JP4675066B2 - 固体酸化物型燃料電池セパレーター用フェライト系ステンレス鋼 - Google Patents

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Description

本発明は、固体酸化物型燃料電池のセパレーターに使用されるフェライト系ステンレス鋼に関する。
近年、石油を代表とする化石燃料の枯渇化、CO2排出による地球温暖化現象等の問題から、従来の発電システムに替わる新しいシステムの実用化が求められている。その1つとして、分散電源,自動車の動力源としても実用的価値が高い「燃料電池」が注目されている。
燃料電池にはいくつかの種類があるが、その中でも固体酸化物型燃料電池(SOFC)はエネルギー効率が高く、実用化が最も有望視されている燃料電池である。
固体酸化物型燃料電池の作動温度は従来1000℃程度と高く、そのセパレーターには主にセラミックスが使用されてきた。しかし、近年になって固体電解質膜の改良によリ600〜800℃の低温で作動する固体酸化物型燃料電池が開発されてきた(低温作動型SOFC)。この温度領域になると金属材料の適用が可能になってくる。ただし、その金属材料は単に高温酸化特性に優れているだけでは不十分であり、以下のような特性を兼ね備えたものを開発する必要がある。
まず、600〜800℃の温度域で優れた「耐水蒸気酸化性」を有していることが必要である。また、セラミックス系の固体酸化物と同等の「熱膨張係数」(常温〜800℃で13×10-6(1/K)程度)を有しており、起動・停止を頻繁に繰り返す場合は「熱疲労特性」にも優れなければならない。これらの基本的特性に加え、600〜800℃の温度域でセラミックス系固体酸化物と密着した状態において優れた電気伝導性を呈することが望まれる。
高温での耐水蒸気酸化性に優れる金属材料としては、高Cr高Niタイプのオーステナイト系ステンレス鋼がある。しかし、これは熱膨張係数が大きいため、起動・停止が頻繁に行われる状況下では熱膨張・熱収縮の繰り返しにより熱変形やスケール剥離が発生し、使用できない。一方、フェライト系ステンレス鋼は、熱膨張係数がセラミックス系固体酸化物と同程度であるため、耐水蒸気酸化性,熱疲労特性,電気伝導性の要件を兼ね備えていれば固体酸化物型燃料電池に最適な材料であると言える。
下記特許文献1には、700〜950℃の温度域で良好な電気伝導性を有する酸化被膜が形成される固体酸化物型燃料電池セパレーター用フェライト系鋼が開示されている。
特開2003−105503号公報
特許文献1のフェライト系鋼は、酸化被膜の電気伝導性を向上し、かつ被膜密着性を向上させるためにZrを必須で含有させている。しかし、Zrは高価な元素であり、そのような元素を添加せずとも高温での電気伝導性を顕著に改善できる成分設計の鋼の出現が待たれている。また、起動・停止の多い用途では熱疲労特性の更なる改善が望まれる。
本発明は、高価な元素を必須としない基本組成において、高温での電気伝導性と熱疲労特性を同時に改善した固体酸化物型燃料電池セパレーター用鋼を開発し提供しようというものである。
発明者らは詳細な検討の結果、Cuを添加したフェライト系ステンレス鋼において600〜800℃域での電気伝導性を著しく向上させることか可能になることを発見した。またCu添加は熱疲労特性の向上にも非常に有効であることがわかった。さらに、合金組成のコントロールにより耐水蒸気酸化性も十分確保することができた。本発明はこのような知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明で提供する鋼は、質量%で、C:0.05%以下,Si:1.5%以下,Mn:1.5%以下,S:0.01%以下,Cr:15〜40%,Cu:0.4〜4%,N:0.05%以下,Mo:0〜4%,W:0〜4%,Nb:0〜0.8%,Ti:0〜0.5%,Zr:0〜0.5%,V:0〜0.5%,Ta:0〜0.5%,Al:0〜0.5%,Y:0〜0.1%,REM(希土類元素):0〜0.1%,Ca:0〜0.01%,B:0〜0.01%,残部Feおよび不可避的不純物の組成を有する固体酸化物型燃料電池セパレーター用フェライト系ステンレス鋼である。
ここで、Mo,W,Nb,Ti,Zr,V,Ta,Al,Y,REM,Ca,Bは任意添加元素である。これらの元素の含有量下限0%は、通常の製鋼工程で行われている分析手法において測定限度以下である場合を意味する。
