WO2011122503A1 - ステンレス箔およびその箔を用いた排ガス浄化装置用触媒担体 - Google Patents

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映斗 水谷
福田　國夫
石川　伸
本田　充孝
裕弘 山口
加藤　康
太田　裕樹
光幸 藤澤
宇城　工
山下　英明
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    • Y10T428/12431—Foil or filament smaller than 6 mils

Definitions

  • the present invention is used for catalyst carriers for exhaust gas purification devices such as automobiles, motorcycles, marine bikes, snowmobiles, etc., for high temperatures.
  • Strength especially Young's modulus, fracture stress, deformation resistance), excellent oxidation resistance at high temperatures, and salt corrosion corrosion resistance
  • Stainless steel foil salt corrosion resistance inless steel foil
  • Ferritic stainless steel made of Fe-Cr-Al-based alloy has excellent oxidation resistance at high temperatures, so automobiles, motorcycles, marine bikes, motor boats, etc.
  • exhaust gas purification device members for example, catalyst carriers, various sensors
  • a stove for example, catalyst carriers, various sensors
  • a gas burner for example, a gas burner
  • a heating furnace member member of heater or electric heating element by utilizing the characteristics of high electrical resistivity, etc. It has also been used.
  • Patent Document 1 discloses that instead of a conventional ceramic catalyst carrier for the purpose of downsizing and improving engine performance of a catalyst carrier for an automobile exhaust gas purification device, A metal honeycomb using a 20-100 ⁇ m thick Fe—Cr—Al stainless steel foil having excellent oxidation resistance at high temperatures is disclosed.
  • the metal honeycomb is formed by alternately stacking flat stainless steel foils (flat sheets) and corrugated stainless steel foils (corrugated sheets) to form a honeycomb structure (honeycomb structure).
  • a catalytic material (catalytic material) is applied to the surface of the stainless steel foil and used in an exhaust gas purification device.
  • FIG. 1 shows an example of a metal honeycomb, which is a metal produced by winding a stack of flat plates 1 and corrugated plates 2 into a roll shape and fixing the outer periphery thereof with an external cylinder 3.
  • the honeycomb 4 is made.
  • the wall thickness of the catalyst carrier When the wall thickness of the catalyst carrier is reduced by using such a stainless steel foil, its thermal capacity is reduced, so that the catalyst can be activated in a short time from engine starting or exhaust resistance (exhaust pressure). This is effective for downsizing the catalyst carrier and improving engine performance.
  • Patent Document 2 discloses that an Fe-20Cr-5Al alloy containing Zr, Hf, and a rare earth element contains Mo and W, and further contains Ni in an amount of 1 to 15% to precipitate NiAl.
  • a heat resistant stainless steel foil having improved durability by improving the yield strength (strength) is disclosed.
  • Patent Document 3 describes a material for low heat capacity and low exhaust pressure (low exhaust gas pressure) excellent in high-temperature strength.
  • the foil thickness is less than 40 ⁇ m, and the Al amount and Cr amount are changed in accordance with the foil thickness.
  • Patent Document 4 Fe-20Cr-5Al alloy containing Y misch metal (Mishmetal or mixed metals), Nb, Ta, Mo, An alloy foil for a metal carrier that contains W and has improved proof stress and oxidation resistance at high temperatures is disclosed. Further, Patent Document 5 discloses that an Fe-20Cr-5Al alloy containing La, Ce, Pr, and Nd contains a predetermined amount of Ta and Mo, W, and Nb with respect to C + N, thereby increasing the temperature. A heat-resistant stainless steel foil having improved durability and improved durability is disclosed.
  • JP-A-56-96726 JP-T-2005-504176 Japanese Patent No. 3210535 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-168680) JP 05-277380 A Japanese Patent Publication No. 06-104879
  • the stainless steel foil described in Patent Document 2 contains a large amount of Ni, which is an austenite-stabilizing element, steel that is a ferrite-stabilizing element during the oxidation of the foil.
  • the amount of solid solution Al decreases, and a portion of the ferrite is austenitizing, so the thermal expansion coefficient greatly changes, and the strength of the catalyst support at high temperatures In particular, there is a problem that the deformation resistance is lowered. As a result, the supported catalyst may be peeled off or the corrugated plate may be crushed.
  • the stainless steel foils described in Patent Documents 3 to 5 improve the strength at high temperature by containing Nb and Ta, but have a problem that the oxidation resistance at high temperature is remarkably lowered. Further, Nb and Ta easily form oxides with Fe and Al, and these oxides deform the foil geometry in the heating process and the cooling process (high temperature). Strength reduction). Furthermore, when the stainless steel foil described in Patent Documents 2 to 5 is applied to a catalyst carrier for an exhaust gas purification device of a marine motorcycle or motor boat, salt corrosion is likely to occur due to contact with seawater or the like. There is also a problem.
  • An object of the present invention is to provide a stainless steel foil having high strength at high temperature, excellent oxidation resistance at high temperature, and excellent salt corrosion resistance, and a catalyst carrier for an exhaust gas purification apparatus using the foil. .
  • the present inventors have intensively studied to achieve the above object.
  • the Nb and Ta contents are reduced, the Cr content is 25% by mass or more, and Mo and W. It has been found that it is effective to contain 0.5 to 6.0% by mass of at least one kind.
  • the present invention has been made on the basis of such findings.
  • C 0.05% or less
  • Si 2.0% or less
  • Mn 1.0% or less
  • S 0.003% or less.
  • P 0.05% or less
  • Cr 25.0-35.0%
  • Ni 0.05-0.30%
  • Al 3.0-10.0%
  • N 0.10% or less
  • Ti 0.02% or less
  • Nb 0.02% or less
  • Ta 0.02% or less
  • Zr 0.005 to 0.20%
  • Mo a stainless steel foil characterized by containing at least one of W and W in a total amount of 0.5 to 6.0%, the balance being Fe and inevitable impurities.
  • the stainless steel foil of the present invention it is preferable that at least one of Mo and W in total is 2.5 to 5.0% by mass. Further, in terms of mass%, Hf: 0.01 to 0.20%, mass ppm, Ca: 10 to 300 ppm and Mg: 15 to 300 ppm, or Cu: 0.03 to 1.0% are preferably contained individually or simultaneously. In other words, it is preferable to contain one or more of the following groups (A) to (C). (A) In mass%, at least one of Mo and W is 2.5 to 5.0% in total. (B) By mass%, Hf: 0.01 to 0.20%, mass ppm, Ca: 10 to 300 ppm and Mg: 15 to 300 ppm. (C) By mass%, Cu: 0.03 to 1.0%. In the stainless steel foil of this invention, it is preferable that foil thickness is 40 micrometers or more. The present invention also provides a catalyst carrier for an exhaust gas purifying apparatus characterized by using a stainless steel foil having the above component composition and foil thickness.
  • the stainless steel foil of the present invention is suitable not only for catalyst carriers for exhaust gas purifying apparatuses such as automobiles, motorcycles, marine bikes, and snowmobiles, but also for other combustion gas exhaust system devices.
  • the C content is 0.05% or less, preferably 0.02% or less, but more preferably reduced as much as possible.
  • the Si content is 2.0% or less, preferably 1.0% or less.
