МОДИФИЦИРОВАННЫЕ СОСТАВЫ МЕТАЛЛА И ОТНОСЯЩИЕСЯ К НИМ СПОСОБЫ Российский патент 2025 года по МПК C22C38/06 C22C38/14 C22C38/38 C22C38/40 C22C38/12 C22C33/02 C23C24/08 C23C10/28 C22C1/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Металлические сплавы могут представлять собой сплавы железа и других элементов, включая углерод. Когда углерод является основным легирующим элементом, его массовая доля в металлическом сплаве может составлять примерно от 0,002% до 2,1%. Без ограничения в металлическом сплаве могут присутствовать следующие элементы: углерод, марганец, фосфор, сера, кремний, кислород, азот и алюминий. Легирующие элементы, добавляемые для изменения характеристик металла (например, стали), могут включать, без ограничений, марганец, никель, хром, молибден, бор, титан, ванадий и ниобий.

[0002] Металлический сплав (например, нержавеющая сталь) может представлять собой материал, который не подвергается быстрой коррозии, ржавчине (или окислению) или на котором не образуется пятна от воздействия воды. В зависимости от условий окружающей среды, нержавеющая сталь может быть различных марок и иметь разную отделку поверхности. Нержавеющая сталь используется в тех областях применения, где важны как свойства стали, так и устойчивость к коррозии.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] В настоящем документе в различных вариантах рассматриваются металлические составы, металлические материалы (например, металлически сплавы, такие как диффузионно-легированные сплавы металлов (например, сплавы металлов или гибриды сплавов металлов), металлические подложки, например, для образования диффузионно-легированных металлов (например, сплавы металлов или гибриды сплавов металлов) (в любой форме, например, в рулонах), а также связанные с ними способы, такие как способы изготовления и подготовки таких составов и способов. В некоторых вариантах рассмотренный здесь металлический материал содержит металлическую подложку, описанную в данном документе. В некоторых вариантах металлический материал представляет собой диффузионно-легированный металлический материал, содержащий металлическую подложку (или основу) и поверхность металлического сплава (например, металлически связанную с подложкой (или основой)). В некоторых случаях поверхность металлического сплава покрывает всю или часть как минимум одной поверхности металлического материала. В конкретных вариантах такой металлический материал или материал металлического сплава (например, диффузионно-легированный металл) имеет форму рулона.

[0004] В ряде случаев рассмотренные здесь процессы, такие как использование формы рулона, способствуют образованию нужных продуктов, рассмотренных в данном документе. В некоторых случаях использование рулона как формы позволяет улучшить скорость преобразования рассмотренных здесь процессов диффузионного легирования, уменьшить количество суспензии, используемой в процессах легирования, снизить потери легирующих материалов (т.к. независимо от направления легирующего материала в процессе, описанном в настоящем документе, материал направляется в материал подложки), сократить затраты (например, за счет меньшего количества материала суспензии для легирования и/или уменьшения потребности в переработке обедненной суспензии). Кроме того, такая форма более экологична (например, за счет уменьшения количества используемой суспензии) и/или имеет другие преимущества. В некоторых случаях процессы, описанные в настоящем документе, могут быть реализованы и адаптированы с использованием существующей инфраструктуры, включающей обработку металлических рулонов, что способствует повышению эффективности затрат для производителей.

[0005] Кроме того, в некоторых случаях металлические материалы, подложки и/или процессы, описанные в настоящем документе, позволяют получить металлические материалы (например, сплавы) с уникальными, целевыми и/или иными высоко-эксплуатационными свойствами. В некоторых случаях использование материалов, подложек и/или процессов, описанных в настоящем документе, облегчает производство материалов из металлических сплавов, т.к. коэффициенты формы, эксплуатационные характеристики, структура (например, микроструктура) и/или себестоимость производства недостижимы иным способом с использованием существующих технологий. В конкретных вариантах материалы и/или подложки, описанные в настоящем документе, состоят из любых подходящих элементов, например из: железа, хрома, никеля, кремния, ванадия, титана, бора, вольфрама, алюминия, молибдена, кобальта, марганца, циркония, ниобия, тантала, церия, висмута, сурьмы, олова, свинца, их оксидов, нитридов, сульфидов или из любой их комбинации. Более подробные сведения о конкретных подложках приведены в настоящем документе.

[0006] В настоящем документе в некоторых вариантах указан состав металла (например, металлический материал или металлический компонент с дополнительным компонентом, таким как суспензия или материал сплава, описанный в настоящем документе), включающий в себя (например, металл или металлический компонент независимо от какого-либо дополнительного компонента) массовую долю любых двух или более из нижеперечисленных (i)-(viii) элементов:

(i) примерно от 0,001% до 0,6% алюминия (Al);

(ii) примерно от 0,001% до 0,3% (например, от 0,001% до 0,1% или от 0,005% до 0,02%) титана (Ti);

(iii) примерно от 0,5% до 3% (например, от 1,0% до 2,5%) марганца (Mn);

(iv) примерно от 0,2% или менее (например, от 0,01% до 0,2%, или от 0,1% до 0,2%) (или как минимум 0,08%) ниобия (Nb);

(v) примерно от 0,01 мас. % или менее (например, от 0,005 мас. % или менее до 0,004 мас. %, или менее, или примерно 0,002 мас. %) углерода (С);

(vi) примерно от 0,001% до 0,02% (например, от 0,005% до 0,015.%; от 0,008% до 0,015% или от 0,005% до 0,01%) азота (N);

(vii) примерно от 0,02 мас. % или менее (например, от 0,008 мас. % до 0,02 мас. %) фосфора (Р);и

(viii) примерно от 0,01% или менее (например, от 0,005% до 0,01%) серы (S).

[0007] В некоторых вариантах состав металла (например, металлический материал или металлический компонент состава, включающего в себя металлический компонент и дополнительный компонент, такой, как описанный в данном документе) является составом стали. В некоторых вариантах состав металла включает три или более, четыре или более, пять или более, шесть или более, семь или более или все восемь элементов (i)-(viii). В некоторых вариантах массовую долю элемента определяют с помощью инструментального газового анализа (IGA) или масс-спектрометрии с тлеющим разрядом (GDMS).

[0008] В некоторых вариантах упомянутый состав металла (например, металлический материал или металлический компонент состава, включающего в себя металлический компонент и дополнительный компонент, такой, как описанный в данном документе) включает в себя как минимум два, как минимум три, или все четыре из (i)-(iv). В некоторых вариантах в упомянутый состав металла входят как минимум два или все три из (i)-(iii). В некоторых вариантах в упомянутый состав металла включает (iv).

[0009] В некоторых вариантах упомянутый состав металла (например, металлический материал или металлический компонент состава, включающего в себя металлический компонент и дополнительный компонент, такой, как описанный в данном документе) включает в себя как минимум два, как минимум три, или все четыре из (v)-(viii). В некоторых вариантах в упомянутый состав металла входят как минимум два или даже все три из (vi)-(viii). В некоторых вариантах в упомянутый состав металла включает (v).

[0010] В некоторых вариантах упомянутый состав металла (например, металлический материал или металлический компонент состава, включающего в себя металлический компонент и дополнительный компонент, такой, как описанный в данном документе) включает в себя углерод (С), алюминий (Al), ниобий (Nb), титан (Ti), марганец (Mn), фосфор (Р), серу (S) и азот (N).

[ООН] В некоторых вариантах упомянутый состав металла (например, металлический материал или металлический компонент состава, включающего в себя металлический компонент и дополнительный компонент, такой, как описанный в данном документе) включает в себя углерод (С), алюминий (Al), ниобий (Nb), титан (Ti), марганец (Mn), фосфор (Р), серу (S), хром (Cr), азот (N) и ванадий (V). В некоторых вариантах в состав металла входит углерод (С), концентрация углерода (С) - от примерно 0,02% до примерно 0,04%, или от примерно 0,001% до примерно 0,005% от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит алюминий (Al), концентрация алюминия (Al) - от примерно 0,02% до примерно 0,06%, или от примерно 0,001% до примерно 0,01%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит ниобий (Nb), концентрация ниобия (Nb) - примерно 0,005% или менее, или от примерно 0,08% до примерно 0,15%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), концентрация титана (Ti) - от примерно 0,2% до примерно 0,3%, или от примерно 0,01% до примерно 0,02%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит марганец (Mn), концентрация марганца (Mn) - от примерно 0,6% до примерно 0,73%, или от примерно 1,2% до примерно 1,4%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит фосфор (Р), концентрация фосфора (Р) - от примерно 0,008% до примерно 0,015%, или от примерно 0,005% до примерно 0,02%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), концентрация серы (S) - от примерно 0,0005% до примерно 0,005%, или от примерно 0,005% до примерно 0,01%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит хром (Cr), концентрация хрома (Cr) - от примерно 0,03% до примерно 0,06%, или от примерно 0,02% до примерно 0,04%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит азот (N), концентрация азота (N) - от примерно 0,004% до примерно 0,01%, или от примерно 0,005% до примерно 0,02%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит ванадий (V), концентрация ванадия (V) - от примерно 0,005% до примерно 0,02%, или примерно 0,05% или менее, по весу от состава металла.

[0012] В некоторых вариантах в упомянутый состав металла (например, металлический материал или металлический компонент состава, включающего в себя металлический компонент и дополнительный компонент, такой, как описанный в данном документе) входят углерод (С), алюминий (Al), ниобий (Nb), титан (Ti), марганец (Mn), кремний (Si), азот (N), фосфор (Р), бор (В) и сера (S). В некоторых вариантах в состав металла входит углерод (С), концентрация которого составляет от примерно 0,008% до примерно 0,010% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит алюминий (Al), концентрация алюминия (Al) - от примерно 0,005% до примерно 0,015%, или от примерно 0,008% до примерно 0,012%, по весу от состава металла.

В некоторых вариантах в состав металла входит ниобий (Nb), концентрация ниобия (Nb) - от примерно 0,1% до примерно 0,2%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), концентрация титана (Ti) - от примерно 0,01% до примерно 0,02%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит марганец (Mn), концентрация марганца (Mn) - от примерно 1,5% до примерно 2,5%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), концентрация титана (Ti) - от примерно 0,1% до примерно 1,0%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит азот (N), концентрация азота (N) - от примерно 0,005% до примерно 0,01%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит фосфор (Р), концентрация фосфора (Р) - от примерно 0,002% до примерно 0,01%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит бор (В), концентрация бора (В) - от примерно 0,0001% до примерно 0,001%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), концентрация серы (S) - от примерно 0,005% до примерно 0,01%, по весу от состава металла.

[0013] В некоторых вариантах упомянутый состав металла (например, металлический материал или металлический компонент состава, включающего в себя металлический компонент и дополнительный компонент, такой, как описанный в данном документе) включает в себя углерод (С), алюминий (Al), ниобий (Nb), титан (Ti), марганец (Mn), фосфор (Р), серу (S), кремний (Si), медь (Cu), никель (Ni), хром (Cr), молибден (Мо), ванадий (V), олово (Sn) и азот (N). В некоторых вариантах в состав металла входит углерод (С), концентрация углерода (С) - примерно 0,004% или меньше, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит алюминий (Al), концентрация алюминия (Al) - примерно 0,004% или менее, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит ниобий (Nb), концентрация ниобия (Nb) - от примерно 0,12% до примерно 0,14%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), концентрация титана (Ti) - от примерно 0,012% до примерно 0,02%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит марганец (Mn), концентрация марганца (Mn) - от примерно 1,2% до примерно 1,35%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит фосфор (Р), концентрация фосфора (Р) - примерно 0,02% или меньше, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), концентрация серы (S) - примерно 0,01% или меньше, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит кремний (Si), концентрация кремния (Si) - примерно 0,034% или меньше, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит медь (Cu), концентрация углерода (Cu) - примерно 0,1% или меньше, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит никель (Ni), концентрация никеля (Ni) - примерно 0,1% или меньше, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит хром (Cr), концентрация хрома (Cr) - примерно 0,1% или меньше, по весу от состава металла.

В некоторых вариантах в состав металла входит молибден (Мо), концентрация молибдена (Мо) -примерно 0,03% или меньше, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит ванадий (V), концентрация ванадия (V) - примерно 0,008% или меньше, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит олово (Sn), концентрация олова (Sn) - примерно 0,03% или меньше, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит азот (N), концентрация азота (N) - от примерно 0,005% до примерно 0,01%, по весу от состава металла.

[0014] В некоторых вариантах упомянутый состав металла (например, металлический материал или металлический компонент состава, включающего в себя металлический компонент и дополнительный компонент, такой, как описанный в данном документе) включает в себя зерна (например, равноосные зерна) с размером зерна 7 или меньше, согласно Американскому обществу по испытаниям и материалам (ASTM). В некоторых вариантах в упомянутый состав металла входит зерна (например, равноосные) с размером зерна 7 или меньше согласно методике Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM), при температуре от примерно от 1°С до примерно 50°С (например, от 5°С до примерно 45°С, или от 10°С до примерно 40°С). В некоторых вариантах в упомянутый состав металла входит зерна (например, равноосные) с размером зерна 7 или меньше согласно методике Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM), что определяется в соответствии со стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) (например, Е112) (например, определяемые путем методом сканирующей электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (ОМ)).

[0015] В некоторых вариантах, как минимум примерно 50%, как минимум примерно 60%, как минимум примерно 70%, как минимум примерно 80%, как минимум примерно 90%, или как минимум примерно 95% железа (Fe), титана (Ti), или марганца (Mn) вышеупомянутого состава металла (например, в междоузлия между зернами) способны выходить из вышеупомянутого состава металла в форме галоида. В некоторых вариантах галоид является хлоридом. В некоторых вариантах упомянутый состав металла (например, в междоузлиях между зернами) способен выходить из вышеупомянутого состава металла в форме галоида при температуре легирования. В некоторых вариантах температура легирования от примерно 750°С до примерно 1100°С. В некоторых вариантах, вышеупомянутый состав металла (например, в междоузлиях между зернами) способен выходить из упомянутого состава металла в атмосфере легирования. В некоторых вариантах атмосфера легирования состоит из восстановительного газа, такого как водород.

[0016] В некоторых вариантах упомянутый состав металла (например, металлический материал или металлический компонент состава, включающего в себя металлический компонент и дополнительный компонент, такой, как описанный в данном документе) конфигурируется для металлургической связи с легирующей добавкой путем диффузионного легирования при температуре легирования в атмосфере легирования. В некоторых вариантах легирующая добавка включает в себя элементарные соединения, выбираемые из группы, состоящей из железа (Fe), хрома (Cr), никеля (Ni), кремния (Si), ванадия (V), титана (Ti), бора (В), вольфрама (W), алюминия (Al), молибдена (Мо), кобальта (Со), марганца (Mn), циркония (Zr), меди (Cu), ниобия (Nb), тантала (Та), церия (Се), висмута (Bi), сурьмы (Sb), олова (Sn), свинца (Pb) и их комбинаций. В некоторых вариантах, температура легирования от примерно 750 градусов Цельсия (°С) до примерно 1100°С. В некоторых вариантах атмосфера легирования состоит из восстановительного газа, например, водорода.

[0017] В некоторых вариантах количество карбида в упомянутом составе металла остается практически одинаковым в течение всего процесса диффузионного легирования; или/и количество карбида или количество зерен в указанном составе металла остается практически одинаковым в течение всего процесса диффузионного легирования.