必要に応じて、Mo:0.1〜4%,W:0.1〜4%,Nb:0.05〜0.8%,Ti:0.03〜0.5%,Zr:0.05〜0.5%,V:0.05〜0.5%,Ta:0.05〜0.5%の1または2以上を満たす組成とすることができる。
また、Al:0.02〜0.5%,Y:0.0005〜0.1%,REM:0.0005〜0.1%,Ca:0.0005〜0.01%,B:0.0002〜0.01%の1または2以上を満たす組成としてもよい。
さらに本発明では、上記の鋼において、下記(A)の試験による750℃での電気抵抗率Xが30mΩ・cm2以下となるものを提供する。
(A)当該鋼からなる冷延焼鈍鋼板から切り出した両面#400湿式研磨仕上げの厚さ1.5mm,直径20mmの「試料円盤」1枚と、イットリア安定化ジルコニア製固体酸化物(固体電解質)からなる直径20mmの「ジルコニア円盤」2枚と、直径20mm以上の大きさの「白金電極板」2枚を用意し、これらを積み重ねて下から順に「下部白金電極板−下部ジルコニア円盤−試料円盤−上部ジルコニア円盤−上部白金電極板」となる積層体を構成し、錘を上部白金電極板の上に乗せて試料円盤と上部ジルコニア円盤との間の面圧が1.9kg/cm2となるようにし、下部白金電極板と上部白金電極板の間に定電流が流せるように電気回路を構成し、この状態で積層体を大気中750℃で1000時間保持した後、その状態のまま750℃において両白金電極板間に10mAの定電流を流したときの両白金電極板間の電位差を測定し、その値に基づいて試料円盤の片面あたりの面積抵抗率(mΩ・cm2)を求め、これを電気抵抗率Xとする。
本発明によれば、600〜800℃の温度域で高い電気伝導性を呈し、かつ熱疲労特性に優れたフェライト系ステンレス鋼が、特殊な元素を必要としない合金設計により提供可能となった。比較的安価な元素で構成される基本組成をベースにして、更に特殊元素を添加することもできる。このため、必要に応じて所望の特性を強化することができ、用途に応じた柔軟な対応が可能になる。換言すれば、固体酸化物型燃料電池セパレーターに必要な基本性能を有していれば十分である用途には、従来より安価な組成の合金が提供できる。したがって本発明は、固体酸化物型燃料電池の普及に寄与するものである。
一般に、フェライト系ステンレス鋼を燃料電池の高温水蒸気雰囲気(600〜800℃)に曝すと、酸化が容易に進行するのに加えて、導電部の電気抵抗が増大する。このような材料をセパレーターに用いると燃料電池の機能は損なわれる。また、起動・停止を頻繁に繰り返す場合、熱疲労による損傷が問題となる。これらのことがフェライト系ステンレス鋼のセパレーターヘの適用を難しくしていた。
水蒸気酸化の起こりやすい高温でフェライト系ステンレス鋼材料の電気伝導性を改善する手法として、材料の表層に良好な導電性を有する第2層(例えば酸化物層)を形成させ、その第2層を経由して電気伝導を行わせることが有効であると考えられる。特許文献1の鋼はZrを含有させることによりこれを実現しようとしたものである。本発明では、安価なCuを添加する手法でこれを実現する。
一方、Cuの添加は、固溶強化あるいは析出強化の作用で熱疲労特性の改善にも有効となる。すなわち本発明ではCuの作用を利用して「高温での電気伝導性の改善」と「熱疲労特性の改善」を一挙に達成するものである。このため特殊元素の含有を必須としないシンプルな基本組成が構築できたのである。
Cuは、鋼中に金属相あるいはCuリッチ相(これらはε−Cu相と呼ばれることがある)として存在する場合、その鋼の常温での電気伝導性を高める作用を呈することが知られている。しかし、そのような鋼を600〜800℃の高温に曝したとき、その温度域での電気伝導性がどのような挙動を示すかは明らかでなかった。発明者らの詳細な研究により、フェライト系ステンレス鋼中のCuは高温での電気伝導性を顕著に向上させることがわかった。
そのメカニズムはまだ不明な点も多いが、鋼中に微細に分散した金属Cu相あるいはCuリッチ相(以下これらを「Cu析出相」という)の一部が表層に顔を出していることにより、そのCu析出相が高温保持中に生成した酸化皮膜中に取り込まれて存在するようになるか、あるいはCu析出相が導電性の高い酸化物に変化した形で酸化皮膜中に存在するようになることが考えられる。前者のCu析出相の場合は、もともとそれ自体が導電性に優れるため、高温材料の電気伝導性の向上に寄与することは十分に考えられる。他方、後者のCu酸化物の場合でも、例えば700℃でのCuOの電気抵抗は10-2Ω・m程度と、酸化皮膜の主成分であるCr23(103〜102Ω・m)よりも極めて低いため、やはり高温の電気伝導性向上に寄与し得ると考えられる。