  • 0.05% or more is preferably contained, and more preferably 0.1% or more.
  • Mn 1.0% or less
  • the Mn content is 1.0% or less, preferably 0.5% or less.
  • the S content is 0.003% or less, preferably 0.001% or less, but more preferably reduced.
  • the P content is 0.05% or less, preferably 0.03% or less, but more preferably reduced.
  • Cr 25.0-35.0% Cr is one of the most important elements in the present invention, and is an indispensable element for ensuring strength at high temperatures and salt corrosion resistance.
  • the pitting corrosion potential in a 3.5% NaCl solution having a Young's modulus at 1000 ° C. of 110 GPa or more and 30 ° C. Has been found to be desirably 300 mV vs. SCE or higher.
  • the Cr content 25.0% or more, compared with the Fe-20Cr-5Al alloy having a Cr content of 20% described in Patent Documents 2 to 5. It can be seen that the Young's modulus is improved by 1.1 to 1.2 times at 110 GPa or more, and the pitting potential is improved by 2 to 4 times at 300 mV vs SCE or more. When used in more severe salt damage and corrosive environments such as marine bikes and motor boats, it is desirable that the pitting potential is 400 mV vs SCE or more, in which case the Cr content is 26.0% or more. It is preferable that However, if the Cr content exceeds 35.0%, the toughness is reduced and the manufacture of the foil becomes difficult due to the decrease in workability. Therefore, the Cr content is 25.0 to 35.0%, preferably 26.0 to 32.0%. More preferably, the content is 28.0 to 32.0%.
  • Ni 0.05-0.30% Since Ni has an effect of improving brazability at the time of forming the catalyst carrier, its content is set to 0.05% or more. However, when the content of Ni, which is an austenite stabilizing element, exceeds 0.30%, the solid solution Al in the foil decreases during the progress of oxidation at a high temperature, and when Cr begins to be oxidized, austenite is generated. The thermal expansion coefficient of the foil is changed, and defects such as foil constriction and breakage occur. Therefore, the Ni content is 0.05 to 0.30%, preferably 0.08 to 0.20%.
  • Al 3.0 to 10.0%
  • Al is an element that forms a highly protective Al 2 O 3 film on the foil surface and improves oxidation resistance at high temperatures.
  • the Al content is set to 3.0 to 10.0%.
  • the content is 4.5 to 6.5%.
  • the N content is 0.10% or less, preferably 0.05% or less.
  • Ti 0.02% or less Ti is an element that is easily oxidized. When the content exceeds 0.02%, a large amount of Ti oxide is mixed in the Al 2 O 3 film, the brazing property is remarkably lowered, and the oxidation resistance at high temperature is also lowered. Therefore, the Ti content is 0.02% or less, preferably 0.01% or less, but more preferably reduced as much as possible.
  • Nb 0.02% or less If the Nb content exceeds 0.02%, an unprotected oxide layer of (Fe, Al) NbO 4 is formed, and the oxidation resistance at high temperatures is significantly reduced. To do.
  • (Fe, Al) NbO 4 has a large coefficient of thermal expansion, which facilitates deformation of the foil and causes catalyst peeling. Therefore, the Nb content is 0.02% or less, preferably 0.01% or less, but more preferably reduced as much as possible.
  • Ta 0.02% or less Similar to Nb, when the Ta content exceeds 0.02%, (Fe, Al) TaO 4 has no protective property, and an oxide film having a large coefficient of thermal expansion is generated. While the oxidation resistance is remarkably lowered, the deformation of the foil is promoted and the catalyst is peeled off. Therefore, the Ta content is 0.02% or less, preferably 0.01% or less, but more preferably reduced. The total content of Nb and Ta is more preferably 0.03% or less, and further preferably 0.02% or less.
  • Zr 0.005 to 0.20%
  • Zr combines with C and N in the steel to improve the creep characteristics.
  • the toughness is improved and the workability is improved to facilitate the production of the foil.
  • it concentrates in the Al 2 O 3 grain boundary in the Al 2 O 3 film to improve the oxidation resistance at high temperature, the strength at high temperature, particularly the deformation resistance.
  • the Zr content needs to be 0.005% or more.
  • the Zr content is 0.005 to 0.20%, preferably 0.01 to 0.05%.
  • Ce 0.02% or less
  • the Ce content exceeds 0.02%, a CeO-type oxide is formed at the interface between the Al 2 O 3 coating and the base steel surface, and the strength at high temperatures, particularly deformation resistance, is increased. Remarkably deteriorates and causes shape defects. Therefore, the Ce content is 0.02% or less, but it is more preferable to reduce it as much as possible.
  • REM excluding Ce refers to 14 elements such as La, Nd, and Sm excluding Ce having atomic numbers 57 to 71.
  • REM improves the adhesion of the Al 2 O 3 film has a very significant effect on peeling resistance improving Al 2 O 3 film in an environment that is repeatedly oxidized.
  • the Al 2 O 3 columnar crystals that are produced are enlarged, the density of the oxide grain boundaries, which are the oxygen diffusion paths, is reduced, improving the resistance to oxidation at high temperatures and the strength at high temperatures, especially deformation resistance.
  • the REM content excluding Ce needs to be 0.03% or more.
  • the REM content excluding Ce exceeds 0.20%, the toughness is lowered, and the manufacture of the foil becomes difficult due to the lowering of workability. Therefore, the REM content excluding Ce is 0.03 to 0.20%, preferably 0.05 to 0.10%.
  • At least one of Mo and W 0.5 to 6.0% in total Mo and W increase the strength at high temperature, particularly Young's modulus and breaking stress, and the life of the catalyst carrier is improved. Moreover, these elements simultaneously stabilize the Al 2 O 3 film and improve the salt damage corrosion resistance. In order to obtain such an effect, the content of at least one of Mo and W needs to be 0.5% or more in total. On the other hand, if the content of at least one of Mo and W exceeds 6.0% in total, it becomes difficult to produce a foil due to a decrease in workability. Accordingly, the total content of at least one of Mo and W is 0.5 to 6.0%, preferably 2.5 to 5.0%.
  • the balance other than the above component elements is Fe and unavoidable impurities, but for the following reasons, at least of Hf: 0.01 to 0.20%, Ca: 10 to 300 ppm, and Mg: 15 to 300 ppm.
  • One kind or Cu: 0.03 to 1.0% can be contained individually or simultaneously.
  • Hf 0.01 to 0.20%
  • Ca 10 to 300 ppm
  • Mg 15 to 300 ppm
  • At least one type of Hf improves the adhesion between the Al 2 O 3 film and the ground iron, and further reduces solute Al.
  • the Hf content is preferably 0.01%.
  • the Hf content exceeds 0.20%, it is mixed as HfO 2 in the Al 2 O 3 film to form an oxygen diffusion path, and on the contrary, the reduction of solid solution Al is accelerated by oxidation.
  • Fe and an intermetallic compound are formed, and toughness is reduced. Therefore, the Hf content is preferably 0.01 to 0.20%, more preferably 0.02 to 0.10%.
  • Ca and Mg have the function of improving the adhesion of the Al 2 O 3 film, like Hf.
  • the Ca content is preferably 10 ppm or more and the Mg content is preferably 15 ppm or more.
