JP2000303150A - 直接拡散接合用ステンレス鋼 - Google Patents
直接拡散接合用ステンレス鋼Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 汎用的な使用が可能な直接拡散接合用ステン
レス鋼の提供。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．０８％以下、Ｓｉ：
０．０１〜２％、Ｍｎ：０．０５〜１．５％、Ｐ：０．
０５％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ａｌ：０．００５〜
０．１％、Ｃｒ：１３〜３２％、Ｎｉ：０．０１〜４
％、Ｍｏ：０．１〜６％、Ｔｉ：０．０５％以下を含有
し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特
徴とする直接拡散接合用フェライト系ステンレス鋼
レス鋼の提供。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．０８％以下、Ｓｉ：
０．０１〜２％、Ｍｎ：０．０５〜１．５％、Ｐ：０．
０５％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ａｌ：０．００５〜
０．１％、Ｃｒ：１３〜３２％、Ｎｉ：０．０１〜４
％、Ｍｏ：０．１〜６％、Ｔｉ：０．０５％以下を含有
し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特
徴とする直接拡散接合用フェライト系ステンレス鋼
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器、機械部
品、燃料電池部品、家電製品部品、プラント部品、装飾
品構成部材、建材、その他種々のステンレス鋼が使用さ
れる部分において、インサート材なしに拡散接合が可能
なステンレス鋼に関わる。
品、燃料電池部品、家電製品部品、プラント部品、装飾
品構成部材、建材、その他種々のステンレス鋼が使用さ
れる部分において、インサート材なしに拡散接合が可能
なステンレス鋼に関わる。
【０００２】
【従来の技術】従来より多くの分野においてステンレス
鋼が拡散接合されて使用されてきた。接合方法を大別す
ると、被接合面の間に何らかのインサート材を挿入して
固相拡散または液相拡散が滞りなく起こるよう工夫した
インサート材挿入法と、直接被接合面同士を拡散接合す
る直接法に分類できる。
鋼が拡散接合されて使用されてきた。接合方法を大別す
ると、被接合面の間に何らかのインサート材を挿入して
固相拡散または液相拡散が滞りなく起こるよう工夫した
インサート材挿入法と、直接被接合面同士を拡散接合す
る直接法に分類できる。
【０００３】まず、インサート法に関しては、例えば、
特開昭６３‐１１９９９３号公報に記載された２相ステ
ンレス鋼を母材間に挟み込み所定の温度と圧力をかけて
行う拡散接合法、特開平４−２９４８８４号公報に記載
のＮｉとＡｕを数μｍめっきした被接合物と同一組成の
箔状インサート材を母材間に挿入して行うステンレス鋼
の液相拡散接合法、特公昭５７−４４３１号公報に記載
のＳｉ：０．５〜１１．５重量％、Ｎｉおよび不可避的
不純物を含むオーステナイト系ステンレス鋼部材拡散接
合用インサート材などに示されるよう多くの技術が公知
の技術となっている。また、一般には、ニッケル系のロ
ウ材（ＪＩＳ：ＢＮｉ−１〜７など）をインサート材と
して固相または液相拡散接合が実施されている。これら
の技術は、比較的簡便に、しかも、確実に拡散接合がで
きる点に優位性があるが、インサート材が必要である点
がコストアップの原因であると同時に、接合部分におい
て異種金属接触状態となり、腐食環境に曝されると接合
部が優先的に腐食して長期信頼性が劣るという短所があ
った。
特開昭６３‐１１９９９３号公報に記載された２相ステ
ンレス鋼を母材間に挟み込み所定の温度と圧力をかけて
