CN1902334A - 奥氏体产品的制造方法以及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过在100℃－600℃的温度下用Al含量更高的合金涂覆Al含量较低的奥氏体不锈钢基底合金来生产出奥氏体合金的方法，从而所得到的产品中Al含量为4.5－12wt％。
Description
技术领域
本发明涉及用于制造铝含量提高的奥氏体产品的方法及其在需要以抗氧化性形式的耐高温性能和改进的机械性能的应用中的用途。
背景技术
随着钢材料在各种高温用途中的应用温度不断提高，目前的铁素体材料，更精确地说是铁素体FeCrAl材料，有时在机械性能方面较弱，以便在以快速温度变化形式的高温，在温度、方向和/或组分方面变化的气流以及机械应力例如振动的情况下使用时抵抗所出现的应力。
EP-B1-1235682披露了奥氏体镍基或钴基合金的使用，这种合金涂覆有铝或铝合金并且轧制成最终尺寸。这样，通过在600℃以上的温度下进行热处理，可以制造出最小厚度大约为50μm的薄箔，该薄箔已经经过大约为1100℃的测试。在1100℃下，试样的质量在400小时之后增加大约7.6％。与普通的FeCrAl材料相比，其缺点在于氧化率相对较高，这对于催化剂支撑材料的使用寿命而言是决定性因素。
奥氏体合金在相同高温下其机械强度通常大于铁素体合金。高铝含量的奥氏体材料由于该材料在典型的热加工温度下，即在750至1200℃下具有非常低的延展性，所以与低铝含量奥氏体材料相比具有明显更高的抗氧化性。
具有更高加工温度并且处于更大机械载荷下的催化剂用金属材料必须满足以下要求：相对于目前所使用的材料机械强度更大，如在US-B-5578265中所披露的一样，并且另外其抗氧化性比在EP-B1-1235682中所披露的奥氏体高强度材料明显更好。为了允许其用作在催化剂中的支撑材料，厚度为50μm的薄箔材料在1100℃下空气氧化400小时之后其重量增加应该不超过6％，优选的是其重量增加低于4％。Al含量大于4.5％的Al合金化奥氏体钢或镍基或钴基合金可以预期具有充分让人满意的机械性能，并且对于厚度为50μm的薄箔而言，在特定情况期间在1000℃下经过400小时之后可以获得6％的重量增加，但是由于在Al含量大于4.5wt％(重量百分比)下的极限可热加工性，所以这些产品不能通过普通方法生产出薄带材。另外，这些材料的抗氧化性与当前所采用的铁素体材料相比仍然较差。
因此，需要一种与当前的那些材料相比耐热性和抗氧化性更高并且机械强度更高的材料。另外，这种材料与迄今为止所知的材料相比必须具有令人满意或更好的制造性能。这种要求对于在上述条件下使用的所有不同产品形式都一样，例如带材、薄箔、线材、金属板材和管材。
发明内容
因此本发明的目的在于提供这样一种方法，其中通过在100℃-600℃的温度下用具有更高铝含量的铝组分涂覆Al含量较低的奥氏体基底合金，从而所得到的产品其Al含量为4.5-12wt％，优选为5.5-12wt％。
本发明的另一个目的在于提供一种可以由所述方法制造出的用在高温用途中的奥氏体合金材料。
附图说明
图1显示出热延展性测试的结果，即所谓的Gleeble测试，作为测试温度的函数测量断裂面积的缩小。
图2显示出与比较实施例1相比，实施例C和D在1000℃下在空气中的氧化率。
图3显示出实施例C和比较实施例1在1000℃下在空气中的氧化率。
图4显示出厚度为50μm和3mm的实施例C、E和F以及比较实施例1还有比较实施例3在1100℃下在空气中的氧化率。
图5显示出在1050℃下在经过不同长度的退火时间之后在涂有Al的材料中的铝含量，它被绘制成距离表面的距离的函数。
图6显示出在1150℃下在Ar气中，经过50分钟退火之后在涂有Al并经退火的材料中的微观结构，其中0＝Fe-Fr富集层，1＝Ni和Al富集层，2＝扩散层，3＝基底材料的组分。
具体实施方式
这些目的是通过这样一种奥氏体产品来实现的，该产品是通过对具有以下组分(以wt％为单位)的奥氏体基底合金进行涂覆来制造出的：20-70％的Ni，15-27％的Cr，0-5％的Al，0-4％的Mo和/或W，0-2％的Si，0-3％的Mn，0-2％的Nb，0-0.5％的Y、Zr和/或Hf，0-0.5％的Ti，0-0.1％的一种或多种稀土金属(REM)，例如Ce、La、Sm，0-0.2％的C，0-0.1％的N，余量Fe和正常出现的杂质，并且铝组分例如铝或铝基合金进行如下描述。
基底材料的优选组分为(以wt％为单位)：25-70％的Ni，18-25％的Cr，1-4％的Al，0-4％的Mo和/或W，0-2％的Si，0-3％的Mn，0-2％的Nb，0-0.5％的Y、Zr和/或Hf，0-0.5％的Ti，0-0.1％的一种或多种稀土金属(REM)，例如Ce、La、Sm，0-0.1％的C，0-0.05％的N，余量Fe和正常出现的杂质。
通过两阶段过程，可以相互独立地优化最终产品的铝含量及其机械性能和抗氧化性。
在用铝或铝基合金涂覆基底材料之后，最终合金具有以下组分(以wt％为单位)：25-70％的Ni，15-25％的Cr，4.5-12％的Al，0-4％的Mo和/或W，0-4％的Si，0-3％的Mn，0-2％的Nb，0-0.5％的Ti，0-0.5％的Y、Sc，Zr和/或Hf，0-0.2％的一种或多种稀土金属(REM)，例如Ce、La、Sm，0-0.2％的C，0-0.1％的N，余量Fe和正常出现的杂质。
奥氏体基底材料自身具有良好的高温强度，该强度由于存在Ni(Nb，Al)析出物并且必要时由于存在固溶体中的Mo和/或W而增大。可以通过存在元素Ti、Nb、Zr、Hf中的任一种或一些的碳化物和/或氮化物的析出物，而进一步提高机械稳定性和抗晶粒长大性。
在固溶体中的碳或作为碳化物的碳有助于提高在高温下的机械强度。同时，在基底材料中的更高含量碳意味着在冷加工时的性能变差。因此，在基底中的最大碳含量应该限制为0.2wt％。
在固溶体中的氮或作为氮化物的氮有助于提高在高温下的机械性能。同时，在基底材料中的更高含量氮意味着在基底生产中或者在涂覆铝或铝基合金之后可能会形成变脆的氮化铝。因此，在基底中的最大碳含量应该限制为0.1wt％。
根据本发明制造出的奥氏体合金在经涂覆并未经热处理的状态中或者在扩散退火之后使用。如果包含有1-4wt％AL，则可以获得该基底合金的最理想的组分。与铝含量较低的材料的制造相比，该铝含量使得最终合金具有更好的抗氧化性和更高的生产经济性，而不会承担生产干扰增加的风险。在涂覆有铝或铝基合金之后，该材料总共应该包含大于4.5wt％的Al。
根据本发明，用铝或铝基合金涂覆应该在比铝熔点更低的基底温度范围内进行，即在100℃-600℃、优选为150℃-450℃的温度下进行。
添加Zr和/或Hf和REM和/或Y和/或Sc使得所形成的氧化物的耐剥离和耐剥落性能增大。可以通过在基底合金和/或用在涂覆中的铝基合金中添加这些元素，来提供最终产品的所述元素含量。
根据本发明的合金的某些组分可以通过传统冶金工艺制造出。但是，与这不同，在通过根据本发明的工艺进行生产中，可以获得这样一种材料，其微观结构受到控制并且其氧化性能和机械性能最优。根据本发明的工艺的另一个优点在于，最终产品中铝的总含量没有受到脆化效应的限制，在随后冷加工和/或热加工时可以给出高于大约4.5wt％的铝含量。另外，根据本发明用铝或铝基合金涂覆基底材料的方法给出了这样一种最终产品，其中例如Mo、C、Nb的含量可以明显高于在一般制造的产品中的含量，并且所述元素的存在不会导致氧化性能出现明显变差。