  • the Ca content is preferably 10 to 300 ppm, and the Mg content is preferably 15 to 300 pp. More preferably, both the Ca content and the Mg content are 20 to 100 ppm.
  • Cu 0.03 to 1.0%
  • Cu is an Fe-Cr-Al stainless steel foil having a Cr content of 25.0% or more and an Al content of 3.0% or more as in the present invention. It is an effective element for improving the properties. 3, C: 0.004 to 0.008%, Si: 0.15 to 0.17%, Mn: 0.12 to 0.15%, S: 0.0004 to 0.0009%, P: 0.023-0.025%, Cr: 30.2-30.7%, Ni: 0.11-0.15%, Al: 5.1-5.8%, N: 0.004-0.
  • the Cu content was set to 0.03% or more. By doing so, it can be seen that the pitting potential, which is an index of salt corrosion resistance, is improved. However, if the Cu content exceeds 1.0%, it becomes difficult to produce a foil due to a decrease in workability. Therefore, the Cu content is set to 0.03 to 1.0%. Considering salt corrosion resistance and low cost, it is preferably 0.1 to 0.5%.
  • the foil thickness is thinner in order to reduce the exhaust resistance.
  • the catalyst carrier for the exhaust gas purifying apparatus is used in a harsher environment, and there is a risk of breakage. Therefore, the foil thickness is preferably 40 ⁇ m or more. . From the viewpoint of exhaust resistance, it is more preferable that the thickness be 110 ⁇ m or less.
  • the stainless steel foil which is this invention can be manufactured with the following manufacturing methods, for example. First, a steel containing the above component composition is melted in a converter (electric converter), an electric furnace, or the like, and then secondary refined by VOD (Vacuum Oxygen Decarburization) or AOD (Argon Oxygen Decarburization). The steel slab is formed by ingot-bundling rolling or continuous casting, heated to 1050 to 1250 ° C., and then hot rolled to form a hot-rolled steel sheet. Next, the scale on the surface of the hot-rolled steel sheet is removed by pickling, shot blasting, grinding, etc., and annealing and cold rolling are repeated a plurality of times. A stainless foil having a predetermined foil thickness, for example, 40 to 110 ⁇ m is used.
  • the steel having the chemical composition shown in Table 1-1 and Table 1-2 melted by vacuum melting was heated to 1200 ° C and hot-rolled in a temperature range of 900 to 1200 ° C to obtain a thickness of 4 mm.
  • a rolled steel sheet was used.
  • these hot-rolled steel sheets were annealed at 1000 ° C. in the air, pickled, and then cold-rolled to obtain cold-rolled steel sheets having a thickness of 1.0 mm.
  • No. 21 was cracked during hot rolling and could not be a hot rolled steel sheet.
  • steel no. Cold-rolled steel sheets except for No. 21 were annealed at 950 to 1050 ° C. for 1 minute in the atmosphere, then pickled, repeated cold rolling and annealing with a cluster mill multiple times, width 100 mm, foil thickness A 40 ⁇ m foil was obtained.
  • the strength at high temperature (Young's modulus, breaking stress, deformation resistance), oxidation resistance at high temperature, and salt corrosion resistance are obtained by the following methods. evaluated.
  • Young's modulus First, a hot-rolled steel sheet having a thickness of 4 mm was subjected to heat treatment at 1200 ° C. for 30 minutes as a pretreatment. This is usually about 1150 to 1250 ° C. for about 30 minutes when a honeycomb carrier is assembled into a honeycomb shape and then diffusion bonding or brazing bonding is performed on the contact between the corrugated plate (corrugated plate) and the flat plate. This is because heat treatment is performed.
  • Breaking stress First, a heat treatment at 1200 ° C. for 30 minutes corresponding to the heat treatment at the time of diffusion bonding or brazing bonding was performed on a cold-rolled steel sheet having a thickness of 1 mm. Next, the test piece shown in FIG. 4 was cut out from the cold-rolled steel sheet after the heat treatment, and a high temperature tensile test was performed at 900 ° C. to measure the breaking stress. At this time, the tensile speed was initially 0.2 mm / min and 5 mm / min after exceeding the yield strength. The measurement results of the breaking stress were xC for less than 40 MPa, B for 40 MPa or more and less than 60 MPa, A for 60 MPa or more, and A or B for satisfying the object of the present invention.
  • Deformation resistance First, heat treatment at 1200 ° C. for 30 minutes corresponding to heat treatment at the time of diffusion bonding or brazing bonding is applied to a foil having a thickness of 40 ⁇ m at 4 ⁇ 10 ⁇ 5 Torr (5.3 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa) or less. In a vacuum. Next, 100 mm width ⁇ 50 mm length test pieces were rounded into a cylindrical shape with a diameter of 5 mm in the length direction from the foil after heat treatment, and three end pieces were fastened by spot welding, and three pieces were produced from each foil. After heating in an air atmosphere furnace at 1150 ° C. for 400 hours, three average dimensional deformation amounts (ratio of increment of cylinder length after heating to cylinder length before heating) were measured.
  • the measurement result of the average dimensional deformation amount is over 5% ⁇ C, over 3% over 5% is ⁇ B, 3% or less is ⁇ A, and ⁇ B or ⁇ A satisfies the object of the present invention.
  • Oxidation resistance at high temperature First, heat treatment at 1200 ° C. for 30 minutes corresponding to heat treatment at the time of diffusion bonding or brazing bonding was applied to a foil having a thickness of 40 ⁇ m at 4 ⁇ 10 ⁇ 5 Torr (5.3 ⁇ 10 ⁇ 3). Pa) It was performed in the following vacuum. Next, three test pieces of 20 mm width ⁇ 30 mm length were collected from the heat-treated foil and heated in an air atmosphere furnace at 1150 ° C.
  • Salt corrosion resistance First, a 20 mm square test piece was cut out from a cold rolled steel sheet with a thickness of 1 mm, sealed with resin leaving a surface of 11 ⁇ 11 mm, and then passivated by dipping in 10% nitric acid. Then, the surface 10 ⁇ 10 mm portion was polished. Next, based on JIS G0577 “Method for Measuring Pitting Corrosion Potential of Stainless Steel”, the sample was left standing for 10 minutes after being immersed in a 3.5% NaCl solution at 30 ° C., and a potential scan was started to measure the pitting corrosion potential.
  • the measurement results of the pitting corrosion potential are xC for less than 300 (mV vs SCE), B for 300 (mV vs SCE) to less than 700 (mV vs SCE), and A for 700 (mV vs SCE) or more. If B or ⁇ A, the object of the present invention was satisfied.
  • the stainless steel foil of the present invention is suitable not only for catalyst carriers for exhaust gas purifying apparatuses such as automobiles, motorcycles, marine bikes, and snowmobiles, but also for other combustion gas exhaust system devices.

