![]() Highly anti-corrosive aluminized sheet for exhaust gas members
专利摘要:
公开号:WO1986004361A1 申请号:PCT/JP1986/000012 申请日:1986-01-14 公开日:1986-07-31 发明作者:Ken-Ichi Shinoda;Shohei Fujita 申请人:Nisshin Steel Co., Ltd.; IPC主号:C23C2-00
专利说明:
[0001] 明 排 ガ ス 部材用 高耐食性 ア ル ミ ニ ゥ ム め っ き 鋼板 技術分野 [0002] 本発 明 は , 排 ガ ス 部材を 構成 す る 材料 と し て 好 適 な 高耐食性 ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鋼板 に 関 す る 。 特 に 本 発 明 の ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鐧板 は , ア ル カ リ 性物質 お よ び 酸性物質 の 両者 に 対 し て 優 れ た 耐食性 を 示 す と 同 時 に す ぐ れ た 耐高温酸化性 を 有 す る の で , 自 動 車排 ガ ス の '流路 の よ う に 結露水 が生 じ て 湿 食 を 受 け る と 同 時 に 高温酸化 を 受 け る よ う な 排 ガ ス 系 の 材料 と し て 好適 な. 耐 食、性 ア ル ミ ニ ゥ Α め っ き 鋼板 に 関 す る 。 [0003] 従来 の 技術 [0004] 内 燃機関, ボ イ ラ , 暖房 器 具 な ど に 代 表 さ れ る 化石 燃料特 に 石油系 燃料 の 燃焼 を 伴 う 機械類 や 装置 で は , 燃焼排 ガ ス と 接 す る 部分 の 材料 は 耐高 温酸化性 を 有 す る こ と が必要 で あ る 。 こ の よ う な 分野 の 材料 と し て ァ ル ミ ニ ゥ ム め っ き 鋼板 が あ る 。 こ の ア ル ミ ニ ゥ ム め つ き 鐧板 は , 合金 元素 を 多 く 含 む 耐熱鋼ゃ ス テ ン レ ス 鋼 に 比 べ て 安価 で あ る と い う 利 点 を も ち な 力く ら 或 る 程度 の 耐高温酸化 性 を 有 す る の で , 燃 焼排 ガ ス 系 を 構成 す る 部材, 例 え ば 自 動車排 ガ ス 管 路構成 部材 に よ く 使用 さ れて い る 。 こ の 場合 , 溶融 ア ル ミ ニ ウ ム 中 に 適 量 の ά [0005] S iを 添加 し て 溶融 め つ き し た I 型 の 溶融 ア ル ミ ニ ゥ ム め っ き 鐧板 が耐熱性 に 優れ る こ と か ら , こ の I 型 の も の が よ く 適用 さ れ て い る 。 か よ う な ァ ノレ ミ ニ ゥ ム め つ き 鐧板 に お い て , そ の 基材緬 と し て T i添加 ク ロ ム 鋼 を 使用 す る こ と が知 ら れて い る 。 [0006] 例 え ば特公昭 52 - 33579号公報 は , 重量 % に お い て 5 〜 15 % 未満 の C r , 2.0 % 以 下 の S i , 0.1 % 以下 の C , そ し て , 好 ま し く は T i , Z r, N bの 少 な く と も 一種 を 鐧 中 の C お よ び N と 反応 し て 炭化物 お よ び窒化物 を 形 成 す る に 十分 な 量 で 添加 し , 残部 が F eお よ び 不 可避 的不純物 か ら な る ク ロ ム 合金鐧板 を 基材 と し , こ の 基 材 表面 に ア ル ミ ニ ゥ ム 被覆 を 施—し た 特 に耐熱性 に 優 れ た ア ル ミ ニ ウ ム メ ツ キ 鋼板 を 開 示 す る 。 [0007] ま た , 特開昭 56 - 102556号公 報 は , 重量 % に お い て 0.001〜 0.02 % の 0 , 0.02〜 5 % の 〇 0.05 〜 1.0 % の ^ 11 , 0.04〜 2.0 % の S i , 0.01 〜 0.10 % の A , 0.010 % 以 下 の , 0.2〜 0.6 % の 範囲 で 且 つ T i Z ( C + M ) の 比 が 20以上 の · T i , 残部 が F eお よ び 不 可避 的不純 物 か ら な る 鋼 を 基材 と し , こ の 基材 表面 に 溶融 ア ル ミ ニ ゥ ム め っ き を施 し た 耐熱性 の 優 れ た ア ル ミ 二 ゥ ム め っ き 鋼板 を 開示 す る 。 [0008] ま た , 力、 よ う な ァ ノレ ミ ニ ゥ ム め つ き 鋼板 と は 別 に , ク ロ ム 含有鋼 自 身 ( め っ き を施 さ な い 鐧板 自 身 ) を 自 動 車徘 ガ ス 管路構成 部材 に 使用 す る こ と が提案 さ れ て い る 。 [0009] 例 え ば , 特公昭 54 - 23327号公報 は , 重量 % に お い て 5 % を 超 え 11.5 % 未満 の C r , 0.5な い し 2.0 % の S i , 0.05 % ま で の C , 0.1 〜 0.4 % の M n, そ し て , 好 ま し く は , 鋼 中 の C お よ び N と 結合 し て 炭化物 お よ び 窒化物 を 形成 す る に 十分 な 量 の T iお よ び Z rの 少 な く と も 一種, 残部 が F eお よ び 不 可避的 不 純物 か ら な る 加 工性 お よ び 製 造性 に 優 れ た 耐酸化 鐧 を 開示 す る 。 [0010] 特公 昭 54 - 35571号公報 は , 重 量 % に お い て , 3.0 % を 超 え 6.0 % 以 下 の C r , 0 , 5な い し 2.0 % の S i , 不 可 避 的 不純物 量 を 超 え 4.0 % 以 下 の k & , 0.5 % ま で の M n , 0.05 % ま で の C , そ し て 好 ま し く は , , Q .9 % ま で の T iお よ び Z rの 少 な く と も 」種, 残 部 が F eお よ び 不 可 避的 不純'物.か ら な る 耐酸化性鐧 を 開示 し て い る 。 [0011] 特 開 昭 58 - 224148号公 報 は , 重 量 % に お い て , 0 , 02 % ま で の C , 1.5 % を 超 え 3.0 % 未満 の S i , 5.0 % を 超 え 10.0未満 の C r , 0.05な い し 0.80 % の C u , 0.003 ¾ 以 下 の S , 0.02 % 以 下 の N , そ し て 好 ま し く は , T i , N bお よ び Z rの 一種 ま た は 二種以 上 を 合計 で 0.30 % 以 下 舍有 し , 残 部 が F eお よ び 不 可 避 的 不純物 よ り な る 自 動車排 気 系 部材用 ク ロ ム 鋼 を 開示 す る 。 [0012] 特公 昭 59 - 179758号公 報 は , 重量 % に お い て , 0.02 % ま で の C , 0.30 % な レ、 し 2.0 % の S i , 1.0 % 以 下 の 1 [0013] M n , 5.0 % を超 え 10.0未満 の C r , 0.05な い し 0.80 % の C u , 1.0な い し 4.0 % の Α £ , 0.003 % 以 下 の S , .02 % 以 下 の N , そ し て 好 ま し く は , T i , N bお よ び Z rの 一種 ま た は二種以 上 を 合計 で 0.50 % 以 下含 有 し , 残部 が F eお よ び 不 可避的 不純物 よ り な る 自 動車排気 系 部材用 ク π ム 鋼 を 開示 す る 。 [0014] 従来技術 の 問題点 [0015] 自 動車 排気系 用 の 材料 は , 単 に 耐高温酸化 性 の み な ら ず , ア ル カ リ 性物質 お よ び 酸性物質 の 両者 に 対 し て の 耐食性 も 併せ て 必要 と さ れ る 。 自 動 車排 ガ ス 管 路 は 例 え ば, エ ン ジ ン に 近 い 側 か ら フ ロ ン ト チ ュ ー ブ, 排 ガ ス 浄化装置 (触 媒使用 の コ ン バ ー タ ), セ ン ト ラ ル チ ユ ー ブ, マ フ ラ ー , テ ィ ル チ ュ ー ブ 等 の 部 品 を 順 に 接 繞 し て 構成 さ れ て い る が , 特 に エ ン ジ ン 始動時 に お い て は管路 が十分 に 温 ま つ て い な い の で , 排 ガ ス 中 の 湿 分 が管路 内 に 凝縮 し , そ の 結露氷 が例 え ば マ フ ラ ー 内 に 溜 っ た り , 管路壁 に 付着 し た り す る 。 こ の 結露 水 は 排 ガ ス 管路 の 温度 が上昇 す る に つ れ て や が て 蒸発 す る が , そ の 間 に , 結露水 は ア ル 力 リ 側 か ら 酸性側 に そ の 性質が変化 す る 。 こ れ は , 排 ガ ス 中 の 各種 の 成 分 が結 露水 に 溶解 す る 程度が温度 に よ っ て 異 な る こ と , 結露 水 の 蒸発 の 過程 で , す で に 溶解 し て い る 成分 は 分解 や 飛散 を起 こ す が , そ の 程度 が温 度 に よ っ て 成分 ご と に 差が あ る こ と , な ど が そ の 原因 で あ る と 考 え ら れ る 。 従 っ て , 自 動車排気 系 部材 は や が て 高温 に な っ た と き の 耐高 温酸化性 の 他 に ア ル 力 リ に 対 し て の 耐 食性 と 酸 に 対 し て の 耐食性 を 併せ て 必要 と す る 。 [0016] ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鐧板 ( 通常 は 適 量 の S i を 含 有 さ せ た I 型 の ァ ノレ ミ ニ ゥ ム め っ き 鐧板 ) は , そ の ア ル ミ ニ ゥ ム め っ き 層 が ア ル 力 リ 性結露水 に 対 し て 耐食性 が十 分 で は な く , そ の 基材 鐧板 が酸性結露水 に 対 し て 耐食性 が十分 で は な か っ た 。 [0017] そ し て , 水 が 関 与 す る 湿食 に 対 し て は , 標 準電極電 位 の 異 な る 異 種 金属 の 接繞部 が存在 す る と , 両 金属 間 に 水 を 通 じ て 腐 食電流 が流 れ, 一方 の 金属 が よ り 腐 食 し ゃ す く な る こ と は よ く 知 ら れ-た 現象 で あ る が , ア ル ミ ニ ゥ ム 'め っ き 鋼板 を 部 分 的 に 使用 し た 自 動 車排 ガ ス 眚路 に お い て は , ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鐧板 と 他 の 金属 ( 特殊 鋼 や ス テ ン レ ス 鋼 ) と の 接 合部 が随所 に 存在 す る の で , ア ル ミ ニ ウ ム と 鉄 と の 標 準 電極電 位 の 差 に も と ず き , ア ル ミ ニ ゥ ム め っ き 鋼板 側 力やよ り 腐 食 さ れ や す く な る と い う 現象 も 生 ず る 。 [0018] 第 1 図 は , 実車 に 装着 し た マ フ ラ ー の ア ル ミ ニ ウ ム め つ き 鐧板 部分 の 腐 食 の 初期 状態 を 示 し た 写真 で あ る が , 腐 食 は , ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 層 の 下 部, す な わ ち 地 鉄 力、 ら 先 に 始 ま り , 腐 食生成物 が ア ル ミ ニ ウ ム め つ き 層 を 剝離 さ せ る よ う な か た ち で 進 行 し て ゆ く よ う に う か が え る 。 こ れ は , ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 層 に は 亜鉛 の よ う な 犠牲陽極作用 が な い の で , め っ き 層 に ピ ン ホ ー ル ゃ 成 形加工時 の め っ き 層 の 割 れ, 或 い は, 溶接加 ェ に 伴 う め っ き 層 の 消 失 部 な ど が存在 し た 場合 に , こ れ ら の 箇所 の 地鉄 の 露 出 し た 部分 が前述 の 酸 を主体 と し た 結露水 に 浸瀆 さ れ る と , ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 層 と 地鉄 と の 間 で , 局 部電池 作用 が生 じ て 腐 食 が 進行す る も の と 推 察 さ れ る 。 [0019] つ ま り , ア ブレ ミ ニ ゥ ム め っ き 鋼板 で は, 排 ガ ス 結露 水 が存在 す る と , 腐 食 は 先 ず地鉄 か ら 始ま る と い う 重 要 な 知 見 を 本 発 明 者 ら は 得 る こ と が で き た 。 [0020] か よ う な 腐 食 を 抑止 す る に は , 一 つ に は, め っ き 層 の ピ ン ホ ー ル や 加 工 割 れ 等 の 疵 を 無 く す る た め に , ァ ル ミ ニ ゥ ム め つ き 鐧扳を成 形 加工 し た あ と 例 え ば 7 0 0- て 以 上 の 高温 に 加熱 し て ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 層 を再溶 解 す る と い つ た こ と も 考 え ら れ る が , 熱応 力 に よ る 変 形 な ど が生 じ て 加工精度 を 維 持 す る こ と が 困難 と な る と い っ た 問題 が あ り 現実性 に 乏 し い 。 [0021] 前 掲 の 特公 昭 5 2 - 3 3 5 7 9号公報 お よ び 特開昭 5 6 - 1 0 2 5 5 6 号公報 に 記載 の 公 知 の ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鐧扳 は , 耐 高 温酸化 性 の 改善 を 意図 し た も の で あ り , か よ う な 結 露水 に よ る 湿食 に 対 し て は 十分 な 抵抗 を も た な い 。 そ し て , そ れ ら の 基材 鋼 は 多 量 の C rを 含有 す る か ( 特 公 昭 5 2 - 3 3 5 7 9号公 報), C と N を 固 定 す る に 十分 な T i を 舍有 す る ( 特開 昭 5 6 - 1 0 2 5 5 6号公報) の で 高価 な 材 料 で あ る 。 [0022] 結露水 に 対 す る 十 分 な 湿食 抵抗 を も ち 且 つ 耐高 温酸 化性 に 優 れ た ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鐧 板 を 得 よ う と す れ ば , そ の ア ル ミ ニ ゥ ム め っ き 鋼板 の 基材鐧板 自 身 に 結 露水 に 対 す る 十分 な 湿 食 抵抗 と 耐高温酸化性 を 兼 備 さ せ る こ と が必 要 で あ る 。 [0023] 前掲 の 特公昭 5 4 - 2 3 3 2 7号 公 報 お よ び 特公 昭 5 4 - 3 5 5 7 1 号公報 は 自 動 車排気系 部材用 に 適 す る 耐酸化鐧 を 提案 し て い る が , 両公 報 と も 該湿 食 の 問題 に 対 し て 触 れ て い な い 。 加 え て , そ の 耐酸化 性 は A 無 添加 で は 高価 な C rを 5 % 以 上添加 す る こ と に よ っ て 達成 す る も の で あ る ( 特公 昭 5 4 - 2 3 3 2 7号公 報 ) 。 .こ の 所望 の 耐酸化 性 を 達成 す る た め の C r添加 量 は A の 添加 に よ っ て 6 % ま た は そ れ以 下 の レ ベ ル ま で 下 げ る こ と が で き る が A は 鐧 の 加 工性 を 劣下 さ せ る ( 特公 昭 5 4 - 3 5 5 7 1号 公 報 ) 。 両公 報 は T iお よ び / ま た は Z rの 添 加 に よ つ 'て 加工 性 が 改 善 で き る'と 教 示 す る 。 し 力、 し T i , Z Γ· は 非 常 に 高 価 で あ る 。 [0024] 特 開 昭 5 8 - 2 2 4 1 4 8号公 報 お よ び 特公 昭 5 9 - 1 7 9 7 5 8号 公 報 は 自 勛車排気 系 部材用 に 適 す る 耐 食性 ク ロ ム 鋼 を 提案 し て い る が , 両公報 と も 所 望 の 耐食性 並 び に 耐高 温酸化性 を 達成 す る に は C rは 5 % 以 上 必要 で あ る と 強 調 さ れ て い る 。 [0025] し た が っ て , こ れ ら の 公 報 に 提 案 さ れ た 自 動 車排気 I ( [0026] 系 部材用 の 鐧板 を, 例 え ばア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鋼板 の 基材 と し て の 適用 を 図 っ た と し て も , 結露水 に 対 す る 耐湿食性 が捕償 さ れ る わ け で は な く , 高価 な ア ル ミ 二 ゥ ム め っ き 鐧板 と な る ば か り で あ る 。 [0027] 発明 の 要 旨 [0028] 本発明 は 前記 の よ う な 問題点 を解決す る こ と を 目 的 と し た も の で あ る 。 本発 明 者 ら は , ァ ノレ ミ ニ ゥ ム め つ き 鐧板 の 基材鐧 と し て , S i と C uを (更 に は, N i と C rを) 適切 に バ ラ ン ス さ せ て 含有 さ せ た 鐧 を 使用 し , こ れ に ア ル ミ ニ ウ ム め っ き を 施 し た 場合 に は , 自 動 車 排気系 部材 に 要求 さ れ る 前述 の 耐湿食性 と 耐高温酸化 性 が最少 の 合金元素量 の も と で達成 さ れ得 る こ と を 見 出 し た 。 す な わ ち 本発 明 は , 該 目 的 を 達成 す る ア ル ミ ニ ゥ ム め っ き 鐧板 と し て , [0029] 重量 % に お い て , 0.08 % ま で の C , 0.10な い し 1.50 % の S i , 0.50 % ま で の M n , 0.10な い し 0.50 % の C u , 残部 が F eお よ び 不 可避的不純物 か ら な る 鋼板 を 基材 と し , こ の 基材 の 表面 に ア ル ミ ニ ウ ム め っ き を 施 し て な る 排 ガ ス 部材用 高耐食性ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鐧板, 重量 % に お い て , 0.08 % ま で の C , 0.10な い し 1.50 % の S i , 0.50 % ま で の M n, 0.10な い し 0.50 % の C u, 0 , 10な い し 0 , 50 ¾ の N i , 残部 が F eお よ び 不 可避的 不純物 か ら な る 鐧板 を基林 と し , こ の 基材 の 表面 に ァ ル ミ ニ ゥ ム め っ き を 施 し て な る 排 ガ ス 部材用 高耐食性 ア クレ ミ ニ ゥ ム め っ き 鐧板, [0030] 重量 % に お い て , 0.08 % ま で の C , 0.10な い し 1.50 % の S i , 0.50 % ま で の M n , 0.10な い し 0.50 % の C u, .30な い し 5.0 % の C r, 残部 が F eお よ び 不 可避的 不純物 か ら な る 鐧板 を 基材 と し , こ の 基材 の 表面 に ァ ノレ ミ ニ ゥ ム め っ き を施 し て な る 排 ガ ス 部材用 高耐食性 ァ ノレ ミ ニ ゥ ム め っ き 鋼板, [0031] 重量 % に お い て , 0.08 % ま で の C , 0.10な い し 1.50 % の S i , 0.50 % ま で の M n, 0.10な い し 0.50 % の C u, 0.10な い し 0.50 % の N i , 0.30な い し 5.0 % の C r , 残 部 が F eお よ び 不 可 避的不純物 か ら な る 鐧 扳 を 基材 と し , こ の 基材 の 表面 に ア ル ミ ニ ウ ム め っ き を 施 し て な る 排 ガ ス 部材用 高耐食性 ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鐧扳, そ し て , [0032] 重 量 % に お い て , 0.08 % ま で の C , 0.10な い し 1.50 % の S i , 0.50 % ま で の M n , 0.10な い し 0.50 % の N i , 0.30な い し 5.0 % の C r, 残 部 が F eお よ び 不 可避的 不純物 か ら な る 鐧板 を 基材 と し , こ の 基材 の 表面 に ァ ノレ ミ ニ ゥ ム め っ き を 施 し て な る 排 ガ ス 部材用 高 耐食性 ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鐧板 を提供 す る も の で あ る 。 [0033] 図面 の 簡単 な 説 明 [0034] 第 1 図 は , 従来 の ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鋼板 で 製作 し マ フ ラ ー を 実車 に 装着 し , 走行期 間 6 月 , 走行距離 4000 k m時点 で の 腐 食 が進行 し は じ め た 段階 で そ の 腐 食 部分 を採集 し て 写 し た ア ル ミ 二.ゥ ム め っ き 鐧板 の 断面 金属顕微鏡写真 (倍率 : 20倍) で あ る 。 写真 で 白 く 見 え る と こ ろ が鐧地金 で あ り , そ の 上下 の 薄 い 膜 が ア ル ミ ニ ゥ ム め っ き 層 で あ る 。 [0035] 発 明 の 詳細 な 説明 [0036] 本発明 に 従 う 排 ガ ス 部材用 高耐食性 ア ル ミ 二 ゥ ム め つ き 鐧板 は, 前記 の 問題点 を解決す る た め に , s i と [0037] C uを (更 に は, N i と C rを) 適切 に ノ ラ ン ス さ せ て 舍有 さ せ た 鐧 を ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鐧板 の 基材鋼 と し て 適用 す る こ と に 特徴が あ り , こ の 基材鐧 に 施す ア ル ミ ニ ゥ ム め っ き 自 身 は従来 と 同様 の も の で あ っ て も よ い 。 例 え ば こ の ァ ゾレ ミ ニ ゥ ム め っ き 層 自 身 は , 公知 の ^融 ア ル ミ ニ ゥ ム め っ き 技術 を 適用 し て 施 す こ と が で き , 従来 の 耐熱用 ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鋼板 に 施 さ れ て い た の と 同 様 に , S iを 5 〜 15 % で 舍有 す る 溶融 ア ル ミ ニ ゥ ム め っ き 浴 に 基材鋼 を 浸瀆 す る こ と に よ っ て , S iを 5 〜 15 % の 範囲 で 舍 む A ^g - S i合金層 を 基材鐧 の 表面 に め っ き す る の が よ い 。 [0038] 本発 明 に 従 う ア ル ミ ニ ゥ ム め っ き 鐧板 の 基材鐧 の 合 金成分 の 作用 並 び に そ の 含有量 の 範囲 に つ い て 個別 に 説 明 す る 。 [0039] 基材鐧 中 の C は , 鐧 の 耐食性 を 劣化 さ せ る 元素 で あ り , 低 い こ と が望 ま し い が , 低廉 な 材料 の 提供 を 目 的 の 一 つ と す る 本 発 明 に あ っ て は, 極低炭素化 は こ の た め に 要 す る 費用 を 勘案 す る と こ の 目 的 に 反 す る こ と に な る 。 本発明 に 従 う ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鐧板 は , 基材 鐧 の 耐食性 は S i と C uに よ っ て , 更 に は N i と C r の 追添 に よ っ て 総合的 に 改善 さ れ る の で , 基材鐧 中 の [0040] C は 0.08 % ま で 舍有 す る こ と が許容 さ れ る 。 [0041] 基材鐧中 の S i は 鐧 の 耐高温酸化性 を 向 上 さ せ る 。 本発 明 者 ら は, ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鐧板 の 基材 鐧 中 に C uお よ び / ま た は N i ( 特 に C u) と 共存 し て S i を 含有 さ せ る と , 自 動 車排気 系 の 排 ガ ス 結露水 に 基づ く 腐 食抵抗 と 500 'C 前後 に 加熱 さ れ た 場合 の 耐高温酸化 性が顕著 に 向 上 す る こ と を 見 出 し た 。 こ の S i の 効果 は C r含有量 が低 い 鐧 に お い て 特 に 顕著 に 現 れ, S i . の 増加 に つ れ て 著 し く な る 。 こ の よ う な S i の 効 果 を 得 る に は 0.3 % 以 上 の S i含 有量 が必要 で あ る 。 し か し , S i舍有量 が多 い 基材鐧 で は, 例 え ば 1.50 % を 越 え て S iを 舍有 す る 基材鐧 で は , ア ル ミ ニ ウ ム め っ き が 困難 と な る の で , S i含有量 の 上限 を 1.50 % と す べ き で あ る 。 [0042] 基材鐧 中 の M nは , 耐食性 の 観点 か ら は そ の 含有量 が少 な い 方 が よ い が, 製鐧工程 に お い て 脱酸反応 ゃ 硫 化物形成 に 必要 な 元素 で あ る 。 本発 明 の 目 ·的 に お い て は , M ri含有量 は 0.50 % ま で 許容 で き る 。 [0043] 基材鐧 中 の C uは 本発 明 に お い て 特徴的 な 元素 で あ る 。 ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鐧板 が排 ガ ス 結露水 に 曝 さ れ る と , め っ き 層 の ビ ン ホ ー ル や加工割 れ等 の 疵部分 を 通 じ て 地鉄 と ア ル ミ ニ ゥ ム め っ き 層 と の 間で 局部電池 が形成 さ れ , こ の 結露水下 で , 更 に は高温酸化雰囲気 下 で , め っ き 層 の 下方か ら 腐 食生成物 が成長 し て ゆ く と い う 現象 が生 ず る 。 本発 明 者 ら は , こ の 排 ガ ス 結露 水 に よ る 地鉄 の ァ タ ッ ク に 対 し て C uが こ れ を 抑止 す る 作用 を供す る こ と を見 出 し た 。 特 に S i と の 共存 に よ っ て こ の 効果 は 相 乗的 に 現 れ る 。 す な わ ち 基材鐧 に S i と C uを 適量添加 す る こ と に よ っ て , 腐 食 の 起点 と な る 結露水 の ァ タ ッ ク に よ く 耐 え る ア ル ミ ニ ウ ム め つ き 鐧板 を 得 る こ と が で き る 。 こ の よ う な C uの 効果 を得 る に は, 少 な く と も 0.10 % の C uを 基材鐧,中 に 含 有 さ せ る 必要 が あ る 。 し か し , C u舍有量が 0.50 % を越 え る と , 鐧板製造時 に 熱間脆性 に よ る ス ラ ブ 割 れ や 表面疵生成 の 原因 と な る こ と , ま た C uの 折 出 硬化 に よ つ て 鐧 の 加工性 が低下す る な ど の 問題が生 ず る こ と な ど か ら , C u有量 の 上 限 は 0.50 % と す る の が よ い o [0044] 基材鐧 中 に N iを 舍有 さ せ る と C uの 鐧 に 対 す る 溶 解度 を 増 す こ と が で き , C uの 前述 の 効果 を 助成 す る こ と が で き る 。 