JPH05320701A - Corrosion-resistant material - Google Patents
Corrosion-resistant materialInfo
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- JPH05320701A JPH05320701A JP12489292A JP12489292A JPH05320701A JP H05320701 A JPH05320701 A JP H05320701A JP 12489292 A JP12489292 A JP 12489292A JP 12489292 A JP12489292 A JP 12489292A JP H05320701 A JPH05320701 A JP H05320701A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、溶融多硫化ナトリウム
用の耐食性粉末に関するものであり、とくに、Ｎａ−Ｓ
電池における陽極活物質を収容する容器（電槽）などの
表面被覆（溶射等）用材料として好適に利用されるほ
か、各種材料の耐食性を向上させるための表面被覆（溶
射等）用材料としても好適に利用される粉末耐食材料に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a corrosion resistant powder for molten sodium polysulfide, and more particularly to Na-S.
It is preferably used as a material for surface coating (spraying, etc.) such as a container (battery case) that houses the anode active material in batteries, and also as a material for surface coating (spraying, etc.) to improve the corrosion resistance of various materials. The present invention relates to a powder corrosion resistant material that is preferably used.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、電力貯蔵システム用、電気自動車
用などとして各種の二次電池が検討されており、例え
ば、塩素−亜鉛電池，リチウム−塩素電池，臭素−亜鉛
電池，ナトリウム−硫黄電池，リチウム−硫化鉄電池な
ど数多くの二次電池が開発されているが、なかでも、ナ
トリウム−硫黄（Ｎａ−Ｓ）電池は高エネルギー密度
で、充電効率にも優れており、しかも資源的に豊富で、
安価な、Ｎａ，Ｓを用いるものであることから、極めて
有望な電池と考えられている。2. Description of the Related Art In recent years, various secondary batteries have been studied for use in electric power storage systems, electric vehicles, etc., for example, chlorine-zinc batteries, lithium-chlorine batteries, bromine-zinc batteries, sodium-sulfur batteries, Many secondary batteries such as lithium-iron sulfide batteries have been developed. Among them, sodium-sulfur (Na-S) batteries have high energy density, excellent charging efficiency, and are abundant in resources. ,
It is considered to be an extremely promising battery because it uses inexpensive Na and S.
【０００３】そして、このＮａ−Ｓ電池は一般に固体電
解質にナトリウムイオンの伝導性が大きいβ−アルミナ
を使用していると共に、陰極活物質として溶融ナトリウ
ム、陽極活物質として溶融硫黄と多硫化ナトリウムを使
用し、２００〜４００℃の高温で作用させるようにして
いる。This Na-S battery generally uses β-alumina, which has a large conductivity of sodium ions, as a solid electrolyte, and uses molten sodium as a cathode active material and molten sulfur and sodium polysulfide as an anode active material. It is used and is made to act at a high temperature of 200 to 400 ° C.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなＮａ−Ｓ電池の開発および実用化上における問題点
は、陰極活物質としての溶融ナトリウムを収容する固体
電解質（β−アルミナ）チュ−ブの外側に同心的に配置
される金属陽極容器（電槽）の陽極活物質である多硫化
ナトリウム（Ｎａ２Ｓ３〜５）による高温下での腐食に
ある。However, a problem in the development and practical application of such a Na--S battery is that a solid electrolyte (β-alumina) tube containing molten sodium as a cathode active material is used. Corrosion at high temperature due to sodium polysulfide (Na 2 S 3 to 5 ), which is an anode active material of a metal anode container (battery case) concentrically arranged on the outside.
【０００５】この問題は、高温下において溶融している
陽極活物質、とくに多硫化ナトリウムの強い腐食性のた
め、解決が困難である。現在では、ステンレス鋼からな
る電槽の内側にステライト粉末を溶射により被覆したも
のが用いられているが、かなり高価な上に耐食性の面か
らも問題があり、これらの問題を解決することが課題と
なっていた。This problem is difficult to solve because of the strong corrosiveness of the anode active material, especially sodium polysulfide, which is molten at high temperatures. At present, a stainless steel battery case coated with Stellite powder by thermal spraying is used, but there is a problem in terms of corrosion resistance as well as in terms of cost, and it is a problem to solve these problems. It was.
