以下、S:0.010质量o/o以下、Cr:1119质量%、N:0.015质量%以下、Al:0.15质量%以下、Mo:1.252.5质量%、Nb:0.30.7质量%、B:0.00030.003质量%,余量由Fe和不可避免的杂质构成。本发明的不锈钢板,其特征在于,除了上述成分组成以外,还含有选自Cu:0.10.6质量%、Ni:0.10.6质量%以及Co:0.030.6质量%中1种或2种以上。并且,本发明的不锈钢板,其特征在于,除了上述成分组成以外,还含有选自V:0.041.0质量%、W:0.045.0质量%、Ta:0.041.0质量。/。以及Ti:0.021.0质量%中l种或2种以上。并且,本发明的不锈钢板,其特征在于,用于板厚在0.5mm以下,波纹管原管的外径A为2880mmd)的单层或双层的汽车排气系统波纹管的原管。其中,在此,波纹管原管的外径A是在形成波纹管之前的钢管的外径,大致与波纹管的牙底部外径A相同。并且,本发明的不锈钢板,其特征在于,上述不锈钢板的平均结晶粒径在35um以下。并且,本发明的不锈钢板,其特征在于,上述不锈钢板的表面粗糙度Ra在0.4um以下。在此,上述表面粗糙度Ra是使用依据JISB0651的接触式表面粗糙度测定器,根据JISB0601(1997年版),测定与钢板的轧制方向成直角的方向的算术平均粗糙度Ra的值。本发明的铁素体类不锈钢板,均匀延伸率(uniformelongationproperties)较高,具有高温盐害腐蚀特性、高温疲劳特性等优良的特性。因此,将本发明的铁素体类不锈钢板作为原材的波纹管原管,由于加工性和高温特性优良,因而适用于在汽车排气系统中使用的波纹管原管。图1是表示B含量对均匀延伸率产生的影响的图。图2是表示Nb含量对高温盐害腐蚀深度和高温疲劳极限产生的影响的图。图3是表示Mo含量对高温盐害腐蚀深度和高温疲劳极限产生的影响的图。图4是表示平均结晶粒径对均匀延伸率产生的影响的图。图5是表示钢板表面粗糙度Ra对均匀延伸率产生的影响的图。图6是说明1牙成形方式的液压成形方法的示意图。标号说明1:波纹管原管2:杆(rod)3:夹紧模(clampdie)4:成开》模(formingdie)5:密圭寸垫(sealpacking)6:成形牙(formedpeak)牙顶部外径A:牙底部外径(波纹管原管的外径)H:牙高度具体实施例方式波纹管(bellows),通常对管状的原管(untreatedpipe)进行液压挤胀成型(hydraulicbulgeforming)而进行制造。图6用于示意性地表示1牙成形方式的液压成形方法。具体为如下方法1是波纹管的原管,将其如图6—样配置后,在原管内充满液体后进行加压,从而使原管的管壁在夹紧模3和成形模4之间膨胀,然后,通过将夹紧模3沿轴方向进行压縮而形成牙6,重复该操作而制造具有多个牙的波纹管。该方法,与通过一次液压成形制成规定数的牙的方法相比,虽然金属模费用廉价,但存在生产率较低的问题,但由于可用比较简单的金属模进行加工,能够自由地制成牙的个数、牙高度H,从而具有能够形成所希望的形状、牙数的波纹管的优点。因此,作为原管的原材所要求的特性,认为拉伸特性,特别是均匀延伸率(uniformelongationproperties)(—致延伸率)特性重要。这是因为,即使在一处引起不均匀变形(nonuniformitydeformation)日寸,局部地液压(fluidpressure)上升而成为裂纹(crack)的起点(source),此外,例如,即使不导致裂纹,也会明显降低作为波纹管的寿命。发明人等,关于各种铁素体类不锈钢板,进行利用液压挤胀成型的波纹管成形试验(bellowsformingtest)和使用JIS13号B试验片的拉伸试验,并调査可形成波纹管的最大牙高Hmax(波纹管的牙顶部外径和牙底部外径之差的2分之l)和拉伸试验(tensiletest)中的均匀延伸率之间的关系。在其结果中,未发现两个特性之间有明显的相互关系。并且,使拉伸试验片的形状发生各种变化而测定均匀延伸率,并调査该均匀延伸率与可形成波纹管的最大牙高Hmax之间的关系。其结果,发现使用拉伸试验片的平行部(parallelportion)的宽度150mm、平行部的长度25mm的特殊形状的拉伸试验片测定的均匀延伸率和可形成波纹管的最大牙高Hmax之间存在相互关系。这表示在宽广的加工区域中,即使一处产生不均匀变形,也与引起裂纹的波纹管的加工有相互关系,可通过均匀拉伸率的测定方法来评价波纹管加工性。并且,发明人等调查了各种添加元素对铁素体类不锈钢板的均匀延伸率产生的影响。其中,对确认了改善效果的添加B的实验进行说明。实验1以实验室方式熔炼出具有C:0.08质量。/。-Si:0.41质量。/。-Mn:0.31质量。/。-P:0.03质量。/o-S:0.003质量。/。-Cr:14.5质量。/o-Al:0.03质量%-N:0.01质量。/o-Nb:0.47质量。/。-Mo:1.35质量%的基本成分组成、且使B含量在0.00010.0040质量%的范围内变化的钢,制成钢锭后,将该钢锭进行117(TCX1小时的加热后,进行热轧而制成板厚为3.5mm的热轧板,然后,进行107(TCX30秒的退火后,进行冷轧而制成板厚为0.4mm的冷轧板。在该冷轧板上施行1030°CX30秒的退火而制成冷轧退火板后,从该冷轧退火板,与轧制方向平行地选取上述特殊形状的拉伸试验片(平行部宽度150mm、平行部长度25mm),供于拉伸试验而测定均匀延伸率。图1用于表示上述拉伸试验的B含量对均匀延伸率产生的影响。从图1可知,通过含有0.0003质量%以上的B,可得到较高的均匀延伸率,即提高波纹管加工性,但在超过0.0030质量%而含有B的情况下,相反地,均匀延伸率降低。虽然不是充分地知晓上述B效果的原因,但认为这是由于B是产生晶界偏析而提高晶界强度的元素,因而在添加0.0003质量%以上B的情况下,抑制变形时的晶界中微小裂纹的生成。并且,超过0.0030质量%而添加B时的均匀延伸率的降低,认为是因为由于过量的B的添加,在晶界上析出大量硼化物,在该硼化物和矩阵(matrix)之间的界面生成微小的裂纹,从而导致均匀延伸率的降低。接着,为了改善铁素体类不锈钢板的高温特性(高温盐害腐蚀特性、高温疲劳特性),调査各种添加元素的影响。其中,对确认了效果的实验进行说明。实验2以实验室方式熔炼出具有C:0.01质量。/。-Si:0.31质量。/。-Mn:0.34质量。/o-P:0.03质量。/o-S:0.005质量。/o-Cr:16质量。/o-Al:0.018质量%-N:0.01质量。/。-Mo:1.45质量。/。-B:0.0006质量%的基本成分组成、且使Nb含量在0.190.74质量%的范围内变化的钢并制成钢锭后,将该钢锭进行117(TCX1小时的加热后,进行热轧而制成板厚为3.5mm的热轧板,然后,进行107(TCX30秒的退火后,进行冷轧而制成板厚为0.4mm的冷轧板。对该冷轧板施行103(TCX30秒的退火而制成冷轧退火板(cold-rolledandannealedsteelsheet),并供于以下高温盐害腐蚀试验和高温疲劳试验。高温盐害腐蚀试验对冷轧退火板的试验片表面和端面用400号砂纸(emerypaper)进行研磨后,在常温的饱和食盐水(saturatedsaline)(26。/。