発明者らの検討の結果、固体酸化物型燃料電池セパレーター材料には、前記(A)の試験による750℃での電気抵抗率Xが30mΩ・cm2以下となる高温電気伝導性が望まれることがわかった。これを実現するためには、少なくとも0.4質量%以上のCu含有が必要であるが、0.5質量%を超えるCu含有量を確保することが望ましい。また、このような量のCu含有によって、起動・停止が多い用途に望まれる基本的な耐熱疲労性も確保できることがわかった。1質量%を超えるCu含有量とすることが一層好ましい。しかし、過剰のCu含有は鋼材を過度に硬質化させるので、Cu含有量の上限は4質量%に制限され、3質量%以下とすることが一層好ましい。
金属組織的には、鋼中のCu析出相が体積比で0.05%以上含まれていることが望ましい。発明者らの検討によると、例えば0.5質量%を超えるCuを含有するフェライト系ステンレス鋼の場合、低温作動型SOFCの作動温度である600〜800℃では、1時間を下回る極めて短時間の加熱保持でCu析出相が生成する。すなわち、運転前に特別な熱処理を施さなくても、通常の起動,運転により、高温使用時の良好な電気伝導性と優れた熱疲労特性を両立させることができるのである。
以下、Cu以外の構成元素について説明する。
C,Nは、高温強度、特にクリープ特性を改善する元素であるが、フェライト系ステンレス鋼に過剰添加すると加工性,低温靱性が著しく低下する場合がある。また、Ti,Nbとの反応によって炭窒化物を生成しやすく、高温強度の改善に有効な固溶Tiや固溶Nbを減少させる要因になる。したがって、C,Nはいずれも少ない程好ましく、ともに0.05質量%以下に制限される。Cは0.03質量%以下とすることが一層好ましく、Nも0.03質量%以下とすることが一層好ましい。
Siは、Cr系酸化物の安定化を促し、耐水蒸気酸化性の向上に有効である。しかし、過剰量のSiが含まれると、表層に電気抵抗の高いSiO2の酸化物層を形成し、電気伝導度を低下させる。また、低温靱性が低下し鋼材表面に疵が生成しやすくなり、製造性も低下する。このためSi含有量は1.5質量%以下に制限され、1質量%以下とすることが好ましい。
Mnは、フェライト系ステンレス鋼の耐スケール剥離性を向上させる元素であるが、過剰のMnは鋼材を硬質化し、加工性,低温靱性の低下を招く。このためMn含有量は1.5質量%以下に制限される。
Sは、熱間加工性,耐溶接高温割れ性に悪影響を及ぼす元素であり、異常酸化の起点にもなる。このためSは可能な限り低減するすることが好ましく、0.01質量%以下に制限される。
Crは、ステンレス鋼に必要な耐食性,耐酸化性,電気伝導性を付与するうえで必要な合金成分である。600〜800℃域での耐水蒸気酸化性および良好な電気伝導性を確保するためには、15質量%以上のCrが必要である。特に水蒸気雰囲気での優れた耐久性を重視する場合は、20質量%以上のCr含有が好ましい。ただし多量のCr含有は、フェライト系ステンレス鋼の加工性,低温靱性を低下させ、475℃脆化感受性を増大させるので、40質量%以下の含有量に制限される。実用上は30質量%以下とすることが好ましく、25質量%以下で十分な場合が多い。
Mo,Wは、固溶強化により高温強度および耐熱疲労性を向上させる作用を有する。特に熱疲労特性を重視する用途では、これらの元素の添加が効果的である。Mo,Wは1種を単独で添加しても2種を複合で添加しても構わない。添加量は、Mo,Wとも0.1質量%以上とすることが好ましい。ただし、過剰のMo,Wは鋼材を過度に硬質化するので、これらはいずれも4質量%以下の含有量に制限され、3質量%以下とすることが好ましい。
Nb,Ti,Zr,∨,Taは、固溶または析出強化によりフェライト系ステンレス鋼の高温強度を向上させる作用を有し、必要に応じて添加することができる。これらは1種を単独で添加しても2種以上を複合で添加しても構わない。いずれも0.03質量%以上で添加効果が顕著になる。しかし、これらの元素を多量に含有させると鋼材が過度に硬化するので、Nb含有量の上限は0.8質量%に、Ti,Zr,∨,Taの含有量の上限はいずれも0.5質量%に制限される。