[0018] В некоторых вариантах в упомянутом составе металла происходило превращение феррита в аустенит.

[0019] В некоторых вариантах во время диффузионного легирования, например, при температуре от 750°С до примерно 1100°С зерна упомянутого состава металла меньше варьируется по размеру (например, становятся больше), чем соответствующие зерна состава эталонного металла (например, нержавеющей стали 439 (439 SS), 304L (304L SS), DDS и т.д.).

[0020] В настоящем документе в некоторых вариантах указан металлический объект с составом металла, описанным выше, причем поверхность этого металлического предмета имеет среднюю шероховатость не более 55 микродюймов (μдюйм), например, не более 35 микродюймов. В некоторых вариантах среднюю шероховатость определяют в соответствии со стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM). В некоторых вариантах металлический объект представляет собой металлический лист, металлическую рулон, металлическую полосу, металлическую трубу или металлическую проволоку.

[0021] В некоторых вариантах упомянутый металлический объект характеризуется значением шероховатости не более 50, не более 40, не более 30, не более примерно 20, не более примерно 10, не более примерно 5, не более 3 и не более 1 I-unit. В некоторых вариантах значение I-unit определяют в соответствии со стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM).

[0022] В некоторых вариантах упомянутый состав металла или упомянутый металлический объект имеют коэффициент пластической деформации, превышающий 1,8,1,9 или 2,0. В некоторых вариантах коэффициент пластической деформации определяют при температуре от примерно 1 градуса по Цельсию (°С) до примерно 50°С, например, от 5°С до примерно 45°С или от 10°С до примерно 40°С. В некоторых вариантах коэффициент пластической деформации определяют в соответствии со стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM).

[0023] В некоторых вариантах упомянутый состав металла или упомянутый металлический объект имеют значение r, превышающее 1,2, 1,4 или 1,7. В некоторых вариантах упомянутый состав металла или упомянутый металлический объект имеют значение r, не превышающее примерно 3,0. В некоторых вариантах значение r определяют при температуре от примерно 1 градуса по Цельсию (°С) до примерно 50°С, например, от 5°С до примерно 45°С или от 10°С до примерно 40°С. В некоторых вариантах значение r определяют в соответствии со стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM).

[0024] В настоящем документе в некоторых вариантах указан состав, содержащий суспензию и металлический (например, стальной) (например, металлический материал или состав металла, такие как описанные в настоящем документе) лист. В некоторых вариантах суспензия содержит легирующий элемент (например, оксид металла (например, избранный из группы, состоящей из оксида алюминия (Al₂O₃), оксида хрома (III) (CrO₂O₃), оксида титана (IV) (TiO₂), оксида железа-хрома (FeCr₂O₄), оксида кремния (SiO₂), пентоксида тантала (Ta₂O₅), оксида магния-хрома (MgCr₂O₄), оксида марганца (II) (MnO), оксида марганца (IV) (MnO₂), оксида ванадия (II) (VO), оксид ванадия (III) (V₂O₃), оксида титана (II) (TiO), оксида титана (III) (Ti₂O₃), пентоксида ниобия (Nb₂O₅), триоксида бора (B₂O₃), оксида церия (CeO₂), оксида магния (MgO), оксида кальция (СаО), супероксида лития (LiO₂), оксида циркония (ZrO₂), оксида лантана (III) (La₂O₃), бентонитовой глины, монтерейной глины, каолиновой глины, филосиликатной глины, других глин и их комбинаций) (например, инертный оксид металла (например, избранный из группы, состоящей из оксида алюминия (Al₂O₃), оксида хрома (III) (Cr₂O₃), диоксида титана (TiO₂), FeCr₂O₄, оксида кремния (SiO₂), диоксида титана (TiO₂), Ta₂O₅, MgCr₂O₄, оксида магния (MgO), оксида кальция (СаО), супероксида лития (LiO₂), оксида циркония (ZrO₂), оксида ванадия (III) (V₂O₃), оксида лантана (III) (La₂O₃), бентонитовой глины, монтерейной глины, каолиновой глины, филосиликатной глины, других глин, и их комбинаций)) и/или активатор переноса металла) и по меньшей мере частично покрывает (например, по меньшей мере 25%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 75% или по меньшей мере 90% указанной поверхности) поверхность упомянутого стального листа. В некоторых вариантах стальной лист содержит вышеописанный состав металла.

[0025] В некоторых вариантах, вышеупомянутая суспензия включаете себя оксид химически активного металла (например, избранный из группы, состоящей из оксида хрома (III) (Cr₂O₃), оксида титана (IV) (TiO₂), оксида железа-хрома (FeCr₂O₄), оксида кремния (SiO₂), пентоксида тантала (Ta₂O₅), оксида магния-хрома (MgCr₂O₄), оксида марганца (II) (MnO), оксида марганца (IV) (MnO₂), оксида ванадия (II) (VO), оксида ванадия (III) (V₂O₃), оксида титана (II) (TiO), оксида титана (III) (Ti₂O₃), пентоксида ниобия (Nb₂O₅), триоксида бора (В₂О₃), оксида церия (СеО₂) и их комбинаций), включающего в себя упомянутую легирующую добавку.

[0026] В некоторых вариантах упомянутая подложка характеризуется двумя или более из (1)-(8):

1) она включает в себя примерно 0,01 мас. % или меньше (например, примерно 0,005 мас. % или меньше) углерода (С);

2) она включает в себя от примерно 1,0% до 1,5% (например, от 1,2% до 1,35%) марганца (Mn);

3) она включает в себя примерно от 0,01 масс. % до 0,02 масс. % (например, от 0,012 масс. % до 0,02 масс. %) титана (Ti);

4) она включает в себя от примерно 0,01 мас. % до 0,02 мас. % (например, от 0,012 мас. % до 0,015 мас. %) ниобия (Nb);

5) она включает в себя от примерно 0,02 мас. % до 0,05 мас. % (например, от 0,01 мас. % до 0,05 мас. %) алюминия (Al);

6) она включает в себя примерно 0,02% фосфора (Р) или меньше;

7) она включает в себя примерно 0,1% серы (S) или меньше; и

8) она включает в себя примерно от 0,001 масс. % до 0,02 масс. % (например, от 0,005 масс. % до примерно 0,015 мас. %, от примерно 0,008 масс. % до примерно 0,015 масс. % или от примерно 0,005 мас. %, до примерно 0,01 мас. %) азота (N).

[0027] В некоторых вариантах упомянутая подложка включает в себя зерна (например, равноосные зерна) с размером зерна 7 или меньше согласно методике Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) В некоторых вариантах упомянутая подложка включает в себя зерна (например, равноосные) с размером зерна 7 или меньше согласно методике Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM), при температуре от примерно от 1°С до примерно 50°С (например, от 5°С до примерно 45°С, или от 10°С до примерно 40°С). В некоторых вариантах упомянутая подложка включает в себя зерна (например, равноосные) с размером зерна 7 или меньше, согласно Американскому обществу по испытаниям и материалам (ASTM), что определяется в соответствии со стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) (например, Е112) (например, определяемые путем методом сканирующей электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (ОМ)).

[0028] В некоторых вариантах упомянутая суспензия образует мокрую пленку. В некоторых вариантах мокрая пленка имеет толщину от примерно 50 микрометров (мкм) до примерно 300 мкм, такую, как примерно 150 мкм до примерно 210 мкм, от примерно 150 мкм до примерно 200 мкм, от примерно 160 мкм до примерно 200 мкм, от примерно 165 мкм до примерно 195 мкм, от примерно 170 мкм до примерно 190 мкм, от примерно 175 мкм до примерно 190 мкм, от примерно 177 мкм до примерно 187 мкм, от примерно 180 до примерно 185 мкм. В некоторых вариантах упомянутая толщина упомянутой мокрой пленки имеет относительное стандартное отклонение 10% или меньше. В некоторых вариантах стандартное отклонение составляет примерно 15 мкм или менее, примерно 10 мкм или менее, или примерно 8 мкм или менее.

[0029] В некоторых вариантах упомянутая суспензия образует сухую пленку. В некоторых вариантах сухая пленка имеет толщину от примерно 50 микрометров (мкм) до примерно 150 мкм, такую, как примерно 60 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 90 мкм, от примерно 75 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 77 мкм до примерно 83 мкм или примерно 80 мкм В некоторых вариантах упомянутая толщина упомянутой сухой пленки имеет относительное стандартное отклонение 10% или менее. В некоторых вариантах стандартное отклонение составляет примерно 15 мкм или менее, примерно 10 мкм или менее, или примерно 8 мкм или менее.

[0030] В некоторых вариантах в настоящем документе рассмотрен металлический материал (например, сплав, такой как стальной сплав), содержащий поверхностный слой (например, сплав, такой как стальной сплав), металлически связанный с подложкой (например, посредством диффузного слоя металла), причем подложка содержит металлический состав, такой, как описано выше.

[0031] В некоторых вариантах, описанных здесь, предусмотрен способ для подготовки (например, стального) состава (например, для последующего диффузионного легирования). Способ включает в себя:

(а) получение состава металла, содержащего заданную массовую долю любых двух или более (например, трех или более, четырех или более, пяти или более, шести или более, семи или более или всех восьми) из элементов (i)-(viii) (например, определяемых с помощью инструментального газового анализа (IGA) или масс-спектрометрии тлеющего разряда (GDMS)):

(i) примерно от 0,001% до 0,6% алюминия (Al);

(ii) примерно от 0,001% до 0,3% (например, от 0,001% до 0,1% или от 0,005% до 0,02%) титана (Ti);

(iii) примерно от 0,5% до 3% (например, от 1,0% до 2,5%) марганца (Mn);

(iv) примерно от 0,2 масс. % или менее (например, от 0,01 масс. % до 0,2 масс. %, примерно 0,1 масс. % до 0,2 масс. %) (или как минимум 0,08 масс. %) ниобия (Nb);

(v) примерно от 0,01 мас. % или менее (например, от 0,005 мас. % или менее до 0,004 мас. %, или менее, или примерно 0,002 мас. %) углерода (С);

(vi) примерно от 0,001 мас. % до 0,02 мас. % (например, от 0,005 мас. % до 0,015 мас. %, примерно от 0,008 мае. до примерно 0,015 мас. % или от примерно 0,005 мас. %, до примерно 0,01 мас. %) азота (N);

(vii) примерно от 0,02 мас. % или менее (например, от 0,008 мас. % до 0,02 мас. %) фосфора (Р); и

(viii) примерно от 0,01 мас. % или менее (например, от 0,005 мас. % до 0,01 мас. %) серы (S); и

(b) подвергая упомянутый состав металла условиям, достаточным для формирования упомянутого состава стали, каковой включает в себя зерна со средним размером, согласно Американскому обществу по испытаниям и материалам (ASTM), 7 или меньше (например, как определяется в соответствии со стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) (например, Е112) (например, определяемые методом сканирующей электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (ОМ)).

[0032] В некоторых вариантах способ подготовки состава, в частности этап (b), включает закалку указанного металлического состава с температуры конца прокатки до температуры закалки. В некоторых вариантах температура конца прокатки составляет от примерно 250°С до примерно 350°С, например, от примерно 300°С до примерно 350°С. В некоторых вариантах температура закалки составляет от примерно 400 градусов Цельсия (°С) до примерно 700°С, например от 500°С до примерно 700°С.

[0033] В некоторых вариантах способ подготовки состава, в частности этап (b), включает механическое обжатие хотя бы одному размеру (например, среднюю толщину) упомянутого состава металла (например, минимум на 40%, 50%, 60%, 70%) при температуре механического обжатия (например, от примерно 10 градусов Цельсия (°С) до примерно 200°С) (например, при продолжительности механического обжатие примерно от 1 секунды до примерно 24 часов)).

[0034] В некоторых вариантах упомянутое механические обжатие - это процесс, выбранный из группы операций, состоящей из вытяжки методом растяжения, выравнивания натяжения, теплового сплющивания, формирования вытягиванием, правки, формирования ударом, ротационного выдавливания, профилирования, гидроформирования, CNC формирования, отбортовки, обжима, зафланцовки, горячей штамповки, экструдирования и их комбинаций.

[0035] В некоторых вариантах упомянутый состав после проведения (b) характеризуется одним или более из следующего:

(I) уменьшение сегрегации атомов внедрения упомянутого состава относительно таковой упомянутого состава металла (а);

(II) стабильность атомов внедрения упомянутого состава стали увеличивается относительно таковой упомянутого состава металла (а);

(III) меньшая вариативность размера зерна упомянутого состава стали относительно размера зерна упомянутого состава металла (а) при одинаковой температуре; и

(IV) уменьшение среднего размера зерна (например, аустенитного зерна) согласно методике Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) упомянутого состава стали относительно размера зерна упомянутого состава металла (а).

[0036] В некоторых вариантах, описанных здесь, предусмотрен способ для подготовки (например, стального) сплава, способ включает в себя:

(a) получение (например, металлической или стальной) подложки (например, листа) с составом металла, описанным выше, или составом стали, произведенной по описанию выше;

(b) получение диффузионно-легированного состава (например, состава суспензии), при этом диффузионно-легированный состав наносится на указанную подложку и по меньшей мере частично покрывает ее поверхность (например, покрывает минимум 25%, 50%, 75%, по 90% указанной поверхности или две поверхности указанной подложки); и

(c) тепловую обработку указанной подложки и указанного диффузионно-легированного состава для производства указанного сплава (например, методом диффузионного легирования).

[0037] Другой аспект настоящего изобретения предусматривает наличие машиночитаемого носителя, предназначенного для долговременного хранения информации, содержащего машиноисполняемый код, который при исполнении одним или несколькими компьютерными процессорами реализует любой из способов, выше описанных в данном документе или в другом источнике.

[0038] Другой аспект настоящего изобретения предусматривает наличие системы, содержащей один или более компьютерных процессоров и подключенную к ним компьютерную память. Память компьютера содержит машиноисполняемый код, который при исполнении одним или несколькими компьютерными процессорами реализует любой из способов, выше описанных в данном документе или в другом источнике.

[0039] Дополнительные аспекты и преимущества настоящего изобретения будут сразу понятны специалистам в данной сфере из следующего подробного описания, где описаны и показаны только иллюстративные варианты настоящего изобретения. Настоящее изобретение может быть представлено в различных, в том числе и других вариантах, причем некоторые части изобретения могут быть изменены в различных аспектах, но при этом они не выходят за рамки данного изобретения. Соответственно, чертежи и описание нужно рассматривать как иллюстративные, а не как ограничительные.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0040] Новые характеристики изобретения изложены с подробностями в приложенных пунктах формулы. Для более полного понимания характеристик и преимуществ настоящего изобретения необходимо ознакомиться с ниже приведенным подробным описанием, в котором изложены проиллюстрированные варианты, где используются принципы изобретения, а также с сопроводительными чертежами (также обозначенными в данном документе «рисунок» и «ФИГ.»), а именно:

[0041] ФИГ. 1 - примерный способ получения металлической подложки с покрытием

[0042] ФИГ. 2 - примерная подложка после нанесения суспензии;

[0043] ФИГ. 3 - проиллюстрирована примерная подложка после покрытия суспензией;

[0044] ФИГ. 4 - примерная компьютерная система управления, которая запрограммирована

или иным образом сконфигурирована для реализации способов, предусмотренных в настоящем документе;

[0045] ФИГ. 5A-5F - примерная структура зерен в подложке(-ах);

[0046] ФИГ. 6 - схематический пример металлического рулона;

[0047] ФИГ. 7А-7В - примеры эффекта(-ов) шероховатости поверхности и отслоения суспензии;

[0048] ФИГ. 8А-8В - примеры локальной концентрации хрома на поверхности подложки;

[0049] ФИГ. 9А-9В - примерный химический состав(-ы) диффузионно-легированного металлического материала(-ов) на слое сплава;

[0050] ФИГ. 10А-10В - микроструктура (-ы) в легированном металле (металлах).

