JP2003520906A - 寸法安定な鉄−クロム−アルミニウム−シートの製造及びその使用 - Google Patents
寸法安定な鉄−クロム−アルミニウム−シートの製造及びその使用Info
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Abstract
Description
に使用され、このシートは成形体に加工され、次いで、この成形体が例えば自動
車廃ガス触媒用の担体として又は料理プレート用の発熱体として使用される。
3.0〜8.0%、希土類金属0.002〜0.06%、Si最大4.0%、Mn0.
06〜1.0%、Ti0.035〜0.07%、Zr0.035〜0.07%を有し
、不可避の不純物をも含有する鋼が公知である。
P最大0.01%、Mg最大0.01%、Mn最大0.5%、S最大0.005%、
残りが鉄で、不可避の不純物を含み、Y0.03%、N0.004%、C0.02
〜0.04%、Ti0.035〜0.07%及びZr0.035〜0.07%を含有
する合金を記載している。
及び冷間成形から出発している。これらの方法は、高い破壊と結びついているの
で、近年は、反応性元素を含有するクロム-鋼をアルミニウム又はアルミニウム
合金で被覆する代案が開発された。次いで、このような複合材料を圧延して最終
厚さにし、引き続き拡散焼なましをすると、この際に適当な焼なましパラメータ
の調節の際に均一な材料が生じる。
、廃ガス触媒用の金属シート及びその製造を内容としている。フェライト不銹鋼
が圧延プレーテイング(Walzplattieren)により両面がアルミニウムで被覆され
、熱処理することなしに圧延されて最終厚さにされ、引き続き高い耐酸化性の一
様形状の材料を得る目的で熱処理される。
グを炎アルミナイジング(Feueraluminieren)で交換することは、なおコスト的
に好適であり、これは被覆がアルミニウム-珪素-合金から成っていてよい付加的
な利点を提供し、この際、珪素は、屡々拡散焼なましの利点を提供し、特定の用
途、例えば前触媒(Vorkatalysator)のために望ましい材料の比電気抵抗を高め
る。
る。ここでは、鉄-クロム-担体ストリップがAl−Si-合金を用いる炎アルミ
ナイジングにより得られ、この際、表面に被覆された金属シートの全アルミニウ
ム含有率は、少なくとも7%であり、内側に向かって3%より下に低下しない。
なましの際の最終生成物は、長さ及び/又は幅で1%まで収縮し、このことは、
伝熱体要素の製造の際にも触媒担体の製造の際にも負に作用することが明らかで
ある。
DE-A19530850に記載のように固定される。引き続く拡散焼きなまし
の際に、過度な収縮は、固定点に欠陥をもたらすはずである。
WO99/18251に記載のように、冷間圧延の間に最終厚さに中間焼きなま
しをすることにより回避することができ、これにより拡散プロセスが部分的又は
完全に予め処理され、複合体中の張力は減少される。この場合に、この特有の不
所望の熱処理の高いコスト及び表面での酸化物層(これは、最終生成物にとって
は望ましいが、冷間圧延を妨害し、ローラを汚染する)の生じる危険性は欠点で
ある。
知である: クロム含有鉄合金及びアルミニウム及びアルミニウム合金からなる第1の材料の
1層を第2の材料の2層の間に入れ結合させる。後者はクロム含有鉄合金及びア
ルミニウム及びアルミニウム合金の範囲から選択されるが、第1の材料とは異な
っている。この3層は複合体の厚さを減少することにより冶金学的に相互に結合
される。所望の最終厚さで、この材料は、その場で900〜1200℃の温度で
、記載の層の種々の成分の拡散を可能とし、かつ一様形状の混晶-合金をシート
基材として提供するために充分な時間をかけて焼なましされる。
載されているような有用な合金を、拡散焼きなましの間の長さ及び/又は幅での
収縮が敏感な建材の用途を妨げることなしにコスト的に好適に製造することがで
きる方法を提供する課題を有する。更に、この開発は、環境保護の要求が高まり
、これに伴いこのような構築材料用のこの合金の更なる開発を必要とすることを
考慮すべきである。これは、特にシート厚さを減少し、かつ耐酸化性は、アルミ
ニウム含有率を6%(質量%で)より高く高めることによってのみ確保できるこ
とを本質としている。
〜3%、Mn最大0.5%、Zr0.01〜0.3%及び/又は希土類金属及び/
又はイットリウム、ハフニウム、チタン0.01〜0.1%、Mg最大0.01%
、Ca最大0.1%、残りは鉄及び方法から生じる通常の不純物よりなる担体ス
トリップを有し、更にアルミニウム又はその合金からの片面又は両面の被覆を有
し、この際、圧延過程又は後の仕上げ工程に引き続く均一拡散焼なまし(Homoge
nisierungsglueh)処理の際の長さ及び/又は幅での収縮<0.5%を得るために
、全被覆(質量%で)は、担体ストリップ質量の0.5〜5%の範囲内にある、
寸法安定な鉄-クロム-アルミニウム-シートの、触媒、殊に廃ガス触媒用の担体
材料としての使用により解決される。
〜3%、Mn最大0.5%、Zr0.01〜0.3%及び/又はは希土類金属及び
/又はイットリウム、ハフニウム、チタン0.01〜0.1%、Mg最大0.01
%、Ca最大0.1%、残りは鉄及び方法から生じる通常の不純物よりなる担体
ストリップを有し、更にアルミニウム又はその合金からの片面又は両面の被覆を
有し、この際、圧延過程又は後の仕上げ工程に引き続く均一拡散焼なまし処理の
際の長さ及び/又は幅での収縮<0.5%を得るために、全被覆(質量%で)は
、担体ストリップ質量の0.5〜5%の範囲内にある、寸法安定な鉄-クロム-ア
ルミニウム-シートの、抵抗材料又は伝熱体としての使用によっても解決される
。
の方法での製造は損なわれない。従って、(質量%で)Cr16〜25%、Al
2〜6%、Si0.1〜3%、Mn最大0.5%、Zr0.01〜0.3%又は希土
類金属及び/又はイットリウム、ハフニウム、チタン0.01〜0.1質量%、M
g最大0.01%、Ca最大0.1%、残りは主として鉄及び方法から生じる不純
物よりなる厚さ0.5〜2.5mmのストリップは、インゴット鋳造(Blockguss)
によりコスト的に好適に製造できるが、連続鋳造(Strangguss)及び引き続く熱
間-及び冷間圧延によりなお好適に製造できる。
ム含有率により生じるもう一つの利点は、薄い被覆でも耐酸化性の確保のために
充分であることである。このことは、例えば炎アルミナイジング又はプレーテイ
ング(Plattiren)のプロセスにとって重要であり、この際、付加的になお一様な
層厚を必要とする場合には、この層厚は方法限定的に限定される。しかしながら
、ベース材料が既にアルミニウムを含有する場合には、炎アルミナイジングによ
って直ちに最終生成物で7%を越えるアルミニウム含有率に調節することもでき
る。担体ストリップは、例えば6%の全質量含有率を得るために、今や、なお3
%のみのアルミニウムで被覆すべきである。それというのも、クロム-鋼は既に
アルミニウム3%を持っているからである。この被覆の後に、この複合体は20
μmまでの最終厚さまで冷間圧延されるか又は触媒担体、抵抗体又は伝熱体に加
工される。次いで、均一拡散焼なましがシートで又は最終生成物で行われる。表
面上のアルミニウム含有担体材料及びこれと結びつく層厚は、意外にもこの複合
体が拡散焼きなましの間に0.5%より僅かに収縮し、従って、充分に寸法安定
であるように作用する。
の温ストリップに加工する。引き続きこれを冷間圧延により0.6mmの厚さま
で更に成形し、軟化焼きなましを行い、次いで炎アルミナイジングにより0.0
3mmの被覆で被った。この被覆されたストリップを更なる熱処理なしに圧延し
て50μmの薄いシートにした。空気に接して1100℃で15分間の均一拡散
焼きなまし処理の後に、このシートは、約0.2%だけ収縮した。この値は、触
媒担体及び伝熱体としての使用を妨げない。
量は4.3%だけ変化した。この値は、高い耐酸化性を示唆している。
の温ストリップに加工した。引き続き、これを冷間圧延により1.0mmの厚さ
まで更に成形し、軟化焼きなましを行い、次いで圧延プレーテイングにより0.