【０００６】[0006]
【発明の目的】本発明は、上記した従来の課題にかんが
みてなされたものであって、現用のステライト粉末にか
わる実用的なコストでしかも耐食性により一層優れたス
テンレス鋼系の被覆（溶射等）用粉末耐食材料を提供す
ることを目的としている。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and is a stainless steel type coating (spraying, etc.) which is superior in corrosion resistance at a practical cost as an alternative to currently used stellite powder. The purpose of the present invention is to provide a powder corrosion resistant material.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係わる耐食材料は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｏ／Ａｌ
系粉末よりなるものであって、その組成が、重量％で、 Ｃ：≦０．５％ Ｓｉ：≦２．０％ Ｃｒ：１０．０〜４０．０％ であり、また、 Ｍｏ：０．５〜１０．０％ Ａｌ：０．１〜１０．０％ を１種または２種含み、残部は不純物およびＦｅよりな
ることを特徴とするものである。The corrosion-resistant material according to the present invention for achieving the above-mentioned object is Fe-Cr-Mo / Al.
It is composed of a powder of powder type, and its composition is C: ≦ 0.5% Si: ≦ 2.0% Cr: 10.0 to 40.0% in weight%, and Mo: 0. 5 to 10.0% Al: 0.1 to 10.0% is contained by 1 type or 2 types, and the balance consists of impurities and Fe.
【０００８】このような組成のステンレス鋼系耐食材料
を用いることにより、高温下において溶融している多硫
化ナトリウム（溶融硫黄が共存している場合も含む）に
対して著しく優れた耐食性能を持つものとなるほか、各
種材料の耐食性を向上させるための表面被覆（溶射等）
用耐食材料などとしても好適なものとなる。By using the stainless steel-based corrosion resistant material having such a composition, it has a remarkably excellent corrosion resistance against sodium polysulfide melted at high temperature (including the case where molten sulfur coexists). Surface coating (spraying, etc.) to improve the corrosion resistance of various materials
It is also suitable as a corrosion resistant material for use.
【０００９】そして、本発明に係わる粉末耐食材料で
は、上記からなる合金配合成分のほか、さらに、 Ｎｉ：≦４．０％ Ｃｕ：≦４．０％ を１種または２種残余のＦｅ中に配合することによっ
て、耐食性がさらに向上したものとなすことができ、ま
た、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｗ，希
土類元素からなる群より１種または２種以上の元素を２
％を超えない範囲で残余のＦｅ中に配合することによっ
て、Ｍｏ，Ａｌの添加効果がさらに向上したものとなす
ことができる。Further, in the powder corrosion-resistant material according to the present invention, in addition to the alloy compounding components described above, Ni: ≤ 4.0%, Cu: ≤ 4.0% in one or two kinds of the remaining Fe. By adding them, the corrosion resistance can be further improved, and at least one element selected from the group consisting of Ti, Zr, V, Nb, Ta, Ca, Mg, W and rare earth elements can be used. Two
By blending in the remaining Fe within a range not exceeding%, the effect of adding Mo and Al can be further improved.
【００１０】次に、本発明に係わる耐食材料の合金配合
成分（重量％）の限定理由について説明する。Next, the reasons for limiting the alloying components (% by weight) of the corrosion resistant material according to the present invention will be described.
【００１１】Ｃは通常の製造工程で含まれるものである
が、耐食性を損なわないようにするために０．５％以下
とする。C is contained in the usual manufacturing process, but is made 0.5% or less so as not to impair the corrosion resistance.
【００１２】Ｓｉは粉末を製造する上で必要なものであ
るが、材料の耐食性を損なわないようにするために２．
０％以下とする。[0012] Si is necessary for producing the powder, but in order not to impair the corrosion resistance of the material, 2.
It is 0% or less.
