低重量氢分配系统和部件技术方案

本发明专利技术涉及一种用于能量转换系统的燃料分配系统的氢传导部件，其可以在至少

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低重量氢分配系统和部件
1.

[0001]本专利技术涉及由回火钢制成的低重量氢传导部件和由此构造的低重量氢分配系统，特别是用于车辆的传动系
。
2.
技术介绍

[0002]分子氢
(H2)
具有大约
120MJ/kg
的能量密度并且由于无排放的氢氧反应
(2H2+O2→
2H2O)
，因此是热机
(
例如燃气轮机和内燃机
)
和燃料电池的理想燃料
。
[0003]传统的
H2分配系统
(
例如，在车辆的传动系中或者在用于发电的固定设备的燃料供应中
)
通常由具有高镍含量
(
通常大于
12.5
重量％
)
的奥氏体不锈钢
(
例如，
1.4435
型的，不太常见的
1.4571
型的
)
制成
。
对于这类材料，已知其具有面心立方晶格，因此可以避免氢脆问题，特别是在高气压下发生的氢脆问题
(
参见
Materials Science and Technology
，第
33
卷，第
13
期
(2017))。
[0004]然而，传统的奥氏体不锈钢是昂贵的
(
尤其是因为高镍和钼含量
)。
因此，
EP 2 850 215B1r/>提出了一种不含钼且镍含量降低至6至9重量％的奥氏体钢
。
[0005]奥氏体钢的机械性能通常也不适合生产
H2分配系统，尤其是当使用现代高压罐时
。
例如，
1.4435
型奥氏体不锈钢通常仅具有小于
600MPa
的抗拉强度
、
小于
250MPa
的
0.2
％弹性极限和大于
45
％的断裂伸长率
。
由这种材料制造的
H2部件的典型的高重量可能是一个决定性的缺点，特别是对于现代
H2驱动的车辆
(
例如客车
、
卡车
、
铁路车辆
、
飞机
、
轮船
、
无人驾驶飞机等
)
的传动系
。
[0006]此外，奥氏体不锈钢还可能更难加工和
/
或需要不寻常的加工方法，因此，例如，为了内燃机或燃料电池的
H2分配系统的大规模生产，必须安装新的生产设备或者必须以复杂的方式改造现有的生产设备
。
综上所述，以下列出的缺点
[0007]由奥氏体不锈钢制成的
H2分配系统代表大规模使用
H2能源技术的一大障碍
。
[0008]在这方面，
EP 2 278 035 B1
公开了一种具有良好的
H2脆化性能和在
900MPa
至
950MPa
范围内的拉伸强度的材料
[0009]，具有以下组成
:
[0010]‑
0.10
至
0.20
重量％的碳，
[0011]‑
0.10
至
0.40
重量％的硅，
[0012]‑
0.50
至
1.20
重量％的锰，
[0013]‑
0.75
至
1.75
重量％的镍，
[0014]‑
0.20
至
0.80
重量％的铬，
[0015]‑
0.31
至
0.50
重量％的铜，
[0016]‑
0.10
至
1.00
重量％的钼，
[0017]‑
0.01
至
0.10
重量％的钒，
[0018]‑
0.0005
至
0.005
重量％的硼，
[0019]‑
小于
0.01
重量％的氮，
[0020]‑
0.01
至
0.10
重量％的铌和
/
或
0.005
至
0.050
重量％的钛；
[0021]‑
以其他方式的铁和不可避免的杂质
。
[0022]然而，这种材料的生产和成分同样复杂和昂贵，因此尤其不适于
H2分配系统的大规模生产
。
[0023]因此，本专利技术的目的是至少部分地减少现有技术的上述一些缺点
3.
技术实现思路

[0024]本申请的独立权利要求的主题至少部分解决了上述问题
。
从属权利要求中描述了示例性实施例
。
[0025]在一个实施例中，本专利技术提供了一种用于能量转换系统的燃料分配系统的载氢部件，该载氢部件可在至少
0.1MPa
的压力范围内操作，并且包括基体
、
基体中的至少一个气体管线以及通过至少一个气体管线流体连接的至少一个气体入口和至少一个气体出口
。
基体基本上由具有以下成分的回火钢制成
:
[0026]‑
0.18
至
0.45
重量％的碳，
[0027]‑
0.15
至
0.40
重量％的硅，
[0028]‑
0.4
至
1.0
重量％的锰，
[0029]‑
0.4
至
1.2
重量％的铬，
[0030]‑
0.08
至
0.35
重量％的钼，
[0031]‑
至多
0.035
重量％的磷，
[0032]‑
至多
0.04
重量％的硫，
[0033]‑
铁和冶炼相关钢伴随元素
。
基本上制成基体的回火钢还具有以下特性
:
[0034]‑
拉伸强度在
650MPa
至
950MPa
的范围内，
[0035]‑
屈服强度或
0.2
％弹性极限在
500MPa
至
850MPa
的范围内，以及
[0036]‑
断裂伸长率在
12
％至
35
％的范围内
。
[0037]除非另有说明，材料性能应根据相关工业标准
(
如根据
I本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于在至少
0.1MPa
的压力范围可操作的能量转换系统的燃料分配系统的载氢部件，包括
:
基体；基体中的至少一个气体导管；经由至少一个气体导管流体连通的至少一个气体入口和至少一个气体出口；其中基体基本上由回火钢制成，该回火钢具有以下成分
:
‑
0.18
至
0.45
重量％的碳，
‑
0.15
至
0.40
重量％的硅，
‑
0.4
至
1.0
重量％的锰，
‑
0.4
至
1.2
重量％的铬，
‑
0.08
至
0.35
重量％的钼，
‑
至多
0.035
重量％的磷，
‑
至多
0.04
重量％的硫，
‑
铁和与冶炼相关的钢伴生元素；其中回火钢具有以下性能
:
‑
拉伸强度在
650MPa
至
950MPa
的范围内；
‑
500MPa
至
850MPa
范围内的屈服强度或
0.2
％弹性极限；和
‑
断裂伸长率在
12
％至
35
％的范围内
。2.
根据权利要求1所述的氢传导部件，其中所述回火钢在至少一个气体导管的内侧上具有至多
200
μ
m、
优选至多
130
μ
m
的缺陷深度
。3.
根据前述权利要求之一所述的氢传导部件，其中所述回火钢的碳含量在
0.18
至
0.33
重量％的范围内，优选在
0.22
至
0.29
重量％的范围内
。4.
根据前述权利要求之一所述的氢传导部件，其中所述回火钢的磷含量小于或等于
0.025
重量％，和
/
或其中所述回火钢的硫含量小于或等于
0.010
重量％
。5.
根据前述权利要求之一所述的氢传导部件，其中回火钢的抗拉强度在
700MPa
至
950MPa
的范围内，优选在
750MPa
至
950MPa
的范围内，甚至更优选在
750MPa
至
900MPa
的范围内；和
/
或其中回火钢的屈服强度或
0.2
％弹性极限在
600MPa
至
850MPa
的范围内，更优选在
650MPa
至
800MPa
的范围内；和
/
或其中回火钢的断裂伸长率在
13
％
‑
30
％的范围内，优选在
14
％
‑
28
％的范围内，甚至更优选在
15
％
‑
25
％的范围内...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：博佩有限责任公司，
类型：发明
国别省市：