铁素体合金制造技术

一种铁素体合金，其以重量％计包含：

Ferritic Alloy

An ferritic alloy containing at a weight of%:

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铁素体合金
本公开涉及根据权利要求1的前序部分的铁素体合金(FeCrAl合金)。本公开还涉及根据权利要求16的铁素体合金的用途，其在300-800℃的温度范围内使用。
技术介绍
在所谓的铅冷快堆(LFR)系统中，使用液态铅作为冷却剂。液态铅和铅铋低共熔物(LBE)提供被动冷却的可能性，并因此有助于使核能安全。然而，液态铅具有高度腐蚀性，并对在LFR系统中使用的建造材料的耐腐蚀性提出高要求。最近已提出将FeCrAl合金作为候选材料用于铅冷快堆中，这是由于这些合金的良好的氧化性质，这是在合金表面上形成氧化铝(Al2O3)层的结果。FeCrAl合金基于铝、铬和铁，并且由于它们的抗氧化性和良好的抗蠕变性，这些合金常用于温度在1000℃左右和超过1000℃的加热元件和加热线中。然而，铅冷快堆在400-600℃的温度区间中运转，并且在这个温度范围内，通常含有15-20wt％左右的Cr的商购FeCrAl合金，由于所述Fe-Cr系统中存在的混溶间隙而遭受α-α’相分离困扰。所述α-α’相分离引起所述FeCrAl合金脆化，这使所述商购FeCrAl合金不适合在LFR系统中使用的温度范围内作为建造材料。已在液态铅或液态铅-铋-低共熔溶液中测试了FeCrAl组合物。在Weisenburger等人的研究中显示，含有≥12.5wt％Cr和≥6wt％Al的模型FeCrAl合金能够在400-600℃的温度区间内形成薄的保护性氧化铝垢[Weisenburger,Jianu,Doyle,Bruns,Fetzer,Heinzel,DelGiacco,An,Müller，“在暴露于含有氧的熔融铅的基于Fe-Cr-Al的模型合金上形成的氧化物垢”(OxidescalesformedonFe-Cr-Al-basedmodelalloysexposedtooxygencontainingmoltenlead)，JournalofNuclearMaterials437(2013)282-292]。由Lim等人进行的另一项工作显示，Fe-13Cr-4Al合金能够从500℃起形成保护性氧化铝[Lim,Hwang,Kim，“用于铅或铅-铋冷却的快速反应堆的形成氧化铝的FeCrAl钢的设计”(DesignofaluminaformingFeCrAlsteelsforleadorlead-bismuthcooledfastreactors)，JournalofNuclearMaterials441(2013)650-660]。韩国专利KR10-1210531示出了一种旨在用于核能应用的FeCrAl合金。FeCrAl合金也可以包含反应性元素(RE)，其是对氧和碳具有高亲和性的元素。在约1000℃的高温下，反应性元素例如Y、Zr和Hf的添加通过平衡金属离子的向外扩散和氧的向内扩散来改进所述合金的氧化性质，这导致平衡的氧化物生长以及因此氧化物垢中机械应力和/或孔隙度的降低。关于Zr和Ti的添加对Fe-10Cr-6Al合金在550℃的液态铅中的长期(10,000h)耐腐蚀性的影响，已进行了研究[Ejenstam等，“在550℃下暴露于Pb10,000h的Fe10CrAl-RE合金的氧化研究”(OxidationstudiesofFe10CrAl-REalloysexposedtoPbat550℃for10,000h)，JournalofNuclearMaterials443(2013)161-170]。然而，尽管上面公开的研究有助于改进FeCrAl合金的性能，但仍需要进一步提高这些合金的耐腐蚀性。因此，本公开的一个方面是提供一种具有改进的耐腐蚀性的FeCrAl合金。具体来说，本专利技术的一个方面是提供一种在300-800℃范围内的温度下，在高腐蚀性环境中具有非常好的耐腐蚀性的FeCrAl合金。此外，本专利技术的另一个方面是提供一种在300-800℃范围内的温度下，对液态铅中的腐蚀具有抗性的FeCrAl合金。本公开的另一方面是提供一种适合在诸如锅炉、熔炉和产热和产能设备和工艺的应用中作为建造材料的FeCrAl合金。