日本開發(fā)省資源型高耐熱鐵素體系不銹鋼

近年來，基于環(huán)保的考慮，強烈要求降低汽車的燃耗費，提高汽車排放廢氣的凈化功能。汽車運轉(zhuǎn)時排放的廢氣溫度超過800℃。自90年代以來，為降低車身重量，日本開始使用不銹鋼板制作排氣岐管。目前主要使用耐熱性好的Type429鋼板（15%Cr-0.4%Nb）及耐熱性更好的SUS444鋼板（19%Cr-0.5%Nb-2%Mo）。但是，SUS444所含有的Mo為稀有金屬，不僅價格容易高漲，而且隨著鋼材的高合金化，會導致鋼材在常溫下的加工性變差，這是一個需要解決的課題，因此要求開發(fā)一種不使用Mo的高耐熱材料。 

　　由于反復加熱和冷卻會產(chǎn)生熱疲勞，因此防止發(fā)生熱疲勞的有效辦法是不僅要強化鋼在最高溫度時的強度，而且還要強化鋼在最高溫度以下區(qū)域的強度。通過優(yōu)化Cu的合金化，可以提高鋼在700℃以下的強度，即使在最高溫度830℃時鋼的熱疲勞特性也得到很大的提高。但是，僅僅這樣還無法替代Mo的效果，且熱疲勞特性不及SUS444。 

　　熱疲勞試驗表明，由于Cu在700℃以下溫度區(qū)域具有析出強化作用，Al在800℃以上溫度區(qū)域中具有固溶強化作用，由此可以提高鋼在整個溫度區(qū)域中的強度。為確認熱疲勞試驗中在高溫區(qū)域內(nèi)Al的固溶強化作用，因此針對試樣的縮頸行為，對熱疲勞試驗中試樣的中間最細部分的斷面積進行了測定。與無Al添加鋼相比，Al添加鋼的縮頸開始時間遲滯，縮頸開始后的中間變細速度變緩，壽命也會隨之延長，由此可以確認利用Al的固溶強化作用可以提高熱疲勞特性。含有Cu+Al復合鋼的壽命與含有Mo鋼的SUS444相同或更長，達到了目標值。 

　　本開發(fā)鋼通過Cu和Al的組合，不僅具有良好的熱疲勞特性，而且還具有良好的高溫疲勞特性和抗氧化性。總的說來，它具有良好的耐熱性。另外，通過其它合金量的優(yōu)化，以及按照不同成分要求優(yōu)化制造條件，可以獲得良好的加工性能。本開發(fā)鋼的特征是不僅沒有使用Mo這一稀有金屬，而且還具有很好的耐熱性和加工性。因此，它可替代SUS444。本開發(fā)鋼由于沒有使用Mo，節(jié)省了資源，降低了成本。另外，它還可以用于制作以往無法加工的形狀復雜的零部件。尤其是，由于它可替代Type429，提高鋼材的耐熱性，因此即使使用更薄的鋼板也能確保耐熱性，并降低車身重量。另外，它還能滿足排氣岐管對高溫的要求。由于本開發(fā)鋼能滿足用戶的不同要求，因此它可為環(huán)保型汽車的生產(chǎn)做出貢獻。