间隙部的耐盐害性优异的铁素体系不锈钢管、管端增厚结构体、焊接接头及焊接结构体的制作五分时时彩方法

文档序号:19127467发布日期:2019-11-13 02:16
间隙部的耐盐害性优异的铁素体系不锈钢管、管端增厚结构体、焊接接头及焊接结构体的制作五分时时彩方法

本发明涉及要求间隙结构部处的耐蚀性的铁素体系不锈钢管、管端增厚结构体及焊接接头。

本申请基于2017年3月30日在日本申请的特愿2017-069284号而主张优先权,并将其内容援引于此。



背景技术:

铁素体系不锈钢在家电制品或电子设备、汽车等广泛的领域被使用。特别是在汽车领域,由于从排气歧管到消声器在各种部件中被使用,所以对于所使用的不锈钢要求耐热性或耐蚀性等。另外,就这些部件而言由于大部分情况实施焊接,所以还要求焊接部的强度、刚性和耐蚀性。

近年来,以汽车的轻量化为目的,对各部件中使用的材料的薄壁化进行研究的情况正在增加。但是,为了确保焊接部的强度、刚性及焊接性,有时变得需要一定的壁厚,在非焊接部也成为厚壁而成为排气系统整体的轻薄化的妨碍。针对该情况,已知有一种技术,其通过对构成排气管且与其他部件通过焊接而接合的钢管端部进行增厚,从而使焊接部位厚壁化而增加强度,确保刚性及焊接性。将其称为管端增厚(对钢管的管端部进行增厚)。在该情况下,非焊接部能够薄壁化,排气系统整体的薄壁·轻量化成为可能。

公开了几个关于上述那样的管端增厚的技术。在专利文献1中,作为确保钢管端部的强度、并且谋求钢管的轻量化的目的,公开了一种加工五分时时彩方法,其一边使钢管旋转一边将辊推向端部而向径向内侧折弯,接着通过辊使其密合。在专利文献2中,公开了一种用于通过将管端成形为双重管状并使壁厚倍增来防止焊接时的烧穿的施工五分时时彩方法。在专利文献3中,为了将管端折叠而增厚,公开了关于原管的专利,焊接部的内表面焊道部向管内表面突出,其突出量被规定为板厚的4~15%。

专利文献1~3中记载的经管端增厚的钢管变得在折弯的部位具有高度为几μm~几百μm的间隙结构。关于该间隙部,在如专利文献1、2那样向内侧折弯的情况下,在排气系统部件内部产生的排气冷凝水变得容易滞留在间隙部中。在如专利文献3那样向外侧折弯的情况下,从排气系统部件外部附着的盐水变得容易滞留在间隙部中。

在该环境中引起的腐蚀并非间隙腐蚀,而是因在间隙环境中盐水或排气冷凝水变得容易滞留而被促进的盐害腐蚀。这样,由于有可能在间隙部处的腐蚀被促进,所以作为所使用的不锈钢,要求间隙部处的耐盐害性优异的钢种。特别是就排气系统部件而言,由于因腐蚀而引起的开孔与废气的泄漏有关,所以应用耐开孔性高的材料变得重要。

在专利文献4中,公开了一种耐间隙腐蚀性优异的铁素体系不锈钢,其特征在于,以质量%计含有C:0.001~0.02%、N:0.001~0.02%、Si:0.01~0.5%、Mn:0.05~1%、P:0.04%以下、及S:0.01%以下、Cr:12~25%,进一步包含Ti:0.02~0.5%及Nb:0.02~1%中的任一者或两者,进一步包含Sn:0.005~2%,剩余部分包含Fe及不可避免的杂质。在专利文献4中记载的技术中,通过添加Sn来提高耐间隙腐蚀性,但关于与间隙间隔的关系没有描述。

在专利文献5中,公开了一种加热后的耐蚀性优异的汽车排气系统构件用的省合金型铁素体系不锈钢,其特征在于,以质量%计含有C:≤0.015%、Si:0.10~0.50%、Mn:0.05~0.50%、P≤0.050%、S:≤0.0100%、N:≤0.015%、Al:0.020~0.100%、Cr:10.5~13.05%,进一步含有Ti:0.03~0.30%及Nb:0.03~0.30%中的任一者或两者、Sn:0.03~0.50%及Sb:0.03~0.50%中的任一者或两者,剩余部分包含Fe及不可避免的杂质,式(2)所定义的A值为15.23以上。

A=[Cr]+[Si]+0.5[Mn]+10[Al]+15([Sn]+[Sb])…式(2)

在专利文献5中记载的技术中,通过添加Sn、Sb来提高加热后的耐蚀性,但关于存在间隙时的耐蚀性没有描述。

在专利文献6中,公开了一种加热后耐蚀性优异的汽车排气系统构件用的省Mo型铁素体系不锈钢,其特征在于,以质量%计含有C:≤0.015%、Si:0.01~0.50%、Mn:0.01~0.50%、P≤0.050%、S:≤0.010%、N:≤0.015%、Al:0.010~0.100%、Cr:16.5~22.5%,进一步含有Ti:0.03~0.30%及Nb:0.03~0.30%中的任一者或两者,进一步含有Sn:0.05~1.00%,剩余部分包含Fe及不可避免的杂质。在专利文献6中记载的技术中,通过添加Sn来提高加热后的耐蚀性,但关于存在间隙时的耐蚀性没有描述。