Alは、脱酸材として使用されるのみでなく、耐高温酸化性を顕著に向上させる元素であり、必要に応じて添加される。これらの効果を十分に発揮させるには0.02質量%以上のAl含有が望ましい。しかし、多量のAl含有は加工性・溶接性を劣化させ、また、セパレーターの電気伝導性を損なうことにもなる。本発明では0.5質量%以下のAl含有量とする。
Y,REM(希土類元素;La,Ce,Nd等),Caは、酸化皮膜を強化させ、フェライト系ステンレス鋼の耐酸化性を更に向上させる作用を有する元素であり、必要に応じて添加することができる。これらは1種を単独で添加しても2種以上を複合で添加しても構わない。Y,Caは0.0005質量%以上で、またREMはその合計含有量が0.0005質量%以上で、添加効果が顕著になる。しかし、これらの元素を多量に含有させると鋼材が過度に硬化し、鋼材製造時に表面疵が生じやすくなるので、Y含有量の上限は0.1質量%に、REM含有量の上限は合計含有量で0.1質量%に、Ca含有量の上限は0.01質量%に制限される。
Bは、ステンレス鋼の熱間加工性を改善する元素であり、必要に応じて添加される。その効果を十分に発揮させるには0.0002質量%以上のB含有量を確保することが望ましい。ただし過剰に添加すると、逆に熱間加工性の劣化を招き、また鋼材の表面性状を低下させるので、Bを添加する場合は0.01質量%以下の範囲で行う必要がある。
その他必要に応じて、強度の改善に有効なRe、快削性の改善に有効なSn、熱間加工性の改善に有効なCo,Hf,Sc等を、例えばRe:2質量%以下、Sn:1質量%以下、Co:2質量%以下、Hf:1質量%以下、Sc:0.1質量%以下の範囲で添加することができる。一般的な不純物元素であるP,O,Ni等は可能な限り低減することが好ましい。通常はP:0.1質量%以下、O:0.02質量%以下、Ni:2質量%以下に規制されるが、高レベルの加工性や溶接性を確保する場合には、これらの不純物含有量を更に厳しく規制することが望ましい。
なお、セパレーター材の表面はJIS B 0601に規定される算術平均粗さRaが0.05〜50μmとなるように機械研磨仕上とすることが好ましい。これにより固体電解質とセパレーター材料との間の密着性が向上する等の作用により、高温で使用時の導電性を向上させることができる。
表1に示す化学組成のフェライト系ステンレス鋼を30kg真空溶解炉で溶製し、インゴットを得た。各インゴットから熱間圧延用の材料を切り出し、熱延→焼鈍→酸洗→冷延→仕上焼鈍の工程で、板厚1.5mmの冷延焼鈍鋼板を製造した。
Figure 0004675066
各冷延焼鈍鋼板から直径20mmの円盤を切り出し、その両面を最終仕上として湿式研磨により#400の番手で研磨仕上げした。この研磨仕上げされた表面はいずれの試料もRaが0.2〜0.6μmの範囲にある表面粗さを呈していた。これら各円盤(直径20mm,板厚1.5mm)を「試料円盤」として、下記の要領で750℃における電気抵抗率X(mΩ・cm2)を求めた。
1つの測定試料につき、イットリア安定化ジルコニア製固体酸化物からなる直径20mm,厚さ3mmの「ジルコニア円盤」2枚と、約20×20mm,板厚0.5mmの「白金電極板」2枚を用意した。白金電極板には直径0.5mmの白金線からなるリード線をスポット溶接によって取り付けた。電気炉の中に、下から白金電極板,ジルコニア円盤,被測定材である試料円盤,ジルコニア円盤,白金電極板の順にこれらを積み重ねた。その際、ジルコニア円盤の白金電極板側の表面は全面が白金電極板と接触するようにした。また、2枚のジルコニア円盤と試料円盤は中心がずれないようにした。このようにして構成した「下部白金電極板−下部ジルコニア円盤−試料円盤−上部ジルコニア円盤−上部白金電極板」からなる積層体の上部白金電極板の上に、錘を乗せることによって、試料円盤と上部ジルコニア円盤との間の面圧が1.9kg/cm2となるようにした。また、上部白金電極板と下部白金電極板の間に定電流が流せるようにリード線を通じて電気回路を構成した。この状態で電気炉を昇温し、積層体を大気中750℃で1000時間保持した後、その状態のまま750℃において両白金電極板間に10mAの定電流を流したときの両白金電極板間の電位差を測定した。その値に基づいて試料円盤の片面あたりの面積抵抗率(mΩ・cm2)を求め、これを電気抵抗率Xとした。
750℃での電気抵抗率Xが30mΩ・cm2以下のものを良好(○評価)とし、同電気抵抗率Xが30mΩ・cm2を超えるものを不良(×評価)とした。結果を表2に示す。