行う拡散接合法、特開平４−２９４８８４号公報に記載
のＮｉとＡｕを数μｍめっきした被接合物と同一組成の
箔状インサート材を母材間に挿入して行うステンレス鋼
の液相拡散接合法、特公昭５７−４４３１号公報に記載
のＳｉ：０．５〜１１．５重量％、Ｎｉおよび不可避的
不純物を含むオーステナイト系ステンレス鋼部材拡散接
合用インサート材などに示されるよう多くの技術が公知
の技術となっている。また、一般には、ニッケル系のロ
ウ材（ＪＩＳ：ＢＮｉ−１〜７など）をインサート材と
して固相または液相拡散接合が実施されている。これら
の技術は、比較的簡便に、しかも、確実に拡散接合がで
きる点に優位性があるが、インサート材が必要である点
がコストアップの原因であると同時に、接合部分におい
て異種金属接触状態となり、腐食環境に曝されると接合
部が優先的に腐食して長期信頼性が劣るという短所があ
った。
【０００４】一方、直接法に関しては、最近になって低
コスト化のために開発が進められており、例えば、特開
昭６２−１９９２７７号公報に記載の鋼中のＳ量を０．
０１％以下にし非酸化雰囲気中で所定の温度にて接合す
ると材料の変形が回避できるというステンレス鋼の拡散
接合方法、特開平２−２６１５４８号公報に記載の酸洗
処理を行って表面に適度の凹凸をつけたステンレス箔材
を用いて拡散接合を行うことを特徴とする自動車の排ガ
ス浄化装置用触媒金属担体の製造方法、特開平７−２１
３９１８号公報に記載の拡散接合時に阻害要因として生
ずるアルミナ皮膜形成を抑えるためにＡｌ量を不純物レ
ベル〜０．８％に抑えたステンレス鋼を用いた触媒用メ
タルハニカム、特開平９−２７９３１０号公報に記載の
冷間加工による変形を多く加えたステンレス鋼が拡散接
合しやすいという知見をもとに確立した拡散接合性に優
れたステンレス箔およびそれを用いたメタル担体、特開
平９−９９２１８号公報に記載の拡散接合処理工程にお
いてクロム炭窒化物の形成によるダメージを軽減するた
めにＴｉおよび／またはＮｂを所定量添加したフェライ
ト系ステンレス鋼からなる箔材を重ねて巻回した強固な
接合強度を有する拡散接合された触媒用メタル担体およ
びその製造方法などがあるが、それぞれ一長一短があ
り、汎用的に確立した技術はない。
コスト化のために開発が進められており、例えば、特開
昭６２−１９９２７７号公報に記載の鋼中のＳ量を０．
０１％以下にし非酸化雰囲気中で所定の温度にて接合す
ると材料の変形が回避できるというステンレス鋼の拡散
接合方法、特開平２−２６１５４８号公報に記載の酸洗
処理を行って表面に適度の凹凸をつけたステンレス箔材
を用いて拡散接合を行うことを特徴とする自動車の排ガ
ス浄化装置用触媒金属担体の製造方法、特開平７−２１
３９１８号公報に記載の拡散接合時に阻害要因として生
ずるアルミナ皮膜形成を抑えるためにＡｌ量を不純物レ
ベル〜０．８％に抑えたステンレス鋼を用いた触媒用メ
タルハニカム、特開平９−２７９３１０号公報に記載の
冷間加工による変形を多く加えたステンレス鋼が拡散接
合しやすいという知見をもとに確立した拡散接合性に優
れたステンレス箔およびそれを用いたメタル担体、特開
平９−９９２１８号公報に記載の拡散接合処理工程にお
いてクロム炭窒化物の形成によるダメージを軽減するた
めにＴｉおよび／またはＮｂを所定量添加したフェライ
ト系ステンレス鋼からなる箔材を重ねて巻回した強固な
接合強度を有する拡散接合された触媒用メタル担体およ
びその製造方法などがあるが、それぞれ一長一短があ
り、汎用的に確立した技術はない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解消し、汎用的な使用が可能な直接拡散接合用ステン
レス鋼を提供することを目的とする。
を解消し、汎用的な使用が可能な直接拡散接合用ステン
レス鋼を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】発明者らは、ステンレス