ま た N i 自 身 も 鐧 の 耐 食性 を 改善 さ せ る 。 そ し て N i は C uに よ る 鐧 の 熱間脆性 の 問題 を 抑 制 す る 効果 が あ る 。 し か し , 高価 な 元素 で あ る ばか り で は な く , 0.50 % を 越 え る と か よ う な 効果 も 飽和 し て t [0045] く る の で , N i含有量 の 上限 は 0.50 % と す る の が よ い 。 ま た , 0.10 % 未満 で は , C uに 対 す る N i の 複合 添加効果が認 め ら れ な い 。 し た が っ て N iを 添加 す る さ い の 下限値 は 0.10 % と す る 。 " [0046] C rは , 鐧 自 身 の 耐食性 ゃ耐高温酸化性 を改善 す'る 元素 と し て よ く 知 ら れ て い る 。 本発 明 の 場合 に も 基材 鐧 中 に C rを 添加 す る と 耐食性 と 耐高温酸化性 を一層 改善 で き る 。 し か し , 本発 明 の ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鐧 板 の よ う に , そ の 基材鐧 に S i と C uを 適量添加 し た 場合 に は , C rは 5 % を越 え る よ う な 多 量 に 添加 し な く と も , つ ま り , 5 % 以下 の 添加 で も , 排 ガ ス に 対 し て の 総合的 な 耐用 寿命 の 向 上 に 十分有効 で あ る 。 ま た 5 % を越 え る C rを 添加 し た 基材鐧 で は ァノレ ミ ニ ゥ ム め っ き 性 が よ く な い 。 し た が っ て , C rを 添加 す る 場 合 に は , そ の 含有量 は 本発 明 に お い て は 5 % 以 下 で よ い 。 し か し , 0.3 % 未満 の C rの 添加量 で は C rの 添 加効果 が 明 瞭 で は な い 。 [0047] 本 発明 に 従 う ア ル ミ ニ ゥ ム め っ き 鋼板 の 基材鐧 は , 常用 の 製鐧法 に 従 っ て 製造 す る こ と が で き る 。 通常 の 製鐧法 に お い て そ の 製造上不 可避的 に 龠有 さ れ て く る 不純物元素, 例 え ば S , N , 0 , A な ど は , そ の 不 可 避的 に 舍有 さ れて く る 範囲 に お い て 不純物 と し て 基 材鐧 中 に 含有 さ れ て い て も , 本発 明 の 目 的 は 十分 に 達 成 で き る 。 こ の こ と は 製鐧上 に お い て 特殊 な 脱 ガ ス ェ 程 な ど を 必 ず し も 必要 と し な い 点 で 籙済的有利 に 製造 で き る こ と に な る 。 [0048] 本発 明 の ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鐧板 は , 排 ガ ス 結露水 の 貯留 と 蒸発 が缲 り 返 さ れ且 つ 高温 に さ ら さ れ る 自 動 車排気系 の マ フ ラ ー 用 の 材料 と し て 特 に 好適 で あ る 。 [0049] 実施例 [0050] 第 1 表 に そ の 化学成分値 ( 重量 を 示 す 表示 の 各 鐧 を 3Q kg高周 波真空溶解炉 で 溶製 し , 铸造 し た あ と , 熱間鍛造, 熱間圧延, 冷間圧延 お よ び焼鈍 の 工程 を, い ず れ も 全 く 同 一 の 条件で 実施 し , 板厚 1.0mmの 鐧板 を 製造 し た 。 そ し て , 各鐧板 を表面研磨 し た う え , 約 10重量 % の S iを添加 し た 溶融 A I 浴 に 浸潰 し て ァ ノレ ミ ニ ゥ-ム め っ き 鋼板 と し た 。 め っ き の 目 付 量 は 80gr Z nf で あ っ た 。 得 ら れ た ァ ノレ ミ ニ ゥ ム め っ き 鐧板 は , い ず れ も 鐧板基材 と 被覆 さ れ た A - S i合金 め つ き 層 と の 間 に 2 〜 3 m の A - F e- S i三元系 の 合金層 が形 成 し て い た 。 い ずれ の ア ル ミ,ニ ゥ ム め っ き 鐧扳 も , 以 下 の 試験条件 で , き わ め て 長期 に わ た る 三種類 の 耐食 性試験 に 供 し た 。 [0051] 供試試験片 ; 前記 の ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鋼板 か ら 直 径 60mmの 円 板 を 切 出 し , ヱ リ ク セ ン 試験機 に よ っ て , こ の 円板 の 中 央部 を半球状 に 張 り 出 さ せ る 加工 ( 直径 が 25 mmで 中 心 の 最大深 さ が 4.0 m mの 半球状 の く ぼ み を 形成 す る 加工 ) を 施 し た も の を 試験片 と し た 。 〔 試験 I 〕 [0052] こ の 試験 は , 自 動車 エ ン ジ ン 始動初期 の 排 ガ ス 結露 水 が ア ル 力 リ 性水溶液 で あ る こ と か ら , こ の ア ル 力 リ 性結露水 の 代表的組成 を そ の ま ま 使用 し た 耐食性試験 で あ る 。 [0053] 試験片 を 下記 の ア ル 力 リ 性 の 試験液 A に 常温 で 3 分 間浸瀆 し た あ と , 試験液 A を 試験片 の 前記 の 半球状 の く ぼ み ( 液溜 め と 呼 ぶ ) に 満 た し た 状態 で 液 か ら 取 り 岀 し , 次 い で , 80て の 温風 雰囲気下 に 17分間保持 し , こ の 間 に , 液溜 め 中 の 液 を 完全 に 蒸 発乾燥 さ せ る と い う 処理 を 1 サ イ ク ノレ と す る 。 