ES2692866T3 - Aleación de hierro-cromo-aluminio con larga vida útil y pequeñas modificaciones en resistencia térmica - Google Patents
Aleación de hierro-cromo-aluminio con larga vida útil y pequeñas modificaciones en resistencia térmica Download PDFInfo
- Publication number
- ES2692866T3 ES2692866T3 ES09730026.3T ES09730026T ES2692866T3 ES 2692866 T3 ES2692866 T3 ES 2692866T3 ES 09730026 T ES09730026 T ES 09730026T ES 2692866 T3 ES2692866 T3 ES 2692866T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- alloy according
- maximum
- alloy
- iron
- thermal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/004—Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
Aleación de hierro-cromo-aluminio con larga vida útil y pequeña modificación de la resistencia térmica, con (en % en masa): Al 4,9 a 5,8 % Cr 16 a 24 % W 1,4 a 2,5 % Si 0,5 a 0,7 % Mn 0,001 a 0,5 % Y 0,02 a 0,1 % Zr 0,02 a 0,1 % Hf 0,02 a 0,1 % C 0,003 a 0,030 % N 0,002 a 0,03 % S como máximo 0,01 % Cu como máximo 0,5 % Con 0,0001 - 0,05 % de Mg, 0,0001 - 0,03 % de Ca, 0,0002 - 0,03 % de P, como máximo 0,1 % de Nb, como máximo 0,1 % de V, como máximo 0,1 % de Ta, como máximo 0,01 % de O, como máximo de 0,5 % de Ni, como máximo 0,003 % de B, resto hierro y las impurezas habituales debidas a la fusión.
Description
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
DESCRIPCION
Aleacion de hierro-cromo-aluminio con larga vida util y pequenas modificaciones en resistencia termica
La invencion se refiere a una aleacion de hierro-cromo-aluminio producida por via pirometalurgica con larga vida util y pequenas modificaciones en resistencia termica.
Las aleaciones de hierro-cromo-wolframio se emplean para la produccion de elementos termicos electricos y soportes de catalizador. Estos materiales forman una capa de oxido de aluminio densa, adherente, que los protege contra una descomposicion a temperaturas elevadas (por ejemplo hasta 1400°C). Esta proteccion se mejora mediante adiciones en el intervalo de 0,01 a 0,3 % de los denominados elementos reactivos, tales como, por ejemplo, Ca, Ce, La, Y, Zr, Hf, Ti, Nb, W, que mejoran, entre otras cosas, la adherencia de la capa de oxido y/o reducen el crecimiento de capa, como se describe, por ejemplo, en „Ralf Burgel, Handbuch der Hochtemperatur-Werkstofftechnik, editorial Vieweg, Braunschweig 1998“ a partir de la pagina 274.
La capa de oxido de aluminio protege el material metalico contra la oxidacion rapida. En este caso, esta crece en sf misma, si bien muy lentamente. Este crecimiento tiene lugar bajo consumo del contenido en aluminio del material. Si ya no hay aluminio presente, se desarrollan otros oxidos (oxidos de cromo y hierro), el contenido en metal del material se consume muy rapidamente, y el material falla debido a corrosion destructiva. El tiempo hasta el fallo se define vida util. Un aumento del contenido en aluminio prolonga la vida util.
En todos los datos de concentracion en la descripcion, asf como en las reivindicaciones, % significa un dato en % en masa.
A traves del documento WO 02/20197 A1 se ha dado a conocer una aleacion de acero inoxidable, en especial para empleo como elemento conductor termico. La aleacion se forma mediante una aleacion de Fe-Cr-Al producida por via pirometalurgica, que contiene menos de 0,02 % de C, < 0,5 % de Si, < 0,2 % de Mn, 10,0 a 40,0 % de Cr, < 0,6 % de Ni, < 0,01 de Cu, 2,0 a 10,0 % de Al, uno o varios elemento(s) del grupo de elementos reactivos, tales como Sc, Y, La, Ce, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, en contenidos entre 0,1 y 1,0 %, resto hierro, asf como impurezas inevitables.
En el documento DE 199 28 842 se describe una aleacion con 16 a 22 % de Cr, 6 a 10 % de Al, 0,02 a 1,0 % de Si, como maximo 0,5 % de Mn, 0,02 a 0,1 % de Hf, 0,02 a 0,1 % de Y, 0,01 a 0,01 % de Mg, como maximo 0,02 % de Ti, como maximo 0,03 % de Zr, como maximo 0,02 % de Se, como maximo 0,1 % de Sr, como maximo 0,1 % de Ca, como maximo 0,5 % de Cu, como maximo 0,1 % de V, como maximo 0,1 % de Ta, como maximo 0,1 % de Nb, como maximo 0,03 % de C, como maximo 0,01 % de N, como maximo 0,01 % de B, resto hierro, asf como impurezas debidas a la fusion, para el uso como lamina soporte para catalizadores de gas de escape, como conductor termico, asf como a modo de componente en la construccion de hornos industriales y en quemadores de gas.
En el documento EP 0 387 670 B1 se describe una aleacion con (en % en peso) 20 a 25 % de Cr, 5 a 8 % de Al, 0,03 a 0,08 % de itrio, 0,004 a 0,008 % de nitrogeno, 0,020 a 0,040 % de carbono, asf como aproximadamente en las mismas proporciones 0,035 a 0,07 % de Ti y 0,035 a 0,07 % de circonio, y como maximo 0,01 % de fosforo, como maximo 0,01 % de magnesio, como maximo 0,5 % de manganeso, como maximo 0,005 % de azufre, resto hierro, siendo la suma de los contenidos en Ti y Zr 1,75 a 3,5 % mayor que la suma porcentual de los contenidos en C y N, asf como impurezas debidas a la fusion. Ti y Zr se pueden sustituir completa o parcialmente por hafnio y/o tantalo o vanadio.
En el documento EP 0 290 719 B1 se describe una aleacion con (en % en masa) 12 a 30 % de Cr, 3,5 a 8 % de Al, 0,008 a 0,10 % de carbono, como maximo 0,8 % de silicio, 0,10 a 0,4 % de manganeso, como maximo 0,035 % de fosforo, como maximo 0,020 % de azufre, 0,1 a 1,0 % de molibdeno, como maximo 1 % de mquel, y las adiciones 0,010 a 1,0 % de circonio, 0,003 a 0,3 % de titanio y 0,003 a 0,3 % de nitrogeno, calcio y magnesio 0,005 a 0,05 %, asf como metales pertenecientes a tierras raras de 0,003 a 0,80 %, niobio de 0,5 %, resto hierro, con elementos acompanantes habituales, que se utiliza, por ejemplo, como alambre para elementos termicos para hornos calentados electricamente y como material de construccion para piezas cargadas termicamente, asf como a modo de lamina para la produccion de soportes de catalizador.
En el documento US 4 277 374 se describe una aleacion con (en % en peso) hasta 26 % de cromo, 1 a 8 % de aluminio, 0,02 a 2 % de hafnio, hasta 3 % de itrio, hasta 0,1 % de carbono, hasta 2 % de silicio, resto hierro, con un intervalo preferente de 12 a 22 % de cromo y 3 a 6 % de aluminio, que se utiliza como lamina para la produccion de soportes de catalizador.
A traves del documento US-A 4 414 023 se ha dado a conocer un acero con (en % en peso) 8,0 a 25,0 % de Cr, 3,0 a 8,0 % de Al, 0,002 a 0,06 % de metales pertenecientes a tierras raras, como maximo 4,0 % de Si, 0,06 a 1,0 % de Mn, 0,035 a 0,07 % de Ti, 0,035 a 0,07 % de Zr, incluyendo impurezas inevitables.
El documento DE 10 2005 016 722 A1 da a conocer una aleacion de hierro-cromo-aluminio con larga vida util con (en % en masa) 4 a 8 % de Al y 16 a 24 % de Cr, y adiciones de 0,05 a 1 % de Si, 0,001 a 0,5 % de Mn, 0,02 a 0,2 % de Y, 0,1 a 0,3 % de Zr y/o 0,02 a 0,2 % de Hf, 0,003 a 0,05 % de C, 0,0002 a 0,05 % de Mg, 0,0002 a 0,05 de Ca, como
5
10
15
20
25
30
35
40
45
maximo 0,04 % de N, como maximo 0,04 % de P, como maximo 0,01 % de S, como maximo 0,5 % de Cu, y las impurezas debidas a la fusion habituales, resto hierro.
