日本開發省資源型 高耐熱鐵素體系不銹鋼

近年來，基于環保的考慮，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，因此要求開發一種不使用Mo的高耐熱材料。

由于反復加熱和冷卻會產生熱疲勞，因此防止發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域的強度。通過優化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℃以下溫度區域具有析出強化作用，Al在800℃以上溫度區域中具有固溶強化作用，由此可以提高鋼在整個溫度區域中的強度。為確認熱疲勞試驗中在高溫區域內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化，以及按照不同成分要求優化制造條件，可以獲得良好的加工性能。本開發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。本開發鋼由于沒有使用Mo，節省了資源，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。由于本開發鋼能滿足用戶的不同要求，因此它可為環保型汽車的生產做出貢獻。