ES2535395T3 - Acero inoxidable para separadores de celda de combustible que tienen excelente conductividad eléctrica y ductilidad, y proceso para la producción del mismo - Google Patents

Acero inoxidable para separadores de celda de combustible que tienen excelente conductividad eléctrica y ductilidad, y proceso para la producción del mismo

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ES2535395T3 ES10804578.2T ES10804578T ES2535395T3 ES 2535395 T3 ES2535395 T3 ES 2535395T3 ES 10804578 T ES10804578 T ES 10804578T ES 2535395 T3 ES2535395 T3 ES 2535395T3
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Abstract

Una lámina de acero inoxidable enrollada en frio para uso en un separador de celda de combustible, la lámina de acero inoxidable consiste de, en términos de % en masa: C: entre 0,001% o más y 0,01% o menos, Si: 1,0% o menos, Mn: 1,0% o menos, S: 0,01% o menos, P: 0,05% o menos, Al: 0,20% o menos, N: entre 0,002% o más y 0,02% o menos, Cr: 20 a 40%, Mo: opcionalmente entre 0,02% o más y 4,0% o menos, y al menos uno seleccionado de Nb, Ti, y Zr: 0,05 a 0,60% en total, opcionalmente 1% o menos de cada uno de Ni, Cu, V, W, Ta y Cu, opcionalmente 0,1% o menos de cada uno de Ca, Mg, metales de tierras raras y B, siendo el balance Fe y las impurezas inevitables, en donde al menos un precipitado que tenga un diámetro de circulo equivalente de 0,1 μm o más está presente por 100 μm2, una proporción de un grosor de t (μm) de lámina de acero inoxidable enrollada en frío al diámetro de circulo equivalente Dmax (μm) del precipitado más grande satisface la formula (1) de adelante. <= t/Dmax ...(1) y el grosor es 200 μm o menos en donde dichos precipitados se seleccionan de intermetálicos tales como fases Laves, fases sigma, fases chi, y fases mu, y también carburos, nitruros, carbonitruros y mezclas de los mismos.