Del documento EP 0 516 267 A1 se puede extraer un acero ferr^tico inoxidable, con < 0,03 % de C, < 1 % de Si, < 1 % de Mn, 0,04 % de P, < 0,03 % de S, 15 a 25 % de Cr, < 0,03 % de N, 3 a 6 % de Al, 0,01 a 4 % de Mo, 0,01 a 0,15 % de Y y/o Se, resto hierro. Opcionalmente se puede anadir al menos uno de los elementos Nb, V, Ti en contenidos de 0,05 a 1 %. El acero se puede utilizar para catalizadores, sistemas de gas de escape y elementos termicos.
El documento US 5 411 610 da a conocer una lamina de acero ferntica inoxidable altamente solida, que contiene 10 a 20 % de Cr, 1 a 10 % de Al, resto hierro.
El documento JP 08-269730 se puede extraer una placa constituida por una aleacion de hierro-cromo-aluminio, que contiene 9 a 30 % de cromo y 3 a 8 % de aluminio, que esta recubierta con un revestimiento a base de metales Se. Por lo demas, la placa contiene < 0,05 % de C, < 1 % de Si, < 1 % de Mn, < 0,04 % de P, < 0,01 % de S y < 0,05 % de
N. Por lo demas, pueden estar presentes los siguientes elementos: 0,01 a 1 % de Nb, 0,01 a ,0,5 % de Ti, 0,01 a 1 % de Zr, 0,1 a 1 % de V, 0,01 a 0,03 % de Hf y 0,5 % de SE. Ademas, se pueden anadir 3 % de Mo, hasta 3 % de Ta y hasta 3 % de Co.
Del documento JP 09-053156 se puede extraer una lamina de hierro-cromo-aluminio de la siguiente composicion: <
O, 02 % de C, < 1 % de Si, < 1 % de Mn, 11 a 26 % de Cr, 6 a 8 % de Al, < 0,02 % de N. Ademas pueden estar previstos SE y/o Y en contenidos de 0,02 a 0,3 %. Por lo demas, la aleacion puede contener Ti, Nb, Zr, V y Hf en contenidos de 0,01 a 0,4 %, asf como Mo, Ta y W en contenidos de 0,1 a 2 %, resto hierro.
A traves del documento JP 04-128345 se ha dado a conocer una lamina de acero inoxidable resistente al calor para soportes de catalizador o sistemas de gas de escape, que contiene > 0,06 a 0,15 % de Ln (La, Ce, Pr y Nd), 4,5 a 6,5 % de Al, 13 a 25 % de Cr, < 0,025 % de C, < 0,02 % de N, 2 a 4 % de Mo y/o W, resto hierro.
El documento JP 04-128343 da a conocer una lamina de acero inoxidable de la siguiente composicion: > 0,06 a 0,15 % de Ln (La, Ce, Pr y Nd), 4,5 a 6,5 % de Al, 13 a 25 % de Cr, < 0,025 % de C, < 0,02 % de N, 1 a 2,5 % de Si y/o 0,01 a 0,1 % de Mg, resto hierro.
En el documento JP 06-212363 se describe una aleacion de hierro-cromo-aluminio de la siguiente composicion: < 0,03 % de C, < 0,5 % de Si, < 1,0 % de Mn, 10 a 28 % de Cr, 2 a 6,5 % de Al, < 0,02 % de N, 0,01 a 0,05 % de Zr, 0,01 a 0,2 % de La y 1 a 5 % en suma de Mo y/o W, resto hierro.
Aparte de La, tambien pueden estar presentes Y < 0,5 %, Hf < 0,3 %, asf como al menos dos elementos, seleccionados a partir de Nb, V, Ta y Ti, en contenidos < 1 %.
A traves del documento WO 01/49441 es un material de alta temperatura, basado en un polvo metalico de FeCrAl, que contiene, ademas de Fe como resto, Cr 15 a 25 %, Al 3 a 7 %, Mo 0 a 5 %, Y 0,05 a 0,6 %, Zr 0,01 a 0,3 %, Hf 0,05 a 0,5 %, Ta 0,05 a 0,5 %, Ti 0 a 0,1 %, C 0,01 a 0,05 %, N 0,01 a 0,06 %, O 0,02 a 0,1 %, Si 0,1 a 0,7 %, Mn 0,05 a 0,5 %, P 0 a 0,0,8 % y S 0 a 0,005 %.
Se describe un modelo detallado de vida util de aleaciones de hierro-cromo-aluminio en el artfculo de I. Gurrappa, S. Weinbruch, D. Naumenko, W. J. Quadakkers, Materials and Corrosions 51 (2000), paginas 224 a 235. En este se expone un modelo en el que la vida util de aleaciones de hierro-cromo-aluminio sera dependiente del contenido en aluminio y de la forma de la muestra, no considerandose aun posibles desprendimientos en la formula (modelo de empobrecimiento en aluminio).
4,4x10 3 x(C0-Cfl)x^f£ k
Volumen
Con / = 2x -
superficie
tB = vida util, definida como tiempo hasta la aparicion de oxidos diferentes a oxido de aluminio,
C0 = concentracion de aluminio al comienzo de la oxidacion,
Cb = concentracion de aluminio en el caso de aparicion de oxidos diferentes a oxidos de aluminio,
p = densidad espedfica de la aleacion metalica, k = constante de velocidad de oxidacion, n = coeficiente de velocidad de oxidacion.
Considerando los desprendimientos, para una muestra plana de anchura y longitud infinitas con el grosor d (f “ d) resulta la siguiente formula:
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Siendo Am* la variacion de peso critica con la que comienzan los desprendimientos.
Ambas formulas expresan que la vida util desciende con la reduccion del contenido en aluminio y una gran proporcion superficie respecto a volumen (o menor grosor de muestra).
Esto es significativo si se deben utilizar laminas delgadas en el intervalo de dimensiones de aproximadamente 20 pm a aproximadamente 300 pm para determinadas aplicaciones.
Los conductores termicos, que estan constituidos por laminas delgadas (por ejemplo aproximadamente 20 a 300 pm de grosor en el caso de una anchura en el intervalo de uno o varios milfmetros), se distinguen por una gran proporcion superficie respecto a volumen. Esto es ventajoso si se desea obtener tiempos rapidos de calefaccion y refrigeracion, como se requieren, por ejemplo, en el caso de conductores termicos utilizados en cocinas vitroceramicas, para hacer visible el calentamiento rapidamente y obtener un rapido calentamiento, de modo similar a un horno degas. No obstante, la gran proporcion superficie respecto a volumen es simultaneamente desfavorable para la vida util del conductor termico.
En el caso de empleo de una aleacion como conductor termico se debe considerar tambien el comportamiento de resistencia termica. En los conductores termicos se aplica generalmente una tension constante. Si la resistencia permanece constante en el transcurso de la vida util del elemento termico, tampoco se modifican la coniente ni el rendimiento de este elemento termico.
No obstante, este no es el caso debido a los procesos descritos anteriormente, en los que se consume continuamente aluminio. Debido al consumo de aluminio se reduce la resistencia electrica espedfica del material. Sin embargo, esto tiene lugar eliminandose atomos de la matriz metalica, es decir, reduciendose la seccion transversal, lo que tiene por consecuencia un aumento de resistencia (vease tambien Harald Pfeifer, Hans Thomas, Zunderfeste Legierungen, editorial Springer, Berlm/Gottingen/Heidelberg/1963 pagina 111). A continuacion, debido a las tensiones en el crecimiento de la capa de oxido y a las tensiones ocasionadas por los diferentes coeficientes de dilatacion de metal y oxido, en el calentamiento y la refrigeracion del conductor termico se producen tensiones adicionales, que tienen por consecuencia una deformacion de la lamina y con ella una variacion de dimensiones (vease tambien H. Echsler, H. Hattendorf, L. Singheiser, W. J. Quadakkers, Oxidation behaviour of Fe-Cr-Al alloys during resistance and furnace heating, Materials and Corrosion 57 (2006) 115-121). Segun interaccion de las variaciones de dimensiones con la variacion de la resistencia electrica espedfica se puede producir un aumento o un descenso de la resistencia termica del elemento termico en el transcurso del tiempo de utilizacion. Estas variaciones de dimensiones son tanto mas significativas cuanto mayor es la frecuencia de calentamiento y refrigeracion del conductor termico, es decir,cuanto mas rapido y corto es el ciclo. En este caso, la lamina se deforma en forma de vidrio de reloj. Esto dana adicionalmente la lamina, de modo que, en el caso de ciclos muy cortos y rapidos en laminas, esto es un otro mecanismo de fallo ulterior en funcion de ciclo y temperatura, en caso dado el mecanismo de fallo determinante.