【００１３】Ｃｒは耐食性の面から１０．０％以上とす
るが、あまり多量に添加してもその効果が飽和するため
４０．０％以下とする。From the viewpoint of corrosion resistance, Cr is set to 10.0% or more, but the effect is saturated even if it is added in a too large amount.
【００１４】ＭｏとＡｌは単独で耐食性を高める効果が
あるが、さらに併用することにより耐食性はよりいっそ
う向上する。そのためにはすくなくともＭｏは０．５
％、Ａｌは０．１％添加しなければならない。ただし、
あまり多量に添加しても材料の諸特性に悪影響を及ぼす
ため、両元素とも１０．０％以下とする。Mo and Al alone have the effect of increasing the corrosion resistance, but by further using them together, the corrosion resistance is further improved. Therefore, Mo is at least 0.5.
%, Al must be added at 0.1%. However,
If added in too large an amount, the various properties of the material will be adversely affected, so both elements are made 10.0% or less.
【００１５】ＣｕおよびＮｉは上記元素に加えて添加さ
れることによりさらに耐食性を向上させるので、必要に
応じて添加することが望ましいが、あまり多量に添加し
てもその効果が飽和するため４．０％以下とする。Since Cu and Ni are added in addition to the above elements to further improve the corrosion resistance, it is desirable to add Cu and Ni as necessary. However, even if added in a too large amount, the effect is saturated. It is 0% or less.
【００１６】このような成分組成において、溶融多硫化
ナトリウムなどの腐食性材料に対する耐食性に著しく優
れた材料が得られるのであるが、次の元素をさらに添加
することにより前記Ｍｏ，Ａｌの効果をより一層高める
ことができる。すなわち、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｗ，および希土類元素（Ｙ，Ｌａ，Ｃ
ｅなど）であり、これらの群から選ばれた１種または２
種以上の元素を合計量で２％を超えない量で添加するこ
とも必要に応じて望ましい。With such a composition, it is possible to obtain a material having extremely excellent corrosion resistance to corrosive materials such as molten sodium polysulfide. However, the effects of Mo and Al can be further improved by further adding the following elements. It can be further enhanced. That is, Ti, Zr, V, Nb, T
a, Ca, Mg, W, and rare earth elements (Y, La, C
e)) and one or two selected from these groups
It is also desirable, if necessary, to add at least two kinds of elements in a total amount of not more than 2%.
【００１７】[0017]
【発明の作用】本発明に係わる耐食材料は、上記した合
金配合成分を有する粉末よりなるものであり、このよう
な本発明に係わる耐食材料を用いて溶射等により表面被
覆することにより、従来では困難とされていた腐食性の
強い、高温下の溶融多硫化ナトリウム（溶融硫黄が共存
している場合を含む）に対して優れた耐食性を有する材
料が得られ、このほか各種材料の耐食性を向上させるた
めの表面被覆材料などとしても好適に利用されるものと
なる。The corrosion-resistant material according to the present invention comprises a powder having the above-mentioned alloying components. Conventionally, when the corrosion-resistant material according to the present invention is surface-coated by thermal spraying or the like, A material with excellent corrosion resistance to molten sodium polysulfide at high temperature (including the case where molten sulfur coexists), which has been considered difficult to corrode, is obtained, and the corrosion resistance of various other materials is improved. It is also suitably used as a surface coating material for the purpose.
【００１８】[0018]
【実施例】以下に本発明の実施例を比較例と共に説明す
る。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below together with comparative examples.
【００１９】ガス噴霧法で製造した表１ないし表３に示
す合金成分組成の粉末を用い、これをＪＩＳに制定する
ステンレス鋼であるＳＵＳ４３０Ｌの板（３×１０×３
０ｍｍ）の全面に溶射した後、多硫化ナトリウム腐食試
験を行った。A powder (3 × 10 × 3) of SUS430L, which is stainless steel defined by JIS, is prepared by using powders having the alloy composition shown in Tables 1 to 3 produced by the gas atomization method.
