本發(fā)明涉及在進(jìn)行使用含ni釬料的高溫下的釬焊的情況下顯示良好的釬焊性并且耐腐蝕性也優(yōu)良的鐵素體系不銹鋼及其制造方法。

背景技術(shù)：

近年來，從保護(hù)地球環(huán)境的立場(chǎng)出發(fā)，對(duì)于汽車要求燃料效率的進(jìn)一步提高、廢氣凈化的強(qiáng)化。因此，廢熱回收器、egr(exhaustgasrecirculation，廢氣再循環(huán))冷卻器在汽車中的應(yīng)用逐漸增多。

在此，廢熱回收器是指通過將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的熱用于供暖、或者利用廢氣的熱將發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水加熱而縮短發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的暖機(jī)時(shí)間來提高燃料效率的裝置。一般而言，廢熱回收器設(shè)置在催化劑轉(zhuǎn)換器與消音器之間，由使管、板、翅片、側(cè)板等組合而成的熱交換器部分與入口側(cè)和出口側(cè)管部分構(gòu)成。一般而言，為了減小背壓阻力，翅片、板使用板厚較薄的材料(約0.1mm～約0.5mm)，另外，從確保強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，側(cè)板、管等使用板厚較厚的材料(約0.8mm～約1.5mm)。另外，廢氣從入口側(cè)管進(jìn)入到熱交換器部分，因此，將該熱經(jīng)由翅片等的傳熱面而向冷卻水傳遞，從出口側(cè)管排出。另外，在這樣的構(gòu)成廢熱回收器的熱交換器部分的板、翅片的粘接、組裝中，主要使用利用含ni釬料的釬焊。

另外，egr冷卻器由從排氣歧管等導(dǎo)入廢氣的管、將廢氣返回至發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的管和對(duì)廢氣進(jìn)行冷卻的熱交換器構(gòu)成。作為具體的結(jié)構(gòu)，形成在使廢氣從排氣歧管回流至發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的路徑上具備同時(shí)具有水流通路和廢氣通路的熱交換器的結(jié)構(gòu)。通過形成這樣的結(jié)構(gòu)，形成如下系統(tǒng)：排氣側(cè)的高溫的廢氣被熱交換器冷卻，冷卻后的廢氣回流至進(jìn)氣側(cè)而使發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒溫度降低，抑制容易在高溫下生成的nox。另外，從輕量化、緊湊化、成本削減等理由考慮，egr冷卻器的熱交換器部分是使薄板的翅片和板重疊而構(gòu)成，在它們的粘接、組裝中仍然主要使用利用含ni釬料的釬焊。

如此，廢熱回收器、egr冷卻器的熱交換器部分通過使用含ni釬料的釬焊進(jìn)行粘接、組裝，因此，對(duì)于這些熱交換器部分中使用的原材料，要求對(duì)含ni釬料的良好的釬焊性。另外，在這些熱交換器部分，由于高溫的廢氣通過，因此，還要求對(duì)高溫的廢氣的抗氧化性。此外，在廢氣中含有若干氮氧化物(nox)、硫氧化物(sox)、烴(hc)，因此，它們?cè)跓峤粨Q器中發(fā)生結(jié)露而形成腐蝕性強(qiáng)的酸性冷凝水。因此，對(duì)于這些熱交換器部分中使用的原材料，還要求常溫下的耐腐蝕性。特別是在釬焊熱處理時(shí)達(dá)到高溫，因此，需要防止晶界的cr優(yōu)先與c、n反應(yīng)而形成缺cr層即所謂的敏化從而確保耐腐蝕性。

出于上述情況，在廢熱回收器、egr冷卻器的熱交換器部分通常使用降低了碳含量的不易敏化的sus316l、sus304l等奧氏體系不銹鋼。但是，奧氏體系不銹鋼存在如下問題：由于含有大量ni而導(dǎo)致成本高；由于熱膨脹大，因此，像排氣歧管周圍部件那樣，因高溫下劇烈的振動(dòng)而承受約束力的使用環(huán)境下的疲勞特性、高溫下的熱疲勞特性低。

因此，研究了在廢熱回收器、egr冷卻器的熱交換器部分使用奧氏體系不銹鋼以外的鋼。

例如，在專利文獻(xiàn)1中，作為廢熱回收器的熱交換器構(gòu)件，公開了添加有mo、ti、nb并且進(jìn)一步降低了si和al含量的鐵素體系不銹鋼。在此公開了：通過添加ti、nb，使鋼中的c和n形成ti和nb碳氮化物而使其穩(wěn)定化，從而防止敏化，并且通過降低si和al含量來改善釬焊性。

