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公開番号2025107035
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-17
出願番号2024000745
出願日2024-01-05
発明の名称フェライト系ステンレス鋼板、電気加熱触媒用の部材、電気加熱触媒、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法および電気加熱触媒用の部材の製造方法
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C22C 38/00 20060101AFI20250710BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】高温での電気抵抗率が低く、優れた耐高温酸化性を有するとともに、低い熱膨張率を示すことが可能な、フェライト系ステンレス鋼板を提供する。
【解決手段】質量%で、C:0.001～0.030%、Si:0.01～1.50%、Mn:0.01～1.00%、P:0.050%以下、S:0.010%以下、Cr:15.00～25.00%、Al:2.50～5.50%、Ni:0.01～0.50%、Cu:0.15～1.50%、Nb:0.010～0.70%、Ti:0.01～0.30%、N:0.030%以下、REM:0.003～0.20%、B:0.0002～0.0050%、残部:Fe及び不純物からなり、式(1)を満足する、フェライト系ステンレス鋼板を採用する。
10Al+5Si-15Cu-0.5Cr≦25.0 …(1)
ただし、式(1)における元素記号は、各元素の含有量(質量%)を意味する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
鋼の化学成分が、質量％で、
Ｃ：０．００１～０．０３０％、
Ｓｉ：０．０１～１．５０％、
Ｍｎ：０．０１～１．００％、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０１０％以下、
Ｃｒ：１５．００～２５．００％、
Ａｌ：２．５０～５．５０％、
Ｎｉ：０．０１～０．５０％、
Ｃｕ：０．１５～１．５０％、
Ｎｂ：０．０１０～０．７０％、
Ｔｉ：０．０１～０．３０％、
Ｎ：０．０３０％以下、
ＲＥＭ：０．００３～０．２０％、
Ｂ：０．０００２～０．００５０％、
Ｚｒ：０～０．５０％、
Ｖ：０～０．５０％、
Ｓｎ：０～０．５０％、
Ｍｏ：０～２．５％、
Ｗ：０～２．０％、
Ｈｆ：０～０．５０％、
Ｍｇ：０～０．０１５％、
Ｃａ：０～０．０１５％、
Ｔａ：０～１．００％、
Ｓｂ：０～０．５０％、
Ｃｏ：０～１．００％、
残部：Ｆｅ及び不純物からなり、
式（１）を満足する、
フェライト系ステンレス鋼板。
１０Ａｌ＋５Ｓｉ－１５Ｃｕ－０．５Ｃｒ≦２５．０ …（１）
ただし、式（１）における元素記号は、各元素の含有量（質量％）を意味する。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
鋼の化学成分が、質量％で、
Ｚｒ：０．０１～０．５０％、
Ｖ：０．０１～０．５０％、
Ｓｎ：０．０１～０．５０％、
Ｍｏ：０．０１～２．５％、
Ｗ：０．０１～２．０％、
Ｈｆ：０．０１～０．５０％、
Ｍｇ：０．０００５～０．０１５％、
Ｃａ：０．０００５～０．０１５％、
Ｔａ：０．０１～１．００％、
Ｓｂ：０．０１～０．５０％、
Ｃｏ：０．０１～１．００％、のうち１種または２種以上を含有する、請求項１に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項３】
加熱温度６００℃で１時間加熱した場合に、鋼板の断面の５００ｎｍ×５００ｎｍの観察視野において、円相当径５ｎｍ以上の金属Ｃｕ相が２０個以上析出可能である、請求項１または請求項２に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項４】
１０００℃における四端子法による電気抵抗率が１．４０μΩ・ｍ以下である、請求項１または請求項２に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項５】
３０℃から１０００℃まで加熱した場合の熱膨張率が１．５０％以下である、請求項１または請求項２に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項６】
鋼の化学成分が、質量％で、
Ｃ：０．００１～０．０３０％、
Ｓｉ：０．０１～１．５０％、
Ｍｎ：０．０１～１．００％、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０１０％以下、
Ｃｒ：１５．００～２５．００％、
Ａｌ：２．５０～５．５０％、
Ｎｉ：０．０１～０．５０％、
Ｃｕ：０．１５～１．５０％、
Ｎｂ：０．０１０～０．７０％、
Ｔｉ：０．０１～０．３０％、
Ｎ：０．０３０％以下、
ＲＥＭ：０．００３～０．２０％、
Ｂ：０．０００２～０．００５０％、
Ｚｒ：０～０．５０％、
Ｖ：０～０．５０％、
Ｓｎ：０～０．５０％、
Ｍｏ：０～２．５％、
Ｗ：０～２．０％、
Ｈｆ：０～０．５０％、
Ｍｇ：０～０．０１５％、
