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(qiáng)烈要求降低汽車的燃耗費(fèi)，提高汽車排放廢氣的凈化功能。汽車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(jià)格容易高漲，而且隨著鋼材的高合金化，會(huì)導(dǎo)致鋼材在常溫下的加工性變差，這是一個(gè)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(fù)加熱和冷卻會(huì)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(qiáng)化鋼在最高溫度時(shí)的強(qiáng)度，而且還要強(qiáng)化鋼在最高溫度以下區(qū)域的強(qiáng)度。通過優(yōu)化Cu的合金化，可以提高鋼在700℃以下的強(qiáng)度，即使在最高溫度830℃時(shí)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(yàn)表明，由于Cu在700℃以下溫度區(qū)域具有析出強(qiáng)化作用，Al在800℃以上溫度區(qū)域中具有固溶強(qiáng)化作用，由此可以提高鋼在整個(gè)溫度區(qū)域中的強(qiáng)度。為確認(rèn)熱疲勞試驗(yàn)中在高溫區(qū)域內(nèi)Al的固溶強(qiáng)化作用，因此針對(duì)試樣的縮頸行為，對(duì)熱疲勞試驗(yàn)中試樣的中間最細(xì)部分的斷面積進(jìn)行了測(cè)定。與無Al添加鋼相比，Al添加鋼的縮頸開始時(shí)間遲滯，縮頸開始后的中間變細(xì)速度變緩，壽命也會(huì)隨之延長(zhǎng)，由此可以確認(rèn)利用Al的固溶強(qiáng)化作用可以提高熱疲勞特性。含有Cu+Al復(fù)合鋼的壽命與含有Mo鋼的SUS444相同或更長(zhǎng)，達(dá)到了目標(biāo)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(fù)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(duì)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(xiàn)。