另外，在專利文獻(xiàn)2中，作為廢熱回收器的熱交換器用構(gòu)件，公開了一種耐冷凝水腐蝕性優(yōu)良的鐵素體系不銹鋼，其利用cr含量來規(guī)定mo含量，并且利用c和n含量來規(guī)定ti和nb含量。

此外，在專利文獻(xiàn)3中，作為egr冷卻器用材料，公開了按照一定的關(guān)系式添加有cr、cu、al、ti等成分的鐵素體系不銹鋼。

除此以外，在專利文獻(xiàn)4和5中，作為egr冷卻器的構(gòu)件和egr冷卻器的熱交換器部分的材料，公開了含有0.3～0.8質(zhì)量％或0.2～0.8質(zhì)量％的nb的鐵素體系不銹鋼。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平7-292446號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2009-228036號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2010-121208號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開2009-174040號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：日本特開2010-285683號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

但是，專利文獻(xiàn)1和2中公開的鋼需要必須含有原料費(fèi)高的mo，因此，存在價(jià)格增高的問題。另外，在對(duì)于這些鋼使用釬焊處理溫度高的含ni釬料(例如jis標(biāo)準(zhǔn)(jisz3265)的bni-2、bni-5等)的情況下，也有時(shí)發(fā)生釬焊不良或者得不到充分的釬焊性。

另外，在專利文獻(xiàn)3、4和5中，也公開了含有比mo廉價(jià)的cu的鋼，但對(duì)于含cu鋼而言，在將鋼板重疊來進(jìn)行釬焊的情況下，釬料向重疊部分的間隙部的滲透不充分，并且得不到令人滿意的接合強(qiáng)度等，不一定得到充分的釬焊性。認(rèn)為這是因?yàn)椋瑢?duì)于含cu鋼而言，在使用含ni釬料的高溫下的釬焊處理時(shí)，容易生成使釬焊性降低的cr氧化覆膜。

此外，在專利文獻(xiàn)4和5中公開了不含mo和cu的鋼，但對(duì)于這些鋼而言，釬焊后的耐腐蝕性不足。

本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)狀而開發(fā)的，其目的在于提供即使不大量含有mo這樣的昂貴元素、在進(jìn)行使用含ni釬料的高溫下的釬焊時(shí)也顯示良好的釬焊性并且耐腐蝕性也優(yōu)良的鐵素體系不銹鋼，并且提供其制造方法。

用于解決問題的方法

本發(fā)明人從制造成本和耐腐蝕性確保的觀點(diǎn)考慮，以含有cu為前提使成分組成和制造條件進(jìn)行各種變化來制造含cu的鐵素體系不銹鋼，并且對(duì)制造的鋼的各種特性、特別是進(jìn)行使用含ni釬料的高溫下的釬焊時(shí)的釬焊性進(jìn)行了深入研究。

其結(jié)果，得出如下見解：通過使成分組成最優(yōu)化并且在釬焊處理之前進(jìn)行控制了氣氛的熱處理從而在鋼的表層部形成預(yù)定的氮富集層，能夠有效地防止釬焊處理時(shí)的cr氧化覆膜的生成，由此，即使在進(jìn)行使用含ni釬料的高溫下的釬焊的情況下，也可以得到充分令人滿意的良好的釬焊性。

本發(fā)明是基于上述見解進(jìn)一步進(jìn)行研究后完成的。

即，本發(fā)明的主旨構(gòu)成如下所述。

1.一種鐵素體系不銹鋼，其以質(zhì)量％計(jì)含有c：0.003～0.025％、si：0.05～1.00％、mn：0.05～1.00％、p：0.04％以下、s：0.01％以下、cr：16.0～23.0％、cu：0.20～0.80％、ni：0.05～0.60％、nb：0.20～0.70％和n：0.005～0.020％，余量由fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，

具備從表面至0.05μm的深度之間的氮濃度的峰值為0.03～0.30質(zhì)量％的氮富集層。

2.如上述1所述的鐵素體系不銹鋼，其中，上述鋼進(jìn)一步以質(zhì)量％計(jì)含有選自mo：0.05～0.20％、al：0.01～0.15％、ti：0.01～0.15％、v：0.01～0.20％、ca：0.0003～0.0030％和b：0.0003～0.0030％中的一種或兩種以上。