Figure 0004675066
表2からわかるように、Cuを所定量含有する本発明鋼は、Cu含有量が不十分な比較鋼に比べ、高温での電気伝導性が大幅にかつ安定的に向上し、固体酸化物型燃料電池セパレーターに望まれる導電性を満足するものであった。
実施例1と同じ表1のフェライト系ステンレス鋼の各インゴットから熱間鍛造用の材料を切り出し、熱間鍛造にて直径30mmの丸棒を作製した。これを1000℃で0.5時間熱処理した後、熱疲労試験用の丸棒試験片(直径10mm,歪計の標点間15mm)に加工した。サーボ型熱疲労試験機を用い、「3℃/秒で200℃から800℃まで昇温→800℃で30秒保持→3℃/秒で800℃から200℃まで降温→200℃で30秒保持」のヒートパターンを1サイクルとして、拘束率100%(試験中、試験片の長手方向の膨張・収縮が生じないように拘束)の状態で上記ヒートパターンを500サイクル繰り返す熱疲労試験を行った。
500サイクルで破断が生じなかったものを良好(○評価)、破断が生じたものを不良(×評価)とした。結果を表3に示す。
Figure 0004675066
表3からわかるように、Cuを所定量含有する本発明鋼はいずれも良好な熱疲労特性を呈した。これらは起動・停止の多い用途で使用される固体酸化物型燃料電池セパレーター材料に望まれる熱疲労特性を満足するものであった。これに対し、比較鋼No.11,12,14はCu含有量が不足したため熱疲労特性が十分向上しなかった。なお、比較鋼No.13,15は良好な熱疲労特性を示したが、これは2%程度含有されるMoが、Cuの代わりに熱疲労特性を向上させたものと考えられる。ただし、No.13,15はCu含有量が少ないため高温での電気伝導性が不十分であり(表2)、固体酸化物型燃料電池セパレーター材に適していない。
表1の本発明鋼について、実施例1で製造した板厚1.5mmの冷延焼鈍鋼板を用いて、耐高温水蒸気酸化性を調べた。
各冷延焼鈍鋼板の表面をJIS R 6001に準拠して#400の番手で研磨した研磨仕上材を用意し、これを高温水蒸気雰囲気(750℃,50体積%H2O+50体積%N2)に200時間保持した。
その結果、本発明鋼はいずれも質量増加が0.5mg/cm2以下であった。発明者らの多くの実験データから、この特性を満たすものは600〜800℃の高温水蒸気雰囲気下で異常酸化の生じない優れた耐久性を呈する材料であると判断される。

Claims (4)

  1. 質量%で、C:0.05%以下,Si:1.5%以下,Mn:1.5%以下,S:0.01%以下,Cr:15〜40%,Cu:0.4〜4%,N:0.05%以下,Mo:0〜4%,W:0〜4%,Nb:0〜0.8%,Ti:0〜0.5%,Zr:0〜0.5%,V:0〜0.5%,Ta:0〜0.5%,Al:0〜0.5%,Y:0〜0.1%,REM:0〜0.1%,Ca:0〜0.01%,B:0〜0.01%,残部Feおよび不可避的不純物の組成を有する固体酸化物型燃料電池セパレーター用フェライト系ステンレス鋼。
  2. 質量%で、C:0.05%以下,Si:1.5%以下,Mn:1.5%以下,S:0.01%以下,Cr:15〜40%,Cu:0.4〜4%,N:0.05%以下,Mo:0〜4%,W:0〜4%,Nb:0〜0.8%,Ti:0〜0.5%,Zr:0〜0.5%,V:0〜0.5%,Ta:0〜0.5%,Al:0〜0.5%,Y:0〜0.1%,REM:0〜0.1%,Ca:0〜0.01%,B:0〜0.01%,残部Feおよび不可避的不純物の組成を有し、下記(A)の試験による750℃での電気抵抗率Xが30mΩ・cm2以下となる固体酸化物型燃料電池セパレーター用フェライト系ステンレス鋼。
    (A)当該鋼からなる冷延焼鈍鋼板から切り出した両面#400湿式研磨仕上げの厚さ1.5mm,直径20mmの「試料円盤」1枚と、イットリア安定化ジルコニア製固体酸化物からなる直径20mmの「ジルコニア円盤」2枚と、直径20mm以上の大きさの「白金電極板」2枚を用意し、これらを積み重ねて下から順に「下部白金電極板−下部ジルコニア円盤−試料円盤−上部ジルコニア円盤−上部白金電極板」となる積層体を構成し、錘を上部白金電極板の上に乗せて試料円盤と上部ジルコニア円盤との間の面圧が1.9kg/cm2となるようにし、上部白金電極板と下部白金電極板の間に定電流が流せるように電気回路を構成し、この状態で積層体を大気中750℃で1000時間保持した後、その状態のまま750℃において両白金電極板間に10mAの定電流を流したときの両白金電極板間の電位差を測定し、その値に基づいて試料円盤の片面あたりの面積抵抗率(mΩ・cm2)を求め、これを電気抵抗率Xとする。