鋼の直接法による拡散接合を行うにあたり、より汎用的
で確実に接合が行えるよう、フェライト系ステンレス
鋼、オーステナイト系ステンレス鋼ともに共通の支配的
阻害要因について検討すべく、真空度が１０−４ｔｏｒ
ｒ以下の真空炉内で種々のステンレス鋼の拡散接合を行
った。
鋼の直接法による拡散接合を行うにあたり、より汎用的
で確実に接合が行えるよう、フェライト系ステンレス
鋼、オーステナイト系ステンレス鋼ともに共通の支配的
阻害要因について検討すべく、真空度が１０−４ｔｏｒ
ｒ以下の真空炉内で種々のステンレス鋼の拡散接合を行
った。
【０００７】そのなかで、接合不良を起こしたステンレ
ス鋼表面の解析をＸ線回折法およびグロー放電分光分析
法にて行ったところ、その皮膜はＴｉの炭化物または窒
化物であり、Ｔｉ含有量が低いＮｂ添加型のステンレス
鋼においては接合不良は発生しないこと、つまり、クロ
ム炭化物形成を抑制するために添加されるＴｉやＮｂの
うちＴｉ含有量のみを低く押さえることで直接拡散接合
可能なステンレス鋼を提供できることを見出すに至り、
本発明を完成させたものであって，その要旨とするとこ
ろは、以下の通りである。 （１） 重量％で、 Ｃ ：０．０８％以下、 Ｓｉ：０．０１〜２％、 Ｍｎ：０．０５〜１．５％、 Ｐ ：０．０５％以下、 Ｓ ：０．０１％以下、 Ａｌ：０．００５〜０．１％、 Ｃｒ：１３〜３２％、 Ｎｉ：０．０１〜４％、 Ｍｏ：０．１〜６％、 Ｔｉ：０．０５％以下 を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるこ
とを特徴とする直接拡散接合用フェライト系ステンレス
鋼。 （２） さらに、重量％で、Ｎｂ：５×（Ｃ％＋Ｎ％）
以上１％以下を含有することを特徴とする前記（１）に
記載の直接拡散接合用フェライト系ステンレス鋼。 （３） 重量％で、 Ｃ ：０．０８％以下、 Ｓｉ：０．０１〜２％、 Ｍｎ：０．０５〜１．５％、 Ｐ ：０．０５％以下、 Ｓ ：０．０１％以下、 Ａｌ：０．００５〜０．１％、 Ｃｒ：１３〜２５％、 Ｎｉ：７〜１５％、 Ｓｉ＋Ｍｏ：１．５％以上、 Ｍｏ：６％以下、 Ｔｉ：０．０５％以下 を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるこ
とを特徴とする直接拡散接合用オーステナイト系ステン
レス鋼。 （４） さらに、重量％で、Ｎｂ：５×（Ｃ％＋Ｎ％）
以上１％以下を含有することを特徴とする前記（３）に
記載の直接拡散接合用オーステナイト系ステンレス鋼。
ス鋼表面の解析をＸ線回折法およびグロー放電分光分析
法にて行ったところ、その皮膜はＴｉの炭化物または窒
化物であり、Ｔｉ含有量が低いＮｂ添加型のステンレス
鋼においては接合不良は発生しないこと、つまり、クロ
ム炭化物形成を抑制するために添加されるＴｉやＮｂの
うちＴｉ含有量のみを低く押さえることで直接拡散接合
可能なステンレス鋼を提供できることを見出すに至り、
本発明を完成させたものであって，その要旨とするとこ
ろは、以下の通りである。 （１） 重量％で、 Ｃ ：０．０８％以下、 Ｓｉ：０．０１〜２％、 Ｍｎ：０．０５〜１．５％、 Ｐ ：０．０５％以下、 Ｓ ：０．０１％以下、 Ａｌ：０．００５〜０．１％、 Ｃｒ：１３〜３２％、 Ｎｉ：０．０１〜４％、 Ｍｏ：０．１〜６％、 Ｔｉ：０．０５％以下 を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるこ
とを特徴とする直接拡散接合用フェライト系ステンレス
鋼。 （２） さらに、重量％で、Ｎｂ：５×（Ｃ％＋Ｎ％）
以上１％以下を含有することを特徴とする前記（１）に
記載の直接拡散接合用フェライト系ステンレス鋼。 （３） 重量％で、 Ｃ ：０．０８％以下、 Ｓｉ：０．０１〜２％、 Ｍｎ：０．０５〜１．５％、 Ｐ ：０．０５％以下、 Ｓ ：０．０１％以下、 Ａｌ：０．００５〜０．１％、 Ｃｒ：１３〜２５％、 Ｎｉ：７〜１５％、 Ｓｉ＋Ｍｏ：１．５％以上、 Ｍｏ：６％以下、 Ｔｉ：０．０５％以下 を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるこ
とを特徴とする直接拡散接合用オーステナイト系ステン
レス鋼。 （４） さらに、重量％で、Ｎｂ：５×（Ｃ％＋Ｎ％）
以上１％以下を含有することを特徴とする前記（３）に
記載の直接拡散接合用オーステナイト系ステンレス鋼。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明をさらに詳細に説明する。
まず、本発明に至った知見について説明する。本発明最
大のポイントは、フェライト系ステンレス鋼あるいはオ
ーステナイト系ステンレス鋼いずれにも共通した拡散接
合性阻害要因を抽出し得たこと、すなわち、鋼材中のＴ
ｉ含有量を０．０５重量％以下に抑えることで直接拡散
接合性の効果が出始めることを見出したところにある。
この知見をもとにチタン添加の上限値を０．０５％とし
た。本発明の直接拡散接合用ステンレス鋼においては、
Ｔｉは０．０５％以下に抑えられるべきであるが、この
範囲で添加しても、不純物として低減しても構わないの
で、下限値は特に設定しない。
まず、本発明に至った知見について説明する。本発明最
大のポイントは、フェライト系ステンレス鋼あるいはオ
ーステナイト系ステンレス鋼いずれにも共通した拡散接
合性阻害要因を抽出し得たこと、すなわち、鋼材中のＴ
ｉ含有量を０．０５重量％以下に抑えることで直接拡散
接合性の効果が出始めることを見出したところにある。
この知見をもとにチタン添加の上限値を０．０５％とし
た。本発明の直接拡散接合用ステンレス鋼においては、
Ｔｉは０．０５％以下に抑えられるべきであるが、この
範囲で添加しても、不純物として低減しても構わないの
で、下限値は特に設定しない。
【０００９】Ｔｉ以外の成分についての限定理由を述べ
る。まず、拡散接合性に優れたフェライト系ステンレス
鋼について説明する。Ｃは、ステンレス鋼を使用する上
で避けることができない溶接を行うにあたって、熱影響
を受ける部位でＣｒ23Ｃ6 なる化合物が生じ、周囲のク
ロムを取り込んでクロム欠乏層を形成させて、耐食性の
劣化や接合強度の低下がおこることが知られている。そ
の意味でＣ含有量は少なければ少ないほどよい。また、
加工性、靭性の観点からも含有量は低い方がよく、上限
を０．０８％とした。ただし、あまり低くしすぎると製
鋼時間が長くなりコストアップとなるることも鑑み０．
００２％を限度とするのがよい。
る。まず、拡散接合性に優れたフェライト系ステンレス
鋼について説明する。Ｃは、ステンレス鋼を使用する上
で避けることができない溶接を行うにあたって、熱影響
を受ける部位でＣｒ23Ｃ6 なる化合物が生じ、周囲のク
ロムを取り込んでクロム欠乏層を形成させて、耐食性の
劣化や接合強度の低下がおこることが知られている。そ
の意味でＣ含有量は少なければ少ないほどよい。また、
加工性、靭性の観点からも含有量は低い方がよく、上限
を０．０８％とした。ただし、あまり低くしすぎると製
鋼時間が長くなりコストアップとなるることも鑑み０．
００２％を限度とするのがよい。
【００１０】Ｓｉは、脱酸作用があるが、０．０１％未
満では効果は期待できない。また、２％を超えると加工
性を阻害する。そこで上限値を２％と限定した。
満では効果は期待できない。また、２％を超えると加工
性を阻害する。そこで上限値を２％と限定した。
【００１１】Ｍｎは、特別な影響を与えることはないの
で、通常の成分範囲として、強度が維持できる０．０５
％以上、靱性に悪影響のない１．５％以下と限定した。
で、通常の成分範囲として、強度が維持できる０．０５
％以上、靱性に悪影響のない１．５％以下と限定した。
【００１２】Ｐは、ステンレス鋼の耐食性を低下させる
元素であるので少ない方がよく０．０５％を超えると耐
食性の劣化が顕著となるのでこの値を上限値とした。
元素であるので少ない方がよく０．０５％を超えると耐