3.一種鐵素體系不銹鋼的制造方法，其為制造上述1或2所述的鐵素體系不銹鋼的方法，其中，

具備：

對(duì)包含上述1或2所述的成分組成的板坯進(jìn)行熱軋而制成熱軋板的工序；

對(duì)上述熱軋板根據(jù)需要實(shí)施熱軋板退火的工序；和

實(shí)施一次或兩次以上的冷軋與退火的組合的工序，

在最終的退火時(shí)，將600～800℃的溫度范圍內(nèi)的氣氛的露點(diǎn)設(shè)定為-20℃以下來對(duì)最終的冷軋后的冷軋板進(jìn)行加熱，在露點(diǎn)為-20℃以下、氮?dú)鉂舛葹?體積％以上的氣氛中在900℃以上的溫度下對(duì)該冷軋板進(jìn)行氮富集層的生成處理。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠得到在進(jìn)行使用含ni釬料的高溫下的釬焊的情況下顯示良好的釬焊性、并且耐腐蝕性也優(yōu)良的鐵素體系不銹鋼。

附圖說明

圖1是釬料向間隙部的滲透性評(píng)價(jià)中使用的試驗(yàn)材料的示意圖。

圖2是釬焊部的接合強(qiáng)度評(píng)價(jià)中使用的拉伸試驗(yàn)片的示意圖，圖2(a)是示出釬焊前的拉伸試驗(yàn)片的單側(cè)的圖、圖2(b)是示出釬焊后的拉伸試驗(yàn)片的整體的圖。

具體實(shí)施方式

以下，對(duì)本發(fā)明具體地進(jìn)行說明。

首先，對(duì)于在本發(fā)明中將鋼的成分組成限定為上述范圍的理由進(jìn)行說明。需要說明的是，鋼的成分組成中的元素的含量的單位均為“質(zhì)量％”，以下，只要沒有特別說明，則僅以“％”表示。

c：0.003～0.025％

c量增多時(shí)強(qiáng)度提高、減少時(shí)加工性提高。在此，為了得到充分的強(qiáng)度，c需要含有0.003％以上。但是，c量超過0.025％時(shí)，加工性的降低變得顯著，而且在晶界析出cr碳化物而引起敏化，耐腐蝕性容易降低。因此，c量設(shè)定為0.003～0.025％的范圍。優(yōu)選為0.005～0.020％的范圍。進(jìn)一步優(yōu)選為0.005～0.015％的范圍。

si：0.05～1.00％

si是作為脫氧劑有用的元素。其效果在含有0.05％以上時(shí)得到。但是，si量超過1.00％時(shí)，加工性的降低變得顯著，難以成型加工。因此，si量設(shè)定為0.05～1.00％的范圍。優(yōu)選為0.10～0.50％的范圍。

mn：0.05～1.00％

mn具有脫氧作用，其效果在含有0.05％以上時(shí)得到。但是，mn的過量添加會(huì)因固溶強(qiáng)化而損害加工性。另外，促進(jìn)成為腐蝕的起點(diǎn)的mns的析出，使得耐腐蝕性降低。因此，含有1.00％以下的mn是適當(dāng)?shù)?。因此，mn量設(shè)定為0.05～1.00％的范圍。優(yōu)選為0.15～0.35％的范圍。

p：0.04％以下

p是在鋼中不可避免地含有的元素，過量的含有會(huì)使焊接性降低、容易產(chǎn)生晶界腐蝕。該傾向在含有超過0.04％的p時(shí)變得顯著。因此，p量設(shè)定為0.04％以下。優(yōu)選為0.03％以下。但是，過度的脫p會(huì)導(dǎo)致精煉時(shí)間的增加、成本的升高，因此，p量?jī)?yōu)選設(shè)定為0.005％以上。

s：0.01％以下

s是在鋼中不可避免地含有的元素，超過0.01％的含有會(huì)促進(jìn)mns的析出，使得耐腐蝕性降低。因此，s量設(shè)定為0.01％以下。優(yōu)選為0.007％以下。但是，過度的脫s會(huì)導(dǎo)致精煉時(shí)間的增加、成本的升高，因此，s量?jī)?yōu)選設(shè)定為0.0005％以上。

cr：16.0～23.0％

cr是用于確保不銹鋼的耐腐蝕性的重要元素。cr量低于16.0％時(shí)，在釬焊處理后得不到充分的耐腐蝕性。但是，過量添加cr時(shí)，在使用含ni釬料的高溫下的釬焊處理時(shí)生成cr氧化覆膜，釬焊性劣化。因此，cr量設(shè)定為16.0～23.0％的范圍。優(yōu)選為18.0～21.5％的范圍。