NaCl水溶液)中浸渍5分钟,在大气中进行75(TCX2小时加热后,将以冷却至室温的工序作为1个循环的腐蚀试验实施25个循环,用拧檬酸铵(ammoniumcitrate)水溶液除去在试验片表面生成的腐蚀生成物后,测定板厚的减少量(腐蚀深度),并对耐高温盐害腐蚀性进行评价。高温疲劳试验使用申克式(Schencktype)高温疲劳试验机,在75(TC、22Hz的条件下,使施加在试验片上的弯曲应力(bendingstress)发生各种变化而进行全交变高温疲劳试验(completely-reversedhigh-temperaturefatiguetest)。并且,求出100万次弯曲也不会断裂的弯曲应力作为疲劳极限。实验3以实验室方式熔炼出具有C:0.01质量。/。-Si:0.31质量。/。-Mn:0.34质量。/o-P:0.03质量。/o-S:0.005质量。/o-Cr:16质量。/o-Al:0.018质量%-N:0.01质量。/o-Nb:0.47质量。/o-B:0.0006质量%的基本成分组成、且使Mo含量在0.652.41质量%的范围内变化的钢并制成钢锭后,以与实验2相同的条件,制成板厚为0.4mm的冷轧退火板,供于高温盐害腐蚀试验和高温疲劳试验。图2用于表示Nb含量对高温盐害腐蚀特性和高温疲劳特性产生的影响。从该图2可知,通过含有0.3质量%以上的Nb,可得到耐高温盐害腐蚀性和高温疲劳特性优良的钢板。并且,图3用于表示Mo含量对高温盐害腐蚀特性和髙温疲劳特性产生的影响,可知通过含有1.25质量%以上的Mo,可得到耐高温盐害腐蚀性和高温疲劳特性优良的钢板。实验4通过使在实验1中使用的B含量为8质量ppm(0.0008质量%)的冷轧板的最终退火温度在99(TC107(TC的范围内变化,可使冷轧退火板的平均结晶粒径在1973ixm的范围内变化。并且,从所述冷轧退火板上,与轧制方向平行地选取与实验1相同的特殊形状的拉伸试验片(平行部宽度150mm、平行部长度25mm),供于拉伸试验而测定均匀延伸率。上述测定结果如图4所示。从该图4可知,钢板的平均结晶粒径在35um以下时,作为波纹管加工性的指标的均匀延伸率增大。认为平均结晶粒径在35ym以下时均匀延伸率增大的原因在于,由于结晶粒微细化,从而钢板断面的板厚方向中的结晶粒的个数增加而使变形时的应变均匀地进行。实验5对在实验1中制造的B含量为8质量ppm(0.0008质量%)的冷轧退火板的表面粗糙度,通过改变冷轧辊的表面粗糙度(以算术平均粗糙度Ra计为0.070.80um的范围),而使其在以算术平均粗糙度Ra计为0.11.08um的范围内变化。并且,从所述冷轧退火板上,与轧制方向平行地选取与实验1相同的特殊形状的拉伸试验片(平行部宽度150mm、平行部长度25mm),供于拉伸试验而测定均匀延伸率。上述测定结果如图5所示。从该图5的结果可知,钢板表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra计在0.4um以下时,作为波纹管加工性的指标的均匀延伸率增大。认为其原因在于,Ra超过0.4um而较粗糙的情况下,由于表面的凹凸成为拉伸试验中裂纹的起点,从而导致均匀延伸率的降低。本发明是根据上述试验1至5的结果进行开发的。接着对本发明的铁素体类不锈钢板的成分组成进行说明。■C:0.015质量%以下C是使钢板的延展性、韧性降低的元素,特别是由于还对作为本发明的重点的波纹管加工性产生不良影响,因而优选尽量降低,使C的上限为0.015质量%。进而优选在0.010质量%以下。另外在本发明中,由于C含量即使是极微量也不会产生任何不良影响,因而不必规定下限。■Si:1.0质量%以下Si虽然是对改善耐氧化性、耐高温盐害腐蚀性有效的元素,但也是使钢硬质化,导致延展性降低的元素。