其他适合的应用包括用于堆焊、喷涂或复合管的材料。具体来说，本专利技术的一个方面是提供一种适合在300-800℃的温度范围下的铅冷快堆系统中作为建造材料的FeCrAl合金。专利技术详述因此，本公开涉及一种铁素体(FeCrAl)合金，其以重量％计包含：C：0.01–0.1；N：0.001-0.1；O：≤0.2；B：≤0.01；Cr：9–13；Al：2.5–8；Si：≤0.5；Mn：≤0.4；Y：≤2.2；Sc+Ce+La：≤0.2；Mo+W：≤4.0；Ti：≤1.7；Zr：≤3.3；Nb：≤3.3；V：≤1.8；Hf+Ta+Th：≤6.5；余量为Fe和不可避免的杂质，其中，使Ti+Zr+Nb+Hf+V+Ta+Th以及C、N和O的量平衡，使得：其中x是0.5，除非Y的含量大于或等于0.01wt％，此时x是0.67。本公开还涉及一种铁素体合金，其以重量％计包含：C：0.01–0.1；N：0.001-0.1；O：≤0.2；B：≤0.01；Cr：9–11.5；Al：2.5–8；Si：≤0.5；Mn：≤0.4；Y：≤2.2；Sc+Ce+La：≤0.2；Mo+W：≤4.0；Ti：≤1.7；Zr：≤3.3；Nb：≤3.3；V：≤1.8；Hf+Ta+Th：≤6.5；余量为Fe和不可避免的杂质，其中，使Ti+Zr+Nb+Hf+V+Ta+Th以及C、N和O的量平衡，使得：其中x是0.5，除非Y的含量大于或等于0.01wt％，此时x是0.67。本公开还涉及一种铁素体合金，其以重量％计包含：C：0.01–0.1；N：0.001-0.1；O：≤0.2；B：≤0.01；Cr：9–11；Al：2.5–8；Si：≤0.5；Mn：≤0.4；Y：≤2.2；Sc+Ce+La：≤0.2；Mo+W：≤4.0；Ti：≤1.7；Zr：≤3.3；Nb：≤3.3；V：≤1.8；Hf+Ta+Th：≤6.5；余量为Fe和不可避免的杂质,其中，使Ti+Zr+Nb+Hf+V+Ta+Th以及C、N和O的量平衡，使得：其中x是0.5，除非Y的含量大于或等于0.01wt％，此时x是0.67。本公开还涉及一种铁素体合金，其以重量％计包含：C：0.01–0.1；N：0.001-0.1；O：≤0.2；B：≤0.01；Cr：9–13；Al：2.5–8；Si：≤0.5；Mn：≤0.4；Y：≤2.2；Mo+W：≤4.0；Sc：≤0.2；Ti：≤1.7；Zr：≤3.3；Nb：≤3.3；V：≤1.8；Hf+Ta+Th：≤6.5；余量为Fe和不可避免的杂质,其中，使Ti+Zr+Nb+Hf+V+Ta+Th以及C、N和O的量平衡，使得：其中x是0.5，除非Y的含量大于或等于0.01wt％，此时x是0.67。本公开还涉及一种铁素体合金，其以重量％计包含：C：0.01–0.1；N：0.001-0.1；O：≤0.2；B：≤0.01；Cr：9–13；Al：2.5–8；Si：≤0.5；Mn：≤0.4；Y：≤2.2；Mo+W：≤4.0；Ti：≤1.7；Zr：≤3.3；Nb：≤3.3；V：≤1.8；Hf+Ta+Th：≤6.5；余量为Fe和不可避免的杂质,其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁素体合金，其以重量％计包含：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.11 EP 14197362.81.一种铁素体合金，其以重量％计包含：其中，使Ti+Zr+Nb+V+Hf+Ta+Th以及C、N和O的量平衡，使得：其中x是0.5，除非Y的含量大于或等于0.01wt％，此时x是0.67。2.根据权利要求1的铁素体合金，其中所述铁素体合金不包含添加的wt％的Sc+Ce+La或不包含添加的wt％的Ce+La。3.根据权利要求1或2的铁素体合金，其中所述铁素体合金包含9–12wt％范围内的Cr。4.根据权利要求1的铁素体合金，其中所述铁素体合金包含9至11.5wt％范围内或9至11wt％范围内的Cr。5.根据权利要求1至4中任一项的铁素体合金，其中6.根据权利要求1至5中任一项的铁素体合金，其中

【专利技术属性】
技术研发人员：费尔南多·拉韦，彼得·绍卡洛什，保·荣松，耶斯佩尔·埃耶斯塔姆，苏珊·赫尔斯特勒默塞林，
申请(专利权)人：山特维克知识产权股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE