[发明专利]含锗不锈钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种含锗不锈钢，特别是一种以铁与铬为主要组成元素，添加不同份量的锗所制成的含锗不锈钢。

背景技术

随着工业技术的发展，在生活用品、工具与设施上金属已经是不可或缺的重要材料。然而只要是金属材料，就会面临到在使用环境中产生腐蚀，导致性质退化的老化与劣化问题，不仅造成使用上的不便，更会发生严重环境污染与工安意外，威胁大众的生命安全。

减少金属腐蚀的措施是增加合金的抗腐蚀能力，工业上常见的方法，有使用抗蚀的不锈钢、表面涂层、阳极保护、和阴极防蚀等。而根本的方式，便是使用不锈钢来面对腐蚀的环境。而由于使用需求的不同，在不同的环境下，使用不同特性的不锈钢，因此不锈钢发展了许多不同的分支。

若以添加元素的不同来分类，即为以不同的镍铬合金元素含量变化分类，可分成铬系、铬镍系、铬镍锰系与低铬系四种不锈钢系，各项分类特性如下所列：

(1)铬系：400系为主，不含镍或含镍量小于2.5wt％，包括麻田散铁(马氏体，Martensite)不锈钢和肥粒铁(Ferrite)型不锈钢皆属此型。

(2)铬镍系：300系沃斯田铁(奥氏体，Austenite)不锈钢与600系析出硬化不锈钢为主，利用加入镍保持稳定的沃斯田铁组织，是市面上最常见的不锈钢。

(3)铬镍锰系：200系为主，主要是把300系列中镍改用廉价的锰来取代，为另一种较廉价的沃斯田铁不锈钢。

(4)低铬系：500系为主，铬含量只有4至6wt％，实际上不能称为不锈钢，其价格低廉，主要用于石化业。

然而不锈钢分类还有很多种方式，若以组织结构来分类，则可以分成五大类：沃斯田铁系、肥粒铁系、麻田散铁系、析出硬化系及双相系不锈钢。不锈钢的合金含量依不同种类会有不同的配比，使其耐蚀性质与机械性质皆有所差异，所以厘清不锈钢中添加合金元素，对于性能的影响是很重要的，例如铬与镍能增加耐蚀性；添加铌与钛能减少粒间腐蚀现象，以及添加铝增进机械性质等。

常见的不锈钢，是以含有大量镍的沃斯田铁系不锈钢为主，镍是一种FCC相稳定剂，借着添加镍，就可以将不锈钢转变成机械性质较佳的FCC结构，使不锈钢的泛用性大增。如304不锈钢，由于有高抗蚀能力、高延展性、也有不错的焊接性，所以可以应用在几乎任何一种环境。然而镍元素由于价昂，再加上不锈钢产量一直呈现增加的趋势，带动全球镍需求急速上升,如此容易造成镍价左右着不锈钢成本与销量的趋势。因此，近年来不锈钢的研究，渐渐转为以其他微量元素取代镍元素，期待能够在不添加镍元素、且较低廉的成本的情况下，拥有高抗腐蚀能力，以及更好的焊接与加工成形性的不锈钢。

因此，所选择添加的微量元素必须具有较低廉的成本，且能够得到比添加镍更好的特性，例如拥有高抗腐蚀能力，以及更好的焊接与加工成形性等特性。但除此之外，以在氯离子环境来讲，习用的不锈钢成分所制成的不锈钢往往会受到腐蚀出现一个或一个以上的孔蚀(pitting)出来，因此非常不适用于海洋的环境中，故若能够藉由不同的不锈钢成分来生成不亦被腐蚀出一个或一个以上的洞的耐孔蚀合金，如此应为一最佳解决方案。

发明内容

本发明目的在于提供一种在海洋环境中拥有高抗腐蚀能力的含锗不锈钢。

本发明提供的一种含锗不锈钢，将一原料制成一含锗的肥粒铁不锈钢材料，该原料的组成成分包含：16～25wt％的铬、0.1～1wt％的锰、0.1～1wt％的硅、不低于0.1wt％的锗以及其余重量百分比的铁。

该含锗不锈钢经过一氯化钠溶液浸泡后，会产生无孔蚀现象。

其中：锗优选不小于6wt％；更优选6～12wt％。

本发明还提供一种含锗不锈钢，将一原料制成一含锗的肥粒铁不锈钢材料，该原料的组成成分包含：18～20wt％的铬、0.5～0.9wt％的锰、0.3～8wt％的硅、0.1～9wt％的锗以及其余重量百分比的铁。

其中，锗优选3～9wt％；更优选6～9wt％；锗的范围具体为6.26～8.72wt％。

本发明进一步提供一种含锗不锈钢，将一原料制成一含锗的肥粒铁不锈钢材料，该原料的组成成分包含：0～16wt％的铬、0.1～1wt％的锰、0.1～1wt％的硅、0.1～20wt％的锗以及其余重量百分比组成的铁。

本发明以上所述含锗不锈钢经过氯化钠溶液浸泡后，均没有产生孔蚀现象，适用于海洋环境中。

附图说明

图1：获得本发明含锗不锈钢的流程示意图。

图2：本发明含锗不锈钢的XRD分析示意图。