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Abstract

高温での強度が高く、高温での耐酸化性に優れ、かつ耐塩害腐食性にも優れるステンレス箔およびその 箔を用いた排ガス浄化装置用触媒担体を提供する。具体的には、質量%で、C: 0.05%以下、Si: 2.0%以下、Mn:1.0%以下、S:0.003%以下、P:0.05%以下、Cr:25.0～35.0%、Ni:0.05～0.30%、Al:3.0～10.0%、N:0.10%以下、Ti:0.02%以下、Nb:0.02%以下、Ta:0.02%以下、Zr:0.005～0.20%、Ce:0.02%以下、C eを除くREM:0.03～0.20%、MoおよびWのうち少なくとも一種を合計で0.5～6.0%含有し、残部がFeおよび 不可避的不純物であることを特徴とするステンレス箔。

Description

ステンレス箔およびその箔を用いた排ガス浄化装置用触媒担体
　本発明は、自動車（ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ）、オートバイ（ｍｏｔｏｒｃｙｃｌｅ）、マリンバイク（ｍａｒｉｎｅｂｉｋｅ）、スノーモービル（ｓｎｏｗｍｏｂｉｌｅ）などの排気ガス浄化装置用触媒担体（ｃａｔａｌｙｓｔ　ｃａｒｒｉｅｒ　ｆｏｒ　ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ｅｘｈａｕｓｔ　ｇａｓ　ｐｕｒｉｆｙｉｎｇ　ｆａｃｉｌｉｔｙ）などに用いられ、高温での強度（特に、ヤング率（Ｙｏｕｎｇ’ｓ　ｍｏｄｕｌｕｓ）、破断応力（ｒｕｐｔｕｒｅ　ｓｔｒｅｓｓ）、耐変形性（ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ））が高く、高温での耐酸化性（ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）に優れ、かつ耐塩害腐食性（ｓａｌｔ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）に優れるステンレス箔（ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ　ｆｏｉｌ）およびその箔を用いた排ガス浄化装置用触媒担体に関する。
　Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金（Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ−ｂａｓｅｄ　ａｌｌｏｙ）からなるフェライト系ステンレス鋼（ｆｅｒｒｉｔｉｃ　ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ）は、高温での耐酸化性に優れているため、自動車、オートバイ、マリンバイク、モーターボートなどの排気ガス浄化装置用部材（例えば、触媒担体、各種センサー（ｖａｒｉｅｔｙ　ｏｆ　ｓｅｎｓｏｒ）など）に使用されているほか、ストーブ（ｓｔｏｖｅ）、ガスバーナ（ｇａｓ　ｂｕｒｎｅｒ）、加熱炉（ｈｅａｔｉｎｇ　ｆｕｒｎａｃｅ）の部材（ｍｅｍｂｅｒ　ｏｆ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ）、あるいは電気抵抗率（ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）が高い特性を活かして、ヒータの発熱体（ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｅｌｅｍｅｎｔ）などにも使用されている。例えば、特許文献１には、自動車の排気ガス浄化装置用触媒担体の小型化（ｄｏｗｎｓｉｚｉｎｇ）やエンジン性能（ｅｎｇｉｎｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）の向上を目的に、従来のセラミックス製触媒担体（ｃｅｒａｍｉｃ　ｃａｔａｌｙｓｔ　ｃａｒｒｉｅｒ）に代わり、高温での耐酸化性に優れる箔厚２０~１００μｍのＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系ステンレス箔を用いた金属製ハニカム（ｍｅｔａｌ　ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ）が開示されている。この金属製ハニカムは、例えば、平坦なステンレス箔（平板（ｆｌａｔ　ｓｈｅｅｔ））と波状に加工されたステンレス箔（波板（ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ　ｓｈｅｅｔ））とを交互に積み重ねてハニカム構造（ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）とし、さらにこのステンレス箔の表面に触媒物質（ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｍａｔｅｒｉａｌ）を塗布して排気ガス浄化装置に用いられる。図１に金属製ハニカムの一例を示すが、これは平板１と波板２を積み重ねたものをロール状に巻き加工し、その外周を外筒（ｅｘｔｅｒｎａｌ　ｃｙｌｉｎｄｅｒ）３で固定することで作製した金属製ハニカム４である。
　こうしたステンレス箔の使用により触媒担体の壁厚を薄くすると、その熱容量（ｔｈｅｒｍａｌ　ｃａｐａｃｉｔｙ）が減少するので、エンジン始動（ｅｎｇｉｎｅ　ｓｔａｒｔｉｎｇ）から短時間で触媒を活性化できたり、排気抵抗（ｅｘｈａｕｓｔ　ｂａｃｋ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を小さくでき、触媒担体の小型化やエンジン性能の向上に効果的である。
　一方、自動車排ガス規制は、地球環境保護（ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）の立場から今後さらに強化されることが予想され、ガソリン車（ｇａｓｏｌｉｎｅ　ｖｅｈｉｃｌｅ）などから排出される窒素酸化物（ｎｉｔｒｏｘｉｄｅ）、一酸化炭素（ｃａｒｂｏｎ　ｍｏｎｏｘｉｄｅ）、炭化水素（ｃａｒｂｏｎ　ｈｙｄｒｉｄｅ）を低減させるため、排気ガス浄化装置用触媒担体を実際の燃焼環境（ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）に近いエンジン直下位置に載置し、高温の排ガスで触媒反応（ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｒｅａｃｔｉｏｎ）を起こさせて排ガス中の有害物質を低減させる技術などが開発されている。また、燃費向上のため、エンジンの燃焼効率（ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）が高められ、排ガス自体の温度も上昇していることから、排気ガス浄化装置用触媒担体は、エンジンの激しい振動を従来よりも苛酷な環境で受けるようになりつつある。