在专利文献7中,公开了一种汽车排气系统构件用的铁素体系不锈钢,其特征在于,以质量%计含有C:≤0.015%、Si:0.01~0.50%、Mn:0.01~0.50%、P≤0.050%、S:≤0.010%、N:≤0.015%、Al:0.010~0.100%、Cr:16.5~22.5%、Ni:0.5~2.0%、Sn:0.01~0.50%,进一步含有Ti:0.03~0.30%及Nb:0.03~0.30%中的任一者或两者,剩余部分包含Fe及不可避免的杂质。在专利文献7中记载的技术中,关于排气系统部件的加热后的耐蚀性进行了公开,但关于间隙环境中的耐蚀性没有描述。

在专利文献8中,公开了一种耐氧化性及耐蚀性优异的汽车排气系统构件用的铁素体系不锈钢,其特征在于,以质量%计含有C:0.0150%以下、Si:1.0~1.5%、Mn:0.15~1.0%、P:0.050%以下、S:0.0100%以下、N:0.0150%以下、Al:0.010~0.200%、Cr:13.0~16.0%、及Sn:0.002~0.050%,进一步含有Ti:0.03~0.30%及Nb:0.03~0.50%中的任一者或两者,并且满足(1)式所定义的A值为0.024以上,剩余部分包含Fe及不可避免的杂质。

A=[Si]×[Sn]+0.014[Si]…(1)

其中,[Si]、[Sn]分别为Si、Sn的以质量%计的含量。

在专利文献8中记载的技术中,关于排气系统部件的加热后的耐蚀性进行了公开,但关于间隙环境中的耐蚀性没有描述。

在专利文献9中,公开了一种耐蚀性优异的排气系统构件用的铁素体系不锈钢,其特征在于,以质量%计含有C:0.0150%以下、Si:0.2~0.7%、Mn:0.2~0.6%、P:0.050%以下、S:0.0100%以下、N:0.0150%以下、Al:0.010~0.20%、Cr:10.5~11.5%、Mo:0.02~0.20%、及Sn:0.005~0.050%,进一步含有Ti:0.03~0.30%及Nb:0.03~0.50%中的任一者或两者,并且满足以下的(1)式所定义的A值为0.00065%2以上,剩余部分包含Fe及不可避免的杂质。

A=[Mo]×[Sn]…(1)

在专利文献9中记载的技术中,关于排气系统部件的加热后的耐蚀性进行了公开,但关于间隙环境中的耐蚀性没有描述。

如上述那样,在现有技术中,还没有提出在经管端增厚的钢管的形成于管端部的间隙环境中改善耐蚀性的五分时时彩方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-234406号公报

专利文献2:日本特开2013-103250号公报

专利文献3:日本特开2004-255414号公报

专利文献4:日本专利第4727601号公报

专利文献5:日本专利第5297713号公报

专利文献6:日本专利第5320034号公报

专利文献7:日本专利第5586279号公报

专利文献8:日本专利第6006660号公报

专利文献9:日本特开2014-169491号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

本发明提供改善经管端增厚的钢管的形成于管端部的间隙环境的耐蚀性的解决手段。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题,本发明者们关于铁素体系不锈钢管间隙部的耐蚀性进行了深入研究。其结果认识到:在间隙环境中越是高Cr量的不锈钢,孔蚀深度越是增加。并且发现:在Cr量、Sn量与孔蚀较深地生长的临界间隙间隔之间具有某种关系。

用于解决上述课题的手段具有以下的构成。

〔1〕本发明的一方案所涉及的间隙部的耐盐害性优异的铁素体系不锈钢管的特征在于,其含有C:0.001~0.100%、

Si:0.01~2.00%、

Mn:0.01~2.00%、

P:0.001~0.05%、

S:0.0001~0.005%、

Cr:10.5~20.0%、

Sn:0.001~0.600%、

Ti:0.001~1.000%、

Al:0.001~0.100%、

N:0.001~0.02%,剩余部分为Fe及不可避免的杂质,在管端部具备管端增厚部,形成于上述管端部的间隙间隔d(μm)满足d≥Cr2/(1000Sn)(式中的Cr及Sn表示各个元素的含量(质量%))的关系。

〔2〕根据上述〔1〕所述的间隙部的耐盐害性优异的铁素体系不锈钢管,其特征在于,进一步以质量%计含有:

Ni:0.1~1.0%、

Mo:0.1~3.0%、

Cu:0.10~3.00%、

B:0.0001~0.0050%、

Nb:0.001~0.300%、

W:0.001~1.00%、

V:0.001~0.50%、

Sb:0.001~0.100%、

Co:0.001~0.500%、

中的任1种或2种以上。

〔3〕根据上述〔1〕或〔2〕所述的间隙部的耐盐害性优异的铁素体系不锈钢管,其特征在于,进一步以质量%计含有:

Ca:0.0001~0.0050%、

Mg:0.0001~0.0050%、

Zr:0.0001~0.0300%、

Ga:0.0001~0.0100%、

Ta:0.001~0.050%、

REM:0.001~0.100%、

中的任1种或2种以上。

〔4〕根据上述〔1〕~〔3〕中任一项所述的间隙部的耐盐害性优异的铁素体系不锈钢管,其特征在于,被用于管端增厚结构体。

〔5〕本发明的一方案所涉及的管端增厚结构体的特征在于,其由上述〔1〕~〔4〕中任一项所述的铁素体系不锈钢管形成。

〔6〕本发明的一方案所涉及的焊接接头的特征在于,其具有由上述〔1〕~〔4〕中任一项所述的铁素体系不锈钢管形成的管端增厚部。

〔7〕根据上述〔6〕所述的焊接接头,其特征在于,所述焊接接头进一步具有在上述管端增厚部处通过焊接而接合的结构体,若将上述铁素体系不锈钢管的单管部的板厚设为t,则焊接部中的上述铁素体系不锈钢管侧的最大熔深为0.3t~2.0t。

〔8〕本发明的一方案所涉及的焊接结构体的特征在于,其具有上述〔7〕所述的焊接接头。

发明效果

根据本发明一方案,能够提供耐间隙部盐害性(间隙部的耐盐害性)优异的铁素体系不锈钢管、具备其的管端增厚结构体、具有管端增厚部的焊接接头、及具有焊接接头的焊接结构体。

附图说明

图1是表示由不锈钢管形成的管端增厚管与其他钢管的接头结构的截面图。

图2是图1的焊接部3周边的放大图,若将铁素体系不锈钢管的单管部的板厚设为t,则(a)表示最大熔深为0.3t的情况,(b)表示最大熔深为1.0t的情况,(c)表示最大熔深为2.0t的情况,(d)表示最大熔深超过2.0t的情况。

图3是表示在实施例中制造的管端增厚管的Cr量及Sn量与临界间隙间隔的关系的曲线图。

具体实施方式

以下,对本发明的实施方式,参照附图进行详细说明。

为了模拟管端增厚钢管(铁素体系不锈钢管)的间隙环境来评价耐蚀性,本发明者们制作了各种组成的钢板。并且,由这些钢板通过点焊制作了具有模拟管端增厚钢管的间隙部的各种间隙间隔的试验片。按照JASO-M610-92的汽车部件的外观的腐蚀试验五分时时彩方法实施100个循环的腐蚀试验来评价间隙部的盐害腐蚀性。评价中使用最大孔蚀深度,将最大孔蚀深度低于500μm的试样评价为“○”(good),将最大孔蚀深度为500μm以上的试样评价为“×”(poor)。

图3基于上述的试验结果示出各种母材中的Sn量时的母材中的Cr量与间隙部处的腐蚀得以抑制的临界间隙间隔的关系。母材中的Cr会提高一般环境中的耐蚀性,但由图3获知,母材中的Cr量越是增加,则间隙环境中的孔蚀深度越是增加。并且获知,通过增加相对于钢板的Sn的添加量(母材中的Sn量越是增加),则临界间隙间隔变得越小。

若观察高Cr量的钢种的间隙部的腐蚀形态,则获知少数的孔蚀较深地生长。另一方面,获知低Cr量的钢种的间隙部的腐蚀形态虽然产生了许多的孔蚀,但一个一个的孔蚀的深度与高Cr量的钢种相比较浅。

就高Cr量的钢种而言,认为由于钝态皮膜中的Cr浓度高而耐蚀性高,所以孔蚀的产生数减少。因此,认为阴极反应即氧还原反应仅有助于少数的孔蚀的生长,一个一个的孔蚀较深地生长。另一方面,就低Cr量的钢种而言,认为由于阴极反应有助于许多的孔蚀的产生,所以一个一个的孔蚀深度没有较大地生长。

另外,通过上述的试验,认识到:Sn对于间隙环境中的孔蚀的产生具有效果。已知Sn会抑制不锈钢的活性溶解和改善耐间隙腐蚀性。但是,Sn会抑制间隙环境中的孔蚀的产生、减小临界间隙间隔是由这次的试验结果得到的新的见解。

(铁素体系不锈钢管)

以下对于本实施方式中规定的钢的化学组成进一步详细说明。需要说明的是,%是指质量%。

C:C由于会使钢的耐晶界腐蚀性、加工性降低,所以需要较低地抑制其含量。因此,将C含量设定为0.100%以下。然而,由于过低会使精炼成本上升,所以优选将C含量设定为0.001%以上。C含量更优选为0.003~0.050%,进一步优选为0.005~0.020%。

Si:Si由于作为脱氧元素是有用的,但若过量地添加则会使材料硬化,所以将其含量设定为0.01~2.00%。Si含量更优选为0.02~0.80%,进一步优选为0.03~0.70%。

Mn:Mn由于作为脱氧元素是有用的,但若过量地含有则会使耐蚀性劣化,所以将其含量设定为0.01~2.00%。Mn含量更优选为0.02~0.80%,进一步优选为0.03~0.70%。

