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日本开发省资源型高耐热铁素体系不锈钢

2017-05-12 15:16 来源:亚虎娱乐手机版
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近年来,基于环保的考虑,强烈要求降低汽车的燃耗费,提高汽车排放废气的净化功能。汽车运转时排放的废气温度超过800℃。自90年代以来,为降低车身重量,日本开始使用不锈钢板制作排气岐管。目前主要使用耐热性好的Type429钢板(15%Cr-0.4%Nb)及耐热性更好的SUS444钢板(19%Cr-0.5%Nb-2%Mo)。但是,SUS444所含有的Mo为稀有金属,不仅价格容易高涨,而且随着钢材的高合金化,会导致钢材在常温下的加工性变差,这是一个需要解决的课题,因此要求开发一种不使用Mo的高耐热材料。
由于反复加热和冷却会产生热疲劳,因此防止发生热疲劳的有效办法是不仅要强化钢在最高温度时的强度,而且还要强化钢在最高温度以下区域的强度。通过优化Cu的合金化,可以提高钢在700℃以下的强度,即使在最高温度830℃时钢的热疲劳特性也得到很大的提高。但是,仅仅这样还无法替代Mo的效果,且热疲劳特性不及SUS444。
热疲劳试验表明,由于Cu在700℃以下温度区域具有析出强化作用,Al在800℃以上温度区域中具有固溶强化作用,由此可以提高钢在整个温度区域中的强度。为确认热疲劳试验中在高温区域内Al的固溶强化作用,因此针对试样的缩颈行为,对热疲劳试验中试样的中间最细部分的断面积进行了测定。与无Al添加钢相比,Al添加钢的缩颈开始时间迟滞,缩颈开始后的中间变细速度变缓,寿命也会随之延长,由此可以确认利用Al的固溶强化作用可以提高热疲劳特性。含有Cu+Al复合钢的寿命与含有Mo钢的SUS444相同或更长,达到了目标值。
本开发钢通过Cu和Al的组合,不仅具有良好的热疲劳特性,而且还具有良好的高温疲劳特性和抗氧化性。总的说来,它具有良好的耐热性。另外,通过其它合金量的优化,以及按照不同成分要求优化制造条件,可以获得良好的加工性能。本开发钢的特征是不仅没有使用Mo这一稀有金属,而且还具有很好的耐热性和加工性。因此,它可替代SUS444。本开发钢由于没有使用Mo,节省了资源,降低了成本。另外,它还可以用于制作以往无法加工的形状复杂的零部件。尤其是,由于它可替代Type429,提高钢材的耐热性,因此即使使用更薄的钢板也能确保耐热性,并降低车身重量。另外,它还能满足排气岐管对高温的要求。由于本开发钢能满足用户的不同要求,因此它可为环保型汽车的生产做出贡献。(青山)

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