CN116490632A - 固体氧化物型燃料电池用不锈钢材及其制造方法、固体氧化物型燃料电池用构件和固体氧化物型燃料电池 - Google Patents

固体氧化物型燃料电池用不锈钢材及其制造方法、固体氧化物型燃料电池用构件和固体氧化物型燃料电池 Download PDF

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秦野正治
松本三月
田井善一
景冈一幸
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Abstract

一种固体氧化物型燃料电池用不锈钢材，按质量基准包含C：0.030％以下、Si：1.00％以下、Mn：1.00％以下、P：0.050％以下、S：0.0030％以下、Cr：22.0～32.0％、Mo：2.50％以下、N：0.030％以下、Al：0.30％以下、Nb：0.40％以下、Ti：0.40％以下、Ni：1.00％以下、Cu：1.00％以下，由下述式(1)表示的有效Cr量为24.0～35.0％，余量包含Fe和杂质。式(1)：有效Cr量(％)＝Cr+2Mo+2Si+5Nb+2Ti‑3(2C+3N+Ni+0.5Mn+0.2Cu)，在式中，各元素符号表示各元素的含量。

Description

固体氧化物型燃料电池用不锈钢材及其制造方法、固体氧化 物型燃料电池用构件和固体氧化物型燃料电池
技术领域
本发明涉及固体氧化物型燃料电池用不锈钢材及其制造方法、以及固体氧化物型燃料电池用构件和固体氧化物型燃料电池。
背景技术
以往的固体氧化物型燃料电池(SOFC)为工作温度超过600℃的高温工作型。但是，近年来，提出了在600℃以下的温度区域工作的低温工作型的固体氧化物型燃料电池(例如专利文献1以及2)。在这样的固体氧化物型燃料电池的构成构件中，从成本、耐蚀性等观点出发，一般使用不锈钢材。
另外，固体氧化物型燃料电池主要作为定置型电源而进行了开发。但是，近年来，期待着向业务和产业用车辆、汽车、飞机等的各种移动体扩大用途。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2020-53388号公报
专利文献2：日本专利第6696992号公报
发明内容
对构成固体氧化物型燃料电池的构件(例如隔板、互连器(interconnector)、集电体等)要求导电性。但是，由于该构件的导电性随着工作温度变低而降低，因此在以往的高温工作型的固体氧化物型燃料电池中所使用的构件中，有时导电性不充分。
另外，在向移动体扩大用途的情况下，要求构件的薄型化、轻量化。但是，若进行构件的薄型化、轻量化，则变得容易产生热变形。
本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于提供在600℃以下的温度下的导电性优异、且能够抑制热变形的固体氧化物型燃料电池用不锈钢材及其制造方法。另外，本发明的目的还在于提供具备具有这样的特征的固体氧化物型燃料电池用不锈钢材的固体氧化物型燃料电池用构件以及固体氧化物型燃料电池。
本发明人对不锈钢材进行了深入研究，结果发现通过控制为特定的组成能够解决上述的问题，以至于完成了本发明。
即，本发明为一种固体氧化物型燃料电池用不锈钢材，其按质量基准包含C：0.030％以下、Si：1.00％以下、Mn：1.00％以下、P：0.050％以下、S：0.0030％以下、Cr：22.0～32.0％、Mo：2.50％以下、N：0.030％以下、Al：0.30％以下、Nb：0.40％以下、Ti：0.40％以下、Ni：1.00％以下、Cu：1.00％以下，由下述式(1)表示的有效Cr量为24.0～35.0％，余量包含Fe和杂质。
有效Cr量(％)＝Cr+2Mo+2Si+5Nb+2Ti-3(2C+3N+Ni+0.5Mn+0.2Cu)···(1)
式中，各元素符号表示各元素的含量。