En el caso de acero de aleaciones de hierro-cromo-aluminio se observa generalmente un aumento de la resistencia termica con el tiempo (Harald Pfeifer, Hans Thomas, Zunderfeste Legierungen, editorial Springer, Berlm/Gottingen/Heidelberg/1963 pagina 112) (Figura 1), en conductores termicos en forma de lamina de aleaciones de hierro-cromo-aluminio se puede observar generalmente un descenso de la resistencia termica con el tiempo (Figura 2).
Si la resistencia termica Rw aumenta en el transcurso del tiempo, el rendimiento P desciende en el caso de tension constante en el elemento termico fabricado de este modo, que se calcula a traves de P = U * I = U/RW. Con rendimiento descendente en el elemento termico tambien se reduce la temperatura del elemento termico. Se prolonga la vida util del conductor termico, y con ella tambien la del elemento termico. Sin embargo, para elementos termicos existe frecuentemente un lfmite inferior para el rendimiento, de modo que este efecto no se puede utilizar a voluntad para la prolongacion de la vida util. Por el contrario, si la resistencia termica Rw desciende en el transcurso del tiempo, el rendimiento P aumenta en el caso de tension constante en el elemento termico. No obstante, con rendimiento creciente tambien aumenta la temperatura, y con ello se acorta la vida util del conductor termico, o bien del elemento termico. Por consiguiente, las desviaciones de resistencia termica en funcion del tiempo se debfan mantener en un intervalo estrechamente limitado alrededor de cero.
La vida util y el comportamiento de resistencia termica se pueden medir, por ejemplo, en un ensayo de vida util acelerado. Tal ensayo se describe, por ejemplo, en Harald Pfeifer, Hans Thomas, Zunderfeste Legierungen, editorial Springer, Berlm/Gottingen/Heidelberg/ 1963 en la pagina 13. Este se lleva a cabo con un ciclo de conexion de 120 s a temperatura constante en alambre moldeado en espirales con el diametro de 0,4 mm. Como temperatura de ensayo se proponen temperaturas de 1200°C, o bien 1050°C. No obstante, ya que en este caso se trata especialmente del comportamiento de laminas delgadas, el test se modifico de la siguiente manera:
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Se tensaron tiras de lamina de 50 pm de grosor y 6 mm de anchura entre 2 aplicaciones de corriente y se calienta mediante establecimiento de una tension hasta 1050°C. El calentamiento a 1050°C se efectuo respectivamente durante 15 segundos, despues se interrumpio la alimentacion de corriente durante 5 segundos. Al final de la vida util, la lamina falla al fundirse completamente la seccion transversal restante. La temperatura se mide automaticamente con un pirometro durante el ensayo de vida util y se corrige, en caso dado a la temperatura de ajuste, por un control de programa.
Como medida de la vida util se toma la duracion de la cochura. La duracion de la cochura, o bien el tiempo de cochura, es la adicion de los tiempos en los que se calienta la muestra. En este caso, la duracion de la cochura es el tiempo hasta el fallo de las muestras, el tiempo de cochura es el tiempo que transcurre durante un ensayo. En todas las figuras y tablas siguientes la duracion de la cochura, o bien el tiempo de cochura, se indica como un valor relativo en %, referido a la duracion de la cochura de una muestra de referencia, y se denomina duracion de la cochura relativa, o bien tiempo de cochura relativo.
Por el estado de la tecnica descrito anteriormente es sabido que adiciones insignificantes de Y, Zr, Ti, Hf, Ce, La, Nb, V, influyen en gran medida, entre otras cosas, sobre la vida util de aleaciones de FeCrAl.
Por parte del mercado se plantean requisitos elevados en productos, que requieren una vida util mas larga y una temperatura de empleo mas elevada de las aleaciones.
La invencion toma como base la tarea de poner a disposicion una aleacion de hierro-cromo-aluminio para un campo de aplicacion concreto, que tiene una vida util mas larga que las aleaciones de hierro-cromo-aluminio empleadas hasta la fecha, simultaneamente con una pequena modificacion de la resistencia termica en el transcurso del tiempo a temperatura de aplicacion predeterminada. Adicionalmente, la aleacion estara prevista para casos de empleo concretos, en los que se dan ciclos cortos y rapidos y simultaneamente se requiere una vida util especialmente larga.
Esta tarea se soluciona mediante una aleacion de hierro-cromo-aluminio con larga vida util y pequena modificacion de la resistencia termica, con (en % en masa):
Al 4,9 a 5,8 %
Cr 16 a 24 %
W 1,4 a 2,5 %
Si 0,5 a 0,7 %
Mn 0,001 a 0,5 %
Y 0,02 a 0,1 %
Zr 0,02 a 0,1 %
Hf 0,02 a 0,1 %
C 0,003 a 0,030 %
N 0,002 a 0,03 %
S como maximo 0,01 %
Cu como maximo 0,5 %
Con 0,0001 - 0,05 % de Mg, 0,0001 - 0,03 % de Ca, 0,0002 - 0,03 % de P, como maximo 0,1 % de Nb, como maximo 0,1 % de V, como maximo 0,1 % de Ta, como maximo 0,01 % de O, como maximo de 0,5 % de Ni, como maximo 0,003 % de B, resto hierro y las impurezas habituales debidas a la fusion.
De las reivindicaciones subordinadas se pueden extraer perfeccionamientos ventajosos del objeto de la invencion. Por lo demas es ventajoso que la aleacion cumpla la siguiente relacion (Formula 1):
I = -0,015 + 0,065*Y + 0,030*Hf + 0,095*Zr + 0,090*Ti - 0,065*C < 0,
Donde I refleja la oxidacion interna del material y
Siendo Y, Hf, Zr, Ti, C la concentracion de los elementos de aleacion en % en masa.
En caso necesario, el elemento Y se puede sustituir completa, o bien parcialmente, por al menos uno de los elementos Sc y/o La y/o Cer, siendo concebibles intervalos entre 0,02 y 0,1 % en el caso de sustitucion parcial.
5
10
15
20
25
30
35
40
Asimismo, en caso necesario, el elemento Hf se puede sustituir completa, o bien parcialmente, por al menos uno de los elementos Sc y/o Ti y/o Cer, siendo concebibles intervalos entre 0,01 y 0,1 % en el caso de sustitucion parcial.
La aleacion se puede fundir ventajosamente con un maximo de 0,005 % de S.
La aleacion puede contener ventajosamente como maximo 0,010 % de O tras la fusion.
Las aleaciones de Fr-Cr-Al preferentes se distinguen por la siguiente composicion:
Al 4,9 -5,8 %
Cr 19 -22 %
W 1,5 -2,5 %
Si 0,05 a 0,5 %
Mn 0,005 - 0,5 %
Y 0,03 - 0,09 %
Zr 0,02 a 0,08 %
Hf 0,02 a 0,08 %
C 0,003 a 0,020 %
Mg 0,0001 -0,05 %
Ca 0,0001 - 0,03 %
P 0,002 a 0,030
S como maximo 0,01 %
N como maximo 0,03 %
O como maximo 0,01 %
Cu como maximo 0,5 %
Ni como maximo 0,5 %
Mo como maximo 0,1 %
Fe resto
La aleacion segun la invencion es aplicable preferentemente para el uso como lamina para elementos termicos, en especial para elementos termicos calentables electricamente.
Es especialmente ventajoso que la aleacion segun la invencion para laminas se utilice en el intervalo de grosores de 0,02 a 0,03 mm, en especial de 20 a 200 pm, o bien 20 a 100 pm.
Tambien es ventajoso el uso de la aleacion como conductor termico laminar para la insercion en cocinas, en especial en cocinas vitroceramicas.
Por lo demas, es igualmente concebible un uso de la aleacion para la insercion como lamina soporte en catalizadores de gas de escape metalicos calentables, asf como para la insercion de la aleacion como lamina en pilas de combustible.
Los detalles y las ventajas de la invencion se explican mas detalladamente en los siguientes ejemplos.