特别是,将Si超过1.0质量%而添加时,由于显著降低作为本发明重点的波纹管加工性,因而使Si的上限为1.0质量%。虽然不特别限定Si的下限,但从确保耐氧化性、耐高温盐害腐蚀性的观点出发,优选含有0.2质量%以上。进而优选为0.30.6质量%。■Mn:1.0质量%以下Mn是使添加Nb的铁素体类不锈钢中的焊接凝固裂纹感受性降低的有效的元素。但是,由于Mn是奥氏体稳定化元素,因而大量添加时,使高温时的铁素体相的稳定性降低,根据情况生成奥氏体相而导致耐氧化性的降低。并且,由于Mn通过固溶硬化使钢硬质化,特别是超过1.0质量%时,加工性的降低很显著,因而使上限为1.0质量%。另外,虽然不特别设置Mn的下限,但从将焊接凝固裂纹感受性抑制成较低的观点出发,优选含有0.3质量%以上。进而优选为0.40.7质量%。■P:0.04质量%以下P是使韧性和延展性降低的元素。特别是,超过0.04质量%而含有时,由于韧性、延展性的降低变得显著,因而使上限为0.04质量%。进而优选在0.03质量%以下。另外,由于P含量即使较低也不会对本发明的效果产生不良影响,因而不必限定下限。-S:0.010质量%以下S是使耐腐蚀性、耐氧化性降低的元素。特别是,超过0.010质量%时,由于耐腐蚀性、耐氧化性的降低变得显著,因而使上限为0.010质量%。进而优选在0.007质量%以下。另外,由于S含量即使较低也不会对本发明的效果产生不良影响,因而不必限定下限。■Cr:1119质量%以下Cr是构成铁素体类不锈钢板的主要合金元素,是提高耐腐蚀性、耐氧化性时必需的元素。为了得到该效果,Cr需要添加11质量%以上。另一方面,大量添加Cr时,不仅导致钢的硬质化,而且还使作为本发明重点的波纹管加工性降低,因而使Cr的上限为19质量%。优选为1319质量%的范围。-N:0.015质量%以下N是使韧性、延展性降低的元素,优选使其含量尽量减少。特别是,由于还对作为本发明的重点的波纹管加工性产生不良影响,因而N限定在0.015质量%以下。进而优选在0.010质量%以下。另外,由于N量较少时不会对作为波纹管的特性产生任何不良影响,因而不限定下限值。■Al:0.15质量%以下Al是强力的脱氧元素,为了在精炼时减少钢中的氧而添加。并且,还是对耐氧化性的提高有效的元素。但是,过量添加A1时,导致韧性、延展性的降低,特别是超过0.15质量%时,由于该趋势变得显著,因而限定在0.15质量%以下。进而优选在0.07质量%以下。另外,虽然不特别限定下限,但为了充分进行精炼时的脱氧,优选添加0.003质量%以上。■Nb:0.30.7质量%、Mo:1.252.5质量%Mo和Nb是提高高温特性的元素,在本发明中为重要的添加元素。如从上述实验2可知,含有0.3质量%以上的Nb时,具有改善耐高温盐害腐蚀性和高温疲劳特性的效果。但是,Nb含量超过0.7质量n/。时,韧性、延展性的降低变得显著。由此,使Nb含量在0.30.7质量。/。的范围内。进而优选为0.40.55质量%。并且,如从上述实验3可知,含有1.25质量%以上的Mo时,具有改善耐高温盐害腐蚀性和高温疲劳特性的效果。但是,在使Mo超过2.5质量%而含有的情况下,导致延展性、韧性的降低。由此,使Mo含量在1.252.5质量%的范围内。进而优选为1.352.25质量%。■B:0.00030.003质量%B是带来波纹管加工性的提高的重要的元素,在本发明中为必需的元素。从上述实验1的结果(图1)可知,通过含有0.0003质量%的B而提高均匀延伸率,可得到优良的波纹管加工性。另一方面,在使B超过0.003质量%而含有的情况下,相反地导致均匀延伸率的降低。由此,在本发明中,使B的含量在0.00030.003质量。/。的范围内。