用铝或铝基合金正确涂覆基底合金可以通过这样一些方法例如浸渍在熔体中、电解涂覆、利用所谓的CVD或PVD技术通过气相一起轧制铝或铝合金带。可以在已经轧制出基底合金或者按照另一种方式将基底合金机加工成所期望的产品尺寸之后用铝或铝基合金进行涂覆。在该过程期间，可以进行扩散退火以便使材料均质化，然后可以在一个或多个步骤中进行塑性加工以便提供最终产品。塑性加工例如轧制或拉伸也可以在其尺寸大于所期望的最终尺寸的涂覆产品上直接进行。在该情况中，塑性加工之后可以进行退火。
可以通过不同因素改变最终产品中的铝含量：相对于涂层厚度的基底材料的厚度，在基底材料中的铝含量以及涂层的铝含量。
但是，如上所述，在最终产品中的总铝含量必须至少为4.5wt％以便确保足够的性能。该产品可以按照经退火的均质化材料或层压件或具有Al浓度梯度的材料的形式使用，并且在具有Al浓度梯度的材料中，在表面处的Al含量高于在材料中心的Al含量。
根据所采用的涂覆工艺，所施加的Al合金的各种组分比其它组分更加适用。铝合金包含有0-25％的Si，和/或0-2wt％的元素Ce、La、Sc、Y、Zr、Hf中的一种或多种，和/或0-5wt％的Mg、Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Co中的一种或多种，和/或0-1wt％的B、Ge中的一种或多种，优选的是该铝合金应该包含至少90wt％的Al、0-10wt％的Si和/或0-2wt％的Ce、La、Sc、Y、Zr、Hf中的一种或多种，更优选的是该铝合金应该包含至少0-95wt％的AL、0-5wt％的Si和/或0-2wt％的Ce、La、Sc、Y、Zr、Hf中的一种或多种。
实施例
在下面，说明了根据在本发明中所述的方法制造出的奥氏体Al合金材料如何满足在强度和抗氧化性方面的要求。另外，说明了根据同一本发明所述方法制造出的材料在高温强度、抗氧化性和可加工性方面优于具有相同组分但是根据普通方法制造出的材料。
实施例1
表1给出了测试合金的组分的实施例。根据实施例A和B以及比较实施例1、2和3的合金按照传统的方式，通过火法冶金和热加工技术制造出来。
表1 测试合金的组分
| 实施例标号 | 实施例A(359) | 实施例B(357) | 比较实施例1 | 比较实施例2 |
| C | 0.052 | 0.021 | 0.01 | 0.019 |
| N | 0.016 | 0.032 | 0.01 | 0.020 |
| Ni | 32.35 | 17.61 | 0.3 | 33.18 |
| Al | 2.95 | 1.68 | 5.3 | 5.43 |
| Cr | 21.83 | 21.81 | 20 | 21.50 |
| Nb | 0.01 | 0.61 | 0.01 | ＜0.01 |
| Mo | 0.02 | 0.02 | 0.01 | ＜0.01 |
| Zr | 0.07 | ＜0.002 | 0.01 | ＜0.005 |
| REM | ＜0.005 | 0.026 | 0.03 | 0.042 |
| Ti | 0.16 | ＜0.005 | 0.01 | ＜0.005 |
| Si | 0.15 | 0.14 | 0.3 | 0.16 |
| Mn | 0.12 | 0.10 | 0.3 | 0.11 |
比较实施例1为这样一种合金，该合金当前用作在催化转化器中的支撑材料并且针对这个用途具有可接受的抗氧化性。比较实施例2为通过传统方法制造出的高Al含量的奥氏体合金。在所述合金的热加工时的合格率只有大约10％，即该材料的90％具有形式例如为裂纹的这种内部缺陷，从而它不能用于进一步的加工。
根据实施例A和B的合金具有适合在涂覆过程中用作基底材料的组分，其中将铝或铝基合金薄层沉积在所述基底上。利用根据实施例A和B以及比较实施例1的合金，通过热轧和冷轧制造出1.50μm厚的带材。在实施例A和B中生产合金的合格率与比较实施例1的合格率相同。