cu：0.20～0.80％

cu是提高耐腐蝕性的元素。該效果在cu量為0.20％以上時(shí)得到。但是，cu量超過0.80％時(shí)，熱加工性降低。因此，cu量設(shè)定為0.20～0.80％的范圍。優(yōu)選為0.22～0.60％的范圍。更優(yōu)選為0.30～0.50％的范圍。

ni：0.05～0.60％

ni是在含有0.05％以上時(shí)有效地有助于韌性和間隙部的耐腐蝕性的提高的元素。但是，ni量超過0.60％時(shí)，應(yīng)力腐蝕裂紋敏感性升高。此外，ni是昂貴的元素，因此會(huì)導(dǎo)致成本的增加。因此，ni量設(shè)定為0.05～0.60％的范圍。優(yōu)選為0.10～0.50％的范圍。

nb：0.20～0.70％

nb與后述的ti同樣地是通過與c和n結(jié)合而抑制cr碳氮化物的析出所引起的耐腐蝕性的降低(敏化)的元素。另外，nb具有與氮結(jié)合而生成氮富集層的效果。這些效果在nb量為0.20％以上時(shí)得到。另一方面，nb量超過0.70％時(shí)，容易在焊接部產(chǎn)生焊接裂紋。因此，nb量設(shè)定為0.20～0.70％的范圍。優(yōu)選為0.25～0.60％的范圍，更優(yōu)選為0.30～0.50％的范圍。

n：0.005～0.020％

n是通過形成氮富集層而防止釬焊處理時(shí)的al、ti的氧化覆膜的生成從而提高釬焊性的重要元素。為了形成這樣的氮富集層，需要將n量設(shè)定為0.005％以上。但是，n量超過0.020％時(shí)，容易引起敏化并且加工性降低。因此，n量設(shè)定為0.005～0.020％的范圍。優(yōu)選為0.007～0.015％的范圍。進(jìn)一步優(yōu)選為、0.007～0.010％的范圍。

以上，對(duì)基本成分進(jìn)行了說明，但在本發(fā)明中，可以根據(jù)需要適當(dāng)含有如下所述的元素。

mo：0.05～0.20％

mo使不銹鋼的鈍化覆膜穩(wěn)定從而提高耐腐蝕性。該效果在mo量為0.05％以上時(shí)得到。但是，mo是昂貴的元素，因此，優(yōu)選設(shè)定為0.20％以下。因此，在含有mo的情況下，設(shè)定為0.05～0.20％的范圍。

al：0.01～0.15％

al是對(duì)脫氧有用的元素。該效果在含有0.01％以上的al時(shí)得到。但是，如果在釬焊處理時(shí)在鋼的表面生成al氧化覆膜，則釬料的潤(rùn)濕擴(kuò)展性、密合性降低，難以進(jìn)行釬焊。在本發(fā)明中，在鋼的表層生成氮富集層從而防止釬焊處理時(shí)的al氧化覆膜的生成，但al含量超過0.15％時(shí)，無法充分防止al氧化覆膜的生成。因此，在含有al的情況下，設(shè)定為0.01～0.15％的范圍。優(yōu)選為0.05～0.10％的范圍。

ti：0.01～0.15％

ti是通過與c和n優(yōu)先結(jié)合而抑制因cr碳氮化物的析出引起的耐腐蝕性的降低(敏化)的元素。其效果在含有0.01％以上的ti時(shí)得到。但是，從釬焊性的觀點(diǎn)出發(fā)，是不太優(yōu)選的元素。這是因?yàn)?，ti是對(duì)氧為活性的元素，在釬焊處理時(shí)在鋼的表面生成ti氧化覆膜，使得釬焊性降低。在本發(fā)明中，在鋼的表層生成氮富集層而防止釬焊處理時(shí)的ti氧化覆膜的生成，但ti量超過0.15％時(shí)，釬焊性容易降低。因此，在含有ti的情況下，設(shè)定為0.01～0.15％的范圍。優(yōu)選為0.05～0.10％的范圍。

v：0.01～0.20％

v與ti同樣地通過與鋼中所含的c和n結(jié)合而防止敏化。另外，v具有與氮結(jié)合而生成氮富集層的效果。這些效果在v量為0.01％以上時(shí)得到。另一方面，v量超過0.20％時(shí)，加工性降低。因此，在含有v的情況下，設(shè)定為0.01～0.20％的范圍。優(yōu)選為0.01～0.15％的范圍。進(jìn)一步優(yōu)選為0.01～0.10％的范圍。