[0051] ФИГ. 10C-10D - иллюстрируют удлинение образцового легированного металла(-ов).

[0052] ФИГ. 11 - потенциальный риск питинговой коррозии типового металлического материала;

[0053] ФИГ. 12 - иллюстрирует характеристики солевого тумана образцового металлического материала;

[0054] ФИГ. 13 иллюстрирует коррозию в образцовом легированном металла; вставка из ФИГ. 13 иллюстрирует

образцовую взаимосвязь между вариациями концентрации хрома и коррозией в металлическом материале;

[0055] ФИГ. 14А - пример металлического материала после холодного обжатия;

[0056] ФИГ. 14В - иллюстрирует потенциал питтингообразования образцового металлического материала после холодного обжатия;

[0057] ФИГ. 15 - примеры спеченных частиц;

[0058] ФИГ. 16 - механические свойства образцового металлического материала; и

[0059] ФИГ. 17А-17С - физические свойства типового Cr-SODA.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0060] Хотя в данном документе представлены и описаны различные варианты изобретения, для специалистов в данной области будет очевидно, что такие варианты приведены только в качестве примера. Специалисты в данной области могут иметь дело с многочисленными вариациями, изменениями и заменами, тем не менее не отступая от изобретения. Следует понимать, что могут применяться различные альтернативы описанным в данном документе вариантам изобретения.

[0061] Термин «намотка», при использовании в данном документе, обозначает полный или многократный поворот (например, механически) материала относительно объекта или исходного положения. Неограниченные примеры намотки включают в себя смотку.

[0062] Термин «разматывание», при использовании в данном документе, обозначает придание смотанному материалу менее изогнутой формы или состояния.

[0063] Термин «примыкающий» или «примыкающий к», при использовании в данном документе, обозначает «рядом с», «граничащий», «в контакте с» и «в непосредственной близости от». В некоторых случаях «примыкающий к» может иметь значение «выше» или «ниже». Первый слой, примыкающий ко второму слою, может находиться в непосредственном контакте со вторым слоем, либо между первым и вторым слоями может быть один или несколько промежуточных слоев.

[0064] Всякий раз, когда выражение "по меньшей мере", "больше" или "больше или равно" предшествует первому числовому значению в ряде из двух или более числовых значений, термин "по меньшей мере", "больше" или "больше или равно" применяется к каждому из числовых значений в этом ряду числовых значений. Например, больше или равно 1, 2 или 3 эквивалентно больше или равно 1, больше или равно 2 или больше или равно 3.

[0065] Всякий раз, когда выражение "по меньшей мере", "больше" или "больше или равно" предшествует первому числовому значению в ряде из двух или более числовых значений, термин "по меньшей мере", "больше" или "больше или равно" применяется к каждому из числовых значений в этом ряду числовых значений. Например, меньше или равно 3, 2 или 1 эквивалентно меньше или равно 3, меньше или равно 2 или меньше или равно 1.

[0066] В настоящем документе в различных вариантах рассматриваются металлические составы, металлические материалы (например, металлически сплавы, такие как диффузионно-легированные сплавы металлов (например, сплавы металлов или гибриды сплавов металлов), металлические подложки, например, для образования диффузионно-легированных металлов (например, сплавы металлов или гибриды сплавов металлов) (в любой форме, например, в рулонах), а также связанные с ними способы, такие как способы изготовления и подготовки таких составов и способов. В некоторых вариантах рассмотренный здесь металлический материал содержит металлическую подложку, описанную в данном документе. В некоторых вариантах металлический материал представляет собой диффузионно-легированный металлический материал, содержащий металлическую подложку (или основу) и поверхность металлического сплава (например, металлически связанную с подложкой (или основой)). В некоторых случаях поверхность металлического сплава покрывает всю или часть как минимум одной поверхности металлического материала. В конкретных вариантах такой металлический материал или материал металлического сплава (например, диффузионно-легированный металл) имеет форму рулона. В настоящем изобретении раскрываются - в различных вариантах - составы металла (например, состав стали), составы (например, составы металлических подложек), включающие составы металла, металлические объекты (например, стальной лист), свключающие составы металла, и способы их получения.

[0067] В некоторых вариантах состав металла включает в себя элементарный весовой процент двух или более (например, трех или более, четырех или более, пяти или более, шести или более, семи или более или все восемь) из (i)-(viii) (например, как это определено анализом инструментального газа либо масс-спектрометрией с тлеющим разрядом)): (i) она включает в себя от примерно мае. 0,001% до примерно мае. 0,6% алюминия (Al); (ii) от примерно мае. 0,001% до примерно 0,3 мас. % (например, от примерно 0,001% до примерно 0,1% или от примерно 0,005% до примерно 0,02%) титана (Ti); (iii) от примерно 0,5% до примерно 3% (например, от примерно 1,0% до примерно 2,5%. %) марганца (Mn); (iv) около 0,2% или менее (например, от примерно 0,01% до примерно 0,2%, например, от примерно 0,1% до примерно 0,2%) (или, по меньшей мере, около 0,08%) ниобия (Nb); (v) около 0,01% или менее (например, около 0,005% или менее, около 0,004% или менее, или около 0,002%) углерода (С); (vi) примерно от 0,001% до примерно 0,02% (например, примерно от 0,005% до примерно 0,015%, примерно от 0,008% до примерно 0,015%, или от примерно 0,005% до примерно 0,01%) азота (N); (vii) около 0,02% или менее (например, от примерно 0,008% до примерно 0,02%) фосфора (Р); и (viii) около 0,01% или менее (например, от примерно 0,005% до примерно 0,01%) серы (S).

[0068] В некоторых вариантах способ подготовки состава металла (например, стали (например, для последующего диффузионного легирования). Способ может включать (а) обеспечение состава металла в соответствии с описанным в настоящем документе; и (b) воздействие на состав металла условий, достаточных для формирования состава стали, состав стали включает в себя зерна размером 7 или меньше, согласно Американскому обществу по испытаниям и материалам (ASTM) (например, как определено стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) (например, Е112) (например, определяемые методом сканирующей электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (ОМ)).

[0069] В некоторых вариантах состав (например, состав подложки) или металлический объект (например, стальной лист), включая состав металла, могут содержать суспензию. Суспензия может содержать легирующий элемент и, по меньшей мере, частично покрывать, по меньшей мере, одну поверхность объекта (например, стального листа).

[0070] Настоящее изобретение также предусматривает - в различных вариантах реализации -металлические рулоны и методы формирования металлического рулона (-ов).

[0071] В некоторых вариантах способ формирования металлического рулона включает: (а) контактирование суспензии с металлической подложкой, или нанесение суспензии на подложку (как описано здесь) (например, на ее поверхность) для получения металлической подложки с покрытием; и (б) смотку (например, смотку, изгиб, изгибание или перемотку) металлической подложки с покрытием при температуре смотки (напр., смотки, изгибе, изгибании или перемотке) для формирования металлической рулона (например, спирального металлического рулона). Металлическая подложка с покрытием может включать суспензионное покрытие (например, пленку), находящееся в контакте с и, по меньшей мере, частично покрывающее поверхность металлической подложки. В состав суспензии и покрытия (например, независимо) может входить легирующая добавка (например, элемент) (например, оксид металла (например, оксид инертного металла) и/или активатор переноса металла). Рулон металла может состоять из множества (например, смотанных в рулон) металлических витков с суспензионным покрытием, расположенным (например, в промежутке(-ах) между витками) между множеством (например, рулонных) витков.

[0072] В некоторых вариантах рулон металла (например, рулон спиральной намотки) имеет множество металлических витков. Рулон металла может включать множество металлических витков с составом суспензионного покрытия (например, диффузионно-сплавным составом), расположенным в промежутках между витками (например, средний шаг между витками), между множеством его (например, рулона) витков. Состав суспензионного покрытия может быть представлен в виде сухой пленки средней толщины. В состав суспензонного покрытия может входить легирующая добавка (например, элемент) (например, в т.ч. оксид металла (например, оксид инертного металла) и/или активатор переноса металла). Легирующая добавка может обладать свойством диффузии в и сплавления с двумя соседними витками металла множества металлических витков.

[0073] В некоторых вариантах рулон металла (например, рулон спиральной намотки) имеет множество металлических витков. Рулон металла может включать в себя первый виток металла, соседствующий с ним второй виток металла и суспензионное покрытие (например, диффузионно-сплавной состав), которое располагается между первым и вторым витками металла. Состав суспензионного покрытия может быть представлен в виде сухой пленки средней толщины. Первый виток металла может включать в себя первую боковую поверхность, обращенную ко второму витку металла. Первый виток металла может включать в себя первую боковую поверхность, обращенную ко второму витку металла. В состав суспензионного покрытия может входить легирующая добавка (например, элемент). Легирующий элемент может обладать способностью к диффузии в и сплавлению с первым и вторым витками металла для формирования (i) первого диффузионного слоя, связанного металлографически, по крайней мере, частично с первым витком металла и (ii) второго диффузионного слоя, связанного металлографически, по крайней мере, частично со вторым витком металла.

[0074] Настоящее раскрытие в некоторых вариантах настоящего документа рассматривает металлические материалы (например, сплав, такой как стальной сплав), содержащие поверхностный слой (например, сплав, такой как стальной сплав), металлографически связанный с подложкой (например, посредством диффузного слоя металла), причем подложка содержит металлический состав, такой, как описано в настоящем документе. Металлический материал может быть произведен в соответствии со способом, описанным в настоящем документе.

[0075] В некоторых вариантах в состав металлического материала может входить металлический диффузный слой, связанный металлографически с центральным слоем, при этом металлический диффузный слой имеет диффузную границу, формируемую вблизи от центрального слоя. Металлический материал может быть охарактеризован, по меньшей мере, двумя, по меньшей мере, тремя, по меньшей мере, четырьмя либо всеми пятью (i)-(v):

(i) текучесть от примерно 19 кфунт/дюйм2 (то есть, 1 кфунт/дюйм2=6,9847572932 мегапаскаль (МПа) до примерно 29 кфунт/дюйм2 (например, от примерно 26 кфунт/дюйм2 до примерно 29 кфунт/дюйм2);

(ii) предел прочности от примерно 42 кфунт/дюйм2 (то есть, 1 кфунт/дюйм2=6,9847572932 мегапаскаль (МПа) до примерно 65 кфунт/дюйм2 (например, от примерно 47 кфунт/дюйм2 до примерно 56 кфунт/дюйм2, от примерно 52 кфунт/дюйм2 до примерно 56 кфунт/дюйм2); (iii) удлинение от примерно 32% до примерно 44% (например, от примерно 32% до примерно 38%); (iv) показатель упрочнения от примерно 0,21 до примерно 0,32 (например, от примерно 0,29 до примерно 0,32) (например, как определено стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) (например, Е8, Е18, Е19 либо их комбинаций)); и (v) коэффициент пластической деформации от примерно 1,8 до примерно 3,0 (например, как определено стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) (например, Е8, Е18, Е19 либо их комбинаций)). По меньшей мере, примерно 80% (например, по меньшей мере, примерно 85%, 90%, 95% либо 99%) зерен по объему металлического диффузного слоя могут быть столбчатыми зернами (например, при температуре от примерно 1°С до примерно 50°С (например, от 5°С до примерно 45°С либо от 10°С до примерно 40°С). По меньшей мере, примерно 80% (например, по меньшей мере, примерно 85%, 90%, 95% либо 99%) зерен по объему центрального слоя могут быть равноосными зернами (например, согласно стандартному методу Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM), размер зерна 7 или менее (например, при температуре от примерно 750°С до примерно 1100°С).

[0076] В некоторых вариантах в состав металлического материала также входит поверхностный слой, связанный металлографически с подложкой посредством металлического диффузного слоя, причем этот металлический диффузный слой содержит в непосредственной близости диффузную границу, сформированную внутри подложки. В состав поверхностного слоя может входить хром (Cr) в концентрации от примерно 30% масс. до примерно 45% масс., при этом концентрации может варьироваться менее, чем на 10% масс., по поверхности поверхностного слоя (например, как определено энергодисперсионным микроанализом на растровом электронном микроскопе (SEM-EDS), рентгеновской люминесценцией (XRF) либо масс-спектрометрией с тлеющим разрядом (GDMS)); и в состав металлического диффузного слоя может входить хром (Cr) в концентрации от примерно 12% масс. до примерно 45% масс. (например, от примерно 20% масс. до примерно 45% масс., от примерно 25% масс. до примерно 45% масс. либо от примерно 30% масс. до примерно 45% масс.), которая может колебаться менее, чем на 5% масс. в направлении от поверхностного слоя к диффузной границе (например, как определено энергодисперсионным микроанализом на растровом электронном микроскопе (SEM-EDS), рентгеновской люминесценцией (XRF) либо масс-спектрометрией с тлеющим разрядом (GDMS)).

Состав металла и связанные с этим способы

[0077] С одной точки зрения, представленный в настоящем документе состав металла подложки описан далее в разделе «Подложка» или где бы то ни было еще в настоящем документе. В некоторых вариантах составом металла может быть, например, состав стали. Составы, описанные в настоящем документе, могут быть подготовлены способом, описанным ниже в разделе «Подготовка подложки», или где бы то ни было еще в настоящем документе.

[0078] В состав металла, например, в состав стали может входить любой один либо более требуемых элементов. В некоторых вариантах в состав металла могут входить любые два или более элементов, выбранных из группы, состоящей из алюминия (Al), титана (Ti), марганца (Mn), марганца (Mn), ниобия (Nb), углерода (С), азота (N), фосфора (Р) и серы (S). В некоторых вариантах в состав металла, например, в состав стали могут входить любые три или более элементов, выбранных из группы, состоящей из алюминия (Al), титана (Ti), марганца (Mn), марганца (Mn), ниобия (Nb), углерода (С), азота (N), фосфора (Р) и серы (S).

В некоторых вариантах в состав металла, например в состав стали, могут входить любые три или более элементов, выбранных из группы, состоящей из алюминия (Al), титана (Ti), марганца (Mn), марганца (Mn), ниобия (Nb), углерода (С), азота (N), фосфора (Р) и серы (S). В некоторых вариантах в состав металла, например в состав стали, могут входить любые пять или более элементов, выбранных из группы, состоящей из алюминия (Al), титана (Ti), марганца (Mn), марганца (Mn), ниобия (Nb), углерода (С), азота (N), фосфора (Р) и серы (S). В некоторых вариантах в состав металла, например в состав стали, могут входить любые шесть или более элементов, выбранных из группы, состоящей из алюминия (Al), титана (Ti), марганца (Mn), марганца (Mn), ниобия (Nb), углерода (С), азота (N), фосфора (Р) и серы (S). В некоторых вариантах в состав металла, например в состав стали, могут входить любые семь или более элементов, выбранных из группы, состоящей из алюминия (Al), титана (Ti), марганца (Mn), марганца (Mn), ниобия (Nb), углерода (С), азота (N), фосфора (Р) и серы (S). В некоторых вариантах в состав металла, например в состав стали, могут входить все восемь элементов, выбранных из группы, состоящей из алюминия (Al), титана (Ti), марганца (Mn), марганца (Mn), ниобия (Nb), углерода (С), азота (N), фосфора (Р) и серы (S).