Ｃａ：０～０．０１５％、
Ｔａ：０～１．００％、
Ｓｂ：０～０．５０％、
Ｃｏ：０～１．００％、
残部：Ｆｅ及び不純物からなり、
式（２）を満足し、
鋼板の断面の５００ｎｍ×５００ｎｍの観察視野において、円相当径５ｎｍ以上の金属Ｃｕ相が２０個以上存在する、フェライト系ステンレス鋼板。
１０Ａｌ＋５Ｓｉ－１５Ｃｕ－０．５Ｃｒ≦２５．０ …（２）
ただし、式（２）における元素記号は、各元素の含有量（質量％）を意味する。
【請求項７】
鋼の化学成分が、質量％で、
Ｚｒ：０．０１～０．５０％、
Ｖ：０．０１～０．５０％、
Ｓｎ：０．０１～０．５０％、
Ｍｏ：０．０１～２．５％、
Ｗ：０．０１～２．０％、
Ｈｆ：０．０１～０．５０％、
Ｍｇ：０．０００５～０．０１５％、
Ｃａ：０．０００５～０．０１５％、
Ｔａ：０．０１～１．００％、
Ｓｂ：０．０１～０．５０％、
Ｃｏ：０．０１～１．００％、のうち１種または２種以上を含有する、請求項６に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項８】
３０℃から１０００℃まで加熱した場合の熱膨張率が１．５０％以下である、請求項６または請求項７に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項９】
請求項６または請求項７に記載のフェライト系ステンレス鋼板よりなる、電気加熱触媒用の部材。
【請求項１０】
請求項９に記載の電気加熱触媒用の部材を備えた電気加熱触媒。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェライト系ステンレス鋼板、電気加熱触媒用の部材、電気加熱触媒、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法および電気加熱触媒用の部材の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンから排出された排ガス中の有害物質を処理する手段として、一般に、担体に担持された触媒が用いられている。ところで、エンジン始動時のように、触媒の温度が低く活性温度未満の状態では、触媒が十分に機能せず、排ガスが十分に浄化されない場合がある。この対策として、車載電源によって触媒を予熱することで、担体に担持された触媒をエンジン始動前またはエンジン始動時に活性温度まで昇温する電気加熱触媒（ＥＨＣ）の開発が進んでいる。
【０００３】
電気加熱触媒の加熱方式には二つの方式が知られている。第１の方式として、触媒が担持されたハニカム筒状の担体に、触媒加熱のための電気ヒーターを装着する方式がある。また、第２の方式として、触媒が担持された導電性の担体に通電することによって、担体を発熱させて触媒を加熱する方式がある。いずれの方式においても、消費電力が大きいなどの課題がある。そのため、電気加熱触媒を構成する部材には、高温での電気抵抗率が低いことが求められる。また、電気加熱触媒は高温の排ガスに接触することから、優れた耐高温酸化性を有することが求められる。更に、電気加熱触媒は１０００℃程度まで加熱されることから、低い熱膨張率を示すことが求められる。
【０００４】
下記特許文献１には、電気的に加熱可能な担体基材と、該担体基材の排ガス通路に形成され酸化物担体と該酸化物担体に担持された少なくとも貴金属とからなる触媒コート層と、該担体基材に通電することにより該担体基材を加熱する加熱手段と、を備えた電気加熱式触媒装置が記載されている。
【０００５】
下記特許文献２には、中心構造部材と、高温耐性を示す多数の薄金属合金ヒーターストリップを通る以外は各々が他の如何なるセグメントからも電気的に絶縁されているセグメント化された外側シェルと、から成る電気加熱可能触媒変換器用コアが記載されている。
【０００６】
下記特許文献３には、導電性の薄い金属ハニカム体にして、ハニカム体は電気絶縁されたコネクター板間を電気的並列接続で延びている渦巻き状に巻かれた複数の波型の薄い金属ストリップを備えるハニカム体が記載されている。
【０００７】
下記特許文献４には、少なくともその一方の表面を含ニッケル合金被覆材で被覆した領域を有し、そして酎火性金属酸化物で被覆した隣接領域を有するステンレス鋼薄条体が記載されている。
【０００８】
しかし、特許文献１～４には、高温での電気抵抗率が低く、優れた耐高温酸化性を有するとともに、低い熱膨張率を示す電気加熱触媒用の素材は、開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２００９－２７５５５９号公報
特開平５－２１２２９３号公報
特開平５－２６９３８９号公報
特開平３－１１８８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高温での電気抵抗率が低く、優れた耐高温酸化性を有するとともに、低い熱膨張率を示すことが可能な、フェライト系ステンレス鋼板、電気加熱触媒用の部材、電気加熱触媒、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法および電気加熱触媒用の部材の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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