具有莱夫斯相的抗氢铁素体钢制造技术

本发明专利技术涉及铁素体钢，其形成莱夫斯相。为了实现在≥400℃至≤700℃的温度范围内且在高度氧化条件，例如潮湿空气中具有高抗蠕变性和高抗腐蚀/抗氧化性，特别是还有高抗氢性、此外具有良好的可焊性、并且成本低廉和例如可用于高温应用，例如燃料电池，例如固体氧化物燃料电池(SOFC)的部件中的具有莱夫斯相的铁素体钢，所述钢除了铁之外还包含基于所述钢的总重量计≥16.0重量％至≤19.0重量％的铬，≥0.3重量％至≤1.5重量％的铌，>0.1重量％至≤0.6重量％的钛，≥0.1重量％至≤2.0重量％的硅和>0.2重量％至≤4.0重量％的铝。此外，本发明专利技术还涉及其生产方法、其用途和配备有其的装置。置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有莱夫斯相的抗氢铁素体钢
[0001]本专利技术涉及铁素体钢、其生产方法、其用途和配备有其的装置。
现有技术
[0002]许多不同的钢已知被用于各种不同的应用。
[0003]但是，对于在高温，特别是400℃至700℃的高温下和在高度氧化条件下，例如潮湿空气中的应用，例如对于用于固体氧化物燃料电池(SOFC；英语：Solid Oxide Fuel Cell)的金属部件和/或加热锅炉中的应用，仍进一步研究为此合适的钢。
[0004]文献102006007598A1涉及用于工作温度为600℃至1000℃的高温燃料电池的铁素体钢。
[0005]专利技术公开
[0006]本专利技术的主题是铁素体钢，其形成莱夫斯相，并且包含基于所述钢的总重量计：
[0007]‑
≥16.0重量％至≤19.0重量％的铬，
[0008]‑
≥0.3重量％至≤1.5重量％的铌，
[0009]‑
>0.1重量％至≤0.6重量％的钛，
[0010]‑
≥0.1重量％至≤2.0重量％的硅，和
[0011]‑
>0.2重量％至≤4.0重量％的铝，
[0012]以及形成其它一个成分或其它多个成分的铁和任选下面段落中进一步提到的元素。
[0013]此外，所述钢可以任选地包含在实施方案的上下文中解释的其它元素以及在钢生产中不可避免的其它元素和/或由熔融引起的常见杂质。
[0014]莱夫斯相可特别被理解为金属间相，其包含六方C14或C36结构或立方C15结构。莱夫斯相的存在可以例如在切片中，例如通过X射线分析和/或通过扫描电子显微镜来检测。
[0015]根据本专利技术的钢的特征有利地在于，其在≥400℃至≤700℃的温度范围内和在高度氧化条件下，例如在该温度范围内的潮湿空气中具有高抗蠕变性和高抗腐蚀性，特别是高抗氧化性，特别是还有高抗氢性以及具有良好的可焊性，此外成本低廉和例如可用于高温应用，例如在≥400℃至≤700℃的温度范围内，例如燃料电池，例如固体氧化物燃料电池(SOFC)的部件中。
[0016]通过根据本专利技术的铌和钛含量，可以有利地诱发莱夫斯相的形成，并且通过莱夫斯相，可以形成跨越晶界的网络，由此可以有利地提高机械稳定性和特别是抗蠕变性。此外，通过铌和钛，可以以碳化物的形式结合碳，由此有利地一方面提高可焊性，另一方面可以避免在晶界处不希望地形成碳化铬。通过避免不希望地形成碳化铬，又可以有利地一方面提高抗腐蚀性，特别是抗氧化性，另一方面也可以避免脆化，这又可以对机械稳定性产生有利的影响。
[0017]通过根据本专利技术的硅含量，可以有利地促进莱夫斯相的形成并且因此可以提高其体积比例，由此可以有利地进一步增加机械稳定性和特别是抗蠕变性。
[0018]通过根据本专利技术的铬和铝含量，可以有利地以成本低廉的方式形成含氧化铬和氧
化铝的抗腐蚀/抗氧化保护层，例如以不同氧化物的混合物的形式，由此又有利地提高抗腐蚀性，特别是抗氧化性，并且可以有利地特别还实现高抗氢性。在此，(氧化物)保护层可以有利地，特别是通过铝，用作针对氢的扩散阻挡层，并且既有效地防止可能的氢脆又有效地防止加速腐蚀，该加速腐蚀可能由例如在燃料电池中所谓的双气氛腐蚀的范畴中的钢中的氢引起。在此，铬和铝的材料成本以及生产成本都可以保持为低，例如通过避免额外施加的保护层。此外，通过根据本专利技术的铝含量，可以避免保护层剥落并且不损害钢的可焊性。根据本专利技术的铬和铝含量还有利地使保护层能够在钢焊接时溶解，从而可以通过焊接接头来实现高导电性。通过根据本专利技术的铬含量，还可以避免在高温下在具有较高铬含量的钢中发生的脆化，这又同样可以对机械稳定性产生有利的影响。
[0019]例如，所述钢可以包含基于所述钢的总重量计>0.2重量％至≤3.0重量％，特别是>0.2重量％至≤2.0重量％，例如>0.2重量％至≤1.5重量％的铝。例如，所述钢可以包含基于所述钢的总重量计>0.2重量％至<4.0重量％，特别是>0.2重量％至<3.0重量％，例如>0.2重量％至<2.0重量％，例如>0.2重量％至<1.5重量％的铝。