[0079] В некоторых вариантах в состав металла, например в состав стали, могут входить восемь или менее элементов, выбранных из группы, состоящей из алюминия (Al), титана (Ti), марганца (Mn), марганца (Mn), ниобия (Nb), углерода (С), азота (N), фосфора (Р) и серы (S). В некоторых вариантах в состав металла, например в состав стали, могут входить любые семь или менее элементов, выбранных из группы, состоящей из алюминия (Al), титана (Ti), марганца (Mn), марганца (Mn), ниобия (Nb), углерода (С), азота (N), фосфора (Р) и серы (S). В некоторых вариантах в состав металла, например в состав стали, могут входить любые шесть или менее элементов, выбранных из группы, состоящей из алюминия (Al), титана (Ti), марганца (Mn), марганца (Mn), ниобия (Nb), углерода (С), азота (N), фосфора (Р) и серы (S). В некоторых вариантах в состав металла, например в состав стали, могут входить любые пять или менее элементов, выбранных из группы, состоящей из алюминия (Al), титана (Ti), марганца (Mn), марганца (Mn), ниобия (Nb), углерода (С), азота (N), фосфора (Р) и серы (S). В некоторых вариантах в состав металла, например в состав стали, могут входить любые четыре или менее элементов, выбранных из группы, состоящей из алюминия (Al), титана (Ti), марганца (Mn), марганца (Mn), ниобия (Nb), углерода (С), азота (N), фосфора (Р) и серы (S). В некоторых вариантах в состав металла, например в состав стали, могут входить любые три или менее элементов, выбранных из группы, состоящей из алюминия (Al), титана (Ti), марганца (Mn), марганца (Mn), ниобия (Nb), углерода (С), азота (N), фосфора (Р) и серы (S). В некоторых вариантах в состав металла, например в состав стали, могут входить любые три или менее элементов, выбранных из группы, состоящей из алюминия (Al), титана (Ti), марганца (Mn), марганца (Mn), ниобия (Nb), углерода (С), азота (N), фосфора (Р) и серы (S).

[0080] В некоторых вариантах в состав металла входит, по меньшей мере, два, по меньшей мере, три либо все четыре элемента, - алюмний (Al), титан (Ti), марганец (Mn) и ниобий (Nb). Например, в состав металла могут входить алюминий (Al) и титан (Ti), алюминий (Al) и марганец (Mn), алюминий (Al) и ниобий (Nb), титан (Ti) и марганец (Mn), титан (Ti) и ниобий (Nb), либо марганец (Mn) и ниобий (Nb). В некоторых вариантах в состав металла могут входить алюминий (Al), титан (Ti) и марганец (Mn); алюминий (Al), титан (Ti) и ниобий (Nb); алюминий (Al), марганец (Mn) и ниобий (Nb); либо титан (Ti), марганец (Mn) и ниобий (Nb). В некоторых вариантах в состав металла входят алюминий (Al), титан (Ti), марганец (Mn) и ниобий (Nb).

[0081] В некоторых вариантах в состав металла входит, по меньшей мере, два, по меньшей мере, три либо все четыре элемента, - углеродй (С), азот (N), фосфор (Р) и сера (S). Например, в состав металла могут входить углерод (С) и азот (N), углерод (С) и фосфор (Р), углерод (С) и сера (S), азот (N) и фосфор (Р), азот (N) и сера (S) либо фосфор (Р) и сера (S). В некоторых вариантах в состав металла могут входить углерод (С), азот (N) и фосфор (Р); углерод (С), азот (N) и сера (S); углерод (С); фосфор (Р) и сера (S) либо азот (N), фосфор (Р) и сера (S). В некоторых вариантах в состав металла могут входить углерод (С), азот (N), фосфор (Р) и сера (S).

[0082] В некоторых вариантах в состав металла могут входить углерод (С), алюминий (Al), ниобий (Nb), титан (Ti), марганец (Mn), фосфор (Р), сера (S) и азот (N).

[0083] Элемент может иметь любое требуемое процентное соотношение в общем весе состава металла. Процентное соотношение веса элемента определяется любым подходящим способом, известным в данной отрасли, например методом анализа инструментального газа (IGA) либо методом масс-спектрометрии с тлеющим разрядом (GDMS).

[0084] В некоторых вариантах в состав металла может входить алюминий (Al), и его доля в процентах составляет от примерно 0,001% масс. до примерно 0,6% масс., от примерно 0,001% масс. до примерно 0,01% масс. от примерно 0,01% масс. до примерно 0,1% масс., от примерно 0,1% масс. до примерно 0,6% масс., от примерно 0,005% масс. до примерно 0,05% масс., либо от примерно 0,05% масс. до примерно 0,5% масс. В некоторых вариантах в состав металла может входить алюминий (Al), и его доля в процентах составляет примерно 0,001% масс., 0,005% масс., 0,01% масс., 0,05% масс., 0,1% масс., 0,5% масс., 0,6% масс. либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями. В некоторых вариантах в состав металла входит алюминий (Al), и его доля в процентах составляет, по меньшей мере, примерно 0,001% масс., 0,005% масс., 0,01% масс., 0,05% масс., 0,1% масс., 0,5% масс. либо 0,6% масс. В некоторых вариантах в состав металла входит алюминий (Al), и его доля в процентах составляет максимум примерно 0,001% масс., 0,005% масс., 0,01% масс., 0,05% масс., 0,1% масс., 0,5% масс. либо 0,6% масс.

[0085] В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), и его доля в процентах составляет от примерно 0,001% масс. до примерно 0,3% масс., от примерно 0,001% масс. до примерно %, от примерно 0,001% масс. до примерно 0,1% масс., от примерно 0,01% масс. до примерно 0,1% масс., либо от примерно 0,005% масс., до примерно 0,02% масс., от примерно 0,05% масс., до примерно 0,02% масс., от примерно 0,05% масс. до примерно 0,1% масс., либо от примерно 0,005% масс. до примерно 0,3% масс. В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), и его доля в процентах составляет примерно 0,001% масс., 0,005% масс., 0,01% масс., 0,05% масс., 0,1% масс., 0,2% масс., 0,3% масс., либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями. В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), и его доля в процентах составляет, по меньшей мере, примерно 0,001% масс., 0,005% масс., 0,01% масс., 0,02% масс., 0,05% масс., 0,1% масс., 0,2% масс. либо 0,3% масс. В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), и его доля в процентах составляет максимум 0,001% масс., 0,005% масс., 0,01% масс., 0,02% масс., 0,05% масс., 0,1% масс., 0,2% масс., либо 0,3% масс.

[0086] В некоторых вариантах в состав металла входит марганец (Mn), и его доля в процентах составляет от примерно 0,5% масс. до примерно 3% масс., от примерно 0,5% масс., до примерно 1% масс., от примерно 1% масс. до примерно 2% масс., от примерно 1% масс. до примерно 2,5% масс., либо от примерно 2,5% масс. до 3% масс. В некоторых вариантах в состав металла входит марганец (Mn), и его доля в процентах составляет примерно 0,5% масс., 1% масс., 1,5% масс., 2% масс., 2,5% масс., 3% масс., 0,1% масс., 0,2% масс. либо 0,3% масс., либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями. %. В некоторых вариантах в состав металла входит марганец (Mn), и его доля в процентах составляет, по меньшей мере, примерно 0,5% масс., 1% масс., 1,5% масс., 2% масс., 2,5% масс., либо 3% масс. В некоторых вариантах в состав металла входит марганец (Mn), и его доля в процентах составляет максимум примерно 0,5% масс., 1% масс., 1,5% масс., 2% масс., 2,5% масс. либо 3% масс.

[0087] В некоторых вариантах в состав металла ниобий (Nb), и его доля в процентах составляет примерно 0,2% масс. или менее, примерно 0,1% масс. или менее, примерно 0,08% масс. или менее либо 0,05% масс. или менее. Например, доля ниобия (Nb) в процентах может составлять от примерно 0,01% масс. до 0,2% масс., от 0,01% масс. до примерно 0,05% масс., от 0,05% масс. до примерно 0,08% масс., от 0,05% масс. до примерно 0,2% масс., либо от 0,1% масс. до примерно 0,2% масс. В некоторых вариантах в состав металла входит ниобий (Nb), и его доля в процентах составляет примерно 0,01% масс., 0,05% масс., 0,08% масс., 0,08% масс., 0,2% масс., либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями. В некоторых вариантах в состав металла входит ниобий (Nb), и его доля в процентах составляет, по меньшей мере, примерно 0,01% масс., 0,05% масс., 0,08% масс., 0,08% масс., либо 0,2% масс. В некоторых вариантах в состав металла ниобий (Nb), и его доля в процентах составляет максимум примерно 0,01% масс., 0,05% масс., 0,08% масс., 0,08% масс., либо 0,2% масс.

[0088] В некоторых вариантах в состав металла углерод (С), и его доля в процентах составляет примерно 0,01% масс. или менее, примерно 0,005% масс. или менее, примерно 0,004% масс. или менее, либо примерно 0,002% масс. или менее. Например, процентное соотношение углерода (С) может составлять от примерно 0,001% масс. до примерно 0,002% масс., от примерно 0,002% масс. до примерно 0,004% масс., от примерно 0,004% масс. до примерно 0,005% масс., либо от примерно 0,005% масс. до примерно 0,01% масс. В некоторых вариантах в состав металла входит углерод (С), и его доля в процентах составляет примерно 0,001% масс., 0,002% масс., 0,004% масс., 0,005% масс., 0,01% масс., либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями. В некоторых вариантах в состав металла входит углерод (С), и его доля в процентах составляет, по меньшей мере, примерно 0,001% масс., 0,002% масс., 0,004% масс., 0,005% масс., либо 0,01% масс. В некоторых вариантах в состав металла входит углерод (С), и его доля в процентах составляет максимум примерно 0,001% масс., 0,002% масс., 0,004% масс., 0,005% масс., либо 0,01% масс.

[0089] В некоторых вариантах в состав металла входит азот (N), и его доля в процентах составляет от примерно 0,001% масс. до примерно 0,02% масс., от примерно 0,005% масс. до примерно 0,015% масс., от примерно 0,008% масс. до примерно 0,015% масс., либо от примерно 0,005% масс. до примерно 0,01% масс., либо от примерно 0,01% масс. до примерно 0,02% масс. В некоторых вариантах в состав металла входит азот (N), и его доля в процентах составляет примерно 0,001% масс., 0,005% масс., 0,008% масс., 0,01% масс., 0,015% масс., 0,02% масс., либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями. В некоторых вариантах в состав металла входит азот (N), и его доля в процентах составляет, по меньшей мере, примерно 0,001% масс., 0,005% масс., 0,008% масс., 0,01% масс., 0,015% масс., либо 0,02% масс. В некоторых вариантах в состав металла азот (N), и его доля в процентах составляет максимум примерно 0,001% масс., 0,005% масс., 0,008% масс., 0,01% масс., либо 0,015% масс., либо 0,02% масс.

[0090] В некоторых вариантах в состав металла входит фосфор (Р), и его доля в процентах составляет от примерно 0,02% масс. или менее, 0,01% масс. или менее, 0,008% масс. или менее, 0,005% масс. или менее, либо 0,001% масс. или менее. Например, процентное соотношение фосфора (Р) может составлять от примерно 0,001% масс. до примерно 0,005% масс., от 0,005% масс. до примерно 0,008% масс., либо от примерно 0,008% масс. до примерно 0,02% масс. В некоторых вариантах процентное соотношение фосфора (Р) составляет примерно 0,001% масс., 0,005% масс., 0,008% масс., 0,01% масс., 0,02% масс., либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями. В некоторых вариантах процентное соотношение фосфора (Р), и его доля в процентах составляет, по меньшей мере, примерно 0,001% масс., 0,005% масс., 0,008% масс., 0,01% масс., 0,02% масс. В некоторых вариантах процентное соотношение фосфора (Р) составляет максимум примерно 0,001% масс., 0,005% масс., 0,008% масс., 0,01% масс., 0,02% масс.

[0091] В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), и ее доля в процентах оставляет примерно 0,01% масс. или менее, 0,008% масс. или менее, 0,005% масс. или менее, либо 0,001% масс. или менее. Например, процентное соотношение серы (S) может составлять от примерно 0,001% масс. до примерно 0,005% масс., от примерно 0,005% масс. до примерно 0,008% масс., либо от примерно 0,005% масс. до примерно 0,01% масс. В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), и ее доля в процентах составляет примерно 0001% масс., 0,005% масс., 0,008% масс., 0,01% масс., либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями. В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), и ее доля в процентах составляет, по меньшей мере, примерно 0,001% масс., 0,005% масс., 0,008% масс., 0,01% масс. В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), и ее доля в процентах составляет максимум примерно 0,001% масс., 0,005% масс., 0,008% масс., 0,01% масс.

[0092] В некоторых вариантах в состав металла могут входить один или более дополнительных элементов. Дополнительными могут выступать любые подходящие элементы, которые могут быть использованы для состава металла, В некоторых вариантах один или более дополнительных элементов могут быть выбраны из группы, состоящей из хрома (Cr), ванадия (V), кремния (Si), бора (В), меди (Cu), никеля(№), молибдена (Мо) и олова (Sn).

[0093] В некоторых вариантах в состав металла могут входить углерод (С), алюминий (Al), ниобий (Nb), титан (Ti), марганец (Mn), фосфор (Р), сера (S) хром(Cr), азот (N) и ванадий (V).

[0094] В некоторых вариантах состав металла включает в себя углерод (С), концентрация углерода (С) - от примерно 0,02% до примерно 0,04%, от примерно 0,02 до примерно 0,03%, от примерно 0,03% до примерно 0,04%, от примерно 0,001% до примерно 0,005%, от примерно 0,001% до примерно 0,002%, от примерно 0,002% до примерно 0,004%, от примерно 0,003% до примерно 0,005%, от примерно 0,004% до примерно 0,005% по весу от состава металла. В некоторых вариантах состав металла включает в себя углерод (С) и углерод (С), концентрация углерода (С) составляет примерно 0,001%, 0,002%, 0,003%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,02%, 0,03%, 0,04%, 0,05%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит углерод (С), концентрация углерода (С) составляет, по меньшей мере, примерно 0,001%, 0,002%, 0,003%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,02%, 0,03%, 0,04%, либо 0,05% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит углерод (С), концентрация углерода (С) составляет максимум примерно 0,001%, 0,002%, 0,003%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,02%, 0,03%, 0,04%, либо 0,05% по весу от состава металла.