另外，本发明为一种固体氧化物型燃料电池用不锈钢材的制造方法，其中，将板坯进行热轧后，进行冷轧，所述板坯按质量基准包含C：0.030％以下、Si：1.00％以下、Mn：1.00％以下、P：0.050％以下、S：0.0030％以下、Cr：22.0～32.0％、Mo：2.50％以下、N：0.030％以下、Al：0.30％以下、Nb：0.40％以下、Ti：0.40％以下、Ni：1.00％以下、Cu：1.00％以下，由下述式(1)表示的有效Cr量为24.0～35.0％，余量包含Fe和杂质。
有效Cr量(％)＝Cr+2Mo+2Si+5Nb+2Ti-3(2C+3N+Ni+0.5Mn+0.2Cu)···(1)
式中，各元素符号表示各元素的含量。
另外，本发明为一种固体氧化物型燃料电池用构件，其具备上述固体氧化物型燃料电池用不锈钢材。
而且，本发明为一种固体氧化物型燃料电池，其具备上述固体氧化物型燃料电池用构件。
根据本发明，能够提供在600℃以下的温度下的导电性优异、且能够抑制热变形的固体氧化物型燃料电池用不锈钢材及其制造方法。另外，根据本发明，能够提供具备具有这样的特征的固体氧化物型燃料电池用不锈钢材的固体氧化物型燃料电池用构件以及固体氧化物型燃料电池。
附图说明
图1是导电性的测定用试验片的俯视概略图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行具体说明。本发明并不限定于以下的实施方式，应当理解到：在不脱离本发明的主旨的范围内，基于本领域技术人员的通常知识，对以下的实施方式适当施以变更、改良等而得到的方案也处于本发明的范围内。
再者，在本说明书中，关于成分的“％”，只要没有特别说明，就意指质量％。
本发明的实施方式涉及的固体氧化物型燃料电池用不锈钢材(以下简称为“不锈钢材”)，具有以下组成：包含C：0.030％以下、Si：1.00％以下、Mn：1.00％以下、P：0.050％以下、S：0.0030％以下、Cr：22.0～32.0％、Mo：2.50％以下、N：0.030％以下、Al：0.30％以下、Nb：0.40％以下、Ti：0.40％以下、Ni：1.00％以下、Cu：1.00％以下，由下述式(1)表示的有效Cr量为24.0～35.0％，余量包含Fe和杂质。
在此，所谓“杂质”，是在工业性地制造不锈钢材时由于矿石、废料等原料、制造工序的各种因素而混入的成分(例如不可避免的杂质)，且意指在对本发明不造成不良影响的范围内允许的成分。另外，所谓“不锈钢材”，是包括不锈钢带、不锈钢板、不锈钢箔等的各种形状在内的概念。
另外，本发明的实施方式涉及的不锈钢材，能够根据需要进一步包含选自B：0.0050％以下、Sn：0.5％以下、V：0.5％以下、W：0.5％以下、Ca：0.0100％以下、Mg：0.010％以下、Zr：0.50％以下、Co：0.5％以下、Ga：0.01％以下、Hf：0.10％以下、REM：0.10％以下之中的1种以上。
＜C：0.030％以下＞
C是对不锈钢材的在600℃以下的温度下的导电性给予影响的元素。若C含量过多，则该导电性降低。因此，C含量设为0.030％以下，优选设为0.020％以下，更优选设为0.015％以下。另一方面，C含量的下限没有特别限定，但是，越降低C含量，则精炼工序越需要时间，制造成本有可能上升。因此，C含量优选为0.0002％以上，更优选为0.0005％以上。
＜Si：1.00％以下＞
Si是提高不锈钢材的耐热性、并且对在600℃以下的温度下的Cr氧化皮膜的生成和获得热变形的抑制效果有效的元素。但是，若Si含量过多，则在不锈钢材的界面生成SiO2的连续氧化物从而导电性降低，并且有可能因硬质化而韧性降低。因此，Si含量设为1.00％以下，优选设为0.80％以下，更优选设为0.60％以下，进一步优选设为0.30％以下。另一方面，Si含量的下限没有特别限定。从得到由Si带来的上述效果的观点出发，Si含量优选为0.05％以上，更优选为0.08％以上。
＜Mn：1.00％以下＞