En la Tabla 1 se representan algunas aleaciones de hierro-cromo-aluminio propias, fundidas a escala industrial, T1 a %, fusiones de laboratorio propias L1 a L7, A1 a A5, V1 a V17, y la aleacion E1 segun la invencion.
En el caso de las aleaciones fundidas en laboratorio, a partir del material moldeado en bloques por medio de deformacion en caliente y en fno y recocidos intermedios apropiados se produjo una lamina de 50 pm de grosor. La lamina se corto en tiras de aproximadamente 6 mm de anchura.
En el caso de las aleaciones fundidas a escala industrial, a partir de la fabricacion a escala industrial a traves de moldeo de bloques, o bien barras, asf como deformacion en caliente y en fno, con recocido(s) intermedio(s) requeridos
10
15
20
25
30
35
40
en caso necesario, se corto una muestra de grosor de banda 50 pm, y se corto a la anchura de aproximadamente 6 mm.
En estas tiras de ensayo se llevo a cabo el ensayo de conductor termico para laminas descrito anteriormente.
La Figura 1 muestra una representacion grafica ejemplar del transcurso de resistencia termica segun el ensayo de conductor termico de alambre correspondiente al estado de la tecnica.
La Figura 2 muestra, de manera ejemplar para la carga T6, el transcurso de resistencia termica segun el ensayo de conductor termico para laminas en una aleacion de hierro-cromo-aluminio (alucromo Y) con una composicion de
- Cr
- 20,7 %
- Al
- 5,2 %
- Si
- 0,15 %
- Mn
- 0,22 %
- Y
- 0,04 %
- Zr
- 0,04 %
- Ti
- 0,04 %
- C
- 0,043 %
- N
- 0,006 %
- S
- 0,001 %
- Cu
- 0,03 %
La Figura 3 muestra la oxidacion interna (I) de A4 segun la Tabla 1 tras un 25 % de tiempo de cochura relativo.
La resistencia, referida a su valor inicial, se representa al comienzo de la medicion. Se muestra un descenso de la resistencia termica. Hacia el final del transcurso ulterior, poco antes de la fusion de la muestra, la resistencia termica aumenta en gran medida (en la Figura 1 a partir de aproximadamente 100 % de tiempo de cochura relativo). A continuacion se denomina Aw la desviacion maxima de la relacion de resistencia termica del valor de partida 1,0 al comienzo del ensayo (o poco antes del comienzo tras formacion de la resistencia transitoria) hasta el comienzo del aumento abrupto.
Este material (alucromo Y) tiene tfpicamente una duracion de cochura relativa de aproximadamente 100 % y una Aw de aproximadamente -1 a -3 %, como muestran los Ejemplos T4 a T6 en la Tabla 3.
Los resultados del ensayo de vida util se pueden extraer de la tabla 2. La duracion de cochura relativa indicada en la tabla 2 respectivamente se forma por medio de los valores medios de al menos 3 muestras. Por lo demas, para cada carga se registra una determinada Aw. T4 a T6 son cargas de la aleacion de hierro-cromo-aluminio alucromo Y con una composicion de aproximadamente 20 % de cromo, aproximadamente 5,2 % de aluminio, aproximadamente 0,03 % de carbono, y adiciones de Y, Zr y Ti de aproximadamente 0,05 % en cada caso. Estas alcanzan una duracion de cochura relativa de 91 % (T4) a 124 % (T6) y un excelente valor para Aw de -1 a -3 %.
Por lo demas, en la tabla 2 se registran las cargas T1 a T3 del material alucromo Yhf con 19 a 22 % de Cr, 5,5 a 6,5 % de aluminio, como maximo 0,5 % de Mn, como maximo 0,5 % de Si, como maximo 0,05 % de carbono, y adiciones como maximo de 0,10 % de Y, como maximo 0,07 % de Zr y como maximo 0,1 % de Hf. Este material se puede utilizar, por ejemplo, como lamina para soportes de catalizador, pero tambien como conductor termico. si las cargas T1 a T3 se someten al ensayo de conductor termico para laminas descrito anteriormente, se puede determinar la vida util (duracion de la cochura) claramente elevada de T1 con 188 % y T2 con 152 % y T3 con 189 %. T1 tiene una vida util mas larga que T2, lo que se puede explicar con el contenido en aluminio elevado, de 5,6 a 5,9 %. T1 muestra una Aw de -5 % y T2 muestra una Aw de -8 %. En especial una Aw de -8 % es demasiado elevada y conduce, segun la experiencia, a un claro aumento de temperatura del componente, que compensa la vida util mas larga de este material, es decir, no aporta ninguna ventaja en suma. Las tablas 1 y 2 muestran la carga 3, que presenta, como T1 y T2, una aleacion de hierro-cromo-aluminio con 20,1 % de Cr, 6,0 % de aluminio, 0,12 % de Mn, 0,33 % de Si, 0,008 % de carbono, y adiciones de 0,05 % de Y, 0,04 % de Zr y 0,03 % de Hf. Sin embargo, a diferencia de L1 y L2, esta presenta un contenido en carbono muy reducido, de apenas 0,08 %.
El objetivo consistfa ahora en aumentar la vida util por encima del nivel de 189 % alcanzado con T3, y obtener en este caso una Aw de aproximadamente 1 % a -3 %.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
A tal efecto se fundieron y se analizaron las cargas de laboratorio L1 a L7, A1 a A5, V1 a V17, y el objeto de la invencion E1, como se describe anteriormente.
Teman una vida util mayor que T3 las cargas de laboratorio A1 con 262 %, A3 con 212 %, A4 con 268 % y A5 con 237 %, V9 con 224 %, V10 con 271 %, y el objeto de la invencion E1 con el valor maximo alcanzado de 323 %.
Las aleaciones A1, A3, A5, A5 y A9, igualmente convenientes, se describieron ya en el documento DE 10 2005 016 722 A1. Sin embargo, estas muestran una Aw >2, lo que conduce a un descenso del rendimiento inadmisiblemente elevado en el transcurso del tiempo en el caso de uso en un elemento termico.
Ademas es indeseable una aleacion que tienda a oxidacion interna acrecentada (I) (Figura 3). Esta misma conduce a una mayor fragilidad del conductor termico en el transcurso del tiempo, lo que es indeseable en un elemento termico.
Esto se puede evitar si la aleacion cumple la siguiente relacion (Formula 1):
I = -0,015 + 0,065*Y + 0,030*Hf + 0,095*Zr + 0,090*Ti - 0,065*C < 0,
Donde I es el valor de oxidacion interna.
Se remite a la tabla 2:
Las aleaciones T1 a T6, V8, V11 a V13 y el objeto de la invencion E1 tienen en su totalidad un I menor que cero, y no muestran oxidacion interna. Las aleaciones A1 a A5, V9, V10 tienen un I mayor que cero y muestran una oxidacion interna acrecentada.
E1 muestra una aleacion como la que es empleable segun la invencion para laminas en intervalos de aplicacion de 20 pm a 0,300 mm de grosor.
Ademas de la vida util claramente elevada requerida de 323 %, la aleacion E1 segun la invencion muestra un comportamiento muy conveniente de resistencia termica con una Aw de -1,3 %, y cumple la condicion I < 0.
Sorprendentemente, esta muestra esta vida util elevada a traves de la adicion de W < 4 %, preferentemente < 3 %. Si bien el wolframio conduce a oxidacion acrecentada, la cantidad anadida en este caso no tiene un efecto perjudicial sobre la vida util. Por lo tanto, el contenido maximo en wolframio se limita a un 4 %.
El wolframio solidifica la aleacion. Esto contribuye a la estabilidad dimensional en el caso de deformacion dclica, y con ello a que la Aw se situe en el intervalo de -3 a 1 %. Por consiguiente, no se debfa sobrepasar un lfmite inferior de 1 %.
Tambien para Mo y Co se considera lo mismo que para wolframio.
Es necesario un contenido mmimo de 0,02 % de Y para obtener la accion potenciadora de la resistencia a la oxidacion de Y. Por motivos economicos, el lfmite superior se situa en 0,1 %.
Es necesario un contenido mmimo de 0,02 % de Zr para obtener una vida util conveniente y una baja Aw. Por motivos de costes, el lfmite superior se situa en 0,1 % de Zr.
Es necesario un contenido mmimo de 0,02 % de Hf para obtener la accion potenciadora de la resistencia a la oxidacion de Hf. Por motivos economicos, el lfmite superior se situa en 0,1 % de Hf.