P:P是使加工性·焊接性·耐蚀性劣化的元素,需要限制其含量。因此将P含量设定为0.05%以下。但是,由于过量地减少P量会使精炼成本增加,所以将其下限值设定为0.001%。P含量更优选为0.003~0.04%,进一步优选为0.005~0.03%。

S:S由于是使耐蚀性劣化的元素,所以需要限制其含量。因此,将S含量设定为0.005%以下。但是,由于过量地减少S量会增加精炼成本,所以将其下限值设定为0.0001%。S含量更优选为0.0003~0.003%,进一步优选为0.0005~0.001%。

Cr:Cr在确保耐盐害腐蚀性及耐排气冷凝水腐蚀性的方面,至少需要10.5%以上的量。越是增加Cr含量,则耐蚀性越是提高,但由于会降低加工性、制造性、并且增加成本,所以将其上限设定为20.0%以下。Cr含量更优选为11.0~19.0%,进一步优选为13.0~17.5%。

Sn:Sn是使耐蚀性提高的元素,至少需要0.001%以上的量。Sn含量为0.001~0.009%时具有效果,但若增加Sn含量则进一步有效。但是,由于过量的添加会降低加工性或制造性,所以将上限设定为0.600%以下。Sn含量更优选为0.002~0.500%,进一步优选为0.030~0.300%。若考虑成本,则优选为0.030~0.100%。

Ti:Ti是对于提高耐蚀性而言有用的元素,可以以0.001%以上的量含有。但是,由于若过量地添加则会增加成本,所以将上限设定为1.000%。Ti含量更优选为0.002~0.500%,进一步优选为0.003~0.200%。

Al:Al是在脱氧效果等精炼上有用的元素,至少需要0.001%以上的量。然而,由于若过量地添加则形成粗大的夹杂物而降低耐蚀性,所以将上限设定为0.100%以下。Al含量更优选为0.005~0.080%,进一步优选为0.010~0.070%。

N:N由于会使成形性和耐蚀性劣化,所以将N含量设定为0.02%以下。但是,由于过度的减少与精炼成本的增加有关,所以将下限设定为0.001%。N含量更优选为0.002~0.015%,进一步优选为0.003~0.010%。

以上是本实施方式的铁素体系不锈钢的基本的化学组成,但在本实施方式中,根据需要可以进一步含有下面那样的元素。

Ni:Ni是对于提高耐蚀性而言有用的元素,可以以0.1%以上的量含有。但是,由于过量的添加会增大成本,所以将其上限设定为1.0%。Ni含量更优选为0.2~0.8%,进一步优选为0.3~0.5%。

Mo:Mo是对于提高耐蚀性而言有用的元素,可以以0.1%以上的量含有。但是,由于过量的添加会增大成本,所以将其上限设定为3.0%。Mo含量更优选为0.2~2.0%,进一步优选为0.3~1.5%。

Cu:Cu是对于提高耐蚀性而言有用的元素,可以以0.10%以上的量含有。但是,由于过量的添加会增大成本,所以将上限设定为3.00%。Cu含量更优选为0.20~2.00%,进一步优选为0.30~1.50%。

B:B是对于提高热加工性而言有用的元素,可以以0.0001%以上的量含有。但是,由于过量的添加会降低耐蚀性,所以将上限设定为0.0050%以下。B含量更优选为0.0005~0.0030%,进一步优选为0.0010~0.0010%。

Nb:Nb是对于耐蚀性的提高有用的元素,优选以0.001%以上的量含有。但是,由于过量的添加会降低加工性或制造性,所以将上限设定为0.300%以下。Nb含量更优选为0.005~0.200%,进一步优选为0.010~0.100%。

W:W是对于耐蚀性的提高有用的元素,优选以0.001%以上的量含有。但是,由于过量的添加会降低加工性或制造性,所以将上限设定为1.00%以下。W含量更优选为0.005~0.70%,进一步优选为0.010~0.50%。

V:V是对于耐蚀性的提高有用的元素,优选以0.001%以上的量含有。但是,由于过量的添加会降低加工性或制造性,所以将上限设定为0.50%以下。V含量更优选为0.005~0.40%,进一步优选为0.010~0.30%。

Sb:Sb是对于耐蚀性的提高有用的元素,优选以0.001%以上的量含有。但是,由于过量的添加会降低加工性或制造性,所以将上限设定为0.100%以下。Sb含量更优选为0.005~0.080%,进一步优选为0.010~0.050%。

Co:Co在提高二次加工性和韧性的方面,优选以0.001%以上的量含有。但是,由于过量的添加会降低加工性或制造性,所以将上限设定为0.500%以下。Co含量更优选为0.002~0.400%,进一步优选为0.003~0.300%。

需要说明的是,Ni、Mo、Cu、B、Nb、W、V、Sb、Co中的1种或2种以上的合计含量从成本提高等方面出发优选为6%以下。

Ca:Ca在提高脱硫或热加工性的方面,优选以0.0001%以上的量含有。但是,若过量地添加,则生成水溶性的夹杂物CaS而降低耐蚀性,所以将上限设定为0.0050%。Ca含量更优选为0.0002~0.0045%,进一步优选为0.0003~0.0040%。