そ し て , こ の サ イ ク ル を 2000回 缲 り 返 す 。 ' [0054] .こ の 2000サ イ ク ル の 腐 食試験 が終 わ つ た ら , 各試験 片 の 腐食減少量 ( g r ) , 板厚減少 量 ( m m ) を 計測 し , ビ ッ テ ィ ン グ コ ロ ー ジ ョ ン の 有無 を 目 視観察 す る 。 [0055] 試験液 A [0056] こ の 液 は , 自 動車徘 ガ ス の マ フ ラ ー 内 に 滞留 す る 結 露水 に 実際 に 含有 さ れ て く る 以 下 の ィ ォ ン 成分 を 以 下 の 量 で 舍 む 液 で あ り , P H 値 が 8 . 8の 一定 と な る よ う に , ア ツ モ ニ ゥ ム 塩 で p H 調整 を 行 っ た 。 活性炭 の 添 加 は マ フ ラ ー 内 に は 多 量 の 未燃焼炭素 が付着 し て い る こ と の 再現 で あ る 。 [0057] CO a " 2 2000 p p m [0058] H C O 3 - 2 2000 p p m S 0 * - 2 500 p p m [0059] C 1 - 50 p p m [0060] HCHO 12 p p m [0061] 活性炭 10 g & [0062] 〔 試験 H 〕 [0063] こ の 試験 は , 自 動車排 ガ ス の 結露水 が蒸発 の 過程 で ア ル 力 リ 性 か ら 酸性 に 変化 し た あ と の 耐食性 を調 べ た も の で あ り , 下記試験液 B ( 酸性液 ) に 対 す る 耐食性 試験 で あ る 。 [0064] 既述 の 試験片 を 下記 の 酸性 の 試験液 B に 常温 で 3 秒 間浸漬 し た あ と , 試験液 B を 試験-片 の 液溜 め に 満 た し た 状態 で 液 か ら 取 り 出 し , 次 い で 120 'C で 15分 間乾燥 し た あ と , 500 'C に 保 持 し た 炉 中 に 10分間保 持 し て 高 温酸化 を扦 い , 次 い で 室温 ま で 放冷 す る と い う 処理 を 1 サ イ ク ル と.す る 。 そ し て , こ の サ イ ク クレ を 120回 繰 り 返す 。 こ の 120サ イ ク ノレ の 腐 食試験が終わ っ た ら , 各試験片 の 腐食減少量 ( gr ) を計測 し , 表面状況 を 観 測 す る 。 [0065] 試験液 B [0066] こ の 液 は , 試験液 A に 相 当 す る 自 動車徘 ガ ス 結露水 を 60で に 保持 し て そ の 容量が 1ノ 40に 濃縮 さ れ た 場合 の 酸性水溶液で あ る 。 P H 値 が 4. 0の 一定 と な る よ う に, 硫酸 P H 調整 を 行 っ た 。 液組成 は 次 の と お り で あ る [0067] [0068] C 1 - 600 p m [0069] H P 0 * - 2 200 ppm [0070] NH 4 + 8000 ppm [0071] 活性 炭 10 g / ^ [0072] 〔 試験 m 〕 [0073] こ の 試験 は, 試験 II の 加重試験 で あ り , 試験 π を 終 え た 試料 の う ち の 或 る も の を , さ ら に 試験 ! [ と 同 じ サ イ ク ル を 250サ イ ク ル実施 ( 合計 で 370サ イ ク ル実施) し た あ と , 腐 食減少量 ( g r ) を,計測 す る 。 [0074] こ れ ら の 試験結-果 を 第 2 表 に 総括 し て 示 し た 。 [0075] 第 1表 (基材鐧の化学成分値 重量%) [0076] [0077] α22は更に Tiを 0.05%舍有する 第 2表 [0078] 試験 I 試験 Π 試験 m [0079] 2 板厚減 表面状況 表面状況 [0080] (gr) (gr) (gr) [0081] 6 [0082] 6.2 5 0.131 平滑 6.4 平滑 試験せず [0083] 7.2 0.151 平滑 5.9 平滑 試験せま' [0084] 6.8 0.146 平滑 5,0 多少肌荒れあり 9.8 [0085] 0.149 平滑 5.8 平滑 試験せず [0086] 4.9 0.124 平平滑 5.1 平滑 試験せ [0087] 0.130 平滑 4.9 平滑 8.6 本 7 5.8 : 0.129 平滑 9 4.7 平滑 試験せ # [0088] 4.1 0.117 平滑 6.3 平滑 試験せ [0089] 5 [0090] 明 3.7 0.109 5.7 2 平滑 6.3 例 10 2.3 ; 0.093:多少肌荒れあり 3.9 平滑 4.3 [0091] 11 2.2 0.091 平滑 3.4 平平滑 3.6 [0092] 1.70 , 1.112 平滑 4.1 [0093] 13 1.90! 1.130 平滑 平滑 4.9 [0094] 14 1.83 1.093 平滑 5.0 平滑 4.6 [0095] 5 [0096] 15 2.43 0.098 平滑 3.8 平滑 5. 