El contenido en carbono debfa ser menor que 0,030 % para obtener un valor reducido de Aw. Este debfa ser mayor que 0,003 % para garantizar una buena elaborabilidad.
El contenido en nitrogeno debfa ascender como maximo a 0,03 % para evitar la formacion de nitruros, que influyen negativamente sobre la elaborabilidad. Este debfa ser mayor que 0,003 % para garantizar una buena elaborabilidad de la aleacion.
El contenido en fosforo debfa ser menor que 0,030 %, ya que este elemento tensioactivo reduce la resistencia a la oxidacion. El contenido en P es preferentemente > 0,002 %.
El contenido en azufre se debfa mantener lo mas reducido posible, ya que este elemento tensioactivo reduce la resistencia a la oxidacion. Por lo tanto, se determina como maximo 0,01 % de S.
El contenido en oxfgeno se debfa mantener lo mas reducido posible, ya que, en caso contrario, los elementos afines a oxfgeno, como Y, Zr, Hf, Ti, etc, estan principalmente enlazados en forma oxfdica. La accion positiva de los elementos afines a oxfgeno sobre la resistencia a la oxidacion se reduce, entre otras maneras, estando distribuidos los elementos afines a oxfgeno enlazados en forma oxfdica de manera muy irregular en el material, y no estando estos a disposicion en el volumen necesario en todo el material. Por consiguiente, se establece como maximo 0,01 % de O.
Contenidos en cromo entre 16 y 24 % en masa no tienen una influencia decisiva sobre la vida util, como se puede consultar en J. Klower, Materials and Corrosion 51 (2000), paginas 373 a 385. Sin embargo, es necesario un cierto contenido en cromo, ya que el cromo fomenta la formacion de la capa de a-Al2O3, especialmente estable y protectora. Por lo tanto, el lfmite inferior se situa en 16 %. Contenidos en cromo > 24 % dificultan la elaborabilidad de la aleacion.
5 Un contenido en aluminio de 4,5 % es necesario al menos para obtener una aleacion con vida util suficiente. Contenidos en Al > 6,5 % ya no aumentan la vida util en conductores termicos laminares.
Segun J. Klower, Materials and Corrosion 51 (2000), paginas 373 a 385, adiciones de silicio aumentan la vida util a traves de una mejora de la adherencia de la capa cubriente. Por lo tanto es necesario un contenido de al menos 0,05 % de silicio. Contenidos en Si demasiado elevados dificultan la elaborabilidad de la aleacion. Por lo tanto, el lfmite 10 superior se situa en 0,7 %.
Es necesario un contenido mmimo de 0,001 % de Mn para la mejora de la elaborabilidad. El manganeso se limita a 0,5 %, ya que este elemento reduce la resistencia a la oxidacion.
El cobre se limita a un maximo de 0,5 %, ya que este elemento reduce la resistencia a la oxidacion. Se considera lo mismo para mquel.
15 Los contenidos en magnesio y calcio se ajustan en el intervalo de diferencia 0,0001 hasta 0,05 %, respectivamente 0,0001 a 0,03 % en peso.
B se limita como maximo a 0,003 %, ya que este elemento reduce la resistencia a la oxidacion.
Tabla 1 Composicion de las aleaciones examinadas
- Carga Cr Mn Si Al Y Zr Hf Ti Nb w Mq
- T1
- 152891 20,0 0,18 0,25 5,9 0,05 0,05 0,04 <0,01 <0,01 - 0,009
- 12
- 55735 20,3 0,20 0,28 5,6 0,06 0,05 0,03 0,01 <0,01 - 0,007
- T3
- 153190 20,1 0,12 0,33 6,0 0,05 0,04 0,03 <0,01 0,01 0,04 0,008
- T4
- 58860 20,9 0,21 0,13 5,1 0,04 0,06 <0,01 0,05 <0,01 <0,01 0,009
- T5
- 59651 20,8 0,26 0,17 5,1 0,05 0,05 <0,01 0,05 <0,01 0,02 0,010 0,010
- T6
- 153275 20,7 0,22 0,15 5,2 0,04 0,04 <0,01 0,04 <0,01 0,02
- L1
- 649 20,3 0,28 0,35 5,7 0,03 0,05 <0,01 <0,01 - - 0,0004
- L2
- 717 20,8 0,24 0,34 4,9 0,04 0,06 <0,01 0,05 - - 0,0003
- L3
- 711 19,8 0,26 0,34 5,7 0,06 <0,01 0,01 <0,01 - - 0,0008
- L4
- 712 19,3 0,25 0,33 5,5 0,03 0,05 <0,01 <0,01 - - 0,0005
- L5
- 718 20,2 0,24 0,35 5,3 0,05 0,02 <0,01 <0,01 . - 0,0006
- L6
- 713 19,8 0.25 0,36 5,3 0,05 <0,01 0,04 <0,01 - 0,0013
- L7
- 714 20,2 0,25 0,35 5,4 0,04 <0,01 <0,01 <0,01 - 0,0003
- A1
- 767 19,6 0,25 0,35 5,7 0,05 0,21 0,03 <0,01 - - 0,0009
- A2
- 768 21,1 0,25 0,61 5,3 0,02 0,20 <0,01 0,10 _ - 0,0005
- A3
- 1001 20,4 0,25 0,19 5,3 0,05 0,21 <0,01 <0,01 0,01 <0,01 0,0005
- A4
- 1003 20,3 0,24 0,2 5,4 0,07 0,22 0,06 <0,01 0,02 <0,01 0,0005
- A5
- 1004 20,8 0,24 0,19 5,2 0,05 0,17 0,05 <0,01 0,01 <0,01 0,0005
- V1
- 715 20,4 0,25 0,59 5,6 0,04 <0,01 <0,01 <0,01 <0.01 - 0,0003
- V2
- 719 19,5 0,26 0,35 5,7 0,06 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 - 0,0007
- V3
- 754 20,5 0,24 0,03 5,2 0,01 0,05 <0,01 <0,01 <0,01 - 0,0010
- V4
- 755 20,5 0,24 0,13 5,2 0,03 0,05 <0,01 <0,01 <0,01 - 0,0010
- V5
- 760 20,6 0,24 0,13 5,2 0,08 0,05 <0,01 0,06 0,01 - 0,0018
- V6
- 760 20,6 0,24 0,13 5,2 0,08 0,05 <0,01 0,06 0,01 - 0,0013
- V7
- 1048 20,7 0,21 0,20 5,3 0,04 0,06 0,03 <0,01 <0,01 - 0,0006
- V8
- 1049 20,4 0,25 0,31 5,2 0,04 0,05 0,04 <0,01 <0,01 <0,02 0,0002
- V9
- 1064 21,2 0,006 0,18 5,2 0,06 0,13 0,04 <0,01 0,01 <0,01 0,0005
- V10
- 1121 20,9 0,001 0,20 5,0 0,06 0,06 0,27 <0,01 0,01 <0,01 0,0010
- V11
- 1122 20,3 0,31 0,26 4,9 0,10 0,08 0,06 <0,01 1,11 0,02 0,0006
- V12
- 1123 20,4 0,34 0,27 5,0 0,10 0,05 0,04 <0,01 1,12 0,02 0,0006
- V13
- 1124 20,5 0,34 0,03 4,9 0,08 0,08 0,00 <0,01 0,16 1,54 0,0004
- V14
- 1126 21,3 0,34 0,26 4,9 0,09 0,18 0,00 <0,01 0,02 0,10 0,0005
- V15
- 1128 20,6 0,03 0,20 5,0 0,06 0,05 0,21 <0,01 0,09 <0,01 0,0008
- V16
- 1129 20,8 0,28 0,25 4,8 0,05 0,09 0,02 0,08 0,02 <0,01 0,0004
- V17
- 1130 20,6 0,32 0,26 4,9 0,05 0,05 0,00 0,11 0,01 1,65 0,0004
- E1
- 1125 20,6 0,33 0,25 5,0 0,08 0,05 0,04 <0,01 0,01 1,97 0,0009
Continuacion tabla 1 Composicion de las aleaciones examinadas
