[发明专利]焊接部的低温韧性优异的添加TI和NB的铁素体不锈钢

说明书

根据本发明的一个实施方案的焊接部的低温韧性优异的添加Ti和NB的铁素体不锈钢以重量计包含：0.004％至0.015％的C、0.004％至0.015％的N、0.01％至0.7％的Si、0.01％至0.7％的Mn、0.0001％至0.04％的P、0.0001％至0.005％的S、10％至30％的Cr、0.005％至0.04％的Al、0.1％至0.5％的Ti、0.1％至0.6％的Nb、0.0001％至0.003％的Ca，以及余量的铁(Fe)和其他不可避免的杂质，铁素体不锈钢满足下式(1)，其中基于Al‑Ca‑Ti‑Mg‑O的氧化物和包含该氧化物的Ti‑Nb‑C‑N碳氮化物具有3μm至10μm的平均直径为和4/mm²或更大的分布密度。(1){(Ti+0.5*Nb)*(C+N)}/Al＞0.25。

技术领域

本公开涉及铁素体不锈钢，并且更具体地涉及具有优异的焊接区低温韧性的添加Ti、Nb的铁素体不锈钢。

背景技术

铁素体不锈钢的主要用途是用于汽车排气系统的零件。主要地，最终产品通过经由压制加工成形并将这些经加工的产品焊接，或者通过扩展焊接管并使焊接管成形来制造。因此，作为用于汽车排气系统的铁素体不锈钢的重要要求，提及了焊接区的加工特性。

铁素体不锈钢的焊接过程通常使用电弧热使基础金属熔化，并使熔化的金属迅速冷却以形成凝固组织，并且凝固组织的晶粒尺寸和形状对焊接区的可加工性具有重要影响。

特别地，用于汽车排气系统的焊接方法具有大的热输入和宽的范围，这增加了由于焊接区中的晶粒粗化而在随后加工期间开裂的可能性。此外，焊接区晶粒的粗化具有损害低温韧性特性的特性，并且特别地，存在在冬季加工产品期间焊接区裂纹的发生率快速增加的问题。

因此，发现有必要使熔化部的凝固组织细化以满足汽车排气系统零件的焊接区特性。

作为凝固组织细化技术，使用低温铸造法和电磁搅拌，而这些技术可以使基础材料的凝固组织细化，但对焊接期间熔化部的凝固组织的细化没有效果。

特别地，焊接区的凝固条件具有由于冷却速率比正常凝固条件的冷却速率更快而使得凝固组织变得粗化的特征，因此生长为柱状结晶是有利的。因此，可以通过促进非均匀成核以使焊接区的凝固组织细化。当在焊接期间再溶解的熔化部再凝固时，由于残留的氧化物而发生非均匀成核，这促进了等轴晶体的成核和生长，并且有望使凝固组织细化。

作为使用铁素体不锈钢的氧化物的非均匀成核的实例，现有文献1公开了使用基于Al-Mg的夹杂物使基础材料组织细化的技术。现有文献2公开了主要使用包含Ti和Ca的复合氧化物制造不锈钢的技术。此外，现有文献3公开了可以生产MgO和MgO-Al₂O₃以确保基础材料组织。

然而，以上现有文献1至3集中于基础材料的凝固组织的细化，而没有考虑用于焊接区的凝固组织的氧化物的组成或氧化物的尺寸的数目。特别地，在焊接区的情况下，与通常的铸造组织不同，熔化温度高，使得由于氧化物的再溶解可能失去效果，并且冷却速率快，使得需要对用于细化的氧化物的尺寸控制。因此，在现有文献的情况下，其不能被说是用于使焊接区的凝固组织细化的优选方法。

(现有文献1)韩国专利申请公开第10-2011-0074217号(于2011年6月30日公开)

(现有文献2)日本专利申请公开第2000-001715号(于2000年1月7日公开)

(现有文献3)日本专利申请公开第2001-254153号(于2001年9月18日公开)

发明内容

技术问题

本公开的实施方案旨在提供能够通过不锈钢的基础材料组织和焊接区的凝固组织的细化来改善焊接区的低温韧性的铁素体不锈钢。

技术方案