ca：0.0003～0.0030％

ca改善焊接部的熔透性從而提高焊接性。其效果在ca量為0.0003％以上時(shí)得到。但是，ca量超過0.0030％時(shí)，與s結(jié)合而生成cas，使得耐腐蝕性變差。因此，在含有ca的情況下，設(shè)定為0.0003～0.0030％的范圍。優(yōu)選為0.0005～0.0020％的范圍。

b：0.0003～0.0030％

b是改善二次加工脆性的元素。其效果在b量為0.0003％以上時(shí)顯現(xiàn)。但是，b量超過0.0030％時(shí)，因固溶強(qiáng)化而使延展性降低。因此，在含有b的情況下，設(shè)定為0.0003～0.0030％的范圍。

以上，對(duì)本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼中的成分組成進(jìn)行了說明。

需要說明的是，本發(fā)明中的成分組成中，上述以外的成分為fe和不可避免的雜質(zhì)。

另外，對(duì)于本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼而言，將鋼的成分組成適當(dāng)?shù)乜刂茷樯鲜龇秶⑶以阝F焊前進(jìn)行控制了氣氛的熱處理，在鋼的表層部生成如下所述的氮富集層是極其重要的。

從表面至0.05μm的深度之間的氮濃度的峰值：0.03～0.30質(zhì)量％

在本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼中，生成從表面至0.05μm的深度之間的氮濃度的峰值為0.03～0.30質(zhì)量％的氮富集層。由此，能夠防止在釬焊處理時(shí)在鋼的表面生成cr等的氧化覆膜，結(jié)果，使用含ni釬料的情況下的釬焊性提高。

在此，在這樣的氮富集層中，n與鋼中的cr、nb、ti、al、v等結(jié)合，但對(duì)于由該氮富集層帶來的釬焊處理時(shí)的cr等的氧化覆膜的生成抑制機(jī)制，本發(fā)明人認(rèn)為如下。

即，通過形成氮富集層，在鋼的表層部存在的cr等與n結(jié)合，無法擴(kuò)散至表面。并且，該氮富集層成為屏障，比該氮富集層靠?jī)?nèi)側(cè)存在的cr等無法擴(kuò)散至表面。因此，鋼中的cr等不會(huì)擴(kuò)散至表面，結(jié)果使cr等的氧化覆膜的生成得到抑制。

在此，氮濃度的峰值低于0.03質(zhì)量％時(shí)，在釬焊處理時(shí)不能充分地防止鋼的表面的cr等的氧化覆膜的生成。另一方面，氮濃度的峰值超過0.30質(zhì)量％時(shí)，表層部硬化，容易產(chǎn)生因發(fā)動(dòng)機(jī)等的熱振動(dòng)使得翅板產(chǎn)生裂紋等缺陷。

因此，從表面至0.05μm的深度之間的氮濃度的峰值設(shè)定為0.03～0.30質(zhì)量％的范圍。優(yōu)選為0.05％～0.20質(zhì)量％的范圍。

需要說明的是，關(guān)于在此所述的從表面至0.05μm的深度之間的氮濃度的峰值，例如通過輝光放電發(fā)光分析在深度方向測(cè)定鋼的氮濃度，用從鋼表面至0.05μm的深度的氮濃度的最大值除以深度0.50μm處的氮濃度的測(cè)定值，使該值乘以通過化學(xué)分析求出的鋼的氮濃度，由此算出從表面至0.05μm的深度之間的氮濃度的峰值。

另外，在此所述的氮富集層是指使氮從鋼的表面滲透并使氮富集后的區(qū)域，在鋼的表層部形成，具體而言，在沿深度方向自鋼的表面起深度為約0.005μm～約0.05μm的區(qū)域形成。

接著，對(duì)本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼的優(yōu)選制造方法進(jìn)行說明。

將上述成分組成的鋼水利用轉(zhuǎn)爐、電爐、真空熔化爐等公知的方法進(jìn)行熔煉，通過連鑄法或者鑄錠-開坯法制成鋼原材(板坯)。

將該鋼原材在1100℃～1250℃下進(jìn)行1～24小時(shí)的加熱、或者不進(jìn)行加熱而直接進(jìn)行熱軋，制成熱軋板。對(duì)熱軋板通常在900℃～1100℃下實(shí)施1～10分鐘的熱軋板退火，但根據(jù)用途也可以省略熱軋板退火。