- Carqa Ca S C N P Ni Mo Co Cu V B o
- T1
- 152891 0,001 0,001 0,028 0,005 0,012 0,17 <0,01 0,02 0,02 0,08 0,001
- T2
- 55735 0,001 0,002 0,037 0,004 0,013 0,15 0,01 0,01 0,07 0,05 <0,001
- T3
- 153190 0,0004 0,002 0,008 0,007 0,011 0,18 <0,01 0,02 0,02 0,04 0,001
- T4
- 58860 0,003 <0,001 0,041 0,006 0,012 0,15 0,01 0,02 0,01 0,06 <0,001
- T5
- 59651 0,0005 <0,001 0,037 0,006 0,012 0,19 0,01 0,02 0,02 0,07 <0,001
- T6
- 153275 0,0016 0,001 0,043 0,006 0,012 0,17 <0,01 0,02 0,03 0,05 <0,001
- L1
- 649 0,0002 0,003 0,007 0,005 0,003 0,02 0,01 - <0,01 0,01 - 0,001
- L2
- 717 0,0002 0,002 0,037 0,002 0,003 - ! <0,01 - <0,01 0,01 <0,001 0,005
- L3
- 711 0,0003 <0,001 0,002 0,002 0,003 0,02 <0,01 - <0,01 0,01 - 0,001
- L4
- 712 0,0002 0,001 0,002 0,004 0,002 <0,01 <0,01 - <0,01 0,01 - 0,001
- L5
- 718 0,0003 0,005 0,003 0,003 0,003 - <0,01 - <0,01 0,01 <0,001 0,003
- L6
- 713 0,0005 0,001 0,010 0,005 0,003 0,02 0,01 - <0,01 0,01 - 0,003
- L7
- 714 0,0002 0,001 0,031 0,005 0,002 0,02 0,01 - <0,01 0,01 - 0,001
- A1
- 767 0,0004 0,002 0,006 0,002 0,005 _ 0,03 - <0,01 0,01 - 0,003
- A2
- 768 0,0002 0,002 0,020 0,007 0,006 - 0,03 - <0,01 0,01 - 0,002
- A3
- 1001 0,0002 0,003 0,022 0,003 0,002 0,02 0,01 <0,01 <0,01 0,02 <0,001 0,009
- A4
- 1003 0,0002 0,002 0,018 0,004 0,002 0,04 0,02 <0,01 <0,01 0,02 <0,001
- A5
- 1004 0,0002 0,004 0,016 0,005 0,002 0,02 0,01 <0,01 <0,01 0,02 <0,001 0,010
- V1
- 715 0,0003 0,001 0,003 0,006 0,002 0,02 - - <0,01 0,01 0,003
- V2
- 719 0,0003 0,004 0,004 0,002 0,003 _ - - <0,01 0,01 0,005 0,001
- V3
- 754 <0,0002 0,002 0,010 0,018 0,001 <0,01 <0,01 <0,01 <0,02 0,01 <0,001
- V4
- 755 <0,0002 0,003 0,009 0,010 0,002 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 0,01 <0,001 0,009
- V5
- 760 <0,0002 0,003 0,017 0,006 0,002 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 0,01 <0,001 0,009
- V6
- 760 <0,0002 0,003 0,017 0,006 0,002 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 0,01 <0,001 0,009
- V7
- 1048 0,0003 0,001 0,016 0,006 0,001 0,03 <0,01 <0,01 <0,01 0,02 <0,001 0,003
- V8
- 1049 0,0002 0,001 0,023 0,005 <0,002 0,01 <0,01 <0,01 <0,01 0,02 <0,001 0,002
- V9
- 1064 0,0003 0,001 0,019 0,005 <0,002 <0,01 0,01 <0,01 <0,01 0,02 <0,001 0,003
- V10
- 1121 0,0002 0,002 0,029 0,003 <0,002 0,03 <0,01 <0,01 <0,01 0,02 <0,001 0,01
- V11
- 1122 0,0002 0,002 0,030 0,004 0,002 0,03 0,02 <0,01 <0,01 0,02 <0,001 0,004
- V12
- 1123 0,0002 0,003 0,027 0,003 0,002 0,03 0,03 <0,01 <0,01 0,02 <0,001 <0,002
- V13
- 1124 0,0002 0,003 0,023 0,004 0,003 0,04 0,02 <0,01 <0,01 0,02 <0,001 0,002
- V14
- 1126 0,0002 0,003 0,033 0,003 0,021 0,01 0,02 <0,01 <0,01 0,02 <0,001 0,002
- V15
- 1128 0,0002 0,002 0,029 0,002 0,002 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 0,02 <0,001 0,005
- V16
- 1129 0,0002 0,001 0,029 0,001 0,022 0,01 0,01 <0,01 <0,01 0,02 <0,001 0,002
- V17
- 1130 0,0002 0,001 0,027 0,001 0,006 0,04 0,00 <0,01 <0,01 0,02 <0,001 <0,002
- E1
- 1125 0,0002 0,003 0,023 0,005 0,004 0,01 <0,01 <0,01 <0,01 0,02 <0,001 0,008
Tabla 2 Duration de combustion relativa y Aw para las aleaciones examinadas y calculo de las Formulas B y I.
Duration de combustion relativa en Lamina 50 pm x 6 mm, 1050°C, 15
- Carga s “en'V 5 s “de’
- Valor Desv.
- medio estam
- T1
- 152891 188 33
- T2
- 55735 152 14
- T3
- 153190 189 19
- T4
- 58860 91 8
- T5
- 59651 105 20
- T6
- 153275 124 8
- L1
- 649 102 14
- L2
- 717 128 41
- L3
- 711 96 16
- L4
- 712 120 24
- L5
- 718 149 18
- L6
- 713 116 22
- L7
- 714 112 19
- A1
- 767 262 15
- A2
- 768 175 14
- A3
- 1001 212 16
- A4
- 1003 268 22
- A5
- 1004 237 58
- V1
- 715 99 17
- V2
- 719 110 26
- V3
- 754 115 5
- V4
- 755 71 4
- V5
- 760 77 6
- V6
- 760 100 5
- V7
- 1048 156 23
- V8
- 1049 177 11
- V9
- 1064 224 34
- V10
- 1121 271 30
- V11
- 1122 152 20
- V12
- 1123 99 3
- V13
- 1124 188 83
- V14
- 1126 151 1
- V15
- 1128 180 47
- V16
- 1129 141 39
- V17
- 1130 105 49
- E1
- 1125 323 24
- en %
- f Fuerte oxidation interna
- Valor
- Desv. Menor
- medio
- estandar 0
- -5,0
- <0,1 -0,0074 no
- -8,0
- <0,1 -0,0080 no
- -3,2
- 0,8 -0,0078 no
- -1,7
- 0,5 -0,0053 no
- -2,0
- <0,1 -0,0052 no
- -2,5
- 0,8 -0,0077 no
- -2,3
- 0,6 -0,0091
- 2,3
- 0,5 -0,0047
- -2,3
- 0,5 -0,0111
- 2,7
- 0,6 -0,0084
- 1,0
- <0,1 -0,0105
- -2,3
- 0,6 -0,0115
- -1,0
- <0,1 -0,0143
- 3,0
- <0,1 0,0086 si
- 3,3
- 0,6 0,0129 si
- 3,3
- 1,2 0,0068 si
- 3,9
- 0,7 0,0114 si
- 2,7
- 0,4 0,0049 si
- -3,0
- <0,1 -0,0127
- -2,3
- 0,5 -0,0117
- 3,5
- 0,7 -0,0104
- -0,8
- 0,3 -0,0087
- 2,3
- 1,5 -0,0008
- 1,0
- 1,0
- -0,0008
- -1,9
- 0,9 -0,0066
- -2,3
- 1,1 -0,0076 no
- 2,5
- 0,5 0,0012 si
- 0,3
- 0,4 0,0004 si
- 4,7
- 2,1 -0,0017 no
- 6,0
- <0,1 -0,0042 no
- 1,0
- <0,1 -0,0035 no
- -0,8
- 0,4 0,0057
- -1,3
- 0,4 -0,0015
- 1,5
- <0,1 0,0026
- 1,0
- <0,1 0,0014
- -1,3
- 0,4 -0,0054 no
Claims (28)
- 5101520253035REIVINDICACIONES1.- Aleacion de hierro-cromo-aluminio con larga vida util y pequena modificacion de la resistencia termica, con (en % en masa):
- Al
- 4,9 a 5,8 %
- Cr
- 16 a 24 %
- W
- 1,4 a 2,5 %
- Si
- 0,5 a 0,7 %
- Mn
- 0,001 a 0,5 %
- Y
- 0,02 a 0,1 %
- Zr
- 0,02 a 0,1 %
- Hf
- 0,02 a 0,1 %
- C
- 0,003 a 0,030 %
- N
- 0,002 a 0,03 %
- S
- como maximo 0,01 %
- Cu
- como maximo 0,5 %
Con 0,0001 - 0,05 % de Mg, 0,0001 - 0,03 % de Ca, 0,0002 - 0,03 % de P, como maximo 0,1 % de Nb, como maximo 0,1 % de V, como maximo 0,1 % de Ta, como maximo 0,01 % de O, como maximo de 0,5 % de Ni, como maximo 0,003 % de B, resto hierro y las impurezas habituales debidas a la fusion. - 2. - Aleacion segun la reivindicacion 1, con 4,9 a 5,5 % de Al.