06mmの被覆で両面を被った。この被覆されたストリップを更なる熱処理なし
に圧延して50μmの薄いシートにした。空気に接して1100℃で15分間の
均一拡散焼きなまし処理の後に、このシートは、約0.4%だけ収縮した。この
値は、触媒担体及び伝熱体としての使用を妨げない。
量は3.8%だけ変化した。この値は、高い耐酸化性を示唆している。
した。引き続き、これを冷間圧延により0.60mmの厚さまで更に成形し、軟
化焼きなましを行い、次いで炎アルミナイジングにより0.04mmの被覆で被
った。
トにした。真空中、1100℃で15分間の均一拡散焼きなまし処理の後に、こ
のシートは、約0.3%だけ収縮した。この値は、触媒担体及び伝熱体としての
使用を妨げない。
量は3.6%だけ変化した。この値は、高い耐酸化性を示唆している。
した。引き続き、これを冷間圧延により1.4mmの厚さまで更に成形し、軟化
焼きなましを行い、次いで圧延プレーテイングにより0.05mmの合計被覆で
両面を被った。
トにした。真空中、1100℃で15分間の均一拡散焼きなまし処理の後に、こ
のシートは、約0.3%だけ収縮した。この値は、触媒担体及び伝熱体としての
使用を妨げない。
量は3.9%だけ変化した。この値は、高い耐酸化性を示唆している。
使用
グを炎アルミナイジング(Feueraluminieren)で交換することは、なおコスト的
に好適であり、これは被覆がアルミニウム-珪素-合金から成っていてよい付加的
な利点を提供し、この際、珪素は、屡々拡散焼なましの利点を提供し、特定の用
途、例えば前触媒(Vorkatalysator)のために望ましい材料の比電気抵抗を高め
る。 DE-A19642497には、鉄-クロム-アルミニウム-シートの製法及びそ
の使用が記載されており、ここでは、担体材料としての冷間圧延され及び軟化焼
きなましされた鋼ストリップから出発され、これは鉄に加えてCr16〜25質
量%及び希土類又はY又はZr0.01〜0.1質量%並びに方法で生じる通常の
不純物から成る。0.5〜2.5mmの厚さの鋼ストリップは片面被覆により0.
08〜0.5mmの厚さのアルミニウム層を備えさせられる。引き続き、このよ
うに被覆されたストリップは、30〜150μmの厚さまで冷間圧延される。最
後にこの被覆されたストリップは700〜1000℃の温度範囲での均一拡散焼
きなましに付される。この文献中では、可能な最大アルミニウム含有率は6%が
挙げられている。
、鉄-クロム-担体ストリップが、Al−Si-合金を用いる炎アルミナイジング
により得られ、この際、表面に被覆された金属シートの全アルミニウム含有率は
、少なくとも7%であり、内側に向かって3%より下に低下しない。この場合に
、このシートは次の組成(質量%で)を有する:Cr18〜25%、Al4〜1
0%、Y0.03〜0.08%、Ti最大0.01%、Zr0.01〜0.05%、
Hf0.01〜0.05%、Si0.5〜1.5%。差し当たり、成形体が得られ、
これが、引き続き約1100℃で拡散焼きなましされる。この金属シートは、有
利に伝熱体抵抗を得るため及び廃ガス触媒用の担体を得るために使用可能である
。ここでは、既に6%より多いAl含有率が考えられるが、この際には、この製
造の方式は所望の収縮状態をもたらさず、従って、高いきず物を見積もらなけれ
ばならない。
なましの際の最終生成物は、長さ及び/又は幅で1%まで収縮し、このことは、
伝熱体要素の製造の際にも触媒担体の製造の際にも負に作用することが明らかで
ある。
DE-A19530850に記載のように固定される。引き続く拡散焼きなまし
の際に、過度な収縮は、固定点に欠陥、即ち亀裂をもたらすはずである。
DE-A19743720に記載のように、冷間圧延の間に最終厚さに中間焼き
なましをすることにより回避することができ、これにより拡散プロセスが部分的
又は完全に予め処理され、複合体中の張力は減少される。この場合に、この特有
の不所望の熱処理の高いコスト及び表面での酸化物層(これは、最終生成物にと
っては望ましいが、冷間圧延を妨害し、ローラを汚染する)の生じる危険性は欠
点である。
いるような有用な合金を、拡散焼きなましの間の長さ及び/又は幅での収縮が敏
感な建材の用途を妨げることなしにコスト的に好適に製造することができる方法
を提供する課題を有する。更に、この開発は、環境保護の要求が高まり、これに
伴いこのような構築材料用のこの合金の更なる開発を必要とすることを考慮すべ
きである。これは、特にシート厚さを減少し、かつ耐酸化性は、アルミニウム含
有率を6%(質量%で)より高く高めることによってのみ確保できることを本質
としている。
〜3%、Mn最大0.5%、Zr0.01〜0.3%及び/又は希土類金属及び/