为了避免形成氮化铝，在基底材料中的氮含量较低。为了进一步限制这种趋势，添加有Ti、Nb和/或Zr和/或Hf。这些元素的添加导致形成比AlN更稳定的氮化物，这要求降低后者的形成。另外，选择这些组分以便能够有效地生产出基底材料的薄带材。例如，碳含量低于0.10％，这使得在冷加工过程中能够实现令人满意的材料合格率。由于在基底中的Al含量相对较高，所以为了实现最终产品中的足够Al含量需要降低必须沉积在基底上的Al数量。
在表2中，说明了基底合金具有非常好的高温强度；例如，在700℃下，根据实施例A和B的合金的极限强度比根据比较实施例1中的普通材料的极限强度大大约3倍，并且在该温度下拉伸屈服点比比较实施例1的拉伸屈服点大2.8至5倍。在900℃下，在根据实施例A和B的合金的拉伸屈服点大约为比较实施例1的拉伸屈服点5倍以上，而极限强度至少比比较实施例的极限强度高至少3.5倍。
表2 在不同温度下拉伸测试的结果
| 实施例 | 室温 | 700℃ | 900℃ | ||||||
| Rp0.2 | Rm | A5 | Rp0.2 | Rm | A5 | Rp0.2 | Rm | A5 | |
| A | 275 | 625 | 39 | 254 | 441 | 22 | 98 | 146 | 99 |
| B | 239 | 546 | 39 | 141 | 337 | 44 | 108 | 150 | 78 |
| E | 166 | ||||||||
| 比较实施例1 | 480 | 670 | 25 | 50 | 140 | 90 | 20 | 40 | 150 |
| 比较实施例2 | 437 | 814 | 25 | 340 | 511 | - | 91 | 151 | 55 |
因此，在实施例A和B中所用的两个基底合金满足了作为薄箔所需的足够机械强度和可制造性的要求。
图1显示出针对根据实施例A和B以及比较实施例2的合金进行热延展性测试的结果，即所谓的Gleeble测试，其中作为测试温度的函数测量断裂面积减小率。为了能够在实际中热加工合金，断裂面积缩小率应该超过40％。为了获得在热加工操作中的可再现的高合格率，在100℃的温度差下平均断裂面积缩小率应该至少为70％。
从图1中可以清楚地看出，可以通过热轧和/或热锻制造出根据实施例A和B的合金，而不能通过普通方法以足够的合格率制造出根据比较实施例2的合金。这样的一个后果在于，为了能够获得根据比较实施例2的合金期望具有的良好抗氧化性，在该合金已经以薄带形式生产出之后必须添加必要含量的Al。在室温以及更高温度下根据实施例A和B的合金都具有足够的延展性以便能够以令人满意的生产率冷轧至非常薄的带材，可以看出它们能够没有问题地制造至50μm的材料厚度，并且由此可以作为用作涂覆铝或铝基合金的基底材料的良好替代材料。
实施例2
分别通过利用Al进行蒸汽沉积或溅射来涂覆50μm厚的根据实施例A和B的合金的冷轧带材，其中，Al的总含量对应于5.5-6％，从而制造出在实施例C和D中的合金(参见表3)。通过将基底材料加热一定程度，但是不至于加热至在基底上出现熔融Al的这种高温来进行涂覆。因此应该在100℃-600℃、优选为150℃-450℃的温度下，根据本发明用Al或Al合金进行涂覆。
表3 涂覆测试
| 基底合金 | 在涂覆之前的厚度[μm] | 涂覆Al合金的涂覆厚度[μm] | 所期望的总Al含量[％] | 所测量出的涂层厚度[μm] | |
| 实施例C | 实施例A | 50 | 2.5 | 6.0 | 2.7 |
| 实施例D | 实施例B | 50 | 3.5 | 6.0 |
