[发明专利]具有长使用寿命和低热态电阻变化的铁铬铝合金

说明书

本发明涉及具有长使用寿命和低热态电阻变化的熔融冶金制备的铁铬铝合金。

铁铬铝钨合金用于制备电加热元件和催化剂载体。这种材料形成致密的、牢固附着的氧化铝层，该氧化铝层保护所述材料在高温(例如最高至1400℃)下免于损坏。这种保护作用通过添加范围为0.01-0.3％的所谓的反应性元素，例如Ca、Ce、La、Y、Zr、Hf、Ti、Nb、W而得到改善，所述元素改善氧化物层的附着性和/或减少层生长，例如在“Ralf Bürgel，Handbuch der HochtemperaturWerkstofftechnik，Vieweg Verlag，Braunschweig 1998”中自274页所描述的那样。

所述的氧化铝层保护金属材料免于快速氧化。在这种情况下，氧化铝层自行生长，尽管非常缓慢。这种生长在材料的铝含量消耗的情况下发生。如果不再有铝存在，则其它氧化物(氧化铬和氧化铁)生长，材料的金属含量很快被消耗，并且材料由于破坏性腐蚀而失效。直至失效的时间被定义为使用寿命。铝含量的提高延长了使用寿命。

在说明书以及权利要求书中的所有的浓度数据中，％表示以质量％计。

WO02/20197A1使得一种铁素体不锈钢合金为人所知，其尤其用作加热元件。所述合金由粉末冶金制造的Fe-Cr-Al合金构成，其包含低于0.02％的C、≤0.5％的Si、≤0.2％的Mn、10.0-40.0％的Cr、≤0.6％的Ni、≤0.01％的Cu、2.0-10.0％的A1、一种或多种元素，该元素选自反应性元素，如Sc、Y、La、Ce、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta，含量为0.1-1.0％、余量的铁和不可避免的杂质。

在DE 199 28 842 A1中描述了一种合金，其含有16-22％的Cr、6-10％的Al、0.02-1.0％的Si、最多0.5％的Mn、0.02-0.1％的Hf、0.02-0.1％的Y、0.001-0.01％的Mg、最多0.02％的Ti、最多0.03％的Zr、最多0.02％的SE、最多0.1％的Sr、最多0.1％的Ca、最多0.5％的Cu、最多0.1％的V、最多0.1％的Ta、最多0.1％的Nb、最多0.03％的C、最多0.01％的N、最多0.01％的B、余量的铁以及熔炼造成的杂质，所述合金用作废气催化剂的载体薄膜，用作工业窑炉构造和煤气燃烧器中的导热体以及构件。

EP 0 387 670B1中描述了一种合金，其含有(以重量％计)20-25％的Cr、5-8％的Al、0.03-0.08％的钇、0.004-0.008％氮，0.020-0.040％的碳、以及大约相同份额的0.035-0.07％的Ti和0.035-0.07％的锆、和最多0.01％的磷、最多0.01％的镁、最多0.5％的锰、最多0.005％的硫、余量的铁，其中Ti和Zr的含量总和是C和N以及熔炼造成的杂质含量的百分比总和的1.75-3.5％倍。Ti和Zr可以完全或部分被铪和/或钽或钒替代。

EP 0 290 719 B1中描述了一种合金，其含有(以质量％计)12-30％的Cr、3.5-8％的Al、0.008-0.10％的碳、最多0.8％的硅、0.10-0.4％的锰、最多0.035％的磷、最多0.020％的硫、0.1-1.0％的钼、最多1％的镍和下列添加物：0.010-1.0％的锆、0.003-0.3％的钛和0.003-0.3％的氮、钙+镁为0.005-0.05％、以及0.003-0.80％的稀土金属、0.5％的铌、余量的铁和常见的伴生元素，所述合金例如作为金属线用于电加热炉的加热元件和作为结构材料用于热负荷部件以及作为薄膜用于制备催化剂载体。

US 4,277,374中描述了一种合金，其含有(以重量％计)最高至26％的铬、1-8％的铝、0.02-2％的铪、最高至0.3％的钇、最高至0.1％的碳、最高至2％的硅、余量的铁，铬的优选范围为12-22％和铝的优选范围为3-6％，所述合金作为薄膜用于制造催化剂载体。

由US-A 4,414,023已知一种钢，其含有(以重量％计)8.0-25.0％的Cr、3.0-8.0％的Al、0.002-0.06％的稀土金属、最多4.0％的Si、0.06-1.0％的Mn、0.035-0.07％的Ti、0.035-0.07％的Zr，包括不可避免的杂质。