食性の劣化が顕著となるのでこの値を上限値とした。
【００１３】Ｓも耐食性を劣化させる元素であるので低
い方がよい。上限値を０．０１％とした。
い方がよい。上限値を０．０１％とした。
【００１４】Ｃｒは、十分な耐食性を確保するために下
限値を１３％以上とし、上限値は鋼材製造上の限界から
３２％とした。
限値を１３％以上とし、上限値は鋼材製造上の限界から
３２％とした。
【００１５】Ａｌは脱酸剤として、その効果が出始める
値である０．００５％以上添加されるが、０．１％を超
えると靱性の低下させるので、０．１％を上限とした。
０．１％を超えると製造上のコストの点でも好ましくな
い。
値である０．００５％以上添加されるが、０．１％を超
えると靱性の低下させるので、０．１％を上限とした。
０．１％を超えると製造上のコストの点でも好ましくな
い。
【００１６】フェライト系ステンレスの場合は、さらに
耐食性を向上させるＮｉ、Ｍｏを含有させる。Ｎｉは、
０．０１％以上、好ましくは０．０５％以上の添加で耐
食性向上に有効であるが、あまり添加すると加工時にマ
ルテンサイト化して水素脆化の原因となるので４％以
下、好ましくは１％までの範囲で添加する。Ｍｏは、
０．１％以上の添加で、耐食性、特に耐孔食性向上に極
めて大きな効果を発揮する元素であるが、コスト面から
６％を上限値とした。コストを重視する場合３％以下と
することが好ましい。
耐食性を向上させるＮｉ、Ｍｏを含有させる。Ｎｉは、
０．０１％以上、好ましくは０．０５％以上の添加で耐
食性向上に有効であるが、あまり添加すると加工時にマ
ルテンサイト化して水素脆化の原因となるので４％以
下、好ましくは１％までの範囲で添加する。Ｍｏは、
０．１％以上の添加で、耐食性、特に耐孔食性向上に極
めて大きな効果を発揮する元素であるが、コスト面から
６％を上限値とした。コストを重視する場合３％以下と
することが好ましい。
【００１７】次に直接拡散接合性に優れたオーステナイ
ト系ステンレス鋼のＴｉ以外の成分について説明する。
Ｃは、オーステナイト系ステンレス鋼の使用上避けるこ
とのできない溶接を行うにあたって、熱影響を受ける部
位でＣｒ23Ｃ6 なる化合物を生じ、周辺のクロムを欠乏
させて、耐食性や接合部の強度靭性を特に結晶粒界にお
いて劣化させる。その意味でＣは低ければ低いほどよ
い。また、加工性、靭性の観点からも含有量は低い方が
よく、上限を０．０８％とした。ただし、あまり低くし
すぎると製鋼時間が長くなりコストアップとなるること
も鑑み０．００２％を限度とするのがよい。
ト系ステンレス鋼のＴｉ以外の成分について説明する。
Ｃは、オーステナイト系ステンレス鋼の使用上避けるこ
とのできない溶接を行うにあたって、熱影響を受ける部
位でＣｒ23Ｃ6 なる化合物を生じ、周辺のクロムを欠乏
させて、耐食性や接合部の強度靭性を特に結晶粒界にお
いて劣化させる。その意味でＣは低ければ低いほどよ
い。また、加工性、靭性の観点からも含有量は低い方が
よく、上限を０．０８％とした。ただし、あまり低くし
すぎると製鋼時間が長くなりコストアップとなるること
も鑑み０．００２％を限度とするのがよい。
【００１８】Ｓｉは、脱酸作用があるが、０．０１％未
満では効果は期待できない。また２％を超えると加工性
を阻害する。そこで上限値を２％と限定した。
満では効果は期待できない。また２％を超えると加工性
を阻害する。そこで上限値を２％と限定した。
【００１９】Ｍｎは、耐食性などの特性に対し、特別の
影響を与えない。０．０５％以上の添加で強度を維持で
き、１．５％以下であれば靱性にも影響はない。
影響を与えない。０．０５％以上の添加で強度を維持で
き、１．５％以下であれば靱性にも影響はない。
【００２０】Ｐは、ステンレス鋼の耐食性を劣化させる
元素であり、特に応力腐食割れには有害な元素である。
そこで、０．０５％を上限として低減する必要がある。
元素であり、特に応力腐食割れには有害な元素である。
そこで、０．０５％を上限として低減する必要がある。