Mg:Mg在将组织微细化、提高加工性、韧性的方面,优选以0.0001%以上的量含有。但是,若过量地添加则会降低热加工性,所以将上限设定为0.0050%。Mg含量更优选为0.0003~0.0040%,进一步优选为0.0005~0.0030%。

Zr:Zr在提高耐蚀性的方面,优选以0.0001%以上的量含有。但是,由于过量的添加会降低加工性或制造性,所以将上限设定为0.0300%。Zr含量更优选为0.0005~0.0200%,进一步优选为0.0010~0.0100%。

Ga:Ga在提高耐蚀性和耐氢脆性的方面,优选以0.0001%以上的量含有。但是,由于过量的添加会降低加工性或制造性,所以将上限设定为0.0100%。Ga含量更优选为0.0005~0.0080%,进一步优选为0.0010~0.0050%。

Ta:Ta在提高耐蚀性的方面,优选以0.001%以上的量含有。但是,由于过量的添加会降低加工性或制造性,所以将上限设定为0.050%。Ta含量更优选为0.005~0.040%,进一步优选为0.010~0.030%。

REM:REM由于具有脱氧效果等,所以是在精炼上有用的元素,优选以0.001%以上的量含有。但是,由于过量的添加会降低加工性或制造性,所以将上限设定为0.100%。REM含量更优选为0.005~0.080%,进一步优选为0.010~0.050%。

需要说明的是,所谓REM是Ce、La、Pr、Nd等稀土类金属。所谓“REM的含量”是指这些全部REM元素的含量的合计值。若总含量为上述范围内,则REM元素的种类不管是1种还是2种,均可得到同样的效果。

本实施方式的铁素体系不锈钢管如图1中所示的那样在管端部具备管端增厚部1a。所谓管端增厚部1a是指在钢管的管端部增加了厚度的部位。管端增厚部1a例如是将钢管的端部向内侧或外侧折叠180°而形成的。因此,管端增厚部1a具有向内侧或外侧折叠的端部。在管端增厚部1a中,在不锈钢管的外侧部分(外周部分)与内侧部分(内周部分)之间存在间隙部1b。即,在钢管的管端部中,在钢管与钢管的折叠的部分之间存在间隙部1b。将钢管与钢管的折叠的部分之间的间隙间隔的最大值称为间隙间隔d(μm)。

存在于管端部的间隙间隔d(μm)满足d≥Cr2/(1000Sn)(式中的Cr及Sn表示各个元素的含量(质量%))的关系。

本实施方式的管端增厚钢管(铁素体系不锈钢管)以具有本实施方式中规定的钢成分的不锈钢板作为原材料,但不锈钢板的制造五分时时彩方法包含炼钢-热轧-退火·酸洗-冷轧-退火的各工序,关于各工序的制造条件,没有特别规定。

在炼钢中,将含有上述必需成分及根据需要添加的成分的钢进行转炉熔炼、接着进行2次精炼的五分时时彩方法是适合的。熔炼后的钢液按照公知的铸造五分时时彩方法(连续铸造)而制成板坯。板坯被加热至规定的温度,通过连续轧制被热轧成规定的板厚。热轧后的退火工序也可以省略,在酸洗后的冷轧中,可以通过通常的森吉米尔式轧机、串列式轧机中的任一种进行轧制,但若考虑钢管的弯曲性,则较优选串列式轧机轧制。

在冷轧中,辊粗糙度、辊径、轧制油、轧制道次次数、轧制速度、轧制温度等只要在一般的范围内适当选择即可。也可以在冷轧的途中加入中间退火,中间及最终退火可以是间歇式退火,也可以是连续式退火。另外,关于退火的气氛,若是必要,则可以是在氢气或氮气等无氧化气氛中进行退火的光亮退火,也可以在大气中进行退火。进而,也可以对本制品板实施润滑涂装,进一步提高加压成形,润滑膜的种类只要适当选择即可。也可以在最终退火后为了形状矫正而赋予调质轧制或矫平,但由于会导致加工硬化能力的降低,所以优选不赋予这些。

关于钢管的制造五分时时彩方法,只要适当选择即可,对于焊接五分时时彩方法没有限定,只要适当选择ERW(电阻焊)、激光焊接、TIG焊接(钨不活泼气体焊接)等即可。另外,关于钢管的尺寸,也只要根据用途来决定即可。从钢管进行管端增厚的工艺优选管端的旋压加工或锻造处理,但关于这些施工五分时时彩方法也没有特别规定。

另外,考虑了向管外侧进行增厚的情况、和向管内侧进行增厚的情况,在向管外侧进行增厚的情况下,增厚部位的内径变得与原管相同。另一方面,在向管内侧进行增厚的情况下,增厚部位的外径变得与原管相同。若考虑作业效率和尺寸精度,则优选旋压加工,优选采用使管端以一度折弯、通过下一工序使其密合的施工五分时时彩方法。

通过使形成于管端部的间隙间隔d满足上述的关系式,能够实现可提供耐间隙部盐害性优异的管端增厚结构体的铁素体系不锈钢管。

通过将满足上述的组成和关系式的铁素体系不锈钢管特别是作为汽车部件、二轮车用部件使用,能够实现薄壁化,高效的部件的制造及所适用的汽车、二轮车的燃料效率的提高成为可能。