- 3. - Aleacion segun la reivindicacion 1 o 2, con 18 a 23 % de Cr.
- 4. - Aleacion segun la reivindicacion 1 o 2, con 19 a 22 % de Cr.
- 5. - Aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 4, con 0,05 a 0,5 % de Si.
- 6. - Aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 5, con 0,005 a 0,5 % de Mn.
- 7. - Aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 6, con 0,03 a 0,09 % de Y.
- 8. - Aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 7, con 0,02 a 0,08 % de Zr.
- 9. - Aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 8, con 0,02 a 0,08 % de Hf.
- 10. - Aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 9, con 0,003 a 0,020 % de C.
-
11. - Aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 10, con 0,0001 a 0,03 % de Mg. -
12. - Aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 10, con 0,0001 a 0,02 % de Mg. -
13. - Aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 10, con 0,0002 a 0,01 % de Mg. -
14. - Aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 13, con 0,0001 a 0,02 % de Ca. -
15. - Aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 13, con 0,0002 a 0,01 % de Ca. -
16. - Aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 15, con 0,003 a 0,025 % de P. -
17. - Aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 15, con 0,003 a 0,022 % de P. - 18. - Aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 17, con un maximo de 0,02 % de N y un maximo de 0,005 % de S.
- 19. - Aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 18, con un maximo de 0,01 % de N y un maximo de 0,003 % de S.
- 20. - Aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 19, con un maximo de 0,002 % de Boro.
- 21. - Uso de la aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 20 como lamina para elementos termicos.
- 22. - Uso de la aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 20 para la insercion como lamina en elementos termicos calentables electricamente.
- 23. - Uso de la aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 20 como lamina para elementos termicos, en especial 5 para elementos termicos calentables electricamente, en el intervalo de dimensiones de 0,020 a 0,30 mm de grosor.
- 24. - Uso de la aleacion segun segun una de las reivindicaciones 1 a 20 para la insercion como lamina en elementos termicos calentables electricamente, en especial para elementos termicos calentables electricamente, con un grosor de 20 a 200 mm.
- 25. - Uso de la aleacion segun segun una de las reivindicaciones 1 a 20 para la insercion como lamina en elementos 10 termicos calentables electricamente, en especial para elementos termicos calentables electricamente, con un grosorde 20 a 100 mm.
- 26. - Uso de la aleacion segun segun una de las reivindicaciones 1 a 20 como lamina de conductor termico para la insercion en cocinas, en especial cocinas vitroceramicas.
- 27. - Uso de la aleacion segun segun una de las reivindicaciones 1 a 20 como lamina soporte en catalizadores de gas 15 de escape metalicos calentables.
- 28. - Uso de la aleacion segun una de las reivindicaciones 1 a 21 como lamina en pilas de combustible.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102008018135A DE102008018135B4 (de) | 2008-04-10 | 2008-04-10 | Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung mit hoher Lebensdauer und geringen Änderungen im Warmwiderstand |
DE102008018135 | 2008-04-10 | ||
PCT/DE2009/000450 WO2009124530A1 (de) | 2008-04-10 | 2009-04-02 | Eisen-chrom-aluminium-legierung mit hoher lebensdauer und geringen änderungen im warmwiderstand |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2692866T3 true ES2692866T3 (es) | 2018-12-05 |
Family
ID=40935698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES09730026.3T Active ES2692866T3 (es) | 2008-04-10 | 2009-04-02 | Aleación de hierro-cromo-aluminio con larga vida útil y pequeñas modificaciones en resistencia térmica |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8580190B2 (es) |
EP (1) | EP2283167B1 (es) |
JP (1) | JP5490094B2 (es) |
KR (1) | KR101282804B1 (es) |
CN (1) | CN101981218A (es) |
BR (1) | BRPI0911429B1 (es) |
CA (1) | CA2719363C (es) |
DE (1) | DE102008018135B4 (es) |
DK (1) | DK2283167T3 (es) |
ES (1) | ES2692866T3 (es) |
MX (1) | MX2010011129A (es) |
PL (1) | PL2283167T3 (es) |
SI (1) | SI2283167T1 (es) |
TR (1) | TR201815862T4 (es) |
WO (1) | WO2009124530A1 (es) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007005154B4 (de) * | 2007-01-29 | 2009-04-09 | Thyssenkrupp Vdm Gmbh | Verwendung einer Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung mit hoher Lebensdauer und geringen Änderungen im Warmwiderstand |
CN101892434A (zh) * | 2010-06-12 | 2010-11-24 | 北京首钢吉泰安新材料有限公司 | 一种超高温电热合金及其制备方法 |
JP5126437B1 (ja) * | 2011-04-01 | 2013-01-23 | Jfeスチール株式会社 | ステンレス箔およびその箔を用いた排ガス浄化装置用触媒担体 |
DE202011106778U1 (de) | 2011-06-21 | 2011-12-05 | Thyssenkrupp Vdm Gmbh | Hitzebeständige Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung mit geringer Chromverdampfungsrate und erhöhter Warmfestigkeit |
DE102012004488A1 (de) | 2011-06-21 | 2012-12-27 | Thyssenkrupp Vdm Gmbh | Hitzebeständige Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung mit geringer Chromverdampfungsrate und erhöhter Warmfestigkeit |
CN102409255B (zh) * | 2011-08-15 | 2013-05-01 | 山东瑞泰新材料科技有限公司 | 表面具有绝缘性能的合金及其制备工艺 |
CN102943217A (zh) * | 2012-10-27 | 2013-02-27 | 无锡舜特精密合金板带有限公司 | 一种冷轧钢带及其生产方法 |
US9777357B2 (en) | 2012-12-17 | 2017-10-03 | Jfe Steel Corporation | Stainless steel foil |
WO2015015728A1 (ja) | 2013-07-30 | 2015-02-05 | Jfeスチール株式会社 | フェライト系ステンレス箔 |
CN105420616A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-03-23 | 宁国市南方耐磨材料有限公司 | 一种高碳中铬耐磨钢球 |
GB2546809B (en) * | 2016-02-01 | 2018-05-09 | Rolls Royce Plc | Low cobalt hard facing alloy |
GB2546808B (en) * | 2016-02-01 | 2018-09-12 | Rolls Royce Plc | Low cobalt hard facing alloy |
US20180334939A1 (en) * | 2017-05-17 | 2018-11-22 | GM Global Technology Operations LLC | Electric heaters comprising corrosion resistant metals and selective catalytic reduction devices utilizing the same |
CN109355591A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-02-19 | 深圳市致远动力科技有限公司 | 一种耐高温合金 |
CN110273114B (zh) * | 2019-08-06 | 2021-04-09 | 华北理工大学 | 一种耐磨铁硅铬合金及其制备方法 |