【００２１】ＳはＭｎなどと結びついて水に可溶性のＭ
ｎＳを形成し、耐食性を劣化させる元素である。そこで
０．０１％を上限とした。
ｎＳを形成し、耐食性を劣化させる元素である。そこで
０．０１％を上限とした。
【００２２】Ａｌは脱酸剤として、その効果が出始める
値である０．００５％以上添加されるが、０．１％を超
えると靱性の低下させるので、０．１％を上限とした。
０．１％を超えると製造上のコストの点でも好ましくな
い。
値である０．００５％以上添加されるが、０．１％を超
えると靱性の低下させるので、０．１％を上限とした。
０．１％を超えると製造上のコストの点でも好ましくな
い。
【００２３】Ｃｒは、全面腐食を抑制するためには必須
の元素であり、高い含有量であればあるほど効果を発揮
する。必要以上に高価なＮｉを添加せずにオーステナイ
ト相を安定化でき、耐食性を維持できる範囲として１３
％以上２５％以下と限定した。
の元素であり、高い含有量であればあるほど効果を発揮
する。必要以上に高価なＮｉを添加せずにオーステナイ
ト相を安定化でき、耐食性を維持できる範囲として１３
％以上２５％以下と限定した。
【００２４】Ｎｉは、ステンレス鋼のオーステナイト化
に必須の成分であり加工性向上に効果がある。他の合金
成分との兼ね合いもあるが最低７％程度の添加でその効
果が発揮される。また、高Ｃｒ材の場合、シェフラー図
より算定されるだけＮｉの添加が必要となってくるが、
入れすぎるとコスト的に不利となるので、７％以上２５
％以下と限定した。
に必須の成分であり加工性向上に効果がある。他の合金
成分との兼ね合いもあるが最低７％程度の添加でその効
果が発揮される。また、高Ｃｒ材の場合、シェフラー図
より算定されるだけＮｉの添加が必要となってくるが、
入れすぎるとコスト的に不利となるので、７％以上２５
％以下と限定した。
【００２５】Ｍｏは、耐応力腐食割れ性を向上させる。
この場合、Ｓｉ％＋Ｍｏ％の下限を１．５％以上となる
よう添加することにより効果が発揮されるが、Ｍｏ添加
量が６％を超えると効果が飽和し、コスト的に不利とな
る。特にコストを重視する場合は３％以下の範囲とする
ことが好ましい。
この場合、Ｓｉ％＋Ｍｏ％の下限を１．５％以上となる
よう添加することにより効果が発揮されるが、Ｍｏ添加
量が６％を超えると効果が飽和し、コスト的に不利とな
る。特にコストを重視する場合は３％以下の範囲とする
ことが好ましい。
【００２６】フェライト系ステンレス鋼およびオーステ
ナイト系ステンレス鋼どちらにも共通することである
が、真空炉において１０−４ｔｏｒｒより真空度を上げ
れば拡散接合時に生成する黒色または黄色皮膜にはＮｂ
は全く検出されなかった。つまり、Ｎｂ添加により鋼材
中のＣやＮを固定しクロム欠乏相の形成を防止する手法
は直接拡散接合性には悪影響を与えないことになる。こ
の知見によりＣやＮを固定する性能を発揮させる下限値
としてＮｂを５×（Ｃ％＋Ｎ％）、効果が飽和する上限
値を１％として選択的に添加して良い。
ナイト系ステンレス鋼どちらにも共通することである
が、真空炉において１０−４ｔｏｒｒより真空度を上げ
れば拡散接合時に生成する黒色または黄色皮膜にはＮｂ
は全く検出されなかった。つまり、Ｎｂ添加により鋼材
中のＣやＮを固定しクロム欠乏相の形成を防止する手法
は直接拡散接合性には悪影響を与えないことになる。こ
の知見によりＣやＮを固定する性能を発揮させる下限値
としてＮｂを５×（Ｃ％＋Ｎ％）、効果が飽和する上限
値を１％として選択的に添加して良い。
【００２７】Ｃｕも、フェライト系、オーステナイト系
ともに、０．５％以上の添加で耐食性を向上できるので
添加されるが、添加しすぎるとε−Ｃｕ相が析出し靱性
などに悪影響を与えるので３％までの範囲で添加しても
良い。
ともに、０．５％以上の添加で耐食性を向上できるので
添加されるが、添加しすぎるとε−Ｃｕ相が析出し靱性
などに悪影響を与えるので３％までの範囲で添加しても
良い。
【００２８】なお、本発明のステンレス鋼の製造におい