接著，對(duì)熱軋板實(shí)施冷軋與退火的組合，由此制成產(chǎn)品。

需要說明的是，為了提高形狀矯正和延伸性、彎曲性、沖壓成形性，冷軋優(yōu)選以50％以上的壓下率進(jìn)行。另外，冷軋-退火工藝可以反復(fù)進(jìn)行兩次以上。

在此，為了得到本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼，需要生成上述氮富集層，但該氮富集層的生成處理優(yōu)選在冷軋后的最終的退火(完工退火)時(shí)進(jìn)行。

這是因?yàn)?，該氮富集層的生成處理也可以在從鋼板切下?gòu)件后等、在與退火分開的工序中進(jìn)行，但如果在冷軋后的最終的退火(完工退火)時(shí)進(jìn)行，則能夠在不增加工序的情況下生成氮富集層，在制造效率方面變得有利。

以下，對(duì)該氮富集層的生成處理?xiàng)l件進(jìn)行說明。

露點(diǎn)：-20℃以下

露點(diǎn)超過-20℃時(shí)，在鋼的表面生成氧化覆膜，氣氛中的氮不會(huì)滲透至鋼，不生成氮富集層。因此，露點(diǎn)設(shè)定為-20℃以下。優(yōu)選為-30℃以下。進(jìn)一步優(yōu)選為-40℃以下。需要說明的是，對(duì)于下限沒有特別限定，通常為約-55℃。

處理氣氛中的氮?dú)鉂舛龋?體積％以上

處理氣氛中的氮?dú)鉂舛刃∮?體積％時(shí)，無法使充分量的氮滲透至鋼，不生成氮富集層。因此，處理氣氛中的氮?dú)鉂舛仍O(shè)定為5體積％以上。優(yōu)選為10體積％以上。需要說明的是，作為氮?dú)庖酝獾奶幚須夥沼嗔?，?yōu)選設(shè)定為選自氫氣、氦氣、氬氣、氖氣、co、co2中的一種以上。需要說明的是，處理氣氛中的氮?dú)鉂舛瓤梢詾?00體積％。

處理溫度：900℃以上

處理溫度低于900℃時(shí)，處理氣氛中的氮不會(huì)滲透至鋼，不生成氮富集層。因此，處理溫度設(shè)定為900℃以上。優(yōu)選為950℃以上。但是，處理溫度超過1100℃時(shí)，鋼發(fā)生變形，因此，處理溫度優(yōu)選設(shè)定為1100℃以下。更優(yōu)選為1050℃以下。

另外，處理時(shí)間優(yōu)選設(shè)定為5～3600秒的范圍。這是因?yàn)?，處理時(shí)間少于5秒時(shí)，處理氣氛中的氮不會(huì)充分地滲透至鋼，另一方面，多于3600秒時(shí)，其效果飽和。優(yōu)選為30～300秒的范圍。

以上，對(duì)氮富集層的生成處理?xiàng)l件進(jìn)行了說明，但為了生成期望的氮富集層，不僅是上述氮富集層的生成處理?xiàng)l件，適當(dāng)?shù)乜刂谱罱K的退火中的加熱條件(即氮富集層的生成處理前的加熱條件)也是重要的。

最終的退火的加熱時(shí)的600℃～800℃的溫度范圍內(nèi)的氣氛的露點(diǎn)：-20℃以下

最終的退火時(shí)的加熱時(shí)，從600℃至800℃為止的溫度范圍內(nèi)的氣氛的露點(diǎn)高時(shí)，在鋼表面生成氧化物。這樣的氧化物在上述氮富集層的生成處理時(shí)會(huì)阻礙氣氛中的氮侵入鋼中。因此，在鋼表面存在這樣的氧化物時(shí)，即使適當(dāng)?shù)乜刂频患瘜拥纳商幚項(xiàng)l件，鋼的表層的氮化也不會(huì)進(jìn)行，難以生成期望的氮富集層。因此，最終的退火的加熱時(shí)的600℃～800℃的溫度范圍內(nèi)的氣氛的露點(diǎn)設(shè)定為-20℃以下。優(yōu)選為-35℃以下。需要說明的是，對(duì)于下限沒有特別限定，通常為約-55℃。

另外，在最終的退火(完工退火)后，可以通過通常的酸洗、研磨進(jìn)行脫氧化皮，從制造效率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選進(jìn)行刷輥、研磨粉、噴丸等的機(jī)械性磨削，接著應(yīng)用在硝酸-鹽酸溶液中進(jìn)行酸洗的高速酸洗工藝，從而進(jìn)行脫氧化皮。