另外,根据满足上述的组成和关系式的铁素体系不锈钢管,能够提供具有耐间隙部盐害性优异的管端增厚部的焊接接头或焊接结构体。

(管端增厚结构体、焊接接头、焊接结构体)

如上所述本实施方式的铁素体系不锈钢管是具有以规定的范围内的量含有C、Si、Mn、P、S、Cr、Sn、Ti、Al、N的组成、在管外侧被增厚、或在管内侧被增厚的管端增厚结构体用的不锈钢管。

本实施方式的管端增厚结构体具有本实施方式的铁素体系不锈钢管。所谓管端增厚结构体是指具有钢管、且在该钢管上设置有管端增厚部的结构体。在本实施方式中,能够提供形成于管端部的间隙间隔d(μm)具有d≥Cr2/(1000Sn)(式中的Cr及Sn表示各个元素的含量(质量%))的关系的管端增厚结构体。

如果是该管端增厚结构体,则具有耐间隙部盐害性优异的特征。

本实施方式的焊接接头具有由本实施方式的铁素体系不锈钢管形成的管端增厚部。即,该焊接接头具有本实施方式的铁素体系不锈钢管的管端增厚部。若换而言之,则本实施方式的焊接接头具有本实施方式的铁素体系不锈钢管,在该钢管上设置有管端增厚部。

本实施方式的焊接接头具有耐间隙部盐害性优异的管端增厚部。

通过将本实施方式的焊接接头特别是作为汽车部件、二轮车用部件使用,能够实现部件的薄壁化,高效的部件的制造及所适用的汽车、二轮车的燃料效率的提高成为可能。

图1表示对于由上述的铁素体系不锈钢管形成的管端增厚结构体1通过焊接而接合有其他钢管2的接头A。

在管端增厚结构体1的管端部分设置有向内侧折叠的部分而形成有管端增厚部1a。即,图1的管端增厚部1a是将钢管的端部向内侧折叠180°而形成的。在该管端增厚部1a的外侧通过焊接部3而接合有钢管2。

在管端增厚部1a中的不锈钢管的外侧部分与内侧部分之间形成有间隙部1b。

在图1的结构的接头A中,根据铁素体系不锈钢管的上述的组成而形成具有满足上述的关系式的间隙间隔d的间隙部1b。由此,能够得到优异的耐间隙部盐害性。

在将管端增厚钢管(铁素体系不锈钢管)与结构体进行焊接时,可以与上述同样地采用任意的焊接五分时时彩方法。作为结构体,可列举出钢管等。

在铁素体系不锈钢管的管端增厚部通过焊接而接合结构体的情况(焊接接头进一步具有在管端增厚部处通过焊接而接合的结构体的情况)下,若将铁素体系不锈钢管的单管部的板厚设为t,则焊接部中的铁素体系不锈钢管侧的最大熔深优选为0.3t~2.0t。

最大熔深通过以下的五分时时彩方法来测定。对焊接部的截面进行观察,在焊接部中,将熔解至最深处的部位设定为最大熔透部,将其深度设定为最大熔深。

图2表示图1的焊接部3周边的放大图。若将铁素体系不锈钢管的单管部的板厚设为t,则图2(a)表示最大熔深为0.3t的情况,图2(b)表示最大熔深为1.0t的情况,图2(c)表示最大熔深为2.0t的情况,(d)表示最大熔深超过2.0t的情况。

图1、2表示在管端增厚部的外周面侧靠近电极/电弧进行焊接而形成有焊接部3的情况。因此,管端增厚部的外周面成为电极/电弧侧的面,管端增厚部的内周面成为电极/电弧侧的面的相反侧的面(背面)。从管端增厚部的外周面至最大熔透部为止的距离(深度)为最大熔深。

如图2中所示的那样,在最大熔透部没有到达管端增厚部的内周面的情况下,最大熔深低于2.0t。在最大熔透部正好到达管端增厚部的内周面的情况下,最大熔深为2.0t。在最大熔透部到达管端增厚部的内周面、在内周面也存在熔融部的情况下,最大熔深超过2.0t。即,所谓最大熔深超过2.0t的情况是在焊接时的电极/电弧侧的面的相反侧的面(背面)存在熔融部的情况。

通过将最大熔深设定为0.3t以上,可担保(确保)焊接部的强度,同时可得到具有耐间隙部盐害性优异的管端增厚部的焊接接头或后述的焊接结构体。若最大熔深超过2.0t,则焊接部的形状变得不均匀,有可能导致强度的降低或耐蚀性的劣化、废气的泄漏等各种不良情况有关。

以下示出能够制成具有耐间隙部盐害性优异的管端增厚部的焊接接头的理由。

通过将最大熔深设定为0.3t以上,管端增厚钢管(铁素体系不锈钢管)的外侧的焊接部的形状稳定化,变得没有形成可成为腐蚀起点的间隙结构。最大熔深优选超过1.0t,在该情况下,管端增厚钢管(铁素体系不锈钢管)的内侧的间隙也被填塞,可成为腐蚀起点的间隙结构进一步减少。除此以外,铁素体系不锈钢管在钢中含有0.001~0.600%的量的Sn。因此,即使是万一产生腐蚀的情况下,溶出的Sn2+离子吸附在溶解表面,抑制钢母材的进一步溶出,能够避免焊接部的耐蚀性的劣化。