　このような状況に対応するため、排気ガス浄化装置用触媒担体に対して種々の特性を有するステンレス箔が提案されている。例えば、特許文献２には、Ｚｒ、Ｈｆ、希土類元素を含有したＦｅ‐２０Ｃｒ‐５Ａｌ合金に、ＭｏおよびＷを含有させ、さらにＮｉを１~１５％含有させることでＮｉＡｌを析出させて、高温での耐力（強度）を高めて耐久性を向上させた耐熱ステンレス箔が開示されている。また、特許文献３には、高温強度に優れる低熱容量、低排気圧（ｌｏｗ　ｅｘｈａｕｓｔ　ｇａｓ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ）用の素材として、箔厚が４０μｍ未満で、箔厚に対応させてＡｌ量、Ｃｒ量を変化させ、さらにＮｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗなどを含有させたステンレス箔が、特許文献４には、Ｙミッシュメタル（Ｍｉｓｃｈｍｅｔａｌ　ｏｒ　ｍｉｘｅｄ　ｍｅｔａｌｓ）を含有したＦｅ‐２０Ｃｒ‐５Ａｌ合金に、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗを含有させ、高温での耐力と耐酸化性を向上させたメタル担体用合金箔が開示されている。さらに、特許文献５には、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄを含有したＦｅ‐２０Ｃｒ‐５Ａｌ合金に、Ｃ＋Ｎに対して所定量のＴａと、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂとを含有させることによって、高温での耐力を高めて耐久性を向上させた耐熱ステンレス箔が開示されている。
特開昭５６−９６７２６号公報 特表２００５−５０４１７６号公報 特許第３２１０５３５号公報（特開平８−１６８６８０号公報） 特開平０５−２７７３８０号公報 特公平０６−１０４８７９号公報
　しかしながら、特許文献２に記載のステンレス箔では、オーステナイト安定化元素（ａｕｓｔｅｎｉｔｅ−ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ　ｅｌｅｍｅｎｔ）であるＮｉを多量に含むため、箔の酸化の過程でフェライト安定化元素（ｆｅｒｒｉｔｅ−ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ　ｅｌｅｍｅｎｔ）である鋼中の固溶Ａｌ（ｓｏｌｉｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　Ａｌ）が減少し、フェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）の一部がオーステナイト化（ａｕｓｔｅｎｉｔｉｚｉｎｇ）するため、熱膨張係数（ｔｈｅｒｍａｌ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）が大きく変化し、触媒担体の高温での強度、特に耐変形性が低下するといった問題がある。その結果、担持した触媒が剥がれたり、波板のつぶれなどの不具合を起こす場合がある。
　また、特許文献３から５に記載のステンレス箔では、ＮｂやＴａの含有によって高温での強度を向上させるが、高温での耐酸化性を著しく低下させるという問題がある。さらに、ＮｂやＴａはＦｅやＡｌと酸化物（ｏｘｉｄｅ）を作りやすく、これら酸化物は昇温過程（ｈｅａｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ）および降温過程（ｃｏｏｌｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ）での箔形状（ｆｏｉｌ　ｇｅｏｍｅｔｒｙ）を変形させる（高温での強度低下）原因となる。
　さらに、特許文献２から５に記載のステンレス箔を、マリンバイクやモーターボートの排気ガス浄化装置用触媒担体に適用すると、海水（ｓｅａｗａｔｅｒ）などとの接触により塩害腐食（ｓａｌｔ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）が発生しやすいといった問題もある。
　本発明は、高温での強度が高く、高温での耐酸化性に優れ、かつ耐塩害腐食性にも優れるステンレス箔およびその箔を用いた排ガス浄化装置用触媒担体を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討したところ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系ステンレス箔において、ＮｂとＴａ含有量を低減し、Ｃｒ含有量を２５質量％以上、ＭｏおよびＷのうち少なくとも一種を０．５~６．０質量％を含有させることが効果的であることを見出した。
　本発明は、このような知見に基づきなされたもので、質量％で、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ｐ：０．０５％以下、Ｃｒ：２５．０~３５．０％、Ｎｉ：０．０５~０．３０％、Ａｌ：３．０~１０．０％、Ｎ：０．１０％以下、Ｔｉ：０．０２％以下、Ｎｂ：０．０２％以下、Ｔａ：０．０２％以下、Ｚｒ：０．００５~０．２０％、Ｃｅを除くＲＥＭ：０．０３~０．２０％、ＭｏおよびＷのうち少なくとも一種を合計で０．５~６．０％含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物であることを特徴とするステンレス箔を提供する。
　本発明のステンレス箔では、質量％で、ＭｏおよびＷのうち少なくとも一種が合計で２．５~５．０％であることが好ましい。また、さらに、質量％で、Ｈｆ：０．０１~０．２０％、質量ｐｐｍで、Ｃａ：１０~３００ｐｐｍおよびＭｇ：１５~３００ｐｐｍのうち少なくとも一種、あるいはＣｕ：０．０３~１．０％が、個別にあるいは同時に含有されることが好ましい。言い換えれば、下記のグループ（Ａ）~（Ｃ）の一種または、２種以上を含有することが好ましい。
（Ａ）質量％で、ＭｏおよびＷのうち少なくとも一種が合計で２．５~５．０％である。
（Ｂ）質量％で、Ｈｆ：０．０１~０．２０％、質量ｐｐｍで、Ｃａ：１０~３００ｐｐｍおよびＭｇ：１５~３００ｐｐｍのうち少なくとも一種である。
（Ｃ）質量％で、Ｃｕ：０．０３~１．０％である。
　本発明のステンレス箔では、箔厚が４０μｍ以上であることが好ましい。
　本発明は、また、上記の成分組成や箔厚からなるステンレス箔を用いたことを特徴とする排ガス浄化装置用触媒担体を提供する。
　本発明により、高温での強度が高く、高温での耐酸化性に優れ、かつ耐塩害腐食性にも優れるステンレス箔が得られた。本発明のステンレス箔は、自動車、オートバイ、マリンバイク、スノーモービルなどの排気ガス浄化装置用触媒担体のみならず、その他の燃焼ガス排気系装置の部材にも好適である。
金属製ハニカムの一例を示す図である。 Ｃｒ含有量とヤング率および孔食電位との関係を示す図。 Ｃｕ含有量と孔食電位との関係を示す図。 実施例の高温引張試験で用いた試験片形状を示す図。
　まず、本発明であるステンレス箔の成分組成の限定理由について詳述する。