进而优选为0.00050.0020质量%。另外,本发明的铁素体类不锈钢板,除了上述必需成分以外,可根据要求特性添加以下成分。■选自Cu:0.10.6质量%、Ni:0.10.6质量%以及Co:0.030.6质量%中1种或2种以上Cu、Ni和Co是对韧性和耐腐蚀性的改善有效的元素。为了得到所述效果,优选添加选自Cu:0.1质量。/。以上、Ni:0.1质量%以上以及Co:0.03质量%以上中的l种或2种以上。但是,由于过量的添加使钢硬质化,因而其上限分别优选为Cu:0.6质量%、Ni:0.6质量%、Co:0.6质量%。进而优选的范围为Cu:0.200.50质量%、Ni:0.200.50质量°/。以及Co:0.040.40质量%。■选自V:0.041.0质量%、W:0.045.0质量%、Ta:0.041.0质量。/。以及Ti:0.021.0质量%中l种或2种以上在如本发明的铁素体类不锈钢板一样大量添加Nb的钢板中,通过添加选自V、W、Ta以及Ti中的l种或2种以上,生成的碳氮化物微细地分散而使结晶粒微细化,从而提高韧性。并且,在焊接时存在C、N的污染(Contamination)的情况下,由于可将其作为V等的碳氮化物而固定,抑制Cr碳氮化物的生成而能够防止Cr缺乏层的形成,从而还对焊接部的耐腐蚀性的提高作出贡献。为了得到所述效果,V优选添加0.04质量。/。以上、W优选添加0.04质量。/。以上、Ta优选添加0.04质量%以上、Ti优选添加0.02质量%以上。但是,过度地大量添加时,使钢板本身的韧性降低而降低可制造性,因而其上限分别优选为V:1.0质量%、W:5.0质量%、Ta:1.0质量。/。以及Ti:1.0质量%。进而优选的范围为V:0.060.5质量%、W:0.13.5质量%、Ta:0,10.5质量。/。以及Ti:0.050.5质量%。接着,对该发明钢的适合的制造方法进行说明。该发明钢的制造条件不特别限定,能够利用铁素体类不锈钢的普通的制造方法。例如,将调整为上述适当组成范围的钢水,利用转炉、电炉等熔炼炉或桶中精炼、真空精炼等精炼进行熔炼后,通过连铸法或造坯一开坯方法制成钢坯后进行热轧。还可以根据需要,进行热轧板退火、酸洗。并且,依次经由冷轧、最终退火、酸洗各工序而制成冷轧退火板。并且,还可以根据需要,特别是为了调整钢板的表面粗糙度Ra而进行调质轧制。进一步优选的制造方法中,将热轧工序和冷轧工序的一部分条件作为特定条件。进行制钢时,优选的是,通过转炉或电炉等熔炼含有上述必需成分及根据需要添加的成分的钢水,并通过VOD法进行二次精炼。熔炼出的钢水可通过公知的制造方法制成钢原材,但是根据生产率和品质的观点,优选采用连铸法。连铸得到的钢原材,例如加热至10001250°C,通过热轧制成规定板厚的热轧板。该热轧板,根据需要,施行60080(TC的分批退火或90(TC110(TC的连续退火后,通过酸洗等成为去皮的热轧板制品。并且,根据需要,也可以在酸洗之前进行喷丸处理来除去皮。并且,通过以上方式得到的热轧退火板经过冷轧工序后成为冷轧板。在该冷轧工序中,根据生产情况,也可以根据需要进行包含中间退火的2次以上的冷轧。由1次或2次以上的冷轧构成的冷轧工序的总压下量为60%以上,优选70%以上。冷轧板,进行9501150°C、进而优选为980112(TC的连续退火(最终退火),接着施行酸洗后制成冷轧退火板。并且,还可以根据需要,特别是为了调整钢板的表面粗糙度Ra,除了在冷轧退火后施加轻度的轧制(表皮光轧等)后,还可以进行钢板的形状、品质调整。使用这样制造而得到的冷轧退火板,施行弯曲加工,通过TIG(TungstenInertGas)、等离子体焊接(plasmawelding)等普通的电弧焊方法(arcweldingprocess)或激光焊接(Laserwelding)制造波纹管原管。