为了达成这样的焊接部,特别在需要保护气体的焊接中,所选择的保护气体变得必要。特别是管端增厚部的间隙结构多。即,管端增厚部具有存在许多间隙的结构。因此,优选通过不活泼气体来进行适当的保护。具体而言,作为保护气体,最优选Ar。在保护气体中混合CO2、O2的情况下,优选将CO2、O2的量设定为5体积%以下。

即,本实施方式的焊接接头的制造五分时时彩方法具有将本实施方式的铁素体系不锈钢管的管端增厚部和结构体通过焊接进行接合的工序。在利用焊接的接合工序中,优选一边对焊接部供给保护气体一边进行焊接。作为保护气体,可列举出Ar等不活泼气体、CO2和O2中的任一者或两者与不活泼气体的混合气体等。混合气体中的CO2和O2的量优选为5体积%以下。

特别是焊接五分时时彩方法为TIG焊接、MIG焊接(金属极惰性气体保护焊)、或MAG焊接(金属极活性气体保护电弧焊)的情况下,优选一边对焊接部供给保护气体一边进行焊接。在焊接五分时时彩方法为激光焊接的情况下,也可以不供给保护气体。

本实施方式的焊接结构体具有本实施方式的焊接接头,该焊接接头进一步具有在管端增厚部处通过焊接而接合的结构体,若将铁素体系不锈钢管的单管部的板厚设为t,则焊接部中的铁素体系不锈钢管侧的最大熔深为0.3t~2.0t。

根据满足上述的组成和关系式的铁素体系不锈钢管,能够提供具有耐间隙部盐害性优异的管端增厚部的焊接接头和焊接结构体。

并且,通过将该焊接接头和焊接结构体特别是作为汽车部件、二轮车用部件使用,能够实现部件的薄壁化,高效的部件的制造及所适用的汽车、二轮车的燃料效率的提高成为可能。

在后述的实施例中,进行用于对于图1的结构的接头A等这种接头的耐间隙部盐害性进行把握的试验,对构成铁素体系不锈钢管的元素的影响和临界间隙间隔进行了试验。

实施例

以下,基于实施例,对本发明更详细地进行说明。

(实施例1)

将表1、2中所示的组成的钢进行熔炼。特别是Sn,为了调查其效果,设定为0.005、0.01、0.03、0.10%及0.30%这5个水平。对熔炼后的钢实施热轧至板厚4mm,在1050℃下进行1分钟退火,实施酸洗。之后,实施冷轧至板厚0.8mm。

然后,从表1、2中所示的各组成的钢板中切出70mm×70mm及40mm×40mm的试验片,通过重叠具有相同成分组成的试验片并进行点焊,从而制作了模拟管端增厚钢管的间隙部的CCT试验片。通过调整点焊条件,制作了各种间隙间隔的CCT试验片。

对该CCT试验片通过JASO-M610-92的汽车部件的外观的腐蚀试验五分时时彩方法进行了评价。将循环数设定为100个循环,在试验后将点焊部打开而分成两块板,使得能够评价间隙内的最大孔蚀深度。在除锈后分别测定10点的间隙上下的试验片的孔蚀深度,将最深的孔蚀的值设定为该钢种的最大孔蚀深度。将最大孔蚀深度低于500μm的试样评价为“○”(good),将最大孔蚀深度为500μm以上的试样评价为“×”(poor)。

以下的表3中一并示出表1、2中所示的各组成的不锈钢的(Cr2/(1000Sn))的值(Cr及Sn表示各个元素的含量(质量%))的计算结果、间隙间隔d的值(μm)、利用汽车部件的外观的腐蚀试验五分时时彩方法(JASO-M610-92)得到的最大孔蚀深度(μm)和其判定结果。

[表3]

如图3的曲线图中所示的那样,将横轴设定为各试样的Cr量(质量%),将纵轴设定为各试样的间隙间隔(d:μm),对表1~3中所示的结果进行标绘。另外,对各个试样的Sn量进行表示。

在图3中,间隔小的点线表示Sn量为0.10%的情况的d=Cr2/(1000Sn)所表示的曲线。关于Sn量为0.10%的试样No.A4、A6、A10、B5、B7、B10,试样No.A4、A10、A6的间隙间隔d的值成为该间隔小的点线之上的值,试样No.B7、B5、B10的间隙间隔d的值成为该间隔小的点线之下的值。

在图3中,实线表示Sn量为0.030%的情况的d=Cr2/(1000Sn)所表示的曲线。关于Sn量为0.030%的试样No.A2、A7、A9、A12、B3、B6、B8、B13、B14,试样No.A7、A2、A9、A12的间隙间隔d的值成为该实线之上的值,试样No.B13、B3、B8、B14、B6的间隙间隔d的值成为该实线之下的值。