又はイットリウム、ハフニウム、チタン0.01〜0.1%、Mg最大0.01%
、Ca最大0.1%、残りは鉄及び方法から生じる通常の不純物よりなる担体ス
トリップを有し、更にアルミニウム又はその合金からの片面又は両面の被覆を有
する寸法安定な鉄-クロム-アルミニウム-シートの製法により解決され、この方
法では、長さ及び/又は幅での収縮<0.5%を得るために、全被覆(質量%で
)を、圧延過程又は後の仕上げ工程に引き続く均一拡散焼なまし(Homogenisier
ungsglueh)処理の際に600〜1200℃の温度で、<10- 1ミリバールの圧
力の真空中で行う。
〜3%、Mn最大0.5%、Zr0.01〜0.3%又は希土類金属及び/又はイ
ットリウム、ハフニウム、チタン0.01〜0.1%、Mg最大0.01%、Ca
最大0.1%、残りは鉄及び方法から生じる通常の不純物よりなる担体ストリッ
プを有し、更にアルミニウム又はその合金からの片面又は両面の被覆を有する寸
法安定な鉄-クロム-アルミニウム-シートの製法によっても解決され、この方法
では、長さ及び/又は幅での収縮<0.5%を得るために、全被覆(質量%で)
を、圧延過程又は後の仕上げ工程に引き続く均一拡散焼なまし処理の際に600
〜1200℃の温度で、かつ水素又は-20℃を下回る露点を有する水素/窒素混
合物中で行う。
利な用途分野は、 -触媒、殊に廃ガス触媒用の担体要素、 -抵抗材料又は伝熱体である。
Claims (11)
- 【請求項1】 組成(質量%で)Cr16〜25%、Al2〜6%、Si0
.1〜3%、Mn最大0.5%、Zr0.01〜0.3%及び/又は希土類金属及び
/又はイットリウム、ハフニウム、チタン0.01〜0.1%、Mg最大0.01
%、Ca最大0.1%、残りは鉄及び方法から生じる通常の不純物よりなる担体
ストリップを有し、更にアルミニウム又はその合金からの片面又は両面の被覆を
有し、この際、圧延過程又は後の仕上げ工程に引き続く均一拡散焼きなまし処理
の際の長さ及び/又は幅での収縮<0.5%を得るために、全被覆(質量%)は
、担体ストリップ質量の0.5〜5%の範囲内にある、寸法安定な鉄-クロム-ア
ルミニウム-シートの、触媒、殊に廃ガス触媒用の担体材料としての使用。 - 【請求項2】 組成(質量%で)Cr16〜25%、Al2〜6%、Si
0.1〜3%、Mn最大0.5%、Zr0.01〜0.3%又は希土類金属及び/又
はイットリウム、ハフニウム、チタン0.01〜0.1%、Mg最大0.01%、
Ca最大0.1%、残りは鉄及び方法から生じる通常の不純物よりなる担体スト
リップを有し、更にアルミニウム又はその合金からの片面又は両面の被覆を有し
、この際、圧延過程又は後の仕上げ工程に引き続く均一拡散焼きなまし処理の際
の長さ及び/又は幅での収縮<0.5%を得るために、全被覆(質量%で)は、
担体ストリップ質量の0.5〜5%の範囲内にある、寸法安定な鉄-クロム-アル
ミニウム-シートの、抵抗材料又は伝熱体としての使用。 - 【請求項3】 被覆を炎アルミナイジングにより行う、請求項1又は2に記
載の使用。 - 【請求項4】 被覆を圧延プレーテイングにより行う、請求項1又は2に記
載の使用。 - 【請求項5】 (質量%で)Si<0.5%、Ti<0.02%、Zr<0.
1%、イットリウムとハフニウムの合計<0.3%、希土類<0.01%及びMg
とCaとの合計<0.03%である、請求項1から4のいずれか1項に記載の使
用。 - 【請求項6】 (質量%で)Si<0.5%、イットリウム<0.01%、ハ
フニウム<0.01%、希土類<0.05%及びMgとCaとの合計<0.03%
である、請求項1から4のいずれか1項に記載の使用。 - 【請求項7】 均一拡散焼きなましを、600℃〜1200℃の間の温度で
、空気に接して行う、請求項1から6のいずれか1項に記載の使用。 - 【請求項8】 均一拡散焼きなましを、600℃〜1200℃の間の温度で
、<10- 1ミリバールの圧力の真空中で行う、請求項1から6までのいずれか
1項に記載の使用。 - 【請求項9】 均一拡散焼きなましを、<10- 4ミリバールの圧力の真空
中で行う、請求項8に記載の使用。 - 【請求項10】 均一拡散焼きなましを、600〜1200℃の温度で、水
素又は-20℃を下回る露点を有する水素/窒素混合物中で行う、請求項1から6
のいずれか1項に記載の使用。 - 【請求項11】 均一拡散焼なましを、水素又は-40℃を下回る露点を有
する水素/窒素混合物中で行う、請求項10に記載の使用。
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