　以下に示す成分元素の含有量の単位である「％」、「ｐｐｍ」は、それぞれ「質量％」、「質量ｐｐｍ」を意味するものとする。
　Ｃ：０．０５％以下
　Ｃ含有量が０．０５％を超えると、高温での強度が低下し、高温での耐酸化性も低下する。また、靭性の低下も招く。よって、Ｃ含有量は０．０５％以下、好ましくは０．０２％以下とするが、極力低減することがより好ましい。但し、鋼の強度をより向上させる場合には、０．００１％以上含有させのが好ましく、より好ましくは０．００３％以上含有させる。
　Ｓｉ：２．０％以下
　Ｓｉ含有量が２．０％を超えると、靭性が低下するとともに、加工性の低下により箔の製造を困難にする。よって、Ｓｉ含有量は２．０％以下、好ましくは１．０％以下とする。但し、耐酸化性をより向上させる場合には、０．０５％以上含有させるのが好ましく、より好ましくは０．１％以上含有させる。
　Ｍｎ：１．０％以下
　Ｍｎ含有量が１．０％を超えると、高温での耐酸化性が低下する。また、耐塩害腐食性の低下も招く。よって、Ｍｎ含有量は１．０％以下、好ましくは０．５％以下とする。但し、鋼中のＳを更に固定する必要がある場合には、０．０５％以上含有させるのが好ましく、より好ましくは０．０１％以上含有させる。
　Ｓ：０．００３％以下
　Ｓ含有量が０．００３％を超えると、触媒担体におけるＡｌ２Ｏ３皮膜の密着性や高温での耐酸化性が低下する。よって、Ｓ含有量は０．００３％以下、好ましくは０．００１％以下とするが、極力低減することがより好ましい。
　Ｐ：０．０５％以下
　Ｐ含有量が０．０５％を超えると、加工性が低下して箔の製造を困難にするだけでなく、触媒担体におけるＡｌ２Ｏ３皮膜の密着性や高温での耐酸化性が低下する。よって、Ｐ含有量は０．０５％以下、好ましくは０．０３％以下とするが、極力低減することがより好ましい。
　Ｃｒ：２５．０~３５．０％
　Ｃｒは本発明において最も重要な元素の一つであり、高温での強度および耐塩害腐食性を確保する上で必要不可欠な元素である。本発明者らによる検討の結果、十分な高温での強度および耐塩害腐食性を確保するためには、１０００℃におけるヤング率が１１０ＧＰａ以上、３０℃の３．５％ＮａＣｌ溶液中における孔食電位が３００ｍＶ　ｖｓ　ＳＣＥ以上であることが望ましいことがわかった。
　次に、Ｃｒを本発明の範囲に含有させることでこれら目的を達成することができることを説明する。図２に、Ｃ：０．００４~０．００７％、Ｓｉ：０．１５~０．１７％、Ｍｎ：０．１３~０．１６％、Ｓ：０．０００７~０．０００８％、Ｐ：０．０２３~０．０２５％、Ｎｉ：０．１０~０．１６％、Ａｌ：５．２~５．８％、Ｎ：０．００５~０．００８％、Ｔｉ：０．００４~０．００６％、Ｎｂ：０．００８~０．０１２％、Ｔａ：０．００５~０．００９％、Ｚｒ：０．０３１~０．０３６％、Ｃｅ：０．００７~０．００８％、Ｌａ：０．０６２~０．０９２％、Ｍｏ：２．８３~３．１２％、Ｃａ：１９~３０ｐｐｍ、Ｍｇ：１３~３０ｐｐｍを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる合金のＣｒ含有量を２０．２~３４．８％の範囲に変えて、後述する方法により測定した１０００℃におけるヤング率および３０℃の３．５％ＮａＣｌ溶液中における孔食電位の結果を示したが、Ｃｒ含有量を２５．０％以上にすることにより、特許文献２~５に記載のＣｒ含有量が２０％のＦｅ‐２０Ｃｒ‐５Ａｌ合金に比べ、ヤング率が１１０ＧＰａ以上で１．１~１．２倍、孔食電位が３００ｍＶ　ｖｓ　ＳＣＥ以上で２~４倍向上することがわかる。なお、マリンバイクやモーターボートのように、より過酷な塩害腐食環境下で用いられる場合には、孔食電位が４００ｍＶ　ｖｓ　ＳＣＥ以上であることが望ましく、その場合はＣｒ含有量を２６．０％以上とすることが好ましい。しかし、Ｃｒ含有量が３５．０％を超えると、靭性が低下するとともに、加工性の低下により箔の製造を困難にする。よって、Ｃｒ含有量は２５．０~３５．０％、好ましくは２６．０~３２．０％とする。さらに好ましくは２８．０~３２．０％とする。
　Ｎｉ：０．０５~０．３０％
　Ｎｉは触媒担体成形時のロウ付け性（ｂｒａｚａｂｉｌｉｔｙ）を向上する効果があるため、その含有量は０．０５％以上とする。しかし、オーステナイト安定化元素であるＮｉの含有量が０．３０％を超える場合は、高温での酸化進行時に箔中の固溶Ａｌが減少し、Ｃｒが酸化され始めると、オーステナイトが生成して箔の熱膨張係数を変化させ、箔の括れ（ｃｏｎｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）や破断などの不具合が発生する。よって、Ｎｉ含有量は０．０５~０．３０％、好ましくは０．０８~０．２０％とする。
　Ａｌ：３．０~１０．０％
　Ａｌは箔表面に保護性の高いＡｌ２Ｏ３皮膜を形成し、高温での耐酸化性を向上させる元素である。しかし、Ａｌ含有量が３．０％未満では、十分な耐酸化性が得られない。一方、Ａｌ含有量が１０．０％を超えると、加工性の低下により箔の製造を困難にする。よって、Ａｌ含有量は３．０~１０．０％とする。好ましくは４．５~６．５％とする。
　Ｎ：０．１０％以下
　Ｎ含有量が０．１０％を超えると、靱性が低下するとともに、加工性の低下により箔の製造を困難にする。よって、Ｎ含有量は０．１０％以下、好ましくは０．０５％以下とする。
　Ｔｉ：０．０２％以下
　Ｔｉは酸化されやすい元素である。その含有量が０．０２％を超えると、Ｔｉ酸化物がＡｌ２Ｏ３皮膜中に多量に混入し、ロウ付け性が著しく低下するとともに、高温での耐酸化性も低下する。よって、Ｔｉ含有量は０．０２％以下、好ましくは０．０１％以下とするが、極力低減することがより好ましい。
　Ｎｂ：０．０２％以下
　Ｎｂ含有量が０．０２％を超えると、（Ｆｅ，Ａｌ）ＮｂＯ４の保護性のない酸化皮膜（ｏｘｉｄｅ　ｌａｙｅｒ）が生成し、高温での耐酸化性が著しく低下する。また、（Ｆｅ，Ａｌ）ＮｂＯ４は熱膨張率が大きいため、箔の変形を助長し、触媒の剥離を引き起こす。よって、Ｎｂ含有量は０．０２％以下、好ましくは０．０１％以下とするが、極力低減することがより好ましい。
　Ｔａ：０．０２％以下
　Ｎｂと同様、Ｔａ含有量が０．０２％を超えると、（Ｆｅ，Ａｌ）ＴａＯ４の保護性がなく、熱膨張率が大きい酸化皮膜が生成し、高温での耐酸化性が著しく低下するとともに、箔の変形を助長し、触媒の剥離を引き起こす。よって、Ｔａ含有量は０．０２％以下、好ましくは０．０１％以下とするが、極力低減することがより好ましい。
　なお、ＮｂとＴａの総含有量は０．０３％以下とすることがより好ましく、０．０２％以下とすることがさらに好ましい。
　Ｚｒ：０．００５~０．２０％
　Ｚｒは鋼中のＣ、Ｎと結合し、クリープ特性を改善する。また、同時に靭性が向上するとともに、加工性が向上して箔の製造を容易にする。さらに、Ａｌ２Ｏ３皮膜中においてＡｌ２Ｏ３粒界に濃化して高温での耐酸化性や、高温での強度、特に耐変形性を向上させる。このような効果を得るには、Ｚｒ含有量は０．００５％以上とする必要がある。一方、Ｚｒ含有量が０．２０％を超えると、Ｆｅなどと金属間化合物をつくり、靭性を低下させる。よって、Ｚｒ含有量は０．００５~０．２０％、好ましくは０．０１~０．０５％とする。