Mn是提高不锈钢材的韧性、并且通过(Mn，Cr)3O4型氧化物的生成而对提高氧化皮膜的导电性有效的元素。但是，若Mn含量过多，则耐热性、热变形的抑制效果有可能降低。因此，Mn含量设为1.00％以下，优选设为0.50％以下。另一方面，Mn含量的下限没有特别限定。从得到由Mn带来的上述效果的观点出发，Mn含量优选为0.05％以上，更优选为0.08％以上。
＜P：0.050％以下＞
P是有使不锈钢材的韧性降低之恐的元素。因此，P含量设为0.050％以下，优选设为0.040％以下。另一方面，P含量的下限没有特别限定，但是，越降低P含量，则精炼工序越需要时间，制造成本有可能上升。因此，P含量优选为0.001％以上，更优选为0.010％以上。
＜S：0.0030％以下＞
S是生成硫化物系夹杂物，并通过向电极的蒸发、中毒而有使SOFC的发电效率降低之恐的元素。因此，S含量设为0.0030％以下，优选设为0.0015％以下。另一方面，S含量的下限没有特别限定，但是，越降低S含量，则精炼工序越需要时间，制造成本有可能上升。因此，S含量优选为0.0001％以上，更优选为0.0002％以上。
<Cr:22.0～32.0％>
Cr是用于在不锈钢材的表面形成钝态皮膜的主要元素，能够通过钝态皮膜来使耐蚀性、耐热性等的特性提高。从形成在600℃以下的温度下的导电性优异的Cr氧化皮膜，并且得到热变形的抑制效果的观点出发，Cr含量设为22.0％以上，优选设为22.5％以上。另一方面，若Cr含量过多，则韧性等的特性降低，因此Cr含量为32.0％以下，优选为31.0％以下。
＜Mo：2.50％以下＞
Mo是用于强化不锈钢材的钝态皮膜的主要元素，能够通过钝态皮膜来使耐蚀性、耐热性等的特性提高。另外，Mo也是促进不锈钢材的在600℃以下的温度下的Cr氧化皮膜的生成而使导电性提高，并且使热膨胀系数降低从而赋予热变形的抑制效果的元素。通常，在600℃以下的温度下生成的Cr氧化物包含Fe，因此导电性低，但是，通过使Cr氧化物中存在Mo，能够使导电性提高。但是，若Mo含量过多，则有可能因硬质化而损害韧性、热变形的抑制效果。因此，Mo含量设为2.50％以下，优选设为2.00％以下，更优选设为1.50％以下。另一方面，Mo含量的下限没有特别限定。从得到由Mo带来的上述效果的观点出发，Mo含量优选为0.05％以上，更优选为0.30％以上。
＜N：0.030％以下＞
N是与Al结合而生成成为异常氧化的起点的AlN，有可能使不锈钢材的韧性降低的元素。因此，N含量设为0.030％以下，优选设为0.025％以下。另一方面，N含量的下限没有特别限定，但是，越降低N含量，则精炼工序越需要时间，制造成本有可能上升。因此，N含量优选为0.001％以上，更优选为0.010％以上。
＜Al：0.30％以下＞
Al是促进不锈钢材的在600℃以下的温度下的Cr氧化皮膜的生成从而对提高导电性有效的元素。但是，若Al含量过多，则变得容易生成成为异常氧化的起点的AlN，并且有可能损害不锈钢材的韧性、热变形的抑制效果。因此，Al含量设为0.30％以下，优选设为0.25％以下。另一方面，Al含量的下限没有特别限定。从得到由Al带来的上述效果的观点出发，Al含量优选为0.01％以上，更优选为0.03％以上。
＜Nb：0.40％以下＞
Nb与Ti同样地，与C和N优先地结合而生成Nb碳氮化物，因此是提高不锈钢材的有效Cr量的元素。因此，Nb促进在600℃以下的温度下的Cr氧化皮膜的生成，有助于导电性的提高。但是，若Nb含量过多，则在Nb碳氮化物的生成中未被消耗的固溶Nb的量增加。其结果，有可能因硬质化而损害韧性、热变形的抑制效果。因此，Nb含量设为0.40％以下，优选设为0.35％以下。另一方面，Nb含量的下限没有特别限定。从得到由Nb带来的上述效果的观点出发，Nb含量优选为0.01％以上，更优选为0.05％以上。
＜Ti：0.40％以下＞