CN113621897A (zh) * | 2020-05-08 | 2021-11-09 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种含稀土耐热合金钢及其板坯连铸工艺 |
EP4430222A1 (en) * | 2021-11-11 | 2024-09-18 | Kanthal AB | A fecral powder and an object made thereof |
US20240337004A1 (en) * | 2021-11-11 | 2024-10-10 | Kanthal Ab | A ferritic iron-chromium-aluminum powder and a seamless tube made thereof |
WO2023091989A1 (en) * | 2021-11-17 | 2023-05-25 | Tutco, Llc | Gas heater |
GB2627015A (en) * | 2023-02-10 | 2024-08-14 | Tutco Llc | Gas heater |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4277374A (en) | 1980-01-28 | 1981-07-07 | Allegheny Ludlum Steel Corporation | Ferritic stainless steel substrate for catalytic system |
US4414023A (en) | 1982-04-12 | 1983-11-08 | Allegheny Ludlum Steel Corporation | Iron-chromium-aluminum alloy and article and method therefor |
DE3706415A1 (de) | 1987-02-27 | 1988-09-08 | Thyssen Edelstahlwerke Ag | Halbfertigerzeugnis aus ferritischem stahl und seine verwendung |
DE3908526A1 (de) | 1989-03-16 | 1990-09-20 | Vdm Nickel Tech | Ferritische stahllegierung |
JPH04128343A (ja) * | 1990-09-19 | 1992-04-28 | Nippon Steel Corp | メタル担体用ステンレス箔 |
JPH04128345A (ja) | 1990-09-20 | 1992-04-28 | Nippon Steel Corp | 燃焼排ガス浄化触媒担体用耐熱ステンレス箔 |
JPH04354850A (ja) | 1991-05-29 | 1992-12-09 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐高温酸化性に優れた高Al含有フェライト系ステンレス鋼 |
JP2500162B2 (ja) | 1991-11-11 | 1996-05-29 | 住友金属工業株式会社 | 耐食性に優れた高強度二相ステンレス鋼 |
JP3176403B2 (ja) | 1991-12-20 | 2001-06-18 | 新日本製鐵株式会社 | 波付け加工用高強度ステンレス鋼箔およびその製造方法 |
JPH06212363A (ja) | 1993-01-12 | 1994-08-02 | Kawasaki Steel Corp | 高温耐酸化性および高温耐久性に優れたFe−Cr−Al系合金鋼 |
JPH08269730A (ja) | 1995-03-31 | 1996-10-15 | Kawasaki Steel Corp | 耐酸化性に優れるFe−Cr−Al合金板 |
JPH0953156A (ja) | 1995-08-16 | 1997-02-25 | Kawasaki Steel Corp | 電熱触媒用Fe−Cr−Al合金箔 |
SE516137C2 (sv) * | 1999-02-16 | 2001-11-19 | Sandvik Ab | Värmebeständigt austenitiskt stål |
DE19928842C2 (de) | 1999-06-24 | 2001-07-12 | Krupp Vdm Gmbh | Ferritische Legierung |
SE0000002L (sv) * | 2000-01-01 | 2000-12-11 | Sandvik Ab | Förfarande för tillverkning av ett FeCrAl-material och ett sådant marerial |
US6306016B1 (en) | 2000-08-03 | 2001-10-23 | Tsk America, Inc. | Wafer notch polishing machine and method of polishing an orientation notch in a wafer |
SE517894C2 (sv) | 2000-09-04 | 2002-07-30 | Sandvik Ab | FeCrAl-legering |
US6915639B1 (en) | 2000-10-13 | 2005-07-12 | General Electric Company | Method and apparatus for gas turbine over-speed protection |
CN1226439C (zh) | 2001-04-26 | 2005-11-09 | 蒂森克鲁普德国联合金属制造有限公司 | 铁-铬-铝合金 |
SE520617C2 (sv) * | 2001-10-02 | 2003-07-29 | Sandvik Ab | Ferritiskt rostfritt stål, folie tillverkad av stålet, användning av stålet och folien, samt metod för att framställa stålet |
AR038192A1 (es) | 2002-02-05 | 2005-01-05 | Toyo Engineering Corp | Acero inoxidable duplex para plantas de produccion de urea, planta de produccion de urea y material de soldadura fabricado con dicho acero inoxidable duplex. |
SE527742C2 (sv) * | 2004-02-23 | 2006-05-30 | Sandvik Intellectual Property | Ferritiskt stål för högtemperaturtillämpningar, sätt att framställa detta, produkt och användning av stålet |
DE102005016722A1 (de) | 2004-04-28 | 2006-02-09 | Thyssenkrupp Vdm Gmbh | Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung |
JP5171362B2 (ja) | 2008-04-07 | 2013-03-27 | 株式会社東芝 | 強識別器の学習装置及びその方法並びに強識別器の学習プログラム |
JP5132741B2 (ja) | 2010-09-10 | 2013-01-30 | 株式会社東芝 | 状態判定装置及び方法 |
-
2008
- 2008-04-10 DE DE102008018135A patent/DE102008018135B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-04-02 SI SI200931884T patent/SI2283167T1/sl unknown
- 2009-04-02 KR KR1020107022386A patent/KR101282804B1/ko active IP Right Grant
- 2009-04-02 MX MX2010011129A patent/MX2010011129A/es active IP Right Grant
- 2009-04-02 CA CA2719363A patent/CA2719363C/en active Active
- 2009-04-02 TR TR2018/15862T patent/TR201815862T4/tr unknown
- 2009-04-02 ES ES09730026.3T patent/ES2692866T3/es active Active
- 2009-04-02 US US12/937,460 patent/US8580190B2/en active Active
- 2009-04-02 WO PCT/DE2009/000450 patent/WO2009124530A1/de active Application Filing
- 2009-04-02 JP JP2011503335A patent/JP5490094B2/ja active Active
- 2009-04-02 DK DK09730026.3T patent/DK2283167T3/en active
- 2009-04-02 EP EP09730026.3A patent/EP2283167B1/de active Active
- 2009-04-02 PL PL09730026T patent/PL2283167T3/pl unknown
- 2009-04-02 CN CN2009801112586A patent/CN101981218A/zh active Pending
- 2009-04-02 BR BRPI0911429-7A patent/BRPI0911429B1/pt active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8580190B2 (en) | 2013-11-12 |
PL2283167T3 (pl) | 2019-03-29 |
DE102008018135A1 (de) | 2009-10-29 |
MX2010011129A (es) | 2010-12-14 |
JP2011516731A (ja) | 2011-05-26 |
WO2009124530A1 (de) | 2009-10-15 |
JP5490094B2 (ja) | 2014-05-14 |
CA2719363C (en) | 2013-08-06 |
BRPI0911429A2 (pt) | 2015-09-29 |
KR20100133411A (ko) | 2010-12-21 |
CA2719363A1 (en) | 2009-10-15 |
CN101981218A (zh) | 2011-02-23 |
EP2283167A1 (de) | 2011-02-16 |
DE102008018135B4 (de) | 2011-05-19 |
TR201815862T4 (tr) | 2018-11-21 |
KR101282804B1 (ko) | 2013-07-05 |
BRPI0911429B1 (pt) | 2022-12-13 |
US20110031235A1 (en) | 2011-02-10 |
DK2283167T3 (en) | 2018-11-26 |
EP2283167B1 (de) | 2018-08-29 |
SI2283167T1 (sl) | 2018-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2692866T3 (es) | Aleación de hierro-cromo-aluminio con larga vida útil y pequeñas modificaciones en resistencia térmica | |
US20070041862A1 (en) | Iron-chrome-aluminum alloy | |
KR20060136473A (ko) | 철 크롬 알루미늄 합금 | |
JP5409390B2 (ja) | 長い寿命及び耐熱性のわずかな変化を示す鉄−クロム−アルミニウム合金の使用 | |
CN103842537B (zh) | 具有低的铬蒸发速度和更高的高温强度的耐热铁-铬-铝-合金 | |
KR20060127063A (ko) | 고온 적용분야의 Cr-Al강 | |
JP2013199663A (ja) | 耐溶融硝酸塩腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼および溶融硝酸塩を蓄熱媒体とする集熱管ならびに蓄熱システム | |
MX2012013578A (es) | Aleacion cuya base es niquel. | |
JP2024079699A (ja) | フェライト合金 | |
JP2005320625A (ja) | 固体酸化物型燃料電池セパレータ用鋼 | |
CN105154776B (zh) | 具有优异抗高温氧化性能的电热合金材料及其制备方法 | |
MX2014011875A (es) | Acero inoxidable ferritico rentable. | |
BR0209166B1 (pt) | liga de ferro-cromo-alumìnio. | |
JP5012313B2 (ja) | 合金箔と排気ガス浄化装置用触媒担体 | |
JP6587881B2 (ja) | 締結部品用フェライト系ステンレス線状鋼材 | |
JP5973759B2 (ja) | 溶融硝酸塩の貯蔵容器または輸送配管用フェライト系ステンレス鋼および溶融硝酸塩を蓄熱媒体とする蓄熱システム | |
JP5522998B2 (ja) | 耐熱合金 | |
JPH01309943A (ja) | 赤熱性の優れたa1含有フェライト系ステンレス鋼帯または鋼板 |