钎焊用铁素体系不锈钢材及热交换器部件
2020-01-08

钎焊用铁素体系不锈钢材及热交换器部件

本发明提供一种作为热交换器部件的,暴露于高温钎焊时可防止粗粒化的铁素体系不锈钢材。该钢材按质量%计含有:C:0.03%以下、Si:大于0.1%且小于等于3%、Mn:0.1~2%、Cr:10~35%、Nb:0.2~0.8%、N:0.03%以下,根据需要含有Mo、Cu、V及W的一种以上合计4%以下,或进一步含有Ti及Zr的1种以上合计0.5%以下,或进一步含有Ni及Co的一种以上合计5%以下,或进一步含有Al:6%以下、REM(稀土类元素):0.2%以下、Ca:0.1%以下的一种以上,其余为Fe及不可避免的杂质,具有通过冷加工后的加热生成的再结晶晶粒的面积率为10~80%的部分再结晶组织。

在EGR系统中,需要有把排气冷却至可循环的温度的装置。这就是EGR冷却器。

从板厚Imm的试验钢板切取IOmmX20mm的钎焊试样,每个钢种各2片。在将其中I片试样水平放置的状态下,在其整个表面以0.5_厚涂布糊状钎焊料。在其上重叠另一片试样,构成由试样/钎焊料/试样的3层形成的层叠体,将其保持水平直接放入真空炉内,在真空拉伸后于1175°C加热30分钟。冷却后取出层叠体,观察上面重叠的(未涂布Ni钎焊料的)试样表面,通过将表面中被钎焊料润湿的面积用试样表面的整个面积除,由此求出钎焊料被覆率。将钎焊料被覆率为50%以上的评价为A,20%以上且不足50%的评价为B,不足20%的评价为C,评价为A和B的为合格。还有,钎焊料使用19质量%Cr-1O质量%S1-71质量%Ni组成的钎焊料(相当于JISZ3265的BNi_5的钎焊料)。

Mo、Cu、V、W主要也通过固溶强化而有助于高温强度的提高。因此,根据需要,可含这些元素的I种以上。特别是,将这些元素的合计含量确保在0.05%以上是更有效的。然而,当这些元素过量添加时,对热加工性有不良影响。另外,也是阻碍低温韧性的重要原因。各种研究的结果表明,添加Mo、Cu、V、W的一种以上时,其合计含量必需控制在4%以下。

其次,对成分元素加以说明。成分组成中的“%”,除特别加以说明的以外均意指

图4为例示铁素体系不锈钢材在再结晶热处理后的断面组织及对这些材料实施了相当于钎焊的热处理的场合的断面组织的光学显微镜照片。

图5为例示铁素体系不锈钢材的再结晶热处理温度与伸长率及实施了相当于钎焊的热处理后的结晶粒度G的关系的图。

这种热交换器由外筒、隔板、通气管或进一步在通气管内称作散热片的金属部件而构成,这些部件用钎焊接合。作为钎焊料,可以使用铜钎焊料、铜合金钎焊料、镍钎焊料、铁钎焊料等。但是,在EGR冷却器等中,热交换部件的入口侧的排气温度最高达800°C左右,出口侧的温度最高达200°C左右,故多采用耐高温氧化性及高温强度优良的镍焊料(JISZ3265的BN1-5、BN1-6等)。`

其次,对成分元素加以说明。成分组成中的“%”,除特别加以说明的以外均意指

另外,本发明提供如下的热交换器部件,其中,该部件是采用由JISZ3265规定的镍钎焊料、含Ni35质量%以上的镍钎焊料、由JISZ3262规定的铜钎焊料或铜合金钎焊料、以及铁钎焊料(含铁35质量%以上的钎焊料)的任何一种进行对上述钢材进行钎焊而成的部件,该钢材的铁素体晶粒不贯穿壁厚并且平均晶体粒径在500μm以下的热交换器部件。具体地,可以例示出构成回收排气热的热交换器的外筒、隔板、通气管等。另外,特别是采用由JISZ3265规定的镍钎焊料、或含Ni35质量%以上的镍钎焊料进行钎焊而成的汽车的EGR冷却器部件为合适的对象。 平均结晶粒径,通过在钢材的壁厚方向及上述冷加工方向的垂直断面(L断面)的金属组织中,测定各个铁素体晶粒面积,算出相当于圆的直径,采用这些相当于圆的直径的平均值。观察区域为连续的Imm2以上的区域。可采用图像处理装置进行测定。

这种热交换器由外筒、隔板、通气管或进一步在通气管内称作散热片的金属部件而构成,这些部件用钎焊接合。作为钎焊料,可以使用铜钎焊料、铜合金钎焊料、镍钎焊料、铁钎焊料等。但是,在EGR冷却器等中,热交换部件的入口侧的排气温度最高达800°C左右,出口侧的温度最高达200°C左右,故多采用耐高温氧化性及高温强度优良的镍焊料(JISZ3265的BN1-5、BN1-6等)。`

专利文献 专利文献1:特开2003-193205号公报