Ti与Nb同样地，与C和N优先地结合而生成Ti碳氮化物，因此是提高不锈钢材的有效Cr量的元素。因此，Ti促进在600℃以下的温度下的Cr氧化皮膜的生成，有助于导电性的提高。但是，若Ti含量过多，则Ti碳氮化物粗大化，其成为起点，韧性、热变形的抑制效果降低。因此，Ti含量设为0.40％以下，优选设为0.35％以下。另一方面，Ti含量的下限没有特别限定。从得到由Ti带来的上述效果的观点出发，Ti含量优选为0.01％以上，更优选为0.05％以上。
Nb和Ti的合计含量没有特别限定，但优选为0.32％以上，更优选为0.35％以上。另外，Nb含量相对于Ti含量之比(Nb含量/Ti含量)没有特别限定，但优选为1.0以下，更优选为0.9以下。通过将Nb和Ti的含量控制为这样的条件，能够稳定地得到本发明的效果。
＜Ni：1.00％以下＞
Ni是提高不锈钢材的耐蚀性且抑制韧性的降低的元素。但是，由于Ni是奥氏体相稳定化元素，因此若Ni含量过多，则热膨胀系数上升，热变形的抑制效果降低。因此，Ni含量设为1.00％以下，优选设为0.80％以下。另一方面，Ni含量的下限没有特别限定。从得到由Ni带来的上述效果的观点出发，Ni含量优选为0.01％以上，更优选为0.05％以上。
＜Cu：1.00％以下＞
Cu是使不锈钢材的耐蚀性、导电性提高的元素。但是，由于Cu是奥氏体相稳定化元素，因此若Cu含量过多，则热膨胀系数上升，热变形的抑制效果降低。因此，Cu含量设为1.00％以下，优选设为0.80％以下。另一方面，Cu含量的下限没有特别限定。从得到由Cu带来的上述效果的观点出发，Cu含量优选设为0.01％以上，更优选设为0.03％以上。
＜有效Cr量：24.0～35.0％＞
有效Cr量由下述式(1)表示。
有效Cr量(％)＝Cr+2Mo+2Si+5Nb+2Ti-3(2C+3N+Ni+0.5Mn+0.2Cu)···(1)
式中，各元素符号表示各元素的含量。另外，“Cr+2Mo+2Si+5Nb+2Ti”表示Cr当量，“2C+3N+Ni+0.5Mn+0.2Cu”表示Ni当量。
若有效Cr量过多，则σ相等的金属间化合物在400～600℃析出，韧性降低，并且Cr量由金属间化合物、碳氮化物等消耗从而变少。其结果，在导电性降低的同时，由于变形能力与母相不同的金属间化合物的出现而招致热变形的抑制效果的降低。因此，有效Cr量设为35.0％以下，优选设为32.0％以下。另一方面，若有效Cr量过低，则Cr当量与Ni当量相比变少，因此损害Cr氧化皮膜的生成从而导电性降低，因热膨胀系数的上升而导致热变形的抑制特性降低。因此，有效Cr量设为24.0％以上，优选设为25.0％以上。
＜B：0.0050％以下＞
B是通过在晶界优先地浓化而提高晶界强度，对提高二次加工性有效的元素，根据需要在不锈钢材中包含。但是，若B含量过量，则晶界的硼化物(Cr2B)粗大化，由此使热变形的抑制效果降低。因此，B含量设为0.0050％以下，优选设为0.0030％以下。另一方面，B含量的下限没有特别限定。从得到由B带来的效果的观点出发，B含量优选为0.0002％以上，更优选为0.0005％以上。
＜Sn：0.5％以下＞
Sn是对耐蚀性、导电性的提高有效的元素，根据需要在不锈钢材中包含。但是，若Sn含量过多，则热加工性、韧性降低。因此，Sn含量设为0.5％以下，优选设为0.3％以下。另一方面，Sn含量的下限没有特别限定。从得到由Sn带来的效果的观点出发，Sn含量优选为0.01％以上，更优选为0.05％以上。
＜V：0.5％以下＞
V是不损害不锈钢材的韧性而使强度提高的元素，根据需要在不锈钢材中包含。但是，若V含量过多，则加工性和韧性有可能降低，并且成本上升。因此，V含量设为0.5％以下，优选设为0.4％以下。另一方面，V含量的下限没有特别限定。从得到由V带来的效果的观点出发，V含量优选为0.01％以上，更优选为0.05％以上。
＜W：0.5％以下＞
W是不损害不锈钢材的韧性而使强度提高的元素，根据需要在不锈钢材中包含。但是，若W含量过多，则加工性和韧性有可能降低，并且成本上升。因此，W含量设为0.5％以下，优选设为0.4％以下。另一方面，W含量的下限没有特别限定。从得到由W带来的效果的观点出发，W含量优选为0.01％以上，更优选为0.05％以上。