After spraying the entire surface (0 mm), a sodium polysulfide corrosion test was performed.
【００２０】試験方法としては、所定の試験片を多硫化
ナトリウム（Ｎａ２Ｓ３〜５）とともに反応管（ガラス
製）に挿入し、ついで反応管内で減圧下に維持しつつ、
加熱炉にて約３５０℃に加熱することにより、反応管中
の多硫化ナトリウムを溶融し、その溶融物中に各試験片
が浸漬された状態にしておいて所定時間加熱保持する方
法を採用した。その後、反応管から試験片を取出して腐
食減量を求め、次いでその腐食減量から試験片の年間の
厚さ減少量（ｍｍ／Ｙ）に換算して求めた値を表４に示
す。As a test method, a predetermined test piece was inserted into a reaction tube (made of glass) together with sodium polysulfide (Na 2 S 3 to 5 ), and then while maintaining a reduced pressure in the reaction tube,
A method was adopted in which the sodium polysulfide in the reaction tube was melted by heating it to about 350 ° C. in a heating furnace, and each test piece was immersed in the melt and kept heated for a predetermined time. .. After that, the test piece is taken out from the reaction tube to obtain the corrosion weight loss, and the value obtained by converting the corrosion weight loss into the annual thickness reduction amount (mm / Y) of the test piece is shown in Table 4.
【００２１】[0021]
【表１】 [Table 1]
【００２２】[0022]
【表２】 [Table 2]
【００２３】[0023]
【表３】 [Table 3]
【００２４】[0024]
【表４】 [Table 4]
【００２５】表４に示した結果より明らかなように、本
発明に従う合金組成の耐食材料粉末を溶射した試験片
（Ｎｏ．１〜１１，１７〜２２）では、通常のステンレ
ス鋼粉末を溶射した試験片（Ｎｏ．１３〜１６）に比べ
て溶融多硫化ナトリウムに対する耐食性に著しく優れた
ものであることが認められ、高価なステライト粉末を溶
射した試験片（Ｎｏ．１２）に比べても溶融多硫化ナト
リウムに対する耐食性に勝るとも劣らない著しく優れた
ものであることが認められた。As is clear from the results shown in Table 4, the test pieces (Nos. 1 to 11 and 17 to 22) on which the corrosion resistant material powder having the alloy composition according to the present invention was sprayed were sprayed on ordinary stainless steel powder. It was recognized that the corrosion resistance to molten sodium polysulfide was remarkably superior to that of the test pieces (Nos. 13 to 16), and the melt content was higher than that of the test piece (No. 12) sprayed with expensive stellite powder. It was recognized that the corrosion resistance to sodium sulfide was excellent and not less inferior.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる耐
食材料は、耐食性の強い高温下の溶融多硫化ナトリウム
（溶融硫黄が共存する場合を含む）に対して優れた耐食
性を示す耐食材料粉末であり、このような耐食材料粉末
を溶射等により被覆することによって溶融多硫化ナトリ
ウムと溶融硫黄が共存するＮａ−Ｓ電池における陽極活
物質を収容する電槽（容器）材料として十分に使用する
ことができるほか、各種材料の耐食性を向上させるため
の表面被覆（溶射等）用材料としても十分に使用するこ
とができるという著しく優れた効果がもたらされる。As described above, the corrosion-resistant material according to the present invention is a corrosion-resistant material powder exhibiting excellent corrosion resistance to molten sodium polysulfide (including the case where molten sulfur coexists) under high temperature having strong corrosion resistance. Therefore, by sufficiently coating such a corrosion-resistant material powder by thermal spraying or the like, it can be sufficiently used as a battery (container) material for housing an anode active material in a Na-S battery in which molten sodium polysulfide and molten sulfur coexist. In addition to the above, it has a remarkably excellent effect that it can be sufficiently used as a material for surface coating (spraying etc.) for improving the corrosion resistance of various materials.