根据比较实施例2的合金其总组分与在实施例C中的合金大致相同，如前面所述根据比较实施例2的合金一样可以进行锻压，但是只是其材料合格率非常低。因此，有限的热延展性导致该合金难以制造出薄带材形式。但是，如在表2中所看到的一样，相同的合金具有非常好的耐热性；例如在700℃和900℃处的极限强度比在比较实施例1中的传统材料极限强度大3至4倍，并且拉伸屈服点比在两个测试温度下大4倍以上。
实施例3
通过GDOES(辉光放电激发光谱分析仪)，即一种能够精确测量出薄表面层的组分和厚度的方法，来测量出根据实施例C在50μm厚带材上获得的Al层的厚度。分析表明该试样其中Al的总含量为5-6wt％。在1000℃下在空气中将这些试样氧化大约620小时。在图2中显示出这些结果。根据实施例C的合金具有相当于一般制造出的具有相同厚度的Fe-Cr-Al合金(比较实施例1)的抗氧化性，并且其抗氧化性明显好于根据实施例D的合金。在400小时之后，根据实施例C的合金其重量增加2.3％，而根据实施例D的合金其重量增加5％。同时，比较实施例1其重量增加大约2.2％。
根据实施例C的合金与比较实施例1一起在1100℃下进行氧化测试，这在图3中显示出。这两种材料以厚为50μm的薄箔形式进行测试。在经过300小时测试时间之后，这两种材料表现同样良好。在测试400小时之后，根据实施例C和比较实施例1的合金其重量增加都小于6％：根据实施例C的合金重量增加为5.9％，并且比较实施例1重量增加为4.3％。因此，根据实施例C的合金满足在催化转换器中使用所要求的足够抗氧化性，即在1100℃下经过400小时氧化后在50μm厚度中其重量最大增大6％。
实施例4
实施例E和F分别为根据实施例C和D的合金已经在1200℃下经过20分钟退火以便使在该材料中的Al含量均化的合金(参见表4)。通过弯曲测试评估出该材料的延展性，在该测试中确定该材料在没有断裂情况下能够弯曲的最小弯曲半径(参见表4)。测试该材料所处的最窄半径为0.38mm。这些材料中没有一种在这个弯曲之后出现任何损坏。该半径小于在催化转换器的生产中所采用的半径。由此，根据本发明制造出的带材具有完全足够的延展性以允许其用在催化转换器中。在900℃下，实施例E其极限强度为166MPa(参见表2)，这比目前所使用的根据比较实施例1的材料大四倍以上，并且另外稍高于根据比较实施例2一般制造出的材料，其组分与根据本发明制造出的合金类似。
表4 经涂覆和扩散退火的试样的测试结果
| 实施例 | 组分 | 扩散退火 | 在没有断裂情况下的最小弯曲半径[mm] |
| E | 与实施例C相同 | 在H2中，1200℃下进行20分钟 | 0.38 |
| F | 与实施例D相同 | 在H2中，1200℃下进行20分钟 | 0.38 |
实施例5
根据实施例E和F的合金与根据本发明实施例C以及比较实施例1和2的合金一起在1100℃下进行氧化测试。在图4中显示出这些结果。比较实施例2以大约3mm厚的板形式进行测试，而实施例C、E和F以50μm厚的薄箔形式进行测试。比较实施例1中的合金在两个不同状态中进行测试：从热轧带卷裁剪出的大约3mm厚的板形式，以及厚度为50μm的薄箔形式。在表5中概括了这些结果。
从图4和表5中可以看出，比较实施例1的薄箔的氧化率小于厚板的氧化率。这个效应可以通过这样的事实来解释，即薄箔容易变形并且由此吸收了保护性氧化物和金属之间的热膨胀差异。由此，避免了在冷却和加热时出现的氧化物断裂，即氧化物断裂意味着未受保护的金属受到氧化的效果。相对较厚的板材不能按照同样的方式变形，并且由此那个试样对加热和冷却更加敏感。
表5 在1100℃下，在50μm厚的带材和3mm厚的板材之间和在经涂覆和经涂覆+扩散退火的样品之间的重量增加的比较
| 状态1 | 状态2 | 测试时间[小时] | (质量增加(g/m2)状态1)/(质量增加(g/m2)状态2) |
| 比较实施例1，50μm厚 | 比较实施例1，3mm厚 | 400 | 0.62 |
| 实施例C(50μm厚) | 比较实施例3，3mm厚 | 400 | 0.40 |