＜Ca：0.0100％以下＞
Ca是固定S从而提高耐氧化性、且促进Cr氧化皮膜的生成的元素，根据需要在不锈钢材中包含。但是，若Ca含量过多，则夹杂物的生成量增加，使导电性、热变形的抑制特性降低。因此，Ca含量设为0.0100％以下，优选设为0.0050％以下。另一方面，Ca含量的下限没有特别限定。从得到由Ca带来的效果的观点出发，Ca含量优选为0.0005％以上，更优选为0.0010％以上。
＜Mg：0.010％以下＞
Mg是对不锈钢材的精炼有效的元素，根据需要在不锈钢材中包含。但是，若Mg含量过多，则夹杂物的生成量增加，使导电性、热变形的抑制效果降低。因此，Mg含量设为0.010％以下，优选设为0.005％以下。另一方面，Mg含量的下限没有特别限定。从得到由Mg带来的效果的观点出发，Mg含量优选为0.0001％以上，更优选为0.0005％以上。
＜Zr：0.50％以下＞
Zr是固定C从而提高不锈钢材的有效Cr量的元素，根据需要在不锈钢材中包含。但是，若Zr含量过多，则不锈钢材的加工性降低。因此，Zr含量设为0.50％以下，优选设为0.40％以下。另一方面，Zr含量的下限没有特别限定。从得到由Zr带来的效果的观点出发，Zr含量优选为0.001％以上，更优选为0.005％以上。
＜Co：0.5％以下＞
Co是不损害不锈钢材的韧性而使强度提高的元素，根据需要在不锈钢材中包含。但是，若Co含量过多，则加工性和韧性有可能降低，并且成本上升。因此，Co含量设为0.5％以下，优选设为0.4％以下。另一方面，Co含量的下限没有特别限定。从得到由Co带来的效果的观点出发，Co含量优选为0.01％以上，更优选为0.05％以上。
＜Ga：0.01％以下＞
Ga是提高不锈钢材的热加工性的元素，根据需要在不锈钢材中包含。但是，若Ga含量过多，则使制造性降低。因此，Ga含量设为0.01％以下，优选设为0.005％以下。另一方面，Ga含量的下限没有特别限定。从得到由Ga带来的效果的观点出发，Ga含量优选为0.0001％以上，更优选为0.0005％以上。
＜Hf：0.10％以下＞
Hf是固定C从而提高不锈钢材的有效Cr量的元素，根据需要在不锈钢材中包含。但是，若Hf含量过多，则不锈钢材的加工性降低。因此，Hf含量设为0.10％以下，优选设为0.08％以下。另一方面，Hf含量的下限没有特别限定。从得到由Hf带来的效果的观点出发，Hf含量优选为0.001％，更优选为0.005％。
＜REM：0.10％以下＞
REM(稀土元素)针对S和P优先地结合而生成化合物，因此能够抑制由S和P所致的导电性、热变形的抑制效果的降低。REM根据需要在不锈钢材中包含。但是，若REM含量过多，则不锈钢材硬质化，韧性、加工性有可能降低。因此，REM含量设为0.10％以下，优选设为0.08％以下。另一方面，REM含量的下限没有特别限定。从得到由REM带来的效果的观点出发，REM含量优选为0.001％以上，更优选为0.005％以上。
再者，REM是指钪(Sc)、钇(Y)这2种元素和从镧(La)到镥(Lu)的15种元素(镧系元素)的总称。它们可以单独使用，也可以以混合物的形式使用。另外，在REM之中，优选La以及Y。
本发明的实施方式涉及的不锈钢材，在距表面为10μm的深度的位置，结晶取向{211}相对于结晶取向{200}的结晶取向比率({211}/{200})优选为超过1.5且低于3.5，更优选为2.0～3.0。
不锈钢材在600℃以下的温度下的导电性主要依赖于不锈钢材的表层的Cr氧化皮膜((Cr，Fe)2O3)的Cr浓度。通过将结晶取向比率({211}/{200})控制在上述的范围，母材和Cr氧化皮膜的取向性改善，能够提高表层的((Cr，Fe)2O3)的Cr浓度，因此能够使在600℃以下的温度下的导电性提高。