Description

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presión de 0,98 MPa (10 kgf/cm2) para medir la diferencia en el potencial entre las dos láminas de acero inoxidable y para calcular de esta manera la resistencia eléctrica. El valor resultante se multiplicó por el área de la superficie de contacto y se dividió por el número de la superficie de contacto (=2) para determinar la resistencia de contacto. Las muestras con la resistencia de contacto de 20 mΩ.cm2 o menos fueron calificadas como buenas y las muestras con
5 una resistencia al contacto que excede los 20 mΩ .cm2 fueron calificadas como fallidas. Aunque la resistencia al contacto se puede mejorar al incrementar la presión durante la medición, la presión se estableció en 0,98 MPa al considerar la presión del ambiente presente.
Alargamiento total
Dos especímenes JIS 13B estipulados en JIS Z 2201 se tomaron de cada muestra de láminas de acero inoxidable
10 (la dirección de la tensión fue la dirección de enrollamiento), y la prueba de tensión se condujo a una tasa de tensión de 10 mm/min. Se determinó el valor promedio del alargamiento total de las dos muestras. Las muestras con un promedio de alargamiento total del 20% o más fueron calificadas como buenas y aquellas con menos del 20% fueron calificadas como fallidas.
Las tablas 2-1, 2-2, y 2-3 mostraron que todos los ejemplos que tienen una composición que satisface el rango de la
15 presente invención y satisface los requisitos de la presente invención en términos de la densidad la distribución y el tamaño de los precipitados logran tanto una alta conductividad como una buena ductilidad.
Aplicación industrial
De acuerdo con la presente invención, el acero inoxidable que tiene una buena conductividad y utilidad para uso en las celdas de combustible se puede obtener y se pueden suministrar separadores de acero inoxidable de bajo costo
20 a las celdas de combustible, que utilizan carbón costoso o separadores recubiertos con oro. Así, la distribución de las celdas de combustible se puede acelerar.
8
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[Tabla 1]
Tipo de acero
Componentes químicos (% en masa) Referencia
C
Si Mn P S Al N Cr Mo Nb Ti Zr
A
0.002 0.34 0.19 0.025 0.004 0.11 0.011 25.2 1.81 0.48 - - Preferible acero
B
0.004 0.24 0.16 0.026 0.002 0.11 0.006 30.2 1.97 0.17 - - Preferible acero
C
0.003 0.22 0.17 0.022 0.003 0.10 0.009 29.4 1.52 - 0.13 - Preferible acero
D
0.004 0.15 0.23 0.022 0.004 0.08 0.007 30.0 1.89 - - 0.18 Preferible acero
E
0.007 0.27 0.21 0.023 0.003 0.09 0.010 30.2 - 0.23 - - Preferible acero
F
0.004 0.22 0.18 0.022 0.004 0.09 0.009 25.6 1.28 0.28 0.11 - Preferible acero
G
0.004 0.21 0.20 0.024 0.005 0.09 0.007 30.8 1.18 - 0.15 0.13 Preferible acero
H
0.004 0.18 0.19 0.023 0.004 0.08 0.009 30.1 1.58 0.02 - - Acero comparativo
I
0.004 0.20 0.22 0.028 0.003 0.10 0.010 25.1 1.23 - 0.03 - Acero comparativo
J
0.003 1.12 0.20 0.024 0.003 0.09 0.010 29.8 1.52 0.15 - - Acero comparativo
K
0.004 0.22 0.21 0.053 0.003 0.09 0.008 29.4 1.83 0.22 - - Acero comparativo
L
0.003 0.24 0.18 0.026 0.004 0.31 0.009 30.1 1.78 0.19 - - Acero comparativo
M
0.003 0.23 0.22 0.025 0.004 0.11 0.009 40.7 1.78 0.16 - - Acero comparativo
N
0.004 0.25 0.15 0.024 0.005 0.09 0.008 30.3 4.08 0.17 - - Acero comparativo
O
0.004 0.23 0.19 0.025 0.004 0.08 0.009 25.5 1.53 0.68 - - Acero comparativo
P
0.003 0.21 0.18 0.022 0.004 0.09 0.008 25.1 1.29 - 0.61 - Acero comparativo
Q
0.004 0.19 0.20 0.023 0.005 0.09 0.008 30.6 1.84 - - 0.62 Acero comparativo
9
[Tabla 2-1] [Tabla 2-2]
No.