  3. 質量%で、Mo:0.1〜4%,W:0.1〜4%,Nb:0.05〜0.8%,Ti:0.03〜0.5%,Zr:0.05〜0.5%,V:0.05〜0.5%,Ta:0.05〜0.5%の1または2以上を満たす請求項1または2に記載の固体酸化物型燃料電池セパレーター用フェライト系ステンレス鋼。
  4. 質量%で、Al:0.02〜0.5%,Y:0.0005〜0.1%,REM:0.0005〜0.1%,Ca:0.0005〜0.01%,B:0.0002〜0.01%の1または2以上を満たす請求項1または2に記載の固体酸化物型燃料電池セパレーター用フェライト系ステンレス鋼。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008156692A (ja) * 2006-12-22 2008-07-10 Nisshin Steel Co Ltd 燃料電池高温器用フェライト系ステンレス鋼
JP5387057B2 (ja) * 2008-03-07 2014-01-15 Jfeスチール株式会社 耐熱性と靭性に優れるフェライト系ステンレス鋼
JP4386144B2 (ja) * 2008-03-07 2009-12-16 Jfeスチール株式会社 耐熱性に優れるフェライト系ステンレス鋼
JP5274074B2 (ja) * 2008-03-28 2013-08-28 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐酸化性に優れた耐熱性フェライト系ステンレス鋼板
JP5540637B2 (ja) * 2008-12-04 2014-07-02 Jfeスチール株式会社 耐熱性に優れるフェライト系ステンレス鋼
KR100993412B1 (ko) 2008-12-29 2010-11-09 주식회사 포스코 고분자 연료전지 분리판용 스테인리스강 및 그 제조방법
CN102482745A (zh) * 2009-09-16 2012-05-30 日立金属株式会社 耐氧化性优异的固体氧化物燃料电池用钢
JP5576146B2 (ja) * 2010-03-01 2014-08-20 日新製鋼株式会社 固体酸化物形燃料電池の導電部材
CA2792306A1 (en) * 2010-03-15 2011-09-22 National Research Council Of Canada Composite coatings for oxidation protection
JP5716054B2 (ja) 2012-07-13 2015-05-13 新日鐵住金ステンレス株式会社 酸化皮膜の電気伝導性と密着性に優れたフェライト系ステンレス鋼板
WO2015108072A1 (ja) 2014-01-14 2015-07-23 新日鐵住金ステンレス株式会社 酸化皮膜の電気伝導性と密着性に優れたフェライト系ステンレス鋼板
KR101899230B1 (ko) 2014-05-14 2018-09-14 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 페라이트계 스테인리스강
RU2627533C1 (ru) * 2016-06-16 2017-08-08 Юлия Алексеевна Щепочкина Коррозионно-стойкая сталь
EP3605683A4 (en) 2017-03-27 2020-12-09 Nippon Steel Stainless Steel Corporation STAINLESS STEEL MATERIAL, COMPONENT ELEMENT, BATTERY AND FUEL CELL ASSEMBLY
CN113322419B (zh) * 2021-04-30 2022-03-25 江苏龙山管件有限公司 一种耐高温高强韧不锈钢管件及其制备方法
CN116005080A (zh) * 2022-12-26 2023-04-25 山东能源集团有限公司 一种连接体材料及其应用