在此，上述的结晶取向通过不锈钢材的表面的X射线衍射而求出。具体而言，将不锈钢材切断，使用X射线衍射装置(株式会社リガク制RINT 2500)在其表面进行结晶取向的测定。例如，使用铜管球，将从其发出的CuKα的特性X射线(波长(λ)＝1.5444埃)用于衍射。在该情况下，在2θ法中，{200}在65.20°处被检测到，{211}在82.58°处被检测到，因此算出这些晶面的X射线强度比。
本发明的实施方式涉及的不锈钢材，在厚度方向中心部的位置(在将不锈钢材的厚度设为t的情况下为t/2的位置)，结晶取向{211}相对于结晶取向{200}的结晶取向比率({211}/{200})优选为超过0.5且低于2.0，更优选为0.5～1.5。
不锈钢材的热变形受到厚度方向中心部的位置处的线膨胀系数和杨氏模量的影响。因此，通过将该结晶取向比率控制在上述的范围，线膨胀系数和杨氏模量降低，因此能够抑制热变形。
在此，上述的结晶取向是从不锈钢材的表面研磨(减薄加工)至t/2，通过其表面的X射线衍射而求出的。X射线衍射能够与上述同样地进行。
本发明的实施方式涉及的不锈钢材的形状没有特别限定，但优选为板状或箔状。在不锈钢材为板状或箔状的情况下，其厚度例如为0.1～5.0mm，优选为0.1～3.0mm，更优选为0.1～1.0mm，进一步优选为0.1～0.5mm。
本发明的实施方式涉及的不锈钢材，除了使用具有上述那样的组成的板坯以外，可以按照公知的方法来制造。
在此，对本发明的实施方式涉及的不锈钢材的典型的制造方法的一例进行说明。再者，本发明的实施方式涉及的不锈钢材的制造方法并不限定于下述的制造方法。
本发明的实施方式涉及的不锈钢材，能够通过将具有上述的组成的钢坯进行热轧后进行冷轧来制造。热轧和冷轧的条件没有特别限定，根据组成适当调整即可。
优选：在冷轧前，对通过热轧而得到的热轧材料进行酸洗，然后进行表面磨削。另外，优选：热轧材料不进行退火而进行酸洗。通过设为这样的条件，变得容易将不锈钢材的结晶取向控制在上述的范围。
作为表面磨削的方法，没有特别限定，例如能够使用卷材磨机(coil grinder)进行。此时，使磨机的粒度号为#120～600等即可。表面磨削的厚度没有特别限定，但可为0.005～0.100mm。
再者，在冷轧后，可以实施退火、酸洗等的公知的工序。
如上述那样制造的本发明的实施方式涉及的不锈钢材，在含氧气氛(例如大气气氛)下会在表面形成钝态皮膜。该钝态皮膜在600℃以下的温度下的导电性优异。另外，该不锈钢材也难产生热变形，因此适合于用于固体氧化物型燃料电池、特别是在600℃以下(例如500～600℃)的温度区域工作的低温工作型的固体氧化物型燃料电池。
在本发明的实施方式涉及的不锈钢材被用于固体氧化物型燃料电池的情况下，能够将该不锈钢材用于隔板、集电体(例如空气极集电体以及燃料极集电体)、互连器、汇流条(bus bar)、端部板、燃料极框等的构件。在这些构件中，本发明的实施方式涉及的不锈钢材优选用于选自隔板、互连器和集电体之中的1种以上的构件。
本发明的实施方式涉及的固体氧化物型燃料电池用构件，具备本发明的实施方式涉及的不锈钢材。另外，本发明的实施方式涉及的固体氧化物型燃料电池，具备本发明的实施方式涉及的固体氧化物型燃料电池用构件。
作为固体氧化物型燃料电池用构件，没有特别限定，可列举上述的各种构件。
不锈钢材能够根据各种构件的形状适当进行形状加工。另外，也可以在不锈钢材的表面形成有导电涂层。作为导电涂层，没有特别限定，能够由在该技术领域中公知的材料形成。例如，导电涂层能够使用Ag、Co等的导电性优异的金属来形成。另外，导电涂层可以是单一金属的层，也可以是合金的层，另外，可以是单层结构，也可以是层叠结构。
再者，从提高与导电涂层的密合性的观点出发，不锈钢材也可以进行钝态皮膜的改质(粗面化)。例如，钝态皮膜的改质(粗面化)能够采用将不锈钢材在氟硝酸溶液中浸渍等的公知的方法来进行。
实施例
以下列举实施例来详细说明本发明的内容，但本发明并不限定于这些实施例而被解释。
熔炼制出表1中所示的组成的板坯，进行热轧而制成厚度3.5mm的热轧板后，不进行退火而进行酸洗，利用卷材磨机(粒度号为120)进行表面磨削0.05mm。接着，将表面磨削后的热轧板进行冷轧而制成厚度0.1～0.6mm的冷轧板后，进行退火和酸洗而得到不锈钢材。将采用该方法制造的不锈钢材在表2中表示为：“无”热轧板退火、“有”表面磨削。
