[发明专利]铁素体合金

说明书

一种铁素体合金，所述铁素体合金包含以重量％[wt％]计的以下元素：C 0.01至0.1；N：0.001至0.1；O：≤0.2；Cr 4至15；Al 2至6；Si 0.5至3；Mn：≤0.4；Mo+W≤4；Y≤1.0；Sc、Ce、La和/或Yb≤0.2；Zr≤0.40；RE≤3.0；余量为Fe和常规出现的杂质，并且还必须满足以下等式：0.014≤(Al+0.5SQ(Cr+10Si+0.1)≤0.022。

技术领域

本公开涉及一种如权利要求1的前序部分所述的铁素体合金。本公开还涉及所述铁素体合金的用途以及涉及由其制造的制品或涂层。

背景技术

铁素体合金、例如包含铬(Cr)含量为15-25重量％和铝(Al)含量为3-6重量％的FeCrAl合金，是众所周知的，原因是其具有以下能力：即，当处于900℃至1300℃之间的温度时，会形成保护性α-氧化铝(Al₂O₃)、氧化铝、氧化皮(scale)。形成且保持氧化铝氧化皮的Al含量的下限随接触条件而变化。然而，在较高温度下，Al含量水平过低的影响是Al的选择性氧化将失效，并且将形成不太稳定且保护性较少的基于铬和铁的氧化皮。

普遍认为，如果处于低于约900℃的温度下，则FeCrAl合金通常不会形成保护性α-氧化铝层。已经多次尝试优化FeCrAl合金的组成，使其在低于约900℃的温度下将形成保护性α-氧化铝。然而，总体而言，这些尝试并不是非常成功，因为氧和铝向氧化物-金属界面的扩散在较低温度下会相对较慢，从而氧化铝氧化皮的形成速率会较低，这意味着将存在以下风险，即严重腐蚀侵蚀和形成不太稳定的氧化物。

在较低温度即低于900℃的温度下出现的另一个问题是，由FeCrAl合金体系中Cr的低温混溶间隙引起的长期脆化现象。在550℃下，Cr含量高于约12重量％时存在混溶间隙。最近，为了避免这种现象，已经开发出具有约10-12重量％Cr的较低Cr含量的合金。已经发现这类合金在受控且低压O₂的熔融铅中表现非常好。

EP 0 475 420涉及一种快速凝固的铁素体合金箔，其基本上由以下组成：Cr，Al，约1.5-3重量％的Si，和REM(Y、Ce、La、Pr、Nd)，余量为Fe和杂质。所述箔还可含有约0.001-0.5重量％的至少一种选自Ti、Nb、Zr和V的元素。所述箔具有不大于约10μm的晶粒尺寸。EP075 420讨论了添加Si以改善合金熔体的流动特性，但由于延展性降低，取得了有限的成功。

EP 0091 526涉及耐热循环氧化且可热加工的合金，更具体地，涉及含有稀土添加物的铁-铬-铝合金。在氧化中，所述合金将产生在催化转化器表面上所需的晶须纹理氧化物。然而，所得合金不能提供耐高温性。

因此，仍然需要进一步改善铁素体合金的耐腐蚀性，以使得其可以在高温条件期间用于腐蚀性环境。本公开的方面是要解决或至少减少上述问题。

发明内容

因此，本公开涉及一种铁素体合金，所述铁素体合金将提供良好抗氧化性和优异延展性的结合，所述铁素体合金包含以重量％(wt％)计的以下组成：

C 0.01至0.1；

N：0.001-0.1；

O：≤0.2；

Cr 4至15；

Al 2至6；

Si 0.5至3；

Mn：≤0.4；

Mo+W≤4；

Y≤1.0；

Sc、Ce、La和/或Yb≤0.2；

Zr≤0.40；

RE≤3.0；