| 实施例E(50μm厚) | 比较实施例3，3mm厚 | 400 | 0.13 |
| 实施例F(50μm厚) | 比较实施例3，3mm厚 | 220 | 0.31 |
| 实施例E | 实施例C | 400 | 0.32 |
根据实施例C和E的合金具有与比较实施例2中的合金基本上相同的组分，还有对于比较实施例1而言，在这里可以期望实现不同试样厚度的类似效果。但是，根据本发明，随着合金试样厚度的减小，在抗氧化性方面的相对改善明显大于比较实施例1的情况(参见表5)。这可以被认为是根据本发明的方法非常令人意想不到并且有价值的效果。
另外，在实施例C和E之间不同的扩散退火导致抗氧化性出现意想不到的较大额外改善(参见表5)。
首先，根据实施例F的合金具有与以薄箔形式的实施例C或比较实施例1等同的良好抗氧化性。在200小时之后中断对根据实施例F的合金的测试。但是，在试样E和F在1100℃下至220小时的重量增加之间的比较表明，对于抗氧化性而言根据实施例E的合金具有最合适的组分和生产方式组合。
实施例6
利用蒸发将根据实施例A的厚为50μm合金带材涂覆上Al。在Ar气氛中在1050℃下对不同的试样进行不同时间的退火。利用GEOES确定材料中Al的浓度轮廓。结果示于图5中。很明显，在8小时的热处理之后，富Al区域位于靠近带材表面的左侧。该区域看起来只是Al向带材内部进行缓慢的扩散。
实施例7
利用蒸发将根据实施例A的厚为50μm合金带材涂覆上Al。在Ar气氛中在1150℃下对试样进行退火50分钟。通过SEM(扫描电子显微镜)分析该微观结构。图6显示出最靠近试样表面的区域。在外面形成Fe-Cr富集层(参见图6中的“0”)，在这里面形成Ni和Al富集层(参见图6中的“1”)。层“2”对应于随着离表面距离的增加而Al含量缓慢降低的扩散区域。在图6中的层“3”中，其中的组分与在基底材料中的组分一样。
应用实施例
用于催化转化的支撑材料
多年以来在大多数工业化国家中都需要催化转化。催化活性材料由支撑材料机械地承载。对支撑材料的要求在于，它应该具有较大的表面，承受温度变化并且在催化转换器的工作温度下具有足够的机械强度和抗氧化性。
目前使用了两种主要类型的支撑材料：陶瓷的和金属的。往往用堇青石制成的陶瓷支撑材料不会受到氧化作用影响，但是其脆性意味着耐冲击和其它机械应力以及温度变化例如快速温度变化的性能非常有限。目前，金属支撑材料通常基于铁素体Fe-Cr-Al合金薄带材，并且添加有少量反应元素例如稀土金属(REM)或Zr或Hf。为了赋予整体材料最大的活性表面，支撑材料应该尽可能薄，通常为10μm-200μm。目前，普通带材厚度为50μm，但是在带材厚度减小至30μm或20μm时能够预期由于表面/体积比增大和/或在催化转换器上的压力降减小而导致催化转换器的效率明显提高。金属的高延展性赋予了良好的耐机械和热疲劳性能。含量高于大约4.5wt％的铝与反应元素一起赋予该材料在加热时形成薄的保护性铝氧化物的可能性。另外，反应元素使得氧化物在冷却或机械变形时剥离，即从金属中松脱的趋势明显降低。但是，传统的Fe-Cr-Al合金具有很大的缺点：它们在高温下机械性能非常弱，因此在由于加速、压力变化、机械冲击或温度变化而导致的小应力下会出现很大的变形。