另外，除了在上述的制造方法中未进行表面磨削以外，设为相同的条件来制造了不锈钢。将采用该方法制造的不锈钢材在表2中表示为：“无”热轧板退火、“无”表面磨削。
此外，也制造了下述不锈钢材，所述不锈钢材是通过在与上述相同的条件下进行热轧而制成热轧板后，在950～1050℃进行退火，进行酸洗，进行表面磨削和冷轧而得到的。将采用该方法制造的不锈钢材在表2中表示为：“有”热轧板退火为、“有”表面磨削。
表1
接着，对于得到的不锈钢材，测定距表面为10μm的深度的位置和厚度方向中心部的位置的结晶取向{200}和{211}，求出结晶取向比率({211}/{200})。结晶取向的测定在上述的条件下进行。将其结果示于表2。
另外，对于得到的不锈钢材进行了导电性和热变形的评价。评价方法如下。
(1)导电性
通过将不锈钢材在包含5.0质量％的氢氟酸和15质量％的硝酸的水溶液(液温60℃)中浸渍1～5分钟，来进行表面改质后，进行涂覆处理，从而形成了导电涂层。在涂覆处理中，进行调整以使得在进行了表面改质的不锈钢材的表面以2～5μm的厚度形成Co镀层。
将形成有导电涂层的不锈钢材(以下称为“带有导电涂层的不锈钢材”)2片在大气气氛(露点20℃；H2O浓度为约2.31％)下、在600℃的温度下热暴露1000小时后，使用该2片带有导电涂层的不锈钢材2片来制作如图1所示那样的测定用试验片，采用使用恒电位仪的四端子法进行测定。具体而言，如以下那样进行。
首先，在2片带有导电涂层的不锈钢材10的中央部，将导电糊(Ag糊)涂敷成正方形状(单边为10mm，厚度为10μm)，使其干燥，形成了导电部20。接着，将2片带有导电涂层的不锈钢材10的导电部20重叠并配置成十字型后，用氧化铝板夹住，载置砝码(200g)，在电炉中进行了导电部20的烧接(850℃×30分钟)。接着，使用小型切削器切削表面直至金属母材露出，形成了图1所示的配线安装部30。接着，将银线40卷绕于配线安装部30，涂敷导电糊，使其在150℃干燥30分钟，由此得到测定用试验片。接着，将该测定用试验片配置于高温电化学测定装置，采用使用恒电位仪的四端子法求出电压-电流曲线。在该测定中，测定温度设为600℃，进行电压扫描直至10mV。另外，由电压-电流曲线的斜率算出电阻值。在该评价中，将电阻值为20mΩ·cm2以下的情况判断为A(高温导电性特别优异)，将电阻值超过20mΩ·cm2且为30mΩ·cm2以下的情况判断为B(高温导电性优异)，将电阻值超过30mΩ·cm2的情况判断为C(高温导电性不充分)。
(2)热变形
采用JIS R1604：2008中所规定的高温弯曲强度试验方法，对不锈钢材评价了热变形。具体而言，设为外部支点间距离为30mm的3点弯曲方式，将不锈钢材进行切断加工而准备了4mm×40mm的试验片。接着，将试验片和3点弯曲试验机收纳于马弗炉中，在大气中加热至650℃后，测定了试验片产生热变形的弯曲强度。将弯曲强度为150MPa以上的情况判断为A(热变形的抑制效果高)，将弯曲强度低于150MPa的情况判断为C(热变形的抑制效果低)。
将上述的各评价结果示于表2。
表2
如表2所示，试验No.1～14(本发明例)的不锈钢材，由于具有规定的组成，因此导电性优异，热变形的抑制效果高。特别是试验No.2、7、12和13的不锈钢材，由于具有优选的组成、且省略了热轧板退火，因此结晶取向比率具有特别优选的范围，导电性非常良好。另外，由试验No.2和3的比较确认到下述倾向：通过进行表面磨削，距离表面为10μm的深度的位置处的结晶取向比率成为优选的范围，导电性提高。
与此相对，试验No.15～21(比较例)的不锈钢材，由于组成或有效Cr量在规定的范围外，因此即使省略热轧板退火从而具有适当的结晶取向，导电性和热变形的抑制效果之中的一者或两者也是不充分的。