需要說明的是，在最終的退火(完工退火)時(shí)進(jìn)行氮富集層的生成處理的情況下，為了使所生成的氮富集層不被除去，應(yīng)調(diào)節(jié)酸洗量、研磨量，對(duì)這點(diǎn)需要注意。

實(shí)施例

將形成為表1所示的成分組成的鋼在50kg小型真空熔化爐中進(jìn)行熔煉。將這些鋼塊在利用ar氣體吹掃后的爐內(nèi)加熱至1150℃，然后實(shí)施熱軋，從而制成3.5mm厚的熱軋板。接著，對(duì)這些熱軋板實(shí)施1030℃×1分鐘的熱軋板退火，對(duì)表面進(jìn)行玻璃微珠的噴丸處理，然后，在溫度為80℃的200g/l硫酸溶液中浸漬120秒后，在由150g/l硝酸和30g/l氫氟酸構(gòu)成的溫度為55℃的混合酸中浸漬60秒，由此進(jìn)行酸洗，進(jìn)行脫氧化皮。

然后，冷軋至板厚為0.8mm，在表2所示的條件下進(jìn)行退火，得到冷軋退火板。需要說明的是，除no.13和no.16以外，將該退火時(shí)的200℃以上的溫度范圍的全部加熱過程和冷卻過程中的氣氛氣體設(shè)定為與表2所示的氮富集層的生成處理相同的氣氛氣體。另外，在no.13和no.16中，將該退火時(shí)的200℃～800℃的加熱過程中的氣氛氣體設(shè)定為100％h2氣體氣氛，將除此以外的溫度范圍的加熱過程和至200℃為止的冷卻過程中的氣氛氣體設(shè)定為與表2所示的氮富集層的生成處理相同的氣氛氣體。

需要說明的是，將外觀為深黃色或藍(lán)色的試樣判斷為生成了厚的氧化覆膜，在溫度為55℃的由150g/l硝酸和5g/l鹽酸構(gòu)成的混酸溶液中，改變電解時(shí)間來進(jìn)行兩次+20a/dm²→-20a/dm²的電解酸洗。

對(duì)于這樣得到的冷軋退火板，以下述方式進(jìn)行(1)延展性的評(píng)價(jià)和(2)氮富集層的氮濃度的測(cè)定。

另外，對(duì)于這些冷軋退火板，進(jìn)行利用含ni釬料的釬焊，對(duì)于釬焊處理后的冷軋退火板，進(jìn)行(3)耐腐蝕性的評(píng)價(jià)，并且進(jìn)行(4)釬焊性的評(píng)價(jià)。該(4)釬焊性的評(píng)價(jià)通過(a)釬料向間隙部的滲透性和(b)釬焊部的接合強(qiáng)度來進(jìn)行，分別以下述方式進(jìn)行。

(1)延展性的評(píng)價(jià)

從上述各冷軋退火板上，與軋制方向成直角地裁取jis13b號(hào)拉伸試驗(yàn)片，依照jisz2241進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，按照下述基準(zhǔn)評(píng)價(jià)延展性。將評(píng)價(jià)結(jié)果示于表2中。

○(合格)：斷裂伸長(zhǎng)率為20％以上

×(不合格)：斷裂伸長(zhǎng)率小于20％

(2)氮富集層的氮濃度的測(cè)定

利用輝光放電發(fā)光分析(以下記為gds)對(duì)各冷軋退火板的表面進(jìn)行分析。首先，制作改變了從表層起的濺射時(shí)間的試樣，利用sem對(duì)其斷面進(jìn)行觀察，制作濺射時(shí)間與深度的關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

另外，在從鋼表面濺射至0.50μm的深度的同時(shí)測(cè)定氮濃度。在此，在0.50μm的深度處，cr、fe的測(cè)定值達(dá)到恒定，將該深度處的氮濃度的測(cè)定值作為母材(鋼基)的氮濃度。

然后，用從鋼表面至0.05μm的氮濃度的測(cè)定值中最高的峰值(最大值)除以深度0.50μm處的氮濃度的測(cè)定值，使該值乘以通過化學(xué)分析求出的鋼的氮濃度，將由此得到的值作為從表面至0.05μm的深度之間的氮濃度的峰值。將這些值示于表2中。

(3)耐腐蝕性的評(píng)價(jià)