　Ｃｅ：０．０２％以下
　Ｃｅ含有量が０．０２％を超えると、Ａｌ２Ｏ３皮膜と母材鋼表面との界面にＣｅＯ型の酸化物が生成し、高温での強度、特に耐変形性を著しく劣化させ、形状不良を引き起こす。よって、Ｃｅ含有量は０．０２％以下とするが、極力低減することがより好ましい。
　Ｃｅを除くＲＥＭ：０．０３~０．２０％
　Ｃｅを除くＲＥＭとは、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍなど原子番号５７~７１までのＣｅを除く１４種の元素とする。一般に、ＲＥＭはＡｌ２Ｏ３皮膜の密着性を改善し、繰り返し酸化される環境下においてＡｌ２Ｏ３皮膜の耐剥離性向上に極めて顕著な効果を有する。また、生成するＡｌ２Ｏ３の柱状晶を大きくするので、酸素の拡散経路である酸化物粒界の密度が小さくなり、高温での耐酸化性や高温での強度、特に耐変形性を向上させる。このような効果を得るには、Ｃｅを除くＲＥＭ含有量は０．０３％以上とする必要がある。一方、Ｃｅを除くＲＥＭ含有量が０．２０％を超えると、靭性が低下するとともに、加工性の低下により箔の製造を困難にする。よって、Ｃｅを除くＲＥＭ含有量は０．０３~０．２０％、好ましくは０．０５~０．１０％とする。
　ＭｏおよびＷのうち少なくとも一種：合計で０．５~６．０％
　ＭｏおよびＷは高温での強度、特にヤング率と破断応力を増大し、触媒担体の寿命が良好となる。また、これらの元素は、同時に、Ａｌ２Ｏ３皮膜を安定化させ、耐塩害腐食性を向上させる。このような効果を得るには、ＭｏおよびＷのうち少なくとも一種の含有量は合計で０．５％以上とする必要がある。一方、ＭｏおよびＷのうち少なくとも一種の含有量が合計で６．０％を超えると、加工性の低下により箔の製造を困難にする。よって、ＭｏおよびＷのうち少なくとも一種の含有量は合計で０．５~６．０％、好ましくは２．５~５．０％とする。
　上記した成分元素以外の残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物であるが、以下の理由で、さらに、Ｈｆ：０．０１~０．２０％、Ｃａ：１０~３００ｐｐｍおよびＭｇ：１５~３００ｐｐｍのうち少なくとも一種、あるいはＣｕ：０．０３~１．０％を、個別にあるいは同時に含有されることができる。
　Ｈｆ：０．０１~０．２０％、Ｃａ：１０~３００ｐｐｍおよびＭｇ：１５~３００ｐｐｍのうち少なくとも一種
　ＨｆはＡｌ２Ｏ３皮膜と地鉄の密着性を良好にし、さらに固溶Ａｌの減少を抑制するため、高温での耐酸化性を向上させる効果がある。このような効果を得るには、Ｈｆ含有量は０．０１％とすることが好ましい。一方、Ｈｆ含有量が０．２０％を超えると、Ａｌ２Ｏ３皮膜中にＨｆＯ２として混入して、酸素の拡散経路となり、かえって酸化により固溶Ａｌの減少を早める。また、Ｆｅと金属間化合物を形成し、靭性を低下させる。よって、Ｈｆ含有量は０．０１~０．２０％とすることが好ましく、０．０２~０．１０％とすることがより好ましい。
　また、ＣａやＭｇは、Ｈｆと同様に、Ａｌ２Ｏ３皮膜の密着性を向上する働きがある。このような効果を得るには、Ｃａ含有量は１０ｐｐｍ以上、Ｍｇ含有量は１５ｐｐｍ以上とすることが好ましい。一方、Ｃａ含有量やＭｇ含有量が３００ｐｐｍを超えると、靭性が低下し、高温での耐酸化性も低下する。よって、Ｃａ含有量は１０~３００ｐｐｍ、Ｍｇ含有量は１５~３００ｐｐとすることが好ましく、Ｃａ含有量、Ｍｇ含有量ともに２０~１００ｐｐｍとすることがより好ましい。
　Ｃｕ：０．０３~１．０％
　Ｃｕは、本発明のようなＣｒ含有量が２５．０％以上、Ａｌ含有量が３．０％以上のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系ステンレス箔において、高温での耐酸化性の向上および耐塩害腐食性の改善に効果的な元素である。図３に、Ｃ：０．００４~０．００８％、Ｓｉ：０．１５~０．１７％、Ｍｎ：０．１２~０．１５％、Ｓ：０．０００４~０．０００９％、Ｐ：０．０２３~０．０２５％、Ｃｒ：３０．２~３０．７％、Ｎｉ：０．１１~０．１５％、Ａｌ：５．１~５．８％、Ｎ：０．００４~０．００７％、Ｔｉ：０．００４~０．００５％、Ｎｂ：０．００５~０．００９％、Ｔａ：０．００５~０．００９％、Ｚｒ：０．０３２~０．０３６％、Ｃｅ：０．００６~０．００８％、Ｌａ：０．０５１~０．０８２％、Ｍｏ：２．８５~３．１１％、Ｃａ：１５~２５ｐｐｍ、Ｍｇ：１５~３１ｐｐｍを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる合金のＣｕ含有量を０（但し、この０％は検出限界以下であることを示す。具体的には、０．０１％未満であることを示す。）~１．００％の範囲に変えて、後述する方法により測定した３０℃の３．５％ＮａＣｌ溶液中における孔食電位の結果を示したが、Ｃｕ含有量を０．０３％以上にすることにより、耐塩害腐食性の指標である孔食電位が向上することがわかる。
　しかし、Ｃｕ含有量が１．０％を超えると、加工性の低下により箔の製造を困難にする。よって、Ｃｕ含有量は０．０３~１．０％とする。耐塩害腐食性および低コストを考慮すると、０．１~０．５％とすることが好ましい。
　こうした成分組成を有する本発明のステンレス箔を排気ガス浄化装置用触媒担体に適用する場合は、排気抵抗を低下するため、箔厚は薄いほど有利である。しかし、冒頭に述べたように、排気ガス浄化装置用触媒担体はより苛酷な環境で使用されるようになっており、破断などが起こる恐れがあるため、箔厚は４０μｍ以上とすることが好ましい。なお、排気抵抗の観点から、１１０μｍ以下とすることがより好ましい。
　本発明であるステンレス箔は、例えば、次のような製造方法で製造できる。
　まず、上記の成分組成を含有する鋼を、転炉（ｓｔｅｅｌ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）や電気炉（ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｕｒｎａｃｅ）などで溶製し、ＶＯＤ（Ｖａｃｕｕｍ　Ｏｘｙｇｅｎ　Ｄｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ）やＡＯＤ（Ａｒｇｏｎ　Ｏｘｙｇｅｎ　Ｄｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ）で二次精錬した後、造塊−分塊圧延法や連続鋳造法（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｃａｓｔｉｎｇ）で鋼スラブとし、１０５０~１２５０℃に加熱後、熱間圧延（ｈｏｔ　ｒｏｌｌｉｎｇ）して熱延鋼板とする。次いで、熱延鋼板表面のスケール（ｓｃａｌｅ）を酸洗（ｐｉｃｋｌｉｎｇ）やショットブラスト（ｓｈｏｔｂｒａｓｔ）、研削（ｇｒｉｄｉｎｇ）などで除去し、焼鈍（ａｎｎｅａｌｉｎｇ）と冷問圧延（ｃｏｌｄ　ｒｏｌｌｉｎｇ）を複数回繰り返し、所定の箔厚、例えば４０~１１０μｍのステンレス箔とする。