[0020]在一个实施方案中，所述钢可以包含基于所述钢的总重量计≥0.5重量％至≤4.0重量％，特别是≥0.5重量％至≤3.0重量％，例如≥0.5重量％至≤2.0重量％，例如≥0.5重量％至≤1.5重量％的铝。例如，所述钢在此可以包含基于所述钢的总重量计≥0.5重量％至<4.0重量％，特别是≥0.5重量％至<3.0重量％，例如≥0.5重量％至<2.0重量％，例如≥0.5重量％至<1.5重量％的铝。例如，所述钢在此可以包含基于所述钢的总重量计>0.5重量％至<4.0重量％，特别是>0.5重量％至<3.0重量％，例如>0.5重量％至<2.0重量％，例如>0.5重量％至<1.5重量％的铝。因此，可以有利地以成本低廉的方式实现在≥400℃至≤700℃的温度范围内和在高度氧化条件下，例如在潮湿空气中的高抗腐蚀性，特别是抗氧化性，特别是还有高抗氢性，以及良好的可焊性和还实现具有高导电性的焊接接头的形成。
[0021]在另一个实施方案中，所述钢可以包含基于所述钢的总重量计≥0.1重量％至≤1.5重量％的硅。特别地，所述钢可以还包含基于所述钢的总重量计≥0.2重量％至≤1.0重量％，例如≥0.3重量％至≤1.0重量％的硅。因此可以有利地以成本低廉的方式促进莱夫斯相的高体积比例并且因此进一步改进抗蠕变性和抗腐蚀性。
[0022]例如，所述钢可以包含基于所述钢的总重量计>0.1重量％至≤2.0重量％或≤1.5重量％，例如>0.1重量％至<2.0重量％或<1.5重量％的硅。例如，所述钢可以包含基于所述钢的总重量计>0.2重量％至≤1.0重量％，例如>0.2重量％至<1.0重量％的硅。例如，所述钢可以包含基于所述钢的总重量计>0.3重量％至≤1.0重量％，例如>0.3重量％至<1.0重量％的硅。
[0023]在另一个实施方案中，所述钢可以包含基于所述钢的总重量计≥0.3重量％至≤1.0重量％的铌。因此，可以有利地以成本低廉的方式进一步改进在≥400℃至≤700℃的温度范围内和在高度氧化条件下，例如在潮湿空气中的抗蠕变性和抗腐蚀性，特别是抗氧化性，以及可焊性和还有具有高导电性的焊接接头的形成。
[0024]例如，所述钢可以包含基于所述钢的总重量计>0.3重量％至≤1.0重量％，例如>0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.铁素体钢，其形成莱夫斯相，并且包含基于所述钢的总重量计：
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≥16.0重量％至≤19.0重量％的铬，
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≥0.3重量％至≤1.5重量％的铌，
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>0.1重量％至≤0.6重量％的钛，
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≥0.1重量％至≤2.0重量％的硅，和
‑
>0.2重量％至≤4.0重量％的铝，以及形成其它成分的铁和任选锰和/或碳和/或铈和/或钼和/或钨和/或钽和/或铜和/或钴和/或铪和/或镧和/或钪和/或钇。2.根据权利要求1所述的钢，其中所述钢包含基于所述钢的总重量计≥0.5重量％至≤4.0重量％，特别是≥0.5重量％至<2.0重量％的铝。3.根据权利要求1或2所述的钢，其中所述钢包含基于所述钢的总重量计≥0.1重量％至≤1.5重量％，特别是≥0.2重量％至≤1.0重量％的硅。4.根据权利要求1至3中任一项所述的钢，其中所述钢包含基于所述钢的总重量计≥0.3重量％至≤1.0重量％的铌。5.根据权利要求1至4中任一项所述的钢，其中所述钢还包含基于所述钢的总重量计≥0.1重量％至≤1.0重量％，特别是≥0.2重量％至≤0.8重量％的锰。6.根据权利要求1至5中任一项所述的钢，其中所述钢包含基于所述钢的总重量计<0.10重量％，尤其是<0.05重量％的碳。7.根据权利要求1至6中任一项所述的钢，其中所述钢还包含基于所述钢的总重量计>0.0重量％至≤0.1重量％的铈。8.根据权利要求1至7中任一项所述的钢，其中所述钢还包含基于所述钢的总重量计：
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>0.0重量％至≤5.0重量％的钼和/或
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>0.0重量％至≤3.0重量％的钨和/或
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>0.0重量％至≤1.0重量％的钽和/或
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>0.0重量％至≤2.0重量％的铜和/或
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>0.0重量％至≤2.0重量％的钴和/或
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>0.0重量％至≤1.0重量％的铪和/或
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>0.0重量％至≤1.0重量％的镧和/或
‑
>...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：