[0095] В некоторых вариантах в состав металла входит алюминий (Al), концентрация алюминия (Al) составляет от примерно 0,02% до примерно 0,06%, от примерно 0,03% до примерно 0,05%, от примерно 0,04% до примерно 0,06%, от примерно 0,001% до примерно 0,01%, от примерно 0,001% до примерно 0,005%, от примерно 0,005 до примерно 0,01% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит алюминий (Al), концентрация алюминия (Al) составляет примерно 0,001%, 0,005%, 0,01%, 0,02%, 0,03%, 0,04%, 0,05%, 0,06%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями. В некоторых вариантах в состав металла входит алюминий (Al), концентрация алюминия (Al) составляет, по меньшей мере, примерно 0,001%, 0,005%, 0,01%, 0,02%, 0,03%, 0,04%, 0,05% либо 0,06% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит алюминий (Al), концентрация алюминия (Al) составляет максимум примерно 0,001%, 0,005%, 0,01%, 0,02%, 0,03%, 0,04%, 0,05% либо 0,06% по весу от состава металла.

[0096] В некоторых вариантах в состав металла входит ниобий (Nb), концентрация ниобия (Nb) составляет примерно 0,2% или менее, примерно 0,15% или менее, примерно 0,1% или менее, примерно 0,05% или менее, примерно 0,01% или менее либо примерно 0,005% или менее по весу от состава металла. В некоторых вариантах концентрация ниобия (Nb) может составлять от примерно 0,08% до примерно 0,15%, от примерно 0,08% до примерно 0,1%, либо от 0,1% до примерно 0,15% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит ниобий (Nb), концентрация которого составляет примерно 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,08%, 0,1%, 0,15%, 0,2%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями. В некоторых вариантах в состав металла входит ниобий (Nb), концентрация которого составляет не менее примерно 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,08%, 0,1%, 0,15% либо 0,2% по весу от состава металла.

В некоторых вариантах в состав металла входит ниобий (Nb), концентрация которого составляет максимум примерно 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,08%, 0,1%, 0,15% либо 0,2% по весу от состава металла.

[0097] В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), концентрация которого составляет от примерно 0,2% до примерно 0,3%, от примерно 0,1% до примерно 0,2%, от примерно 0,05% до примерно 0,1%, от примерно 0,02% до примерно 0,05%, либо от примерно 0,01% до примерно 0,02%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), концентрация которого составляет примерно 0,01%, 0,02%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,01%, 0,02%, 0,05%, 0,1%, 0,2% либо 0,3% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), концентрация которого составляет максимум примерно 0,01%, 0,02%, 0,05%, 0,1%, 0,2% либо 0,3% по весу от состава металла.

[0098] В некоторых вариантах в состав металла входит себя марганец (Mn), концентрация которого составляет от примерно 0,6% до примерно 0,73%, от примерно 0,7% до примерно 0,8%, от примерно 0,8% до примерно 1%, от примерно 1% до примерно 1,2%, либо от примерно 1,2% до примерно 1,4% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит марганец (Mn), концентрация которого составляет примерно 0,6%, 0,73%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит марганец (Mn), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,6%, 0,73%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3% либо 1,4% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит марганец (Mn), концентрация которого составляет максимум примерно 0,6%, 0,73%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3% либо 1,4% по весу от состава металла.

[0099] В некоторых вариантах в состава металла входит фосфор (Р), концентрация которого составляет от примерно 0,008% до примерно 0,015%, от примерно 0,005% до примерно 0,008%, от примерно 0,008% до примерно 0,01%, от примерно 0,01% до примерно 0,015%, от примерно 0,015% до примерно 0,02%, либо от примерно 0,005% до примерно 0,02% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит фосфор (Р), концентрация которого составляет примерно 0,005%, примерно 0,008%, примерно 0,01%, примерно 0,015%, примерно 0,02%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит фосфор (Р), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,005%, примерно 0,008%, примерно 0,01%, примерно 0,015%, либо примерно 0,02% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит фосфор (Р), концентрация которого составляет максимум примерно 0,005%, примерно 0,008%, примерно 0,01%, примерно 0,015%, либо примерно 0,02% по весу от состава металла.

[00100] В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), концентрация которой составляет от примерно 0,0005% до примерно 0,005%, от примерно 0,005% до примерно 0,001%, от примерно 0,001% до примерно 0,005%, либо от примерно 0,005% до примерно 0,01% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), концентрация которой составляет примерно 0,0005%, 0,001%, 0,005%, 0,01%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), концентрация которой составляет, по меньшей мере, примерно 0,0005%, 0,001%, 0,005%, либо 0,01% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), концентрация которой составляет максимум примерно 0,0005%, 0,001%, 0,005% либо 0,01%, по весу от состава металла.

[00101] В некоторых вариантах в состав металла входит хром (Cr), концентрация которого составляет от примерно 0,01% до примерно 0,02%, от примерно 0,02% до примерно 0,04%, от примерно 0,03% до примерно 0,05%, от примерно 0,03% до примерно 0,06%, либо от примерно 0,05% до примерно 0,06%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит хром (Cr), концентрация которого составляет примерно 0,01%, 0,02%, 0,03%, 0,04%, 0,05%, 0,06%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит хром (Cr), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,01%, 0,02%, 0,03%, 0,04%, 0,05% либо 0,06% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит хром (Cr), концентрация которого составляет максимум примерно 0,01%, 0,02%, 0,03%, 0,04%, 0,05% либо 0,06% по весу от состава металла.

[00102] В некоторых вариантах в состав металла входит азот (N), концентрация которого составляет от примерно 0,004% до примерно 0,01%, от примерно 0,004% до примерно 0,008%, от примерно 0,008% до примерно 0,01%, от примерно 0,01% до примерно 0,02%, либо от примерно 0,005% до примерно 0,02% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит азот (N), концентрация которого составляет примерно 0,004%, 0,005%, 0,008%, 0,01%, 0,02% либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит азот (N), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,004%, 0,005%, 0,008%, 0,01% либо 0,02% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит азот (N), концентрация которого составляет максимум примерно 0,004%, 0,005%, 0,008%, 0,01% либо 0,02% по весу от состава металла.

[00103] В некоторых вариантах в состав металла входит ванадий (V), концентрация которого составляет примерно 0,05% или менее, примерно 0,02% или менее, примерно 0,01% или менее, либо 0,005% или менее по весу от состава металла. В некоторых вариантах концентрация ванадия (V) может составлять от примерно 0,005% до примерно 0,01%, от 0,01% до примерно 0,02%, от 0,005% до примерно 0,02%, либо от 0,02% до примерно 0,05% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит ванадий (V), концентрация которого составляет примерно 0,005%, 0,01%, 0,02%, 0,05%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит ванадий (V), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,005%, 0,01%, 0,02%, либо 0,05% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит ванадий (V), концентрация которого составляет максимум примерно 0,005%, 0,01%, 0,02% либо 0,05%, по весу от состава металла.

[00104] В некоторых вариантах в состав металла входят углерод (С), алюминий (Al), ниобий (Nb), титан (Ti), марганец (Mn), кремний (Si), азот (N), фосфор (Р), бор (В) и сера (S).

[00105] В некоторых вариантах в состав металла входит углерод (С), концентрация которого составляет от примерно 0,008% до примерно 0,01% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит углерод (S), концентрация которого составляет примерно 0,008%, 0,009%, 0,01%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит углерод (С), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,008%, 0,009% либо 0,01% по весу от состава металла. В некоторых вариантах состав металла включает в себя углерод (С), концентрация углерода (С) -примерно 0,008%, 0,009% или меньше, по весу от состава металла.

[00106] В некоторых вариантах в состав металла входит алюминий (Al), концентрация алюминия (Al) составляет от примерно 0,005% до примерно 0,015%, от примерно 0,005% до примерно 0,008%, от примерно 0,008% до примерно 0,01%, от примерно 0,008% до примерно 0,012%, либо от примерно 0,012% до примерно 0,015% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит алюминий (Al), концентрация которого составляет примерно 0,005%, 0,008%, 0,01%, 0,012%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит алюминий (Al), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,005%, 0,008%, 0,01%, 0,012% либо 0,012% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит алюминий (Al), концентрация которого составляет максимум примерно 0,005%, 0,008%, 0,01%, 0,012% либо 0,012% по весу от состава металла.

[00107] В некоторых вариантах в состав металла входит ниобий (Nb), концентрация которого составляет от примерно 0,1% до примерно 0,2%, от примерно 0,1% до примерно 0,15%, либо от примерно 0,15% до примерно 0,2% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит ниобий (Nb), концентрация которого составляет примерно 0,1%, 0,15%, 0,2%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит ниобий (Nb), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,1%, 0,15% либо 0,2% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит ниобий (Nb), концентрация которого составляет максимум примерно 0,1%, 0,15% либо 0,2%, по весу от состава металла.

[00108] В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), концентрация которого составляет от примерно 0,01% до примерно 0,02%, от примерно 0,01% до примерно 0,015%, либо от 0,015% до примерно 0,02%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), концентрация которого составляет примерно 0,01%, 0,15%, 0,02%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,01%, 0,15% либо 0,02%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), концентрация которого составляет максимум примерно 0,01%, 0,15% либо 0,02%, по весу от состава металла.

[00109] В некоторых вариантах в состав металла входит марганец (Mn), концентрация которого составляет от примерно 1,5% до примерно 2,5%, от примерно 1,5% до примерно 2%, от 2% до примерно 2,5% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит марганец (Mn), концентрация которого составляет примерно 1,5%, 2%, 2,5%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит марганец (Mn), концентрация которого составляет, по меньшей мер, примерно 1,5%, 2% либо 2,5%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит марганец (Mn), концентрация которого составляет максимум примерно 1,5%, 2% либо 2,5% по весу от состава металла.

[00110] В некоторых вариантах в состав металла входит кремний (Si), концентрация которого составляет от примерно 0,1% до примерно 1,0%, от примерно 0,1% до примерно 0,5%, либо от примерно 0,5% до примерно 1,0% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит кремний (Si), концентрация которого составляет примерно 0,1%, 0,5%, 1,0%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит кремний (Si), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,1%, 0,5% либо 1,0%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит кремний (Si), концентрация которого составляет максимум примерно 0,1%, 0,5% либо 1,0%, по весу от состава металла.

[00111] В некоторых вариантах в состав металла входит азот (N), концентрация которого составляет от примерно 0,005% до примерно 0,01%, от примерно 0,005% до примерно 0,0075%, от примерно 0,0075% до примерно 0,01% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит азот (N), концентрация которого составляет примерно 0,005%, примерно 0,0075%, либо 0,01%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит азот (N), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,005%, примерно 0,0075%, либо 0,01% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит азот (N), концентрация которого составляет максимум примерно 0,005%, примерно 0,0075%, либо 0,01% по весу от состава металла.

[00112] В некоторых вариантах в состав металла входит фосфор (Р), концентрация которого составляет от примерно 0,002% до примерно 0,01%, от примерно 0,002% до примерно 0,005%, либо от примерно 0,005% до примерно 0,01% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит фосфор(Р), концентрация которого составляет примерно 0,002%, 0,005%, 0,01%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит фосфор (Р), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,002%, 0,005% либо 0,01%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит фосфор (Р), концентрация которого составляет максимум примерно 0,002%, 0,005% либо 0,01%, по весу от состава металла.

[00113] В некоторых вариантах в состав металла входит бор (В), концентрация которого составляет от примерно 0,0001% до примерно 0,001%, от примерно 0,0001% до примерно 0,0005%, либо от примерно 0,0005% до примерно 0,001% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит бор (В), концентрация которого составляет примерно 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит бор (В), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,0001%, 0,0005% либо 0,001%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит бор (В), концентрация которого составляет максимум примерно 0,0001%, 0,0005% либо 0,001%, по весу от состава металла.

[00114] В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), концентрация которой составляет от примерно 0,005% до примерно 0,01%, от примерно 0,005% до примерно 0,0075%, от примерно 0,0075% до примерно 0,01% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), концентрация которой составляет примерно 0,005%, 0,0075%, 0,01%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), концентрация которой составляет, по меньшей мере, примерно 0,005%, 0,0075%, либо 0,01% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), концентрация которой составляет максимум примерно 0,005%, 0,0075% либо 0,01%, по весу от состава металла.

[00115] В некоторых вариантах в состав металла входят углерод (С), алюминий (Al), ниобий (Nb), титан (Ti), марганец (Mn), фосфор (Р), сера (S), кремний (Si), медь (Cu), никель (Ni), хром(Cr), молибден (Мо), ванадий (V), олово (Sn) и азот (N).

[00116] В некоторых вариантах в состав металла входит углерод (С), концентрация которого составляет примерно 0,004% или менее, 0,002% или менее, либо 0,001% или менее по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит углерод (S), концентрация которого составляет примерно 0,001%, 0,002%, 0,004%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит углерод (С), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,001%, 0,002% либо 0,004% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит углерод (С), концентрация которого составляет максимум примерно 0,001%, 0,002% либо 0,004% по весу от состава металла.

[00117] В некоторых вариантах в состав металла входит алюминий (Al), концентрация которого составляет от примерно 0,02% до примерно 0,05%, от примерно 0,02% до примерно 0,03%, от примерно 0,03% до примерно 0,05% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит алюминий (Al), концентрация которого составляет примерно 0,02%, 0,03%, 0,04%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит алюминий (Al), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,02%, 0,03%, 0,04% либо 0,05% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит алюминий (Al), концентрация которого составляет максимум примерно 0,02%, 0,03%, 0,04% либо 0,05% по весу от состава металла.

[00118] В некоторых вариантах в состав металла входит ниобий (Nb), концентрация которого составляет от примерно 0,12% до примерно 0,14%, от примерно 0,12% до примерно 0,13%, либо от примерно 0,13% до примерно 0,14% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит ниобий (Nb), концентрация которого составляет примерно 0,12%, 0,13%, 0,14%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит ниобий (Nb), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,12%, 0,13% либо 0,14% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит ниобий (Nb), концентрация которого составляет максимум примерно 0,12%, 0,13% либо 0,14%, по весу от состава металла.

[00119] В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), концентрация которого составляет от примерно 0,012% до примерно 0,02%, от примерно 0,012% до примерно 0,015%, либо от примерно 0,015% до примерно 0,02%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), концентрация которого составляет примерно 0,012%, 0,015%, 0,02%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,012%, 0,015% либо 0,02%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит титан (Ti), концентрация которого составляет максимум примерно 0,012%, 0,015% либо 0,02%, по весу от состава металла.

[00120] В некоторых вариантах в состав металла входит марганец (Mn), концентрация которого составляет от примерно 1,2% до примерно 1,35%, от примерно 1,2% до примерно 1,25%, от примерно 1,25% до примерно 1,3%, либо от 1,3% до примерно 1,35% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит марганец (Mn), концентрация которого составляет примерно 1,2%, 1,25%, 1,3%, 1,35%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит марганец (Mn), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 1,2%, 1,25%, 1,3% либо 1,35%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит марганец (Mn), концентрация которого составляет максимум примерно 1,2%, 1,25%, 1,3% либо 1,35% по весу от состава металла.

В некоторых вариантах в состав металла входит фосфор (Р), концентрация которого составляет примерно 0,02% или менее, примерно 0,01%, или менее, либо примерно 0,005% или менее по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит фосфор (Р), концентрация которого составляет примерно 0,005%, 0,01%, 0,02%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит фосфор (Р), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,005%, 0,01% либо 0,02%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит фосфор (Р), концентрация которого составляет максимум примерно 0,005%, 0,01% либо 0,02%, по весу от состава металла.