对所得到的波纹管原管通过液压成形方法,制造规定牙顶部外径的波纹管。另外,本发明的铁素体类不锈钢板优选板厚在0.5mm以下的钢板。如上所述,波纹管形成平行波型的折皱状,具有吸收热膨胀、振动引起的位移的功能。上述位移,在波纹管上作为弯曲而施加负荷,此时,板厚大时材料的应变变大。并且,超过材料的弹性极限的应变成为塑性应变,成为引起波纹管的疲劳破坏的原因。因此,从防止疲劳破坏的观点出发,板厚越薄越优选。在本发明中,考虑作为原材的不锈钢板的可制造性、制造成本,作为实际上不发生问题的范围,优选板厚在0.5mm以下。并且,将本发明的铁素体类不锈钢板作为原材的波纹管原管,优选外径A为2880mmd)的单层或双层结构。这是因为,波纹管能够吸收的弹性极限范围内的位移量由其牙高H来决定,但即使是相同的牙高H,原管外径A越细,牙部的扩管率就变大,从而难以成形。艮卩,在原管外径A较细的情况下,能够成形的牙高H变小。因此,在汽车排气系统波纹管用途中,为了能够吸收规定的位移量,其原管外径A优选在28mm4)以上。另一方面,在原管外径A较大、薄壁的情况下,由于波纹管本身的刚性不足,因而容易产生压溃、压曲,实际上难以使用。因此,原管外径A优选在80mm4>以下。另外,在设计上需要波纹管的刚性的情况下,考虑过增大壁厚t(板厚t),但如上所述,由于壁厚t的增大成为疲劳破坏的原因,因而不优选。为了避免这种情况,可通过使薄壁的钢板重叠而形成多重管来确保刚性、强度。具体来说,优选制成双层管,制成三重管以上时,在可制造性、制造成本的方面不优选。并且,若壁厚相同,制成双层管时,由于刚性降低,柔软性增加,因而还具有提高疲劳强度的效果。并且,根据使用环境,有时在波纹管的内表面和外表面要求特性不同,在这种情况下,优选制成使用符合各要求的原材的双层管。实施例实施例1用高频真空熔化炉熔炼出具有表1所示成分组成的各种钢并制成50kg的钢锭后,以U7(TC加热1小时后,进行设终轧温度为80(TC的热车L,从而制成板厚为3.5mm的热轧板。然后,在对该热轧板施行1040X:X30秒的退火后,对在钢板表面形成的氧化皮进行酸洗而除去,并进行冷轧而制成板厚为0.4mm的冷轧板,脱脂后,进行103(TCX30秒的退火而制成冷轧退火板。从该冷轧退火板,与轧制方向平行地选取上述特殊形状的拉伸试验片(平行部宽度150mm、平行部长度25mm)而进行拉伸试验,并测定均匀延伸率。并且,还供于上述高温盐害腐蚀试验和高温疲劳试验,对各特性进行评价。上述试验结果表示如表2所示。可知的是,适合于本发明的铁素体类不锈钢板,与比较例的钢板相比,作为波纹管加工性指标的均匀延伸率较高,并且,高温盐害腐蚀特性和高温疲劳特性也优良。实施例2用高频真空熔化炉熔炼出具有表3所示成分组成的各种钢并制成50kg的钢锭后,以117(TC加热1小时后,进行设终轧温度为80(TC的热轧,从而制成板厚为3.5mm的热轧板。然后,在对该热轧板施行1040°CX30秒的热轧板退火后,对在钢板表面形成的氧化皮进行酸洗而除去,并进行冷轧而制成板厚为0.4mm的冷轧板,脱脂后,以9901050°C的温度进行30秒的退火而使钢板的平均结晶粒径D发生变化,由此使冷轧退火板的平均结晶粒径发生变化。从该冷轧退火板,与轧制方向平行地选取上述特殊形状的拉伸试验片(平行部宽度150mm、平行部长度25mm)而进行拉伸试验,并测定均匀延伸率。并且,平均结晶粒径,对钢板的与轧制方向平行的断面(与板面垂直的断面)进行研磨、蚀刻后,用光学显微镜观察0.5mm2以上的面积,测定视野内的结晶粒数,由该结晶粒数和观察视野面积求出各结晶粒的平均面积,根据该值计算出圆相当的直径,将该值作为平均结晶粒径。