Claims (4)
ものであって、その組成が、重量％で、 Ｃ：≦０．５％ Ｓｉ：≦２．０％ Ｃｒ：１０．０〜４０．０％ であり、また、 Ｍｏ：０．５〜１０．０％ Ａｌ：０．１〜１０．０％ を１種または２種含み、 残部は不純物およびＦｅよりなることを特徴とする耐食
材料。1. An Fe-Cr-Mo / Al-based powder, the composition of which is:% by weight, C: ≤ 0.5% Si: ≤ 2.0% Cr: 10.0-40. 0.0%, Mo: 0.5 to 10.0%, Al: 0.1 to 10.0%, containing one or two kinds, and the balance consisting of impurities and Fe. ..
ものであって、その組成が、重量％で、 Ｃ：≦０．５％ Ｓｉ：≦２．０％ Ｃｒ：１０．０〜４０．０％ であり、また、 Ｍｏ：０．５〜１０．０％ Ａｌ：０．１〜１０．０％ を１種または２種含み、さらに、 Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｗ，希土類
元素からなる群より１種または２種以上の元素を２％を
超えない範囲で含み、 残部は不純物およびＦｅよりなることを特徴とする耐食
材料。2. An Fe-Cr-Mo / Al-based powder, the composition of which is% by weight, C: ≤0.5% Si: ≤2.0% Cr: 10.0-40. 0.0%, Mo: 0.5 to 10.0%, Al: 0.1 to 10.0%, and 1 or 2 kinds of Ti, Zr, V, Nb, Ta, Ca, A corrosion resistant material comprising one or more elements selected from the group consisting of Mg, W and rare earth elements in a range not exceeding 2%, and the balance being impurities and Fe.
ものであって、その組成が、重量％で、 Ｃ：≦０．５％ Ｓｉ：≦２．０％ Ｃｒ：１０．０〜４０．０％ であり、また、 Ｍｏ：０．５〜１０．０％ Ａｌ：０．１〜１０．０％ を１種または２種含み、さらに、 Ｎｉ：≦４．０％ Ｃｕ：≦４．０％ を１種または２種含み、 残部は不純物およびＦｅよりなることを特徴とする耐食
材料。3. An Fe-Cr-Mo / Al-based powder, the composition of which is% by weight, C: ≤ 0.5% Si: ≤ 2.0% Cr: 10.0-40. 0.0%, Mo: 0.5 to 10.0%, Al: 0.1 to 10.0%, and 1 or 2 kinds, and further, Ni: ≤ 4.0% Cu: ≤ 4. A corrosion-resistant material, characterized in that it contains 0% of one kind or two kinds, and the balance consists of impurities and Fe.
ものであって、その組成が、重量％で、 Ｃ：≦０．５％ Ｓｉ：≦２．０％ Ｃｒ：１０．０〜４０．０％ であり、また、 Ｍｏ：０．５〜１０．０％ Ａｌ：０．１〜１０．０％ を１種または２種含み、さらに、 Ｎｉ：≦４．０％ Ｃｕ：≦４．０％ を１種または２種含み、さらにまた、 Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｗ，希土類
元素からなる群より１種または２種以上の元素を２％を
超えない範囲で含み、 残部は不純物およびＦｅよりなることを特徴とする耐食
材料。4. An Fe-Cr-Mo / Al-based powder, the composition of which is% by weight, C: ≤ 0.5% Si: ≤ 2.0% Cr: 10.0-40. 0.0%, Mo: 0.5 to 10.0%, Al: 0.1 to 10.0%, and 1 or 2 kinds, and further, Ni: ≤ 4.0% Cu: ≤ 4. 1% or 2% of 0%, and 1% or more of 2 or more elements selected from the group consisting of Ti, Zr, V, Nb, Ta, Ca, Mg, W, and rare earth elements. And a balance of impurities and Fe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12489292A JPH05320701A (en) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | Corrosion-resistant material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12489292A JPH05320701A (en) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | Corrosion-resistant material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05320701A true JPH05320701A (en) | 1993-12-03 |
Family
ID=14896691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12489292A Pending JPH05320701A (en) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | Corrosion-resistant material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05320701A (en) |
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