62 [0097] 16 2.03 0.095 平滑 3.6 平滑 3.4 [0098] 17 4.80; 0.146「多少肌荒れあり 5.1 平滑 5.8 [0099] 18 14.4 0.370 ビッティグ荖しい 7.9 平滑 17.3 比 19 10.2 0.209 平滑 6.8 平滑 試験せ [0100] 20 11.0 0.297 ビッテイタ著しい 8.3 平滑 試験せま 例 21 10.3 1 0.264 i ピツティグ著しい 8.0 平滑 試験せ [0101] 22 11.6 I 0.286! ピッティグ著しレ 7.1 平滑 試験せま こ れ ら の 試験結 か ら , 本発 明 の ア ル ミ ニ ウ ム め つ き 鐧板 は , 自 動車排 ガ ス の 結露水 に よ る 湿食 と こ の 湿 食を 受 け た あ と 高温酸化 を受 け, 更 に 湿食 を 受 け る と い う サ イ ク ル を幾度 と な く 操 り 返 す 特殊且 つ苛酷 な 腐 食環境 に よ く 耐 え る こ と がわ か る 。 [0102] と く に , 試験 I で は , 通常 の 低炭素鐧 を 基材 と す る ァ ゾレ ミ ニ ゥ ム め っ き 鐧板 で あ る ffe l 8に 比 べ て , 本発 明 の ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鐧扳 は 非常 に 優れ た 成績が得 ら れ た こ と が わ か る 。 α 1 9 〜 a 2 2な ど の よ う に , 基材鐧 中 に S i , C u , N i , C rな ど を 単独 で 添加 し た 場合 に は , 添加 し な い Να 1 8に 比 べ れ ば耐食性 が い く ぶ ん 向 上 し て い る が, 本発 明 の 水準 に は至 ら な い 。 S i と C uを複 合添加 し た 基材鋼 を 使用 し た 本発明 の 場合 に 優 れ た 成 績が得 ら れ た こ と は S i と C uの 相 乗効果 が現 れ て い る と 見 る こ と が で き る 。 ま た こ の S i と C uに 加 え て N i , C rを添加 し た 場合 に は , 更 に 耐食性 が 向 上 す る こ と が わ か る 。 · [0103] 試験 Π で は , 腐 食環境 が厳 し く な つ た た め か , 試料 間 の 差 が小 さ く な つ て い る が , 耐食性 の 順位 は 基本的 に は変わ ら ず, 本発 明 の 効果 が 明 ら か で あ る 。 試験 皿 に お い て も , Να 1 8に 比 べ て 本発 明 の ア ル ミ ニ ウ ム め つ き 鐧板 は 2 〜 3 倍 の 耐食性 を 示 し , 本発 明 の 優位性 が 明 ら か で あ る 。
权利要求:
Claims 請求 の 範囲 (1) 重量 % に お い て , 0.08 % ま で の C , 0.10な い し 1.50 % の S i , 0.50 % ま で の M n, 0.10な い し 0.50 % の C u , 残部 が F eお よ び 不 可避的 不純物 か ら な る 鐧板 を 基材 と し , こ の 基材 の 表面 に ア ル ミ ニ ウ ム め っ き を施 し て な る 排 ガ ス 部材用 高耐食性 ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鋼板 。 (2) 重量 % に お い て , 0.08 % ま で の C , 0.10な い し 1.50 % の S i , 0.50 % ま で の M n, 0.10な い し 0.50 % の C u, 0.10な い し 0.50 % の N i , 残部 が F eお よ び 不 可避的 不純物 か ら な る 鐧扳 を 基材 と し , こ の 基材 の 表面 に ァ ル ミ ニ ゥ ム め っ き を 施 し て な る 排 ガ ス 部材用 高耐食性 ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鋼板 。 (3) 重量 % に お い て , 0.08 % ま で の C , . 0.10な い し 1.50 % の S i , 0.50 % ま で の M n, 0.10な い し 0.50 % の C u, 0.30な い し 5.0 % の C r, 残部 が F eお よ び 不 可避 的不 純物 か ら な る 鐧板 を 基材 と し , こ の 基材 の 表面 に ァ ノレ ミ ニ ゥ ム め っ き を 施 し て な る 排 ガ ス 部材用 高耐食性 ァ ル ミ ニ ゥ ム め っ き 鐧板 。 (4) 重量 % に お い て , 0 , 08 % ま で の C , 0.10な い し 1.5Q % の S i , 0.50 % ま で の M n, 0.10な い し 0.50 % の C u, 0.10な い し 0.50 % の N i , 0 , 30な い し 5.0 % の C r, 残 部 が F eお よ び 不 可 避的 不純物 か ら な る 鐧扳 を 基材 と し , こ の 基材 の 表面 に ア ル ミ ニ ウ ム め っ き を 施 し て な る 排 ガ ス 部材用 高耐食性 ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鐧板 。 (5) 重量 % に お い て , 0.08 % ま で の C , 0.10な レ、 し 1.50 % の S i , 0.50 % ま で の M n, 0.10な い し 0.50 % の N i , .30な い し 5.0 % の C r, 残部が F eお よ び 不可避的 不純物 か ら な る 鋼板 を基材 と し , こ の 基材 の 表面 に ァ ル ミ ニ ゥ ム め っ き を施 し て な る 排 ガ ス 部材用 高耐食性 ア ル ミ ニ ウ ム め っ き 鐧板 。
类似技术:
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同族专利:
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