[发明专利]铁－铬－铝合金

说明书

本发明涉及一种具有高的使用寿命的熔融冶金学制备的铁-铬-铝-合金。

这种类型的合金被用于制备电加热元件和催化剂载体。这些材料形成紧密的粘着氧化铝层，保护它们在高温(例如直到1400℃)免受破坏。这种保护通过加入所谓的反应性元素如例如Ca，Ce，La，Y，Zr，Hf，Ti，Nb，W而得到改善，这些元素特别改善氧化层的粘附性和/或减小层生长，如例如在″Ralf Bürgel，Handbuch derHochtemperatur-Werkstofftechnik，Vieweg Verlag，Braunschweig1998″，从第274页开始所描述的。

氧化铝层保护金属材料免受快速氧化。在此过程中氧化铝层自己会生长，尽管很缓慢。这一生长的发生会消耗材料中的铝含量。如果不再有铝存在的话，则会生成其它氧化物(氧化铬和氧化铁)，材料中的金属含量很快地消耗和材料由于破坏性腐蚀而失效。直到失效的时间定义为使用寿命。提高铝含量可以延长使用寿命。

从WO 02/20197已知特别是用于电热元件的铁氧体的不锈钢合金。该合金通过粉末冶金学制备的FeCrAl-合金构成，该合金包含(以质量％计)少于0.02％C，≤0.5％Si，≤0.2％Mn，10.0-40.0％Cr，≤0.6％Ni，≤0.01％Cu，2.0-10.0％Al，一种或多种来自活性元素组如Sc，Y，La，Ce，Ti，Zr，Hf，V，Nb，Ta的元素，其含量为0.1-1.0％，余量铁以及无法避免的杂质。

在DE-A19928842中，描述了一种合金，含有(以质量％计)16-22％Cr，6-10％Al并加入0.02-1.0％Si，最多0.5％Mn，0.02-0.1％Hf，0.02-0.1％Y，0.001-0.01％Mg，最多0.02％Ti，最多0.03％Zr，最多0.02％SE，最多0.1％Sr，最多0.1％Ca，最多0.5％Cu，最多0.1％V，最多0.1％Ta，最多0.1％Nb，最多0.03％C，最多0.01％N，最多0.01％B，余量铁以及熔炼时带入的杂质，该合金用于作为废气催化剂的载体膜，用作为电热元件，用作为工业炉构造的构件和用于气体燃烧器中。

在EP-B0387670中，描述了一种合金，含有(以质量％计)20-25％Cr，5-8％Al并加入0.03-0.08％钇，0.004-0.008％氮，0.020-0.040％碳，以及大约相同份数的0.035-0.07％Ti和0.035-0.07％锆，和最多0.01％磷，最多0.01％镁，最多0.5％锰，最多0.005％硫，余量铁，其中Ti和Zr的含量总数为C和N以及熔炼时带入的杂质的含量百分总数的1.75-3.5％倍。Ti和Zr可以完全或部分地被铪和/或钽或钒代替。

在EP-B0290719中，描述了一种合金，含有(以质量％计)12-30％Cr，3.5-8％Al，0.008-0.10％碳，最多0.8％硅，0.10-0.4％锰，最多0.035％磷，最多0.020％硫，0.1-1.0％钼，最多1％镍，并添加0.010-1.0％锆，0.003-0.3％钛和0.003-0.3％氮，钾加上镁为0.005-0.05％，以及0.003-0.80％的稀土金属，0.5％的镍，余量铁和常见的伴生元素，该合金例如用作用于电加热炉的电热元件的金属丝和用作热负荷部件的构造材料以及用作制备催化剂载体的膜。

在US 4,277,374中，描述了一种合金，含有(以质量％计)最高26％铬，1-8％铝，0.02-2％铪，最高0.3％钇，最高0.1％碳，最高2％硅，余量铁，其中优选的范围是12-22％铬和3-6％铝，该合金用作为制备催化剂载体的膜。

在US-A4,414,023中一种已知钢，含有(以质量％计)8.0-25.0％Cr，3.0-8.0％Al，0.002-0.06％稀土金属，最多4.0％Si，0.06-1.0％Mn，0.035-0.07％Ti，0.035-0.07％Zr，包括不可避免的杂质。

I.Gurrappa，S.Weinbruch，D.Naumenko，W.J.Quadakkers在Materials and Corrosions 51(2000)，第224-235页中的一篇文章描述了一种铁-铬-铝合金的使用寿命的具体模型。在其中说明了一个模型，铁-铬-铝合金的使用寿命与铝含量和试样形状有关，其中在该式中可能的偏离(Abplatzung)还没有被考虑：