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000294256A (ja) * 1999-04-09 2000-10-20 Sumitomo Metal Ind Ltd 固体高分子型燃料電池
JP2002105605A (ja) * 2000-07-25 2002-04-10 Kawasaki Steel Corp 常温加工性および高温での機械特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
JP2003187828A (ja) * 2001-12-20 2003-07-04 Nisshin Steel Co Ltd 固体酸化物型燃料電池部材用フェライト系ステンレス鋼
JP2003328088A (ja) * 2002-05-13 2003-11-19 Nisshin Steel Co Ltd 熱交換器用フェライト系ステンレス鋼材
JP2004076154A (ja) * 2002-06-17 2004-03-11 Jfe Steel Kk 耐食性、高温強度および耐高温酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼
JP2005076040A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Tokyo Gas Co Ltd 固体酸化物形燃料電池用Fe−Cr−Al系耐熱合金
JP2005226083A (ja) * 2004-02-10 2005-08-25 Nisshin Steel Co Ltd 固体酸化物型燃料電池セパレータ用フェライト系ステンレス鋼
JP2005320625A (ja) * 2004-04-09 2005-11-17 Hitachi Metals Ltd 固体酸化物型燃料電池セパレータ用鋼

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000294256A (ja) * 1999-04-09 2000-10-20 Sumitomo Metal Ind Ltd 固体高分子型燃料電池
JP2002105605A (ja) * 2000-07-25 2002-04-10 Kawasaki Steel Corp 常温加工性および高温での機械特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
JP2003187828A (ja) * 2001-12-20 2003-07-04 Nisshin Steel Co Ltd 固体酸化物型燃料電池部材用フェライト系ステンレス鋼
JP2003328088A (ja) * 2002-05-13 2003-11-19 Nisshin Steel Co Ltd 熱交換器用フェライト系ステンレス鋼材
JP2004076154A (ja) * 2002-06-17 2004-03-11 Jfe Steel Kk 耐食性、高温強度および耐高温酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼
JP2005076040A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Tokyo Gas Co Ltd 固体酸化物形燃料電池用Fe−Cr−Al系耐熱合金
JP2005226083A (ja) * 2004-02-10 2005-08-25 Nisshin Steel Co Ltd 固体酸化物型燃料電池セパレータ用フェライト系ステンレス鋼
JP2005320625A (ja) * 2004-04-09 2005-11-17 Hitachi Metals Ltd 固体酸化物型燃料電池セパレータ用鋼

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180125598A (ko) 2016-07-04 2018-11-23 닛폰 스틸 앤드 스미킨 스테인레스 스틸 코포레이션 페라이트계 스테인리스강과, 그의 강판 및 그들의 제조 방법
KR20200015820A (ko) 2016-07-04 2020-02-12 닛테츠 스테인레스 가부시키가이샤 페라이트계 스테인리스강과, 그의 강판 및 그들의 제조 방법

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