　真空溶解（ｖａｃｕｕｍ　ｍｅｌｔｉｎｇ）によって溶製した表１−１および表１−２に示す化学組成の鋼を、１２００℃に加熱後９００~１２００℃の温度域で熱間圧延して板厚４ｍｍの熱延鋼板とした。次いで、これらの熱延鋼板を大気中で１０００℃の焼鈍を行い、酸洗後、冷間圧延を行って、板厚１．０ｍｍの冷延鋼板とした。このとき、Ｃｒ含有量が４０．０％の本発明範囲を超える表１の鋼Ｎｏ．２１は、熱間圧延時に割れが発生し、熱延鋼板とすることができなかった。そして、鋼Ｎｏ．２１を除く冷延鋼板を大気中で９５０~１０５０℃×１分の焼鈍を行った後、酸洗し、クラスターミル（ｃｌｕｓｔｅｒ　ｍｉｌｌ）による冷間圧延と焼鈍を複数回繰り返し、幅１００ｍｍ、箔厚４０μｍの箔を得た。
　このようにして得た熱延鋼板、冷延鋼板および箔について、下記の方法により、高温での強度（ヤング率、破断応力、耐変形性）、高温での耐酸化性、耐塩害腐食性を評価した。
ヤング率：まず、板厚４ｍｍの熱延鋼板に、前処理として１２００℃×３０分の熱処理を行った。これは、通常ハニカム担体では、ハニカム状に組み立て後、波板（コルゲート加工板）と平板の接点を拡散接合（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　ｂｏｎｄｉｎｇ）あるいはロウ付け接合を行う際に、１１５０~１２５０℃×３０分程度の熱処理が行われるためである。次に、ＪＩＳ　Ｚ　２２８０「金属材料の高温ヤング率試験方法」に準じて、熱処理後の熱延鋼板より２ｍｍ厚×１０ｍｍ幅×６０ｍｍ長の試験片を切り出し、端面を平滑面に仕上げた後、曲げ共振法（ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｍｅｔｈｏｄ）を用いて、１０００℃におけるヤング率を測定した。ヤング率の測定結果は、１１０ＧＰａ未満を×Ｃ、１１０ＧＰａ以上１２０ＧＰａ未満を○Ｂ、１２０ＧＰａ以上を◎Ａとし、○Ｂあるいは◎Ａであれば本発明の目的を満足するとした。
破断応力：まず、板厚１ｍｍの冷延鋼板に、拡散接合あるいはロウ付け接合時の熱処理に相当する１２００℃×３０分の熱処理を行った。次に、熱処理後の冷延鋼板より図４に示す試験片を切り出し、９００℃にて高温引張試験を実施して破断応力を測定した。このとき、引張速度は、最初は０．２ｍｍ／ｍｉｎで、耐力を超えた後は５ｍｍ／ｍｉｎとした。破断応力の測定結果は、４０ＭＰａ未満を×Ｃ、４０ＭＰａ以上６０ＭＰａ未満を○Ｂ、６０ＭＰａ以上を◎Ａとし、○Ｂあるいは◎Ａであれば本発明の目的を満足するとした。
耐変形性：まず、箔厚４０μｍの箔に、拡散接合あるいはロウ付け接合時の熱処理に相当する１２００℃×３０分の熱処理を４×１０−５Ｔｏｒｒ（５．３×１０−３Ｐａ）以下の真空中で行った。次に、熱処理後の箔より１００ｍｍ幅×５０ｍｍ長さの試験片を長さ方向に直径５ｍｍの円筒状に丸め、端部をスポット溶接により留めたものを、各箔からそれぞれ３ヶ作製し、大気雰囲気炉中で１１５０℃×４００時間加熱して、３ヶの平均の寸法変形量（加熱前の円筒長さに対する加熱後の円筒長さの増分の割合）を測定した。平均の寸法変形量の測定結果は、５％超えを×Ｃ、３％超え５％以下を○Ｂ、３％以下を◎Ａとし、○Ｂあるいは◎Ａであれば本発明の目的を満足するとした。
高温での耐酸化性：まず、箔厚４０μｍの箔に、拡散接合あるいはロウ付け接合時の熱処理に相当する１２００℃×３０分の熱処理を４×１０−５Ｔｏｒｒ（５．３×１０−３Ｐａ）以下の真空中で行った。次に、熱処理後の箔より２０ｍｍ幅×３０ｍｍ長さの試験片を３ヶ採取し、大気雰囲気炉中で１１５０℃×４００時間加熱して、３ヶの平均の酸化増量（加熱前後重量変化を初期の表面積で除した量）を測定した。このとき、酸化増量には、加熱後に試験片から剥離したスケールも回収し、加えた。平均の酸化増量の測定結果は、１５ｇ／ｍ２超えを×Ｃ、１０ｇ／ｍ２超え１５ｇ／ｍ２以下を○Ｂ、１０ｇ／ｍ２以下を◎Ａとし、○Ｂあるいは◎Ａであれば本発明の目的を満足するとした。
耐塩害腐食性：まず、板厚１ｍｍの冷延鋼板より２０ｍｍ角の試験片を切り出し、表面１１×１１ｍｍを残して樹脂でシールした後、１０％濃度の硝酸に浸漬して不動態化処理を行い、さらに表面１０×１０ｍｍの部分を研磨した。次に、ＪＩＳ　Ｇ０５７７「ステンレス鋼の孔食電位測定方法」をベースに、３０℃の３．５％ＮａＣｌ溶液中に浸漬後１０分放置し、電位走査を開始して孔食電位を測定した。孔食電位の測定結果は、３００（ｍＶ　ｖｓ　ＳＣＥ）未満を×Ｃ、３００（ｍＶ　ｖｓ　ＳＣＥ）以上７００（ｍＶ　ｖｓ　ＳＣＥ）未満を○Ｂ、７００（ｍＶ　ｖｓ　ＳＣＥ）以上を◎Ａとし、○Ｂあるいは◎Ａであれば本発明の目的を満足するとした。
　結果を表２−１および表２−２に示す。本発明である鋼Ｎｏ．１~１６および２３~２８は、高温での強度（ヤング率、破断応力、耐変形性）が高く、高温での耐酸化性に優れ、耐塩害腐食性に優れていることがわかる。これに対して、比較例である鋼Ｎｏ．１７~２２および２９は、高温での強度、高温での耐酸化性、耐塩害腐食性の少なくとも一つの特性に劣る。
　本発明により、高温での強度が高く、高温での耐酸化性に優れ、かつ耐塩害腐食性にも優れるステンレス箔が得られた。本発明のステンレス箔は、自動車、オートバイ、マリンバイク、スノーモービルなどの排気ガス浄化装置用触媒担体のみならず、その他の燃焼ガス排気系装置の部材にも好適である。
１　平板
２　波板
３　外筒
４　金属製ハニカム
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006

Claims (6)

  1. 　質量％で、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ｐ：０．０５％以下、Ｃｒ：２５．０~３５．０％、Ｎｉ：０．０５~０．３０％、Ａｌ：３．０~１０．０％、Ｎ：０．１０％以下、Ｔｉ：０．０２％以下、Ｎｂ：０．０２％以下、Ｔａ：０．０２％以下、Ｚｒ：０．００５~０．２０％、Ｃｅ：０．０２％以下、Ｃｅを除くＲＥＭ：０．０３~０．２０％、ＭｏおよびＷのうち少なくとも一種を合計で０．５~６．０％含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物であることを特徴とするステンレス箔。
  2. 　質量％で、ＭｏおよびＷのうち少なくとも一種が合計で２．５~５．０％であることを特徴とする請求項１に記載のステンレス箔。
  3. 　さらに、質量％で、Ｈｆ：０．０１~０．２０％と、質量ｐｐｍで、Ｃａ：１０~３００ｐｐｍおよびＭｇ：１５~３００ｐｐｍのうち少なくとも一種とを含有することを特徴とする請求項１または２に記載のステンレス箔。
  4. 　さらに、質量％で、Ｃｕ：０．０３~１．０％を含有することを特徴とする請求項１~３のいずれか一項に記載のステンレス箔。
  5. 　箔厚が４０μｍ以上であることを特徴とする請求項１~４のいずれか一項に記載のステンレス箔。
  6. 　請求項１~５のいずれか一項に記載のステンレス箔を用いたことを特徴とする排ガス浄化装置用触媒担体。
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