本发明不限于小尺寸产品，例如薄带材或薄线材。由于不能通过热加工以足够高的生产率和材料合格率生产出其中铝含量大于4.5wt％的奥氏体材料，所以最好能够通过在本发明中所述的涂覆方法制造出厚度尺寸更大的这种合金。这可以例如通过用基底合金制造出以例如金属板、带材、薄箔或无缝钢管形式的产品来进行，然后利用以使材料的总铝含量超过4.5wt％这样一个量的铝合金涂覆所述产品的一个或两个表面。例如，可以通过传统方法将具有根据实施例A的组分的无缝钢管制造成以下尺寸：外径60.33mm，壁厚3.91mm。为了能够在这种管子中实现总的铝含量至少为4.5wt％，需要在内外表面上涂覆厚度至少为0.1mm的铝。可以通过传统方法例如通过浸渍在铝合金熔体中来将这样一个量施加在管子表面上。如果期望获得均质材料，则需要在高温下进行更长时间的热处理，优选至少为1000℃。因此，最好应该根据所期望的铝分布例如通过其中将材料缓慢加热至1100℃并且在该温度下进行热处理5分钟至10小时，从而以部分均质化形式制造出最终产品，其中该材料具有朝着表面增加的铝梯度。对于本领域普通技术人员显而易见的是，如果应该能够以令人满意的生产率制造出该产品，则在基底材料中的铝含量应该尽可能高，而不会造成在基底制造中的生产干扰。在该情况中，在基底材料中的合适铝含量为2-4wt％。该方法可以用来制造最终产品或者制造用于在低温下进行继续塑性加工的初始材料，例如用于皮尔格轧管的管坯。
电阻加热
在包括电阻加热的工业炉和日常用品例如扁平烤盘、辐射加热器、平的熨斗、炉子、烤箱、烤面包机、吹风机、滚筒烘衣机、干燥碗柜、电热水壶、汽车座椅加热器、地板加热设备、电暖炉和其它类似产品中，也需要使用具有上述性能的带材、线材或薄箔。具有这种产品规格的材料的可用性导致开发出更有效的具有更长使用寿命和/或更高工作温度和效率的热源。
其它应用
根据本发明生产出的合金也可以用在其它高温应用中，例如需要高抗氧化性和良好机械性能的应用。例如，它可以用在热交换器中或者用作保护板。还有，它可以用在其它环境中例如用在还原氛围中。在后一情况中，在某些情形下有利的是，在使用之前将该产品预先氧化以便确保在该表面上稳定和致密的含Al氧化物。
Claims (8)
1.一种生产奥氏体合金的方法，其特征在于，在100℃-600℃之间的温度下，在Al含量较低的奥氏体基底合金上涂覆至少一层Al含量较高的合金，从而所得到的产品具有含量为4.5-12wt％的Al，优选为5.5-12wt％的Al。
2.如权利要求1所述的生产奥氏体合金的方法，其特征在于，在具有以下组分(以wt％计)的基底合金上涂覆至少一层Al含量更高的组分：
20-70％的Ni，
15-27％的Cr，
0-5％的Al，
0-4％的Mo和/或W，
0-2％的Si，
0-3％的Mn，
0-2％的Nb，
0-0.5％的Y、Zr和/或Hf，
0-0.5％的Ti，
0-0.1％的一种或多种稀土金属(REM)，以及
余量的铁和正常出现的杂质。
3.如权利要求1-2中任一项所述的生产奥氏体合金的方法，其特征在于，所述至少一层为铝层。
4.如权利要求1-2中任一项所述的生产奥氏体合金的方法，其特征在于，所述至少一层为铝基合金层。
5.如权利要求4所述的生产奥氏体合金的方法，其中铝基合金为具有0.5至25wt％的Si的Al。
6.如权利要求1-5中任一项所述的生产奥氏体合金的方法，其中奥氏体最终产品具有以下组分(以wt％计)：
0-0.2％的C，
0-0.1％的N，
25-70％的Ni，
15-25％的Cr，
4.5-12％的Al，
0-4％的Mo和/或W，
0-4％的Si，
0-3％的Mn，
0-2％的Nb，
0-0.5％的Ti，
0-0.5％的Y、Sc、Zr和/或Hf，
0-0.2％的一种或多种稀土金属(REM)，例如Ce、La、Sm，以及
余量Fe和正常出现的杂质。
7.一种奥氏体合金，具有含量为4.5-12wt％的Al，其特征在于，所述奥氏体合金是通过根据权利要求1-6中任一项所述的方法制造出的。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的方法用来生产用在高温用途例如在催化转换器中的支撑材料和电阻加热中的材料的用途。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20070124 |