[00122] В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), концентрация которой составляет примерно 0,01% или менее, примерно 0,005%, или менее, либо примерно 0,001% или менее по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), концентрация которой составляет примерно 0,001%, 0,005%, 0,01%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), концентрация которой составляет, по меньшей мере, примерно 0,001%, 0,005%, либо 0,01% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), концентрация которой составляет максимум примерно 0,001%, 0,005%, 0,01%, по весу от состава металла.

[00123] В некоторых вариантах в состав металла кремний (Si), концентрация которого составляет примерно 0,034% или менее, примерно 0,02%, или менее, либо примерно 0,01% или менее по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит кремний (Si), концентрация которого составляет примерно 0,01%, 0,02%, 0,034%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит кремний (Si), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,01%, 0,02% либо 0,034%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит кремний (Si), концентрация которого составляет максимум примерно 0,01%, 0,02% либо 0,034%, по весу от состава металла.

[00124] В некоторых вариантах в состав металла входит медь (Cu), концентрация которой составляет примерно 0,1% или менее, примерно 0,05%, или менее, либо примерно 0,01% или менее по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит медь (Cu), концентрация которой составляет примерно 0,01%, 0,05%, 0,1%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит медь (Cu), концентрация которой составляет, по меньшей мере, примерно 0,01%, 0,05% либо 0,1% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит медь (Cu), концентрация которого составляет максимум примерно 0,01%, 0,05% либо 0,1% по весу от состава металла.

[00125] В некоторых вариантах в состав металла входит никель (Ni), концентрация которого составляет примерно 0,1% или менее, примерно 0,05%, или менее, либо примерно 0,01% или менее по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит никель (Ni), концентрация которого составляет примерно 0,01%, 0,05%, 0,1%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит никель (Ni), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,01%, 0,05% либо 0,1%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит никель (Ni), концентрация которого составляет максимум примерно 0,01%, 0,05% либо 0,1%, по весу от состава металла.

[00126] В некоторых вариантах в состав металла входит хром (Cr), концентрация которого составляет примерно 0,1% или менее, примерно 0,05% или менее, либо примерно 0,01% или менее по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит хром (Cr), концентрация которого составляет примерно 0,01%, 0,05%, 0,1%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит хром (Cr), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,01%, 0,05% либо 0,1% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит хром (Cr), концентрация которого составляет максимум примерно 0,01%, 0,05% либо 0,1% по весу от состава металла.

[00127] В некоторых вариантах в состав металла входит молибден (S), концентрация которого составляет примерно 0,03% или менее, примерно 0,01%, или менее, либо примерно 0,001% или менее по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит молибден (Mn), концентрация которого составляет примерно 0,001%, 0,01%, 0,03%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит молибден (Mn), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,001%, 0,01% либо 0,03%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит молибден (Mn), концентрация которого составляет максимум примерно 0,001%, 0,01% либо 0,03% по весу от состава металла.

[00128] В некоторых вариантах в состав металла входит ванадий (V), концентрация которого составляет примерно 0,008% или менее, примерно 0,005% или менее, либо примерно 0,001% или менее по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит ванадий (V), концентрация которого составляет примерно 0,001%, 0,005%, 0,008%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит ванадий (V), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,001%, 0,005% либо 0,008% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит ванадий (V), концентрация которого составляет максимум примерно 0,001%, 0,005% либо 0,008%, по весу от состава металла.

[00129] В некоторых вариантах в состав металла входит олово (Sn), концентрация которого составляет примерно 0,03% или менее, примерно 0,01%, или менее, либо примерно 0,005% или менее по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит олово (Sn), концентрация которого составляет примерно 0,005%, 0,01%, 0,03%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит олово (Sn), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,005%, 0,01% либо 0,03% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит олово (Sn), концентрация которого составляет максимум примерно 0,005%, 0,01% либо 0,03%, по весу от состава металла.

В некоторых вариантах в состав металла входит азот (N), концентрация которого составляет от примерно 0,005% до примерно 0,01%, от примерно 0,005% до примерно 0,0075% либо от примерно 0,0075% до примерно 0,01% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит азот (N), концентрация которого составляет примерно 0,005%, 0,0075%, 0,01%, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит азот (N), концентрация которого составляет, по меньшей мере, примерно 0,005%, 0,0075% либо 0,01% по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит азот (N), концентрация которого составляет максимум примерно 0,005%, 0,0075% либо 0,01% по весу от состава металла.

[00130] В некоторых вариантах в описанный выше состав металла входит зерно. В некоторых вариантах зерна являются равноосными. Размер зерна определяется любым подходящим способом, известным в данной отрасли, например, стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM), методом сканирующей электронной микроскопии (SEM) либо оптической микроскопии (ОМ) при любой подходящей температуре. В некоторых вариантах размер зерна определяется при температуре, равной от примерно 1°С до примерно 50°С, например, от примерно 5°С до примерно 45°С, либо от примерно 10°С до примерно 40°С. В некоторых вариантах зерна могут иметь средний размер, равный примерно 7 или менее, примерно 6 или менее, примерно 5 или менее, примерно 4 или менее, примерно 3 или менее, примерно 2 или менее, либо примерно 1 или менее, как определено стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) (например, Е112).

[00131] В некоторых вариантах состава металла, по меньшей мере, примерно 50% масс.,

60% масс., 70% масс., 80% масс., 90% масс. либо 95% масс. элемента состава металла, например, в промежутках между зернами, способны к выходу из состава металла в форме галоидов, таких как хлорид, при температуре легирования в атмосфере легирования. Элементами, способными к выходу из состава металла, могут быть, например, железо (Fe), титан (Ti) либо марганец (Mn). В некоторых вариантах температурой легирования может быть любая температура, подходящая для диффузного легирования. В некоторых вариантах, температура легирования может составлять от примерно 750°С до примерно 1100°С. В некоторых вариантах атмосферой легирования может быть любая среда, подходящая для диффузного легирования. В некоторых вариантах атмосфера легирования состоит из восстановительного газа, такого как водород.

[00132] В некоторых вариантах состав металла предусматривает металлографическую связь с легирующей добавкой, например, посредством диффузного легирования при температуре легирования в атмосфере легирования. В некоторых вариантах температурой легирования может быть любая температура, подходящая для диффузного легирования.

В некоторых вариантах, температура легирования может составлять от примерно 750°С до примерно 1100°С. В некоторых вариантах атмосферой легирования может быть любая среда, подходящая для диффузного легирования.

В некоторых вариантах атмосфера легирования состоит из восстановительного газа, такого как водород. В некоторых вариантах легирующей добавкой может быть любой материал, состав либо сплав, подходящий для диффузного легирования. В некоторых вариантах легирующая добавка включает в себя элементарные соединения, выбираемые из группы, состоящей из железа (Fe), хрома (Cr), никеля (Ni), кремния (Si), ванадия (V), титана (Ti), бора (В), вольфрама (W), алюминия (Al), молибдена (Мо), кобальта (Со), марганца (Mn), циркония (Zr), меди (Cu), ниобия (Nb), тантала (Та), церия (Се), висмута (Bi), сурьмы (Sb), олова (Sn), свинца (Pb) и их комбинаций.

[00133] В некоторых вариантах количество карбидов в составе металла остается в значительной мере одинаковым на протяжении всего процесса диффузного легирования. В некоторых вариантах количество карбидов либо количество зерен в составе металла остается в значительной мере одинаковым на протяжении всего процесса диффузного легирования. В некоторых вариантах в составе металла происходило превращение феррита в аустенит.

[00134] В некоторых вариантах в процессе диффузного легирования зерна в составе металла варьируются, например, они могут быть больше, меньше по размеру, чем соответствующие зерна первоначального состава металла. Первоначальный состав металла может представлять, например, нержавеющую сталь 439 (439 SS), нержавеющую сталь 304L (304L SS), нержавеющую сталь DDS и подобные.

[00135] Описанный выше состав металла может быть использован для изготовления любого металлического объекта по потребности. Например, состав металла может быть использован для изготовления стального листа, рулонов металла, стальной полосы, стальных труб, трубопроводов, металлической проволоки или любого металлического объекта, известного в отрасли. В некоторых вариантах описанный выше состав металла может быть использован для изготовления подложки объекта из металла.

[00136] В некоторых вариантах металлический объект, изготовленный из представленного выше состава металла, имеет поверхность, средняя шероховатость которой не превышает 55 микродюймов (мк), не превышает 40 мк, не превышает 35 мк, не превышает 30 мк, не превышает 25 мк, не превышает 20 мк, не превышает 15 мк, не превышает 10 мк, не превышает 5 мк, не превышает 3 мк, не превышает 2 мк либо не превышает 1 мк, как определено стандартным методом Американского общества по испытанию материалов (ASTM).

[00137] Единицы измерения I-Units представляют собой точное количественное измерение плоскостности. Это безразмерное число, которое включает как высоту (Н), так и длину полной амплитуды (L либо Р на диаграмме ниже) повторяющейся волны. Согласно стандартному методы Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) формула I-Units следующая: I=[(3,1415×H)/2L]²×10⁵. В некоторых вариантах металлический объект, изготовленный из описанного выше состава металла характеризуется величиной I-Unit, не превышающей 50, не превышающей 40, не превышающей 30, не превышающей 20, не превышающей 10, не превышающей 5, не превышающей 3 либо не превышающей 1, как определено стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM).

[00138] Коэффициент пластической деформации г является параметром, который показывает способность листового металла к сопротивлению уменьшению или увеличению толщины при воздействии растягивающих или сжимающих сил на плоскости листа. Такое сопротивление уменьшению либо увеличению толщины способствует формированию профилей, таких как цилиндрические емкости с плоским дном. В некоторых вариантах состав металла либо металлический объект демонстрируют коэффициент пластической деформации, превышающий примерно 1,8, 1,9 либо 2,0 при температуре от примерно 1 градуса по Цельсию (°С) до примерно 50°С (например, от примерно 5°С до примерно 45°С либо от примерно 10°С до примерно 40°С), как определено стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM).

[00139] Значение R может быть определено как соотношение пластической деформации на плоскости листа к пластической деформации калибра либо толщины листа. Значение r может быть рассчитано следующим образом:

[00140] где R₀, R₄₅ and R₉₀ коэффициенты пластической деформации относительно направления листа. Значение r и/или значение n металлического материала (например, стали) может быть изменено путем внесения изменений в химический состав материала для формирования более высокоформуемого металлического материала. Значение r обычной стали с небольшим количеством металлических включений может находиться в пределах примерно между 1,4 и 1,8. Значение r может быть определено согласно стандартному методу Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) (например, Е8, Е18, Е19 либо их комбинации).

[00141] В некоторых вариантах значение r состава металла либо металлического объекта может составлять, по меньшей мере, примерно 1,2, 1,4 либо 1,7 при температуре от примерно 1 градус Цельсия (°С)до примерно 50°С (например, от примерно 5°С до примерно 45°С либо от примерно 10°С до примерно 40°С, как определено стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM). В некоторых вариантах состав металла либо металлический объект демонстрируют коэффициент пластической деформации максимум примерно 3,0, 2,5 либо 2,0 при температуре от примерно 1 градуса по Цельсию (°С) до примерно 50°С (например, от примерно 5°С до примерно 45°С либо от примерно 10°С до примерно 40°С), как определено стандартным методом Американского общества по испытаниями материалам (ASTM).

[00142] В настоящем документе также приведен способ подготовки состава (например, стали), включающий: (а) обеспечение состава металла в соответствии с описанным выше, (b) воздействие на состав металла условий, достаточных для формирования состава стали, состав стали включает в себя зерна размером примерно 7 или менее, как определено стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) (например, E11), методом сканирующей электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (ОМ)). В некоторых вариантах способ подготовки состава (например, стали) может быть использован для последующего диффузного легирования.

[00143] В некоторых вариантах способ подготовки состава, в частности этап (b), включает закалку указанного металлического состава с температуры конца прокатки до температуры закалки. В некоторых вариантах температура конца прокатки может составлять от примерно 250°С до примерно 350°С, от примерно 250°С до примерно 300°С или от примерно 300°С до примерно 350°С. В некоторых вариантах закалка осуществляется при температуре от примерно 400°С до примерно 700°С, от примерно 400°С до примерно 500°С или от примерно 500°С до примерно 700°С.

[00144] В некоторых вариантах способ подготовки состава, в частности этап (b), включает механическое обжатие, по меньшей мере, одного размера состава металла при температуре механического обжатия на протяжении длительности механического обжатия. В некоторых вариантах этап (b) включает механическое обжатие средней толщины состава металла. В некоторых вариантах температура механического обжатия может составлять от примерно 10°С до примерно 200°С, от примерно 10°С до примерно 50°С, от примерно 50°С до примерно 100°С либо от примерно 100°С до примерно 200°С. В некоторых вариантах длительность механического обжатия может составлять от примерно 1 секунды до примерно 24 часов, от примерно 1 секунды до примерно 1 минуты, от примерно 1 минуты до примерно 1 часа либо от примерно 1 часа до примерно 24 часов.

[00145] В некоторых вариантах способа подготовки состава механические обжатие - это процесс, выбранный из группы, состоящей из вытяжки методом растяжения, выравнивания натяжения, теплового сплющивания, формирования вытягиванием, правки, формирования ударом, ротационного выдавливания, профилирования, гидроформирования, ЧПУ-формирования, отбортовки, обжима, зафланцовки, горячей штамповки, экструзии и их комбинаций.

[00146] В некоторых вариантах способа подготовки состава после этапа (b) состав характеризуется одним или более из следующих пунктов: (I) сегрегация атомов внедрения состава уменьшается относительно той, что характерна для состава металла после этапа (а); (II) стабильность атомов внедрения состава стали увеличивается относительно той, что характерна для состава металла после этапа (а); (III) размер зерен в составе стали изменяется (например, увеличивается) в меньшей степени по сравнению с составом металла после этапа (а) при одной и той же температуре; и (IV) средний размер зерна (например, аустенита) в составе стали согласно данным Американского общества по испытанию материалов (ASTM) уменьшается по сравнению с тем, что характерен для состава металла после этапа (а).

[00147] Также в данной работе представлена подложка, состав которой аналогичен составу металла, описанному выше в разделе «Состав металла» или в какой-либо иной части документа, а также способ, предусматривающий взаимодействие (или нанесение покрытия) металлической подложки (например, ее поверхности) с суспензией для получения металлической подложки с покрытием, например, металлического рулона с покрытием. Такие подложки могут включать, например, один или более следующих элементов: углерод, марганец, кремний, ванадий, титан, никель, хром, молибден, бор и ниобий.

[00148] Подложка может включать элементные соединения, такие как переходный металл, неметаллический элемент, оксид металла, металлический элемент-восстановитель, галогенид металла, активатор, металлоид либо их комбинации (например, множественные элементарные металлы). Подложка может включать переходный металл. Подложка может включать неметаллический элемент. Подложка может включать металлоид. Подложка может включать элементарные соединения, выбранные, например, их хрома, никеля, алюминия, кремния, ванадия, титана, бора, вольфрама, молибдена, кобальта, марганца, циркония, ниобия, углерода, азота, серы, кислорода, фосфора, меди, олова, кальция, мышьяка, свинца, сурьмы, тантала, цинка или любых их комбинаций. Подложка может включать элементарные соединения, выступающие в качестве восстановителя металла. Восстановитель металла может включать алюминий, титан, цирконий, кремний или магний.