ては、Ｔｉ添加量の制限に注意すれば、従来フェライト
系もしくはオーステナイト系ステンレスに用いられてい
るいかなる製造方法を適用しても良いが、直接拡散接合
性を考慮すると、油脂による汚染など表面の清浄性には
十分注意すべきである。
ては、Ｔｉ添加量の制限に注意すれば、従来フェライト
系もしくはオーステナイト系ステンレスに用いられてい
るいかなる製造方法を適用しても良いが、直接拡散接合
性を考慮すると、油脂による汚染など表面の清浄性には
十分注意すべきである。
【００２９】
【実施例】本発明の実施例について述べる。表１に示す
成分のステンレス鋼をラボ溶解により作成し、熱間圧
延、焼鈍、酸洗、冷間圧延して板厚０．３mmの鋼板を作
成した後、具体的な応用例として積層熱交換器を作成し
た。積層熱交換器は比較的複雑な形状で、気密性や接合
部も含めた耐食性が要求されるので、直接拡散接合が好
んで用いられる。拡散接合は真空炉をロータリーポンプ
で１０−４ｔｏｒｒ以下となるまで真空度を上げ、その
後１０００℃に加熱することにより行った。加重は０．
０３〜０．１０ｋｇ／mm2 程度の圧縮応力が接合面に加
わるように設定した。この真空度や加圧レベルは実操業
を行っている真空炉にて十分実現可能なレベルである。
接合処理後の試験体の様子を観察し、黒色または黄色皮
膜形成によるロウ接不良のあるなしを検査すると同時に
内部に５気圧の圧縮空気を封入し漏れのあるなしを評価
した。
成分のステンレス鋼をラボ溶解により作成し、熱間圧
延、焼鈍、酸洗、冷間圧延して板厚０．３mmの鋼板を作
成した後、具体的な応用例として積層熱交換器を作成し
た。積層熱交換器は比較的複雑な形状で、気密性や接合
部も含めた耐食性が要求されるので、直接拡散接合が好
んで用いられる。拡散接合は真空炉をロータリーポンプ
で１０−４ｔｏｒｒ以下となるまで真空度を上げ、その
後１０００℃に加熱することにより行った。加重は０．
０３〜０．１０ｋｇ／mm2 程度の圧縮応力が接合面に加
わるように設定した。この真空度や加圧レベルは実操業
を行っている真空炉にて十分実現可能なレベルである。
接合処理後の試験体の様子を観察し、黒色または黄色皮
膜形成によるロウ接不良のあるなしを検査すると同時に
内部に５気圧の圧縮空気を封入し漏れのあるなしを評価
した。
【００３０】
【表１】
【００３１】結果は表１右の欄に示した通りであり、い
ずれの場合もＴｉが０．０５％以下であれば拡散接合不
良は起きていないことが判る。ＮｂについてはＣおよび
Ｎを固定するのに十分な量を添加してもロウ接不良の原
因にならないことも明らかとなった。この実施例におい
ては積層熱交換器について説明を行ったが、本発明のス
テンレス鋼の具体的用途は積層熱交換器に限定されるこ
とはない。
ずれの場合もＴｉが０．０５％以下であれば拡散接合不
良は起きていないことが判る。ＮｂについてはＣおよび
Ｎを固定するのに十分な量を添加してもロウ接不良の原
因にならないことも明らかとなった。この実施例におい
ては積層熱交換器について説明を行ったが、本発明のス
テンレス鋼の具体的用途は積層熱交換器に限定されるこ
とはない。
【００３２】
【発明の効果】本発明によって、耐食性が要求されるス
テンレス鋼部品を直接法による拡散接合で製造するに当
たって、Ｔｉ含有量を本発明の限定範囲内に低減するこ
とで実生産設備なしうる程度の真空度でもインサート材
を使わずに拡散接合ができるステンレス鋼の提供が可能
となった。本発明は、インサート材を不要化し低コスト
化できると同時に、インサート材部の信頼性の低下な
く、耐久信頼性の高い接合部を確保できるステンレス鋼
の直接拡散接合を実現したもので、その産業上の価値は
極めて高いものであるといえる。
テンレス鋼部品を直接法による拡散接合で製造するに当
たって、Ｔｉ含有量を本発明の限定範囲内に低減するこ
とで実生産設備なしうる程度の真空度でもインサート材
を使わずに拡散接合ができるステンレス鋼の提供が可能
