[发明专利]铁素体系不锈钢

说明书

本发明涉及铁素体系不锈钢，其特征在于，以重量％计，包含：C：0.003～0.012％、N：0.003～0.015％、Si：0.05～0.15％、Mn：0.3～0.8％、Cr：20～24％，Mo：0.1～0.4％、Nb：0.1～0.7％、Ti：0.03～0.1％、余量的Fe及不可避免的杂质，并满足下式，式：Nb+Mn≥8Si(Nb、Mn、Si分别为相应成分的重量％含量)。

技术领域

本发明涉及铁素体系不锈钢，更详细地，涉及在高温氧化环境中可以维持高电导率的铁素体系不锈钢。

背景技术

不锈钢具有优异的耐蚀性和耐氧化性，从而适用于常温到高温的多种领域。其中，为了用不锈钢制造在高温环境下运行的燃料电池的隔板等部件，正在进行许多研究。

为了将不锈钢适用于高温燃料电池，在高温氧化环境中，形成在不锈钢表面的氧化皮的厚度不应过厚或电导率不应降低。当氧化皮的厚度厚到一定程度以上时，氧化皮会剥离，从而可能会损伤材料，当电导率低时，可能会降低燃料电池的效率。

因此，为了将不锈钢适用于燃料电池的部件，需要具备这样的特性。

不锈钢被氧化时，会在表面上形成铬氧化物(Cr₂O)，由于这种由铬氧化物构成的氧化皮，从而具有耐蚀性。然而，此时形成的氧化皮具有优异的耐蚀性，而另一方面，具有电导率低的特性。此外，普通的不锈钢中包含一定量的硅，由此在不锈钢与氧化皮的界面形成硅氧化物，从而存在显示出绝缘效果的问题。分别将由铬氧化物构成的氧化皮的图像图示于图3，形成硅氧化物的图像图示于图4，聚集有硅氧化物的层的成分分析结果图示于图5。

为了解决这些问题，虽然正在开发添加稀土类或将不锈钢中的硅浓度控制为非常低的技术，但由于这些技术难以适用于通常的大量生产型金属制造工序，从而过度增加制造费用。

因此，要求开发防止硅氧化物的形成，并在高温下具有高电导率的不锈钢。

发明内容

要解决的技术问题

本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的目的在于，提供在高温氧化环境中也能够维持高电导率的铁素体系不锈钢。

技术方案

为了实现上述目的，本发明一实施例的铁素体系不锈钢的特征在于，以重量％计，包含：C：0.003～0.012％、N：0.003～0.015％、Si：0.05～0.15％、Mn：0.3～0.8％、Cr：20～24％，Mo：0.1～0.4％、Nb：0.1～0.7％、Ti：0.03～0.1％、余量的Fe及不可避免的杂质，并满足下式；

式：Nb+Mn≥8Si(Nb、Mn、Si分别为相应成分的重量％含量。)。

所述铁素体系不锈钢的特征在于，当所述铁素体系不锈钢暴露在300～900℃的氧化环境时，所述铁素体系不锈钢的表面上形成包含铬氧化物的第一氧化皮层，所述第一氧化皮层的表面上形成包含铬氧化物和锰氧化物的第二氧化皮层，并且所述第二氧化皮层的厚度为整体氧化皮层厚度的2/3以上。

所述铁素体系不锈钢的特征在于，所述铁素体系不锈钢与所述第一氧化皮层之间形成包含铌氧化物的第三氧化皮层。

发明效果

根据本发明的铁素体系不锈钢，即使适用于高温氧化环境的燃料电池的隔板等，也可以制造经过长时间也能够维持高电导率的部件。

附图说明

图1为本发明一实施例的铁素体系不锈钢的剖面的透射电子显微镜(TEM)照片；

图2为示出由铬氧化物构成的第一氧化皮层和由铬/锰氧化物构成的第二氧化皮层的成分的能谱仪(EDS)图表；