[00149] Подложка может включать металл, такой как железо, медь, алюминий или их сочетание. Подложка может включать сплав металлов и/или неметаллов. Сплав может включать примеси. Подложка может представлять собой сталь. Подложка может быть стальной подложкой. Подложка может представлять собой керамический материал. В подложке может не быть свободного углерода. Подложка может быть изготовлена из расплавленной фазы. Подложка может находиться в состоянии после холодной прокатки, полной закажи (например, не подвергается отжигу после холодной прокатки) или горячей прокатки с травлением.

[00150] Металлическая подложка может включать в себя компонент-активатор переноса металла. Содержание активатора переноса металла может составлять примерно 0,001%, 0,01%, 0,1%, 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 10%, 15%, 20%, 30% или примерно 50% по весу от общего состава подложки. Содержание активатора переноса металла может составлять не менее 0,001%, 0,01%, 0,1%, 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 10%, 15%, 20%, 30% или не менее примерно 50% или выше по весу от общего состава подложки. Содержание активатора переноса металла может составлять не более примерно 50%, 30%, 20%, 15%, 10%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,01% или не более примерно 0,001% или менее по весу от общего состава подложки. Содержание активатора переноса металла может составлять примерно 0,001-1%, примерно 0,001-2%, примерно 0.001-3%, примерно 0,001-4%, примерно 0,001-5%, примерно 0,001-10%, примерно 0,001-15%, примерно 0,001-20%, примерно 0,001-30%, примерно 0,001-50%, примерно 0,01-1%, примерно 0,01-2%, примерно 0,01-3%, примерно 0,01-4%, примерно 0,01-10%, примерно 0,01-15%, примерно 0,01-20%, примерно 0,01-30%, примерно 0,01-50%, примерно 0,1-1%, примерно 0,1-2%, примерно 0,1-3%, примерно 0,1-4%, примерно 0,1-5%, примерно 0,1-10%, примерно 0,1-15%, примерно 0,1-20%, примерно 0,1-30%, примерно 0,1-50%, примерно 1,0-2%, примерно 1,0-3%, примерно 1,0-4%, примерно 1,0-10%, примерно 1,0-15%, примерно 1,0-20%, примерно 1,0-30%, примерно 1,0-50% или примерно 10-50% от общего состава подложки.

[00151] Подложка может включать примерно 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 или более элементарных частиц. Подложка может включать не менее примерно 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или примерно 20 или более элементарных частиц. Подложка может включать не более примерно 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3 или не более примерно 2 или менее элементарных частиц. Подложка может включать, по меньшей мере, два из следующих элементов: углерод, марганец, кремний, ванадий и титан. Подложка может включать, по меньшей мере, три из следующих элементов: углерод, марганец, кремний, ванадий и титан. Подложка может включать, по меньшей мере, четыре из следующих элементов: углерод, марганец, кремний, ванадий и титан.

[00152] Подложка может включать различные элементы. Подложка может включать углерод (С), содержание по массе которого составляет (или примерно составляет) 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30%, 40% или более. Подложка может включать углерод, содержание по массе которого составляет (или примерно составляет) 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005%, 0,0001% или менее. Подложка может включать углерод (С), содержание по массе которого составляет (или примерно составляет) 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30%, 40% или находится в диапазоне (включительно) между любыми двумя значениями, обозначенными выше.

[00153] Подложка может включать марганец (Mn), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать марганец, содержание по массе которого составляет не более примерно 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00154] Подложка может включать ниобий (Nb), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать ниобий, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

Возможна присадка ниобия в подложку таким образом, чтобы подложка включала ниобий в количестве не менее примерно 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,003%, 0,004%, 0,005%, 0,006%, 0,007%, 0,008%, 0,009%, 0,01%, 0,02%, 0,03%, 0,04%, 0,05%, 0,06%, 0,07%, 0,08%, 0,09%, 0,1% повесу или более.

Без привлечения теории стоит отметить, что наличие ниобия в подложке может предотвратить обеднение хрома в подложке.

[00155] Подложка может включать ванадий (V), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать ванадий, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00156] Подложка может включать титан (Ti), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать титан, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

В некоторых случаях подложка может содержать титан в количестве не менее примерно 0,015% по весу.

[00157] Подложка может включать азот (N), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать азот, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00158] Подложка может включать фосфор (Р), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать фосфор, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00159] Подложка может включать серу (S), содержание по массе которой составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать серу, содержание по массе которой составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00160] Подложка может включать алюминий (Al), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать алюминий, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00161] Подложка может включать медь (Cu), содержание по массе которой составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать медь, содержание по массе которой составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00162] Подложка может включать никель (Ni), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать никель, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00163] Подложка может включать хром (Cr), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать хром, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00164] Подложка может включать молибден (Мо), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать молибден, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00165] Подложка может включать олово (Sn), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать олово, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00166] Подложка может включать бор (В), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать бор, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00167] Подложка может включать кальций (Са), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать кальций, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00168] Подложка может включать мышьяк (As), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать мышьяк, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00169] Подложка может включать кобальт (Со), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать кобальт, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00170] Подложка может включать свинец (Pb), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать свинец, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00171] Подложка может включать сурьму (Sb), содержание по массе которой составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать сурьму, содержание по массе которой составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00172] Подложка может включать тантал (Та), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать тантал, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00173] Подложка может включать вольфрам (W), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать вольфрам, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00174] Подложка может включать цинк (Zn), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать цинк, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00175] Подложка может включать цирконий (Zr), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать цирконий, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00176] Подложка может включать кремний (Si), содержание по массе которого составляет более 0,0001%, 0,0005%, 0,001%, 0,002%, 0,004%, 0,005%, 0,01%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2%, 2,5%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30% или более примерно 40% и выше.

Подложка может включать кремний, содержание по массе которого составляет не более 40%, 30%, 20%, 15%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,9%, 1,8%, 1,7%, 1,6%, 1,5%, 1,4%, 1,3%, 1,2%, 1,1%, 1%, 0,9%, 0,8%, 0,7%, 0,6%, 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1%, 0,05%, 0,01%, 0,005%, 0,004%, 0,002%, 0,001%, 0,0005% или менее примерно 0,0001% и ниже.

[00177] Во время изготовления подложки могут присутствовать такие свободные атомы внедрения, как азот, углерод и сера. Возможно связывание ниобия с такими свободными атомами внедрения (например, атомами азота, углерода и серы) в подложке. Ниобий может предотвратить выделение вторичных фаз по границам зерен, например, выделение хрома по границам зерен. Менее выраженное выделение вторичных фаз по границам зерен может привести к улучшению коррозионной стойкости, что может быть целевым свойством подложки. На ФИГ. 3 представлена подложка после нанесения на нее суспензионного состава. При этом не наблюдается никакого выделения вторичных фаз по границам зерен.

[00178] Массовая доля (%) хрома на поверхности подложки подлежит измерению. Массовую долю (%) хрома можно определить для подложки с покрытием и без покрытия. В некоторых случаях массовая доля (%) хрома в подложке может составлять не менее примерно 5%, 10%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25% или 26% и выше.

Массовая доля хрома (%) в подложке может составлять не более примерно 26%, 25%, 24%, 23%, 22%, 21%, 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 10% или не более примерно 5% и ниже.

Массовая доля (%) хрома в подложке может составлять примерно 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22% или 23%. Массовая доля (%) хрома в подложке с покрытием может соответствовать массовой доле (%) хрома в подложке без покрытия, а также быть выше или ниже данного значения.

[00179] Подложки можно закупать у продавца. На подложку можно нанести суспензионный слой с легирующим элементом в день ее подготовки. Подложку можно подготовить заранее, а именно за 2-3 дня, 1 неделю, 1 месяц или 1 год и более до нанесения суспензионного слоя с легирующим элементом. Подложку можно подготовить заранее менее чем за 1 год, 1 месяц, 1 неделю, 3 дня или менее чем за 2 дня до нанесения суспензионного слоя с легирующим элементом. В подложку можно добавлять металл-восстановитель в течение не менее 30 секунд, 1 минуты, 5 минут, 10 минут, 30 минут, 1 часа, 2 часов, 3 часов, 4 часов, 5 часов, 6 часов, 7 часов, 8 часов, 9 часов, 10 часов, 11 часов, 12 часов или более при нанесении на подложку суспензии. В подложку можно добавлять металл-восстановитель в течение не более 12 часов, 11 часов, 10 часов, 9 часов, 8 часов, 7 часов, 6 часов или менее 5 часов, 4 часов, 3 часов, 2 часов, 1 часа, 30 минут, 10 минут, 5 минут, 1 минуты, 30 секунд или менее при нанесении на подложку суспензии.

В некоторых случаях металл-восстановитель добавляют в подложку в течение примерно 10 секунд, 20 секунд, 30 секунд, 1 минуты, 5 минут, 10 минут, 20 минут, 30 минут, 45 минут, 60 минут, 1 часа, 2 часов, 3 часов, 4 часов, 6 часов, 8 часов, 10 часов, 12 часов, 18 часов, 24 часов или в течение примерно 2 дней при нанесении на подложку суспензии.

Суспензии

[00180] В настоящей публикации представлена суспензия для изготовления металлической подложки с покрытием. Изготовление металлической подложки с покрытием возможно путем нанесения на подложку суспензии, как описано выше. Осаждение на подложку суспензии может привести к образованию на подложке суспензионного слоя. В некоторых случаях в состав суспензии входит легирующая присадка, активатор переноса металла или растворитель. В некоторых вариантах в состав легирующей присадки входит элемент.Такой элемент может быть металлом. В некоторых вариантах в состав легирующей присадки входит металл.

В некоторых вариантах в состав легирующей присадки входит оксид металла.

[00181] В некоторых вариантах легирующая добавка выбирается из группы, состоящей из железа (Fe), хрома (Cr), никеля (Ni), кремния (Si), ванадия (V), титана (Ti), бора (В), вольфрама (W), алюминия (Al), молибдена (Мо), кобальта (Со), марганца (Mn), циркония (Zr), меди (Cu), ниобия (Nb), тантала (Та), церия (Се), висмута (Bi), сурьмы (Sb), олова (Sn), свинца (Pb) и их комбинаций. Легирующую присадку можно выбрать из группы, состоящей из ферросилиция (FeSi), феррохрома (FeCr), хрома и их комбинаций.

[00182] В состав суспензионной смеси может входить оксид металла с массовой долей примерно 30 в процентах (%), 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% или примерно 95% от общей масс.ы суспензии. В состав суспензионной смеси может входить оксид металла с массовой долей не менее примерно 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% или примерно 95% и выше от общей масс.ы суспензии. В состав суспензионной смеси может входить оксид металла с массовой долей не более примерно 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55%, 50%, 45%, 40%, 35% или не более примерно 30% и менее от общей масс.ы суспензии. В состав суспензионной смеси может входить оксид металла с массовой долей в диапазоне от примерно 30 до примерно 95% от общей масс.ы суспензии. Содержание оксида металла может составлять примерно 1-95%, примерно 1-85%, примерно 1-75%, примерно 1-60%, примерно 1-50%, примерно 1-40%, примерно 1-30%, примерно 1-20%, примерно 1-10%, примерно 5-95%, примерно 5-85%, примерно 5-75%, примерно 5-60%, примерно 5-50%, примерно 5-40%, примерно 5-30%, примерно 5-20%, примерно 5-10%, примерно 10-95%, примерно 10-85%, примерно 10-75%, примерно 10-60%, примерно 10-50%, примерно 10-40%, примерно 10-30%, примерно 10-20%, примерно 20-95%, примерно 20-85%, примерно 20-75%, примерно 20-60%, примерно 20-50%, примерно 20-40%, примерно 20-30%, примерно 30-85%, примерно 30-75%, примерно 30-60%, примерно 30-50%, примерно 30-40%, примерно 1-95%, примерно 40-85%, примерно 40-75%, примерно 40-60%, примерно 40-50%, примерно 50-95%, примерно 50-85%, примерно 50-75% или примерно 50-60% от общей масс.ы суспензии.

Оксид металла или металл-восстановитель можно выбирать с учетом его относительной чистоты. Степень чистоты оксида металла или металла-восстановителя может составлять не менее примерно 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 99%, 99,9% или не менее примерно 99,99% и выше в весовом отношении.

Степень чистоты оксида металла или металла-восстановителя может составлять не более примерно 99,99%, 99%, 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55%, 50%, 45%, 40%, 35%, 30% или не более примерно 25% и ниже в весовом отношении.

[00183] Атомное отношение компонентов металла-восстановителя и источника оксидов может составлять примерно 0,6-2,0. Атомное отношение компонентов металла-восстановителя и источника оксидов может составлять примерно 0,01-10,0, примерно 0,01-1,0, примерно 0,01-1,5, примерно 0,01-3,0, примерно 0,01-4,0, примерно 0,01-5,0, примерно 0,1-1,0, примерно 0,1-1,5, примерно 0,1-3,0, примерно 0,1-4,0, примерно 0,1-5,0, примерно 0,1-10,0, примерно 0,5 -1,0, примерно 0,5-1,5, примерно 0,5-3,0, примерно 0,5-4,0, примерно 0,5-5,0, примерно 0,5-10,0, примерно 1,0 -1,5, примерно 1,0-3,0, примерно 1,0-4,0, примерно 1,0-5,0, примерно 1,0-10,0, примерно 2,0-3,0, примерно 2,0-4,0, примерно 2,0-5,0, примерно 2,0-10,0, примерно 3,0-4,0, примерно 4,0-5,0, примерно 4,0-10,0 или примерно 5,0-10,0.

[00184] В состав суспензионного покрытия может входить легирующий элемент, оксид металла (например, оксид инертного или химически активного металла), соединения хлоридов металла и/или активатор переноса металла. В некоторых вариантах легирующая добавка выбирается из группы, состоящей из железа (Fe), хрома (Cr), никеля (Ni), кремния (Si), ванадия (V), титана (Ti), бора (В), вольфрама (W), алюминия (Al), молибдена (Мо), кобальта (Со), марганца (Mn), циркония (Zr), меди (Cu), ниобия (Nb), тантала (Та), церия (Се), висмута (Bi), сурьмы (Sb), олова (Sn), свинца (Pb) и их комбинаций.

[00185] В состав суспензионного покрытия может входить легирующий элемент, оксид металла (например, оксид инертного или химически активного металла). Оксид металла может выбираться из группы, состоящей из оксида алюминия (Al₂O₃), оксида хрома (III) (Cr₂O₃), оксида титана (IV) (TiO₂), оксида железа-хрома (FeCr₂O₄), оксида кремния (SiO₂), пентоксида тантала (Ta₂O₅), оксида магния-хрома (MgCr₂O₄), оксида марганца (II) (MnO), оксида марганца (IV) (MnO₂), оксида ванадия (II) (VO), оксида ванадия (III) (V₂O₃), оксида титана (II) (TiO), оксида титана (III) (Ti₂O₃), пентоксида ниобия (Nb₂O₅), триоксида бора (B₂O₃), оксида церия (CeO₂), оксида магния (MgO), оксида кальция (СаО), супероксида лития (LiO₂), оксида циркония (ZrO₂), оксида лантана (III) (La₂O₃), бентонитовой глины, глины monterey, каолиновой глины, филлосиликатной глины, прочих глин и их комбинаций.