如由以上的结果可知的那样，根据本发明，能够提供在600℃以下的温度下的导电性优异、且能够抑制热变形的固体氧化物型燃料电池用不锈钢材及其制造方法。另外，根据本发明，能够提供具备具有这样的特征的固体氧化物型燃料电池用不锈钢材的固体氧化物型燃料电池用构件以及固体氧化物型燃料电池。
附图标记说明
10带有导电涂层的不锈钢材
20导电部
30配线安装部
40银线

Claims (11)

1.一种固体氧化物型燃料电池用不锈钢材，按质量基准包含C：0.030％以下、Si：1.00％以下、Mn：1.00％以下、P：0.050％以下、S：0.0030％以下、Cr：22.0～32.0％、Mo：2.50％以下、N：0.030％以下、Al：0.30％以下、Nb：0.40％以下、Ti：0.40％以下、Ni：1.00％以下、Cu：1.00％以下，由下述式(1)表示的有效Cr量为24.0～35.0％，余量包含Fe和杂质，
有效Cr量(％)＝Cr+2Mo+2Si+5Nb+2Ti-3(2C+3N+Ni+0.5Mn+0.2Cu)···(1)
式中，各元素符号表示各元素的含量。
2.根据权利要求1所述的固体氧化物型燃料电池用不锈钢材，按质量基准还包含选自B：0.0050％以下、Sn：0.5％以下、V：0.5％以下、W：0.5％以下、Ca：0.0100％以下、Mg：0.010％以下、Zr：0.50％以下、Co：0.5％以下、Ga：0.01％以下、Hf：0.10％以下、REM：0.10％以下之中的1种以上。
3.根据权利要求1或2所述的固体氧化物型燃料电池用不锈钢材，在距表面为10μm的深度的位置，结晶取向{211}相对于结晶取向{200}的结晶取向比率即{211}/{200}超过1.5且低于3.5。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的固体氧化物型燃料电池用不锈钢材，在厚度方向中心部的位置，结晶取向{211}相对于结晶取向{200}的结晶取向比率即{211}/{200}超过0.5且低于2.0。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的固体氧化物型燃料电池用不锈钢材，被用于选自隔板、互连器和集电体之中的1种以上的构件。
6.一种固体氧化物型燃料电池用不锈钢材的制造方法，将板坯进行热轧后，进行冷轧，所述板坯按质量基准包含C：0.030％以下、Si：1.00％以下、Mn：1.00％以下、P：0.050％以下、S：0.0030％以下、Cr：22.0～32.0％、Mo：2.50％以下、N：0.030％以下、Al：0.30％以下、Nb：0.40％以下、Ti：0.40％以下、Ni：1.00％以下、Cu：1.00％以下，由下述式(1)表示的有效Cr量为24.0～35.0％，余量包含Fe和杂质，
有效Cr量(％)＝Cr+2Mo+2Si+5Nb+2Ti-3(2C+3N+Ni+0.5Mn+0.2Cu)···(1)
式中，各元素符号表示各元素的含量。
7.根据权利要求6所述的固体氧化物型燃料电池用不锈钢材的制造方法，所述板坯按质量基准还包含选自B：0.0050％以下、Sn：0.5％以下、V：0.5％以下、W：0.5％以下、Ca：0.0100％以下、Mg：0.010％以下、Zr：0.50％以下、Co：0.5％以下、Ga：0.01％以下、Hf：0.10％以下、REM：0.10％以下之中的1种以上。
8.根据权利要求6或7所述的固体氧化物型燃料电池用不锈钢材的制造方法，在所述冷轧前，对通过所述热轧而得到的热轧材料进行酸洗，然后进行表面磨削。
9.根据权利要求8所述的固体氧化物型燃料电池用不锈钢材的制造方法，对所述热轧材料不进行退火而进行所述酸洗。
10.一种固体氧化物型燃料电池用构件，具备权利要求1～5的任一项所述的固体氧化物型燃料电池用不锈钢材。
11.一种固体氧化物型燃料电池，具备权利要求10所述的固体氧化物型燃料电池用构件。
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