在图3中,间隔大的点线表示Sn量为0.010%的情况的d=Cr2/(1000Sn)所表示的曲线。关于Sn量为0.010%的试样No.A1、A3、A13、B1、B2、B11,试样No.A1、A13、A3的间隙间隔d的值成为该间隔大的点线之上的值,试样No.B1、B2、B11的间隙间隔d的值成为该间隔大的点线之下的值。

在图3中,粗的实线表示Sn量为0.005%的情况的d=Cr2/(1000Sn)所表示的曲线。关于Sn量为0.005%的试样No.A5、A8、A11、B4、B9、B12,试样No.A5、A8、A11的间隙间隔d的值成为该粗的实线之上的值,试样No.B4、B9、B12的间隙间隔d的值成为该粗的实线之下的值。

在本发明例的试样No.A1~A14中,最大孔蚀深度低于500μm,但在比较例的试样No.B1~B14中,最大孔蚀深度为500μm以上。

因此,由图3中所示的结果可知,在由本实施方式的铁素体系不锈钢管形成的管端增厚结构体中,通过使间隙间隔d(μm)满足d≥Cr2/(1000Sn)(式中的Cr及Sn表示各个元素的含量(质量%))的关系,能够提供最大孔蚀深度小的管端增厚结构体。

另外,如图3中所示的那样,就本实施方式所涉及的铁素体系不锈钢管而言,可知母材Cr量越是增加,则间隙环境中的孔蚀深度越是增加。并且,就本实施方式所涉及的铁素体系不锈钢管而言,可知通过添加Sn,临界间隙间隔变小。

(实施例2)

使用表1、2中所示的组成的钢板,通过TIG焊接制作了直径为60mm的钢管(钢管)。通过旋压加工,将钢管的端部向内侧折叠180°而制作了长度为50mm的管端增厚部。通过以上操作,制作了直径为60mm、向内侧折叠的端部(管端增厚部)的长度为50mm的管端增厚钢管。然后,从折叠部起以60mm的长度将管端增厚钢管切断。

需要说明的是,管端增厚部中的间隙部的间隙间隔通过调整旋压加工的条件而设定为各种值。

使用相同钢板制作了直径为62mm的单管钢管。在管端增厚钢管的管端增厚部的外侧重叠由相同钢板制造的单管钢管,按照管端增厚钢管的向内侧折叠的端部(管端增厚部)成为焊接部的方式通过各种五分时时彩方法(TIG焊接、MIG焊接、MAG焊接、或激光焊接)进行了焊接。通过以上操作,制作了全长为100mm、单管部(单管钢管)与管端增厚部的焊接部位于中央的CCT试验片。

在各种焊接时,调节电流量来调整焊接部的熔深,调查了熔深对耐蚀性的影响。另外,在使用保护气体的焊接的情况下,还使用各种保护气体进行焊接,调查了保护气体对耐蚀性的影响。

需要说明的是,最大熔深通过以下的五分时时彩方法来测定。在同一条件下实施焊接,另外制作了CCT试验片。对焊接部的截面进行观察,在焊接部中,将溶解至最深的部位设定为最大熔透部,将该深度设定为最大熔深。详细而言,将管端增厚钢管的端部(管端增厚部)的外周面与单管钢管重叠,在管端增厚钢管的端部(管端增厚部)的外周面侧靠近电极/电弧而进行了焊接。因此,管端增厚钢管的端部(管端增厚部)的外周面成为电极/电弧侧的面,管端增厚钢管的端部(管端增厚部)的内周面成为电极/电弧侧的面的相反侧的面(背面)。从管端增厚钢管的端部(管端增厚部)的外周面至最大熔透部为止的距离(深度)为最大熔深。

通过JASO-M610-92的汽车部件的外观的腐蚀试验五分时时彩方法对该CCT试验片进行了评价。将循环数设定为100个循环,在试验后将焊接部切断而将管端增厚部的两块板分开,使得能够评价间隙内的最大孔蚀深度。在除锈后分别测定10点的间隙上下的试验片的孔蚀深度,将最深的孔蚀的值设定为该钢种的最大孔蚀深度。将最大孔蚀深度低于500μm的试样评价为“○”(good),将最大孔蚀深度为500μm以上的试样评价为“×”(poor)。

表4中一并示出使用表1、2中所示的各组成的不锈钢而制作的试验片的焊接部的熔深、焊接保护气体、利用汽车部件的外观的腐蚀试验五分时时彩方法(JASO-M610-92)得到的最大孔蚀深度(μm)和其判定结果。

[表4]

若将管端增厚钢管的单管部的板厚设为t,则由表4的结果可知,在焊接部的熔深变得低于0.3t或超过2.0t的情况下,最大孔蚀深度成为500μm以上。另外,在焊接时的保护气体中以超过5体积%的量含有CO2或O2的情况下,最大孔蚀深度成为500μm以上。

产业上的可利用性

根据本实施方式,能够提供耐间隙部盐害性优异的铁素体系不锈钢管。另外,通过将适用了本实施方式的钢管特别是作为汽车、二轮车用部件使用,能够薄壁化,高效的部件制造及燃料效率提高成为可能。

即,本实施方式在产业上极为有益。

符号的说明

A:接头、1:管端增厚结构体、1a:管端增厚部、1b:间隙部、2:钢管、3:焊接部。

再多了解一些
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