[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和/或La≤0.2；Zr≤0.40；RE≤0.4；余量为Fe和正常出现的杂质，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

本公开涉及根据权利要求1的前序部分所述的铁素体合金。本公开还涉及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)水平为15-25重量％和铝(Al)水平为3-6重量％的FeCrAl合金，因其当接触900至1300℃之间的温度时形成保护性α-氧化铝(Al₂O₃)、氧化铝氧化层的能力而众所周知。形成且保持氧化铝氧化层的Al含量的下限随暴露条件而变化。然而，在较高温度下，Al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层。

普遍认为，如果接触低于约900℃的温度，则FeCrAl合金通常不会形成保护性α-氧化铝层。已经尝试优化FeCrAl合金的组成，使得在低于约900℃的温度下将形成保护性α-氧化铝。然而，一般来说，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，从而氧化铝氧化层的形成速率会较低，这意味着将存在严重腐蚀侵蚀和形成不太稳定的氧化物的风险。

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水平高于约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水平的合金。已经发现这组合金在受控且低压O₂下在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，涉及具有稀土添加物的铁-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和/或La≤0.2；

Zr≤0.40；

RE≤1.0；

余量为Fe和正常出现的杂质，并且还必须满足以下等式：