となった。本発明は、インサート材を不要化し低コスト
化できると同時に、インサート材部の信頼性の低下な
く、耐久信頼性の高い接合部を確保できるステンレス鋼
の直接拡散接合を実現したもので、その産業上の価値は
極めて高いものであるといえる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池上 修 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者 松平 俊彦 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社技術開発本部内
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．０８％以下、 Ｓｉ：０．０１〜２％、 Ｍｎ：０．０５〜１．５％、 Ｐ ：０．０５％以下、 Ｓ ：０．０１％以下、 Ａｌ：０．００５〜０．１％、 Ｃｒ：１３〜３２％、 Ｎｉ：０．０１〜４％、 Ｍｏ：０．１〜６％、 Ｔｉ：０．０５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可
避的不純物からなることを特徴とする直接拡散接合用フ
ェライト系ステンレス鋼。 - 【請求項２】 さらに、重量％で、 Ｎｂ：５×（Ｃ％＋Ｎ％）以上１％以下 を含有することを特徴とする請求項１に記載の直接拡散
接合用フェライト系ステンレス鋼。 - 【請求項３】 重量％で、 Ｃ ：０．０８％以下、 Ｓｉ：０．０１〜２％、 Ｍｎ：０．０５〜１．５％、 Ｐ ：０．０５％以下、 Ｓ ：０．０１％以下、 Ａｌ：０．００５〜０．１％、 Ｃｒ：１３〜２５％、 Ｎｉ：７〜１５％、 Ｓｉ＋Ｍｏ：１．５％以上、 Ｍｏ：６％以下、 Ｔｉ：０．０５％以下 を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるこ
とを特徴とする直接拡散接合用オーステナイト系ステン
レス鋼。 - 【請求項４】 さらに、重量％で、 Ｎｂ：５×（Ｃ％＋Ｎ％）以上１％以下 を含有することを特徴とする請求項３に記載の直接拡散
接合用オーステナイト系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11111241A JP2000303150A (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 直接拡散接合用ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11111241A JP2000303150A (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 直接拡散接合用ステンレス鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000303150A true JP2000303150A (ja) | 2000-10-31 |
Family
ID=14556168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11111241A Withdrawn JP2000303150A (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 直接拡散接合用ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000303150A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1999
- 1999-04-19 JP JP11111241A patent/JP2000303150A/ja not_active Withdrawn
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