使用釬焊處理后的各冷軋退火板，從未附著釬料的部分裁取20mm見方的試驗(yàn)片，將該試驗(yàn)片殘留11mm見方的測(cè)定面，利用密封材料包覆。接著，將該試驗(yàn)片浸漬在30℃的3.5％nacl溶液中，除了nacl的濃度以外，依照jisg0577實(shí)施耐腐蝕性試驗(yàn)，測(cè)定點(diǎn)蝕電位vc'100并按照下述基準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。將評(píng)價(jià)結(jié)果示于表2中。

○(合格)：點(diǎn)蝕電位vc'100為100(mvvssce)以上

×(不合格)：點(diǎn)蝕電位vc'100小于100(mvvssce)

(4)釬焊性的評(píng)價(jià)

(a)釬料向間隙部的滲透性

如圖1所示，對(duì)于各冷軋退火板，切下30mm見方和25mm×30mm的板，將該兩張板重疊，以一定的扭矩力(170kgf)用夾緊夾具緊固后，在單側(cè)的端面涂布1.2g的釬料，在重疊后的板的側(cè)面部通過目測(cè)確認(rèn)在釬焊處理后釬料以何種程度滲透至板間，按照下述基準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。將評(píng)價(jià)結(jié)果示于表2中。需要說明的是，圖中，符號(hào)1為冷軋退火板、2為釬料。

◎(合格、特別優(yōu)良)：釬料滲透至涂布有釬料的相反側(cè)的端部

○(合格)：釬料的滲透為兩張板的重疊長(zhǎng)度的50％以上且小于100％

△(不合格)：釬料的滲透為兩張板的重疊長(zhǎng)度的10％以上且小于50％

×(不合格)：釬料的滲透小于兩張板的重疊長(zhǎng)度的10％

(b)釬焊部的接合強(qiáng)度

如圖2所示，將在中央分割開的jis13號(hào)b拉伸試驗(yàn)片彼此重疊5mm，利用夾緊夾具夾住，在單側(cè)的重疊部涂布0.1g的釬料后進(jìn)行釬焊處理。釬焊后，在常溫下進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，按照下述基準(zhǔn)評(píng)價(jià)釬焊部的接合強(qiáng)度。將評(píng)價(jià)結(jié)果示于表2中。需要說明的是，圖中，符號(hào)3為拉伸試驗(yàn)片。

◎(合格、特別優(yōu)良)：即使在母材的拉伸強(qiáng)度的95％以上時(shí)釬焊部也沒有斷裂(母材部分?jǐn)嗔?

○(合格)：在母材的拉伸強(qiáng)度的95％以上時(shí)釬焊部斷裂

△(不合格)：在母材的拉伸強(qiáng)度的50％以上且小于95％時(shí)釬焊部斷裂

×(不合格)：在小于母材的拉伸強(qiáng)度的50％時(shí)釬焊部斷裂

需要說明的是，上述釬焊性的評(píng)價(jià)中，均使用作為代表性的含ni釬料的jis標(biāo)準(zhǔn)：bni-5(在ni基質(zhì)中19％cr-10％si)作為釬料。另外，釬焊在密封的爐內(nèi)進(jìn)行。作為氣氛，分別在形成10^-2pa的高真空氣氛的情況下以及在形成高真空后封入ar而形成壓力為100pa的ar載氣氣氛的情況下進(jìn)行。此外，熱處理溫度模式設(shè)定為：進(jìn)行升溫溫度為10℃/s、均熱時(shí)間1(使整體的溫度均勻的工序)為1060℃×1800s、升溫溫度為10℃/s、均熱時(shí)間2(實(shí)際上在釬料的熔點(diǎn)以上的溫度下進(jìn)行釬焊的工序)為1170℃×600s的處理，然后進(jìn)行爐冷，溫度下降至200℃時(shí)，利用外氣(大氣)進(jìn)行吹掃。

由表2可知，發(fā)明例no.1～16中，釬料向間隙部的滲透性均良好、釬焊部的接合強(qiáng)度也均良好。因此，在這些發(fā)明例中，即使在使用含ni釬料的情況下也顯示出良好的釬焊性。另外，在這些發(fā)明例中，耐腐蝕性、延展性也良好。

與此相對(duì)，成分組成、氮濃度的峰值在適當(dāng)范圍外的比較例no.17～23中，沒有得到良好的釬焊性或耐腐蝕性。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

根據(jù)本發(fā)明，可以得到適合在通過釬焊組裝的廢熱回收器、egr冷卻器的熱交換器構(gòu)件等中使用的鐵素體系不銹鋼，因此，在產(chǎn)業(yè)上極其有用。

符號(hào)說明

1冷軋退火板

2釬料

3拉伸試驗(yàn)片