并且,还供于上述高温盐害腐蚀试验和高温疲劳试验,对各特性进行评价。上述试验结果如表4所示。可知的是,适合于本发明的铁素体类不锈钢板,与比较例的钢板相比,作为波纹管加工性指标的均匀延伸率较高,并且,高温盐害腐蚀特性和高温疲劳特性也优良。并且可知的是,表3和表4的本发明的钢板(钢No.16)与实施例1的表1和表2的本发明的钢板(钢No.16)相比,由于使钢板的平均结晶粒径D在35iim以下,从而进一步提高均匀延伸率。实施例3用高频真空熔化炉熔炼出具有表5所示成分组成的各种钢并制成50kg的钢锭后,以1170。C加热1小时后,进行设终轧温度为800。C的热车L,从而制成板厚为3.5mm的热轧板。然后,在对该热轧板施行1040'CX30秒的退火后,对在钢板表面形成的氧化皮进行酸洗而除去,并进行冷轧而制成板厚为0.4mm的冷轧板,脱脂后,进行103(TCX30秒的退火而制成冷轧退火板。此时,通过改变冷轧时的工作辊的粗糙度(以算术平均粗糙度Ra计为0.070.80ym的范围),使钢板的表面粗糙度发生变化。从该冷轧退火板,与轧制方向平行地选取上述特殊形状的拉伸试验片(平行部宽度150mm、平行部长度25mm)而进行拉伸试验,并测定均匀延伸率。并且,还供于上述高温盐害腐蚀试验和高温疲劳试验,对各特性进行评价。并且,钢板的表面粗糙度,使用依据JISB0651的触针式表面粗糙度测定器,根据JISB0601(1997年版),测定与钢板的轧制方向成直角的方向的算术平均粗糙度Ra。上述试验结果如表6所示。可知的是,适合于本发明的铁素体类不锈钢板,与比较例的钢板相比,作为波纹管加工性指标的均匀延伸率较高,并且,高温盐害腐蚀特性和高温疲劳特性也优良。并且可知的是,表5和表6的本发明的钢板(钢No.16)与实施例l的表l和表2的本发明的钢板(钢No.16)相比,由于使钢板的表面粗糙度Ra在0.40um以下,从而进一步提高均匀延伸率。实施例4使用在实施例1的表1的钢No.l、实施例2的表3的钢No.l以及实施例3的表5的钢No.l中使用的不锈冷轧退火钢板,施行弯曲加工,通过TIG焊接方式制造外径为50mm的波纹管原管,对所得到的波纹管原管通过液压成形方法,不产生裂纹地制造牙高为13mm的波纹管。产业上的利用可能性本发明的铁素体类不锈钢板,还能够用于以热交换器、燃料电池的领域为首的要求高温特性的用途、领域中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>权利要求1.一种波纹管原管用铁素体类不锈钢板,其中,含有C0.015质量%以下、Si1.0质量%以下、Mn1.0质量%以下、P0.04质量%以下、S0.010质量%以下、Cr11~19质量%、N0.015质量%以下、Al0.15质量%以下、Mo1.25~2.5质量%、Nb0.3~0.7质量%、B0.0003~0.003质量%,余量由Fe和不可避免的杂质构成。2.根据权利要求1所述的波纹管原管用铁素体类不锈钢板,其中,除了所述成分组成以外,还含有选自Cu:0.10.6质量%、Ni:0.10.6质量。/。以及Co:0.030.6质量%中l种或2种以上。3.根据权利要求1或2所述的波纹管原管用铁素体类不锈钢板,其中,除了所述成分组成以外,还含有选自V:0.041.0质量%、W:0.045.0质量%、Ta:0.041.0质量%以及Ti:0.021.0质量%中1种或2种以上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的波纹管原管用铁素体类不锈钢板,用于板厚在0.5mm以下、外径为2880mm4)的单层或双层的汽车排气系统波纹管的原管。