Tipo de acero T (µm) -17.27 x In(t) + 92 R ºC/s D max (µm) T (Dmax) Densidad distribución de los precipitados (Precipitados/100 (µm2) Resistencia al contacto (mQ-cm2) Alargamiento total (%) Referencia
1
A 50 24.4 5 4.8 15.6 4.9 9.7 15 Ejemplo Comparativo
2
20 2.8 17.9 4.5 10.3 18 Ejemplo Comparativo
3
50 2.0 25.0 3.1 12.5 22 Ejemplo
4
100 1.8 27.8 0.8 21.3 24 Ejemplo Comparativo
5
50 3.9 12.8 5.2 8.6 13 Ejemplo Comparativo
6
100 12.5 5 5.2 19.2 4.9 7.8 16 Ejemplo Comparativo
7
20 2.7 37.0 4.4 10.0 23 Ejemplo
8
50 2.1 47.6 3.0 12.7 25 Ejemplo
9
100 1.8 55.6 0.8 21.1 28 Ejemplo Comparativo
10
B 50 24.4 20 2.6 19.2 4.0 11.8 18 Ejemplo Comparativo
11
50 1.9 26.3 2.8 14.2 24 Ejemplo
12
100 1.5 33.3 0.7 22.0 27 Ejemplo Comparativo
13
100 12.5 5 5.1 19.6 4.3 8.5 19 Ejemplo Comparativo
No.
Tipo de acero T (µm) -17.27 x In(t) + 92 R ºC/s D max (µm) T (Dmax) Densidad distribución de los precipitados (Precipitados/100 (µm2) Resistencia al contacto (mQ-cm2) Alargamiento total (%) Referencia
14
20 2.5 40.0 3.8 12.1 24 Ejemplo
15
100 1.5 66.7 0.7 22.3 28 Ejemplo Comparativo
*Muestra (No. 5) con asterisco se sometió a un tratamiento de envejecimiento a 800ºC durante 10 horas después del recosido con enrollado en frio.
No.
Tipo de acero t (µm) -17.27 x In(t) + 92 R (ºC/s) D max (µm) t/ Dmax Densidad distribución de precipitados (precipitados/100 µm2) Resistencia al Contacto (m-Ωcm2) Alargamiento total (%) Referencia
16
C 50 24.4 20 2.9 17.2 3.8 11.5 17 Ejemplo Comparativo
17
50 2.3 21.7 2.7 13.4 21 Ejemplo
18
100 2.1 23.8 0.9 20.9 24 Ejemplo Comparativo
19
100 12.5 5 5.2 19.2 4.2 9.4 18 Ejemplo Comparativo
20
20
2.8 35.7 3.8 11.8 23 Ejemplo
21
100 2.2 45.5 0.9 20.7 28 Ejemplo Comparativo
22
D 50 24.4 20 2.8 17.9 3.7 12.1 18 Ejemplo Comparativo
23
50 2.2 22.7 2.5 13.7 22 Ejemplo
No.
Tipo de acero t (µm) -17.27 x In(t) + 92 R (ºC/s) D max (µm) t/ Dmax Densidad distribución de precipitados (precipitados/100 µm2) Resistencia al Contacto (m-Ωcm2) Alargamiento total (%) Referencia
24
100 12.5 5 5.1 19.6 3.9 9.9 18 Ejemplo Comparativo
25
20 2.7 37.0 3.7 12.8 23 Ejemplo
26
E 50 24.4 20 2.7 18.5 4.2 11.6 18 Ejemplo Comparativo
27
50 2.0 25.0 3.0 12.9 24 Ejemplo
28
100 12.5 5 5.2 19.2 4.5 8.8 19 Ejemplo Comparativo
29
20 2.6 38.5 4.0 11.9 24 Ejemplo
30
F 50 24.4 20 2.8 17.9 3.9 11.3 18 Ejemplo Comparativo
31
50 2.4 20.8 2.7 13.2 22 Ejemplo
32
100 12.5 5 5.2 19.2 4.3 9.1 19 Ejemplo Comparativo
33
20 2.9 34.5 3.8 11.2 22 Ejemplo
[Tabla 2-3]
No.
Tipo de acero T (µm) -17.27 x In(t) + 92 R (ºC/s) D max (µm) t/ Dmax Densidad distribución de precipitados (precipitados/100 µm2) Resistencia al Contacto (mΩ-cm2) Alargamiento total (%) Referencia
34
G 50 24.4 20 2.9 17.2 3.7 11.5 17 Ejemplo
35
50 2.4 20.8 2.8 134 23 Ejemplo Comparativo
36
100 12.5 5 5.1 19.6 4.1 9.2 18 Ejemplo Comparativo
37
20 2.7 33.3 3.7 11.8 22 Ejemplo
38
H 50 24.4 50 1.2 41.7 0.6 25.3 24 Ejemplo Comparativo
39
5 1.4 35.7 0.7 24.9 23 Ejemplo Comparativo
40
I 50 24.4 50 1.4 35.7 0.6 25.1 23 Ejemplo Comparativo
41
J 50 24.4 50 2.1 23.8 2.9 13.9 18 Ejemplo Comparativo
42
K 50 24.4 50 2.0 25.0 2.8 14.0 17 Ejemplo Comparativo
43
L 50 24.4 50 1.9 26.3 2.9 14.4 19 Ejemplo Comparativo
44
M 50 24.4 50 1.9 26.3 2.8 14.6 18 Ejemplo Comparativo
45
N 50 24.4 50 2.2 22.7 3.0 13.7 19 Ejemplo Comparativo
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ES10804578.2T 2009-07-30 2010-07-26 Acero inoxidable para separadores de celda de combustible que tienen excelente conductividad eléctrica y ductilidad, y proceso para la producción del mismo Active ES2535395T3 (es)

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