5.根据权利要求1至4中任一项所述的波纹管原管用铁素体类不锈钢板,其中,平均结晶粒径在35um以下。6.根据权利要求1至4中任一项所述的波纹管原管用铁素体类不锈钢板,其中,表面粗糙度Ra在0.4um以下。7.—种波纹管原管用铁素体类不锈钢板,其中,含有C:0.015质量%以下、Si:1.0质量%以下、Mn:1.0质量%以下、P:0.04质量%以下、S:0.010质量%以下、Cr:1119质量%、N:0.015质量°/0以下、Al:0.15质量%以下、Mo:1.252.5质量%、Nb:0.30.7质量%、B:0.00030.003质量%,余量由Fe和不可避免的杂质构成,平均结晶粒径在35ym以下。8.根据权利要求7所述的波纹管原管用铁素体类不锈钢板,其中,除了所述成分组成以外,还含有选自Cu:0.10.6质量%、Ni:0.10.6质量。/。以及Co:0.030.6质量%中l种或2种以上。9.根据权利要求7或8所述的波纹管原管用铁素体类不锈钢板,其中,除了所述成分组成以外,还含有选自V:0.041.0质量%、W:0.045.0质量%、Ta:0.041.0质量%以及Ti:0.021.0质量%中1种或2种以上。10.根据权利要求7至9中任一项所述的波纹管原管用铁素体类不锈钢板,用于板厚在0.5mm以下、外径为2880mm4)的单层或双层的汽车排气系统波纹管的原管。11.一种波纹管原管用铁素体类不锈钢板,其中,含有C:0.015质量%以下、Si:1.0质量%以下、Mn:1.0质量%以下、P:0.04质量%以下、S:0.010质量%以下、Cr:1119质量%、N:0.015质量%以下、Al:0.15质量%以下、Mo:1.252.5质量%、Nb:0,30.7质量%、B:0.00030.003质量%,余量由Fe和不可避免的杂质构成,表面粗糙度Ra在0.4um以下。12.根据权利要求ll所述的波纹管原管用铁素体类不锈钢板,其中,除了所述成分组成以外,还含有选自Cu:0.10.6质量%、Ni:0.10.6质量%以及Co:0.030.6质量%中l种或2种以上。13.根据权利要求11或12所述的波纹管原管用铁素体类不锈钢板,其中,除了所述成分组成以外,还含有选自V:0.041.0质量%、W:0.045.0质量%、Ta:0.041.0质量%以及Ti:0.021.0质量%中l种或2种以上。14.根据权利要求11至13中任一项所述的波纹管原管用铁素体类不锈钢板,用于板厚在0.5mm以下、外径为2880mmd)的单层或双层的汽车排气系统波纹管的原管。全文摘要本发明提供一种波纹管原管用铁素体类不锈钢板,其同时具有优良的加工性和优良的高温特性(耐高温盐害腐蚀和高温疲劳特性)。具体来说,一种波纹管原管用铁素体类不锈钢板,其特征在于,含有C0.015质量%以下、Si1.0质量%以下、Mn1.0质量%以下、P0.04质量%以下、S0.010质量%以下、Cr11~19质量%、N0.015质量%以下、Al0.15质量%以下、Mo1.25~2.5质量%、Nb0.3~0.7质量%、B0.0003~0.003质量%,余量由Fe和不可避免的杂质构成。并且,波纹管原管用铁素体类不锈钢板,优选的是,上述钢板的平均结晶粒径D在35μm以下,或者,上述钢板的表面粗糙度Ra在0.40μm以下。文档编号C22C38/00GK101171353SQ20068001486公开日2008年4月30日申请日期2006年5月29日优先权日2005年6月9日发明者加藤康,古君修,宇城工,尾崎芳宏,平田知正申请人:杰富意钢铁株式会社
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