[00186] Оксид металла может представлять собой оксид химически активного металла и/или оксид инертного металла. Оксид химически активного металла (например, содержащий легирующий элемент) может быть выбран из группы, состоящей из оксида хрома (III) (Cr₂O₃), оксида титана (IV) (TiO₂), оксида железа-хрома (FeCr₂O₄), оксида кремния (Sid), пентоксида тантала (Та₂О₅), оксида магния-хрома (MgCr₂O₄), оксида марганца (II) (MnO), оксида марганца (IV) (MnO₂), оксида ванадия (II) (V0), оксида ванадия (III) (V₂O₃), оксида титана (II) (TiO), оксида титана (III) (Ti₂O₃), пентоксида ниобия (Nb₂O₅), триоксида бора (В₂О₃), оксида церия (СеО₂) и их комбинаций.

[00187] В некоторых вариантах оксид металла представляет собой оксид инертного металла. В некоторых вариантах оксид инертного металла выбирается из группы, состоящей из оксида алюминия (Al₂O₃), оксида хрома (III) (Cr₂O₃), диоксида титана (IV) (TiO₂), FeCr₂O₄, оксида кремния (SiO₂), диоксида титана (IV) (TiO₂), Та₂О₅, MgCr₂O₄, оксида марганца (МпО), оксида кальция (СаО), супероксида лития (LiO₂), оксида циркония (ZrOi), оксида ванадия (III) (V₂O₃), оксида лантана (III) (La₂O₃), бентонитовой глины, глины monterey, каолиновой глины, филлосиликатной глины, прочих глин и их комбинаций.

[00188] Оксид металла может образовываться в суспензии в результате реакции металлотермического восстановления между элементарным металлом и термодинамически менее стабильным оксидом металла. Подходящие пары элементарных металлов и термодинамически менее устойчивых оксидов металлов могут быть выбраны из пар, у которых свободная энергия Гиббса образования снижена за счет окисления элементарного металла оксидом металла. Реакция металлотермического восстановления может возникать спонтанно. Реакция металлотермического восстановления может протекать в присутствии активатора переноса металла, например, галоидного соединения, галогенида металла, сульфида металла или газообразных соединений. Оксид металла может представлять собой порошок.

[00189] В состав суспензии может входить активатор переноса металла, предназначенный для переноса металлических частиц от суспензии к поверхности подложки. В состав активатора переноса металла могут входить галоидные соединения (например, хлорин, бромид, йод, фтор или их комбинации), галогениды металла (например, хлорид металла, бромид металла, йод металлический, фторид металла или их комбинации), сульфидные соединения, сульфиды металла, газообразные соединения (например, водород) или их комбинации. Активатор переноса металла можно ввести в суспензию во время ее подготовки, например, при добавлении одного или нескольких видов порошков. Активатор переноса металла можно ввести после изготовления суспензии из внешнего источника, например, путем диффузии газообразного водорода в суспензионный слой после его нанесения на подложку. В некоторых случаях активатор переноса металла может содержать одновалентный металл, двухвалентный металл или трехвалентный металл.

[00190] В некоторых вариантах активатор переноса металла выбирается из группы, состоящей из хлорида магния (MgCl₂), хлорида железа (II) (FeCl₂), хлорида кальция (CaCl₄), хлорида циркония (IV) (ZrCl₄), хлорида титана (IV) (TiCl₃), хлорида ниобия (V) (NbCl₅), хлорида титана (III) (TiCl₃), тетрахлорида кремния (SiCl₄), хлорида ванадия (III) (VCl₃), хлорида хрома (III) (CrCl₃), трихлорсилана (SiHCl₃), хлорида марганца (II) (MnCl₂), хлорида хрома (II) (CrCl₂), хлорида кобальта (II) (CoCl₂), хлорида меди (II) (CuCl₂), хлорида никеля (II) (NiCl₂), хлорида ванадия (II) (VCl₂), хлорида аммония (NH₄Cl), хлорида натрия (NaCl), хлорида калия (KCl), трехсернистого молибдена (MoS), сульфида марганца (MnS), дисульфида железа (FeS2), сульфида хрома (CrS), сульфида железа (FeS), сульфида меди (CuS), сульфида никеля (NiS), оксихлорида висмута (BiOCl), хлоргидроокиси меди, хлоргидроокиси марганца, хлорокиси сурьмы, треххлористого молибдена и их комбинаций. В некоторых вариантах активатор галоида представлен в гидратировэнной форме. В некоторых вариантах активатор галоида выбирается из группы, состоящей из тетрагидрата хлорида железа (FeCl₂⋅4Н₂О), гексагидрата хлорида железа (FeCl₂⋅6Н₂О) и гексагдрата хлорида магния (MgCl₂⋅6Н₂О). В некоторых вариантах активатор галоида представлен в гидратиров энной форме. В некоторых вариантах активатор галоида выбирается из группы, состоящей из тетрагидрата хлорида железа (FeCl₂⋅41bO), гексагидрэтэ хлорида железа (FeCl₂⋅6Н₂О) и гексагдрата хлорида магния (MgCl₂⋅6Н₂О).

[00191] В некоторых вариантах легирующая добавка выбирается из группы, состоящей из железа (Fe), хрома (Cr), никеля (Ni), кремния (Si), ванадия (V), титана (Ti), бора (В), вольфрама (W), алюминия (Al), молибдена (Мо), кобальта (Со), марганца (Mn), циркония (Zr), меди (Cu), ниобия (Nb), тантала (Та), церия (Се), висмута (Bi), сурьмы (Sb), олова (Sn), свинца (Pb) и их комбинаций.

В состав суспензии может входить растворитель. Растворитель может быть как водным, так и органическим. В состав растворителей могут входить вода, метанол, этанол, изопропанол, ацетон либо метилэтилкетон. Точка кипения (или температура кипения) растворителя может быть меньше, чем либо равной примерно 200°С, 190°С, 180°С, 170°С, 160°С, 150°С, 140°С, 130°С, 120°С, 110°С, or 100°С или менее. Точка кипения растворителя может быть более, чем либо равной примерно 100°С, 110°С, 120°С, 130°С, 140°С, 150°С, 160°С, 170°С, 180°С, 190°С или более, чем примерно 200°С или более. Точка кипения (или температура кипения) растворителя может быть от примерно 100°С до примерно 200°С, от примерно 100°С до примерно 150°С либо от примерно 150°С до примерно 200°С. В состав суспензии может входить растворитель (например, вода, кетон либо спирт (например, спирт С₁-С₁₂, такой как спирт C₁-С₆).

[00192] В некоторых случаях в суспензию входят инертные соединения. Суспензия может формироваться смешением различных компонентов в смесительной камере (либо сосуде). Различные компоненты могут смешиваться одновременно или последовательно. Например, в камеру вводится растворитель, после чего за ним в камеру вводятся элементарные соединения. Сухие компоненты могут быть добавлены в растворитель в регулируемых количествах для предотвращения комкования. Некоторые элементарные металлы могут быть представлены в виде сухого порошка.

[00193] Лопасть для смешения суспензионного состава может иметь форму метелки, вилки или лопатки. Для смешения суспензионного состава может использоваться более одной лопасти. Лопасти могут быть разной либо одинаковой формы. Сухие компоненты могут быть добавлены в растворитель в регулируемых количествах для предотвращения комкования. Контроль вязкости можно осуществлять за счет высокой скорости сдвига. Частицы хрома в суспензии могут быть крупнее по сравнению с другими частицами и могут находиться во взвешенном состоянии без добавления высокомолекулярных полимеров.

[00194] Свойства суспензии могут зависеть от одного или нескольких параметров, используемых для приготовления суспензии, поддержания суспензии в надлежащем состоянии или хранения суспензии. К таким качествам может относиться вязкость, показатель истончения сдвига и предел текучести. К таким свойствам может относиться число Рейнольдса, вязкость, рН и концентрация суспензионного компонента. К параметрам, которые оказывают влияние на свойства суспензии, может относиться содержание воды, уникальность элементного состава, а также содержание, температура, скорость сдвига и время перемешивания.

[00195] На ФИГ. 1 представлен способ изготовления металлической подложки с покрытием. В ходе технологической операции 110 предоставляется подложка. Далее в ходе технологической операции 120 на подложку из смесителя наносится суспензионный состав для формирования суспензионного покрытия (например, пленки) с легирующей присадкой и получения подложки с покрытием. В ходе технологической операции 130 можно удалить растворитель из суспензии путем термической или вакуумной сушки при температуре в районе 90°С - 175°С в течение примерно 10-60 секунд. В ходе технологической операции 140 подложка с покрытием может подвергаться смотке при температуре смотки 10°С - 200°С для получения рулона металла. В ходе технологической операции 150 при условии соблюдения режима отжига, под которым понимается поддержание температуры отжига в районе от 750 градусов Цельсия (°С) до 1100°С и/или атмосферы отжига с восстановительным газом (например, газообразным водородом), легирующая присадка может подвергаться отжигу на подложке для получения диффузионно легированного рулона металла. Подложка может состоять из двух подложек или их боковых поверхностей в рулоне металла, соприкасающихся с суспензией. После технологической операции 150 диффузионно-легированный рулон металла может подвергаться смотке, чтобы размотать диффузионно-легированный рулон металла.

[00196] На ФИГ. 2 представлен снимок микроструктуры подложки и строения зерна после нанесения суспензии. Размер зерна и коэффициент вариации можно рассчитать в соответствии со стандартом Американского общества Международной ассоциации по испытаниям и материалам (ASTM).

[00197] Суспензия может демонстрировать тиксотропное поведение, при котором суспензия демонстрирует пониженную вязкость, когда подвергается деформации сдвига. Показатель истончения сдвига подложки может быть от примерно 1 до примерно 8. Для получения заданной вязкости смешивание может осуществляться при высокой скорости сдвига. Скорость сдвига может составлять от примерно 1 с^-1 до примерно10,000 с^-1 (либо Гц). Скорость сдвига может составлять примерно 1 с^-1, примерно 10 с^-1, примерно 100 с^-1, примерно 1000 с^-1, примерно 5000 с^-1 или примерно 10000 с^-1. Скорость сдвига может составлять не менее примерно 1 с^-1, примерно 10 с^-1, примерно 100 с^-1, примерно 1000 с^-1, примерно 5000 с^-1 или не менее примерно 10000 с^-1 и выше. Скорость сдвига может составлять менее примерно 10000 с^-1, 5000 с^-1, 1000 с^-1, 100 с^-1, 10 с^-1 или менее примерно 1 с^-1 и ниже. Скорость сдвига может составлять от примерно 10000 с^-1 до примерно 1 с^-1, от примерно 1000 с^-1 до примерно 1 с^-1, от примерно 100 с^-1 до примерно 1 с^-1 или от примерно 10000 с^-1 до примерно 100 с^-1.

[00198] Скорость сдвига суспензии может измеряться с помощью различных приборов. Скорость сдвига может измеряться, например, с помощью реометра DHR-2 фирмы ТА Instruments. Скорость сдвига суспензии может отличаться в зависимости от того, какой прибор использовался для проведения измерений.

[00199] Для того чтобы получить расчетное или заданное значение вязкости, перемешивание может производиться в течение периода времени от примерно 1 минуты до 2 часов. Продолжительность перемешивания может быть менее примерно 30 минут. При продолжительном перемешивании суспензии вязкость суспензии может уменьшиться. Продолжительность перемешивания может соответствовать периоду времени, которое необходимо для обеспечения однородности состава суспензии.

[00200] Хорошо перемешанным состоянием может быть состояние, при котором на поверхности суспензии отсутствует вода. Надлежащее состояние смешивания - это состояние, при котором на дне сосуда отсутствуют твердые частицы. Суспензия может быть однородной в плане цвета и текстуры.

[00201] Заданной степенью вязкости суспензионного состава может быть вязкость, подходящая для нанесения покрытия роликом. Вязкость суспензии может составлять примерно 1 сантипуаз (сП), 5 сП, 10 сП, 50 сП, 100 сП, 200 сП, 500 сП, 1000 сП, 10000 сП, 100000 сП, 1000000 сП или примерно 5000000 сП или находиться в диапазоне (включительно) между любыми двумя из вышеперечисленных значений. Вязкость суспензии может составлять не менее примерно 1 сП, 5 сП, 10 сП, 50 сП, 100 сП, 200 сП, 500 сП, 1000 сП, 10000 сП, 100000 сП, 1000000 сП или примерно 5000000 сП. Вязкость суспензии может составлять не более примерно 5000000 сП, 1000000 сП, 100000 сП, 10000 сП, 5000 сП, 1000 сП, 500 сП, 200 сП, 100 сП, 50 сП, 10 сП, 5 сП или не более примерно 1 сП. Вязкость суспензии может составлять примерно от 1 сП до 5000000 сП. Вязкость суспензии может составлять примерно 1 сП, примерно 5 сП, примерно 10 сП, примерно 50 сП, примерно 100 сП, примерно 200 сП, примерно 500 сП, примерно 1000 сП, примерно 10000 сП, примерно 100000 сП, примерно 1000000 сП или примерно 5000000 сП. Вязкость суспензии может составлять примерно от 1 сП до 1000000 сП или от 100 сантипуаз сП до 100000 сП. Вязкость суспензии может зависеть от скорости сдвига. Вязкость суспензии может составлять от примерно 200 сП до примерно 10000 сП или от примерно 600 сП до примерно 800 сП. Вязкость суспензии может составлять от примерно 100 сП до примерно 200 сП в диапазоне скоростей сдвига от примерно 1000 с^-1 до примерно 1000000 с^-1.

[00202] Число капиллярности суспензии может быть примерно 0,01, 0,05, 0,1, 0,5, 1, 2, 3, 4,5, 6, 7, 8, 9 или примерно 10 или находиться в диапазоне (включительно) между любыми двумя вышеперечисленными значениями. Число капиллярности суспензии может быть не менее примерно 0,01, 0,05, 0,1, 0,5,1, 2, 3, 4,5, 6, 7, 8, 9 или примерно 10 и выше.

Число капиллярности суспензии может быть не более примерно 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,5, 0,1, 0,05 или не более примерно 0,01 и ниже.

Число капиллярности суспензии может быть примерно 0,01-10, примерно 0,01-0,1, примерно 0,1-1, примерно 1-10, примерно 0,05-0,5, примерно 0,5-5 или примерно 5-10.

[00203] Предел текучести суспензии может составлять примерно 0,0001 Паскаль (Па), 0,001 Па, 0,01 Па, 0,1 Па, 0,2 Па, 0,3 Па, 0,4 Па, 0,5 Па, 0,6 Па, 0,7 Па, 0,8 Па, 0,9 Па или примерно 1 Па или может находиться в диапазоне (включительно) между любыми двумя вышеперечисленными значениями. Предел текучести суспензии может составлять не менее примерно 0,0001 Паскаль (Па), 0,001 Па, 0,01 Па, 0,1 Па, 0,2 Па, 0,3 Па, 0,4 Па, 0,5 Па, 0,6 Па, 0,7 Па, 0,8 Па, 0,9 Па или не менее примерно 1 Па и выше. Предел текучести суспензии может составлять не более 1 Па, 0,9 Па, 0,8 Па, 0,7 Па, 0,6 Па, 0,5 Па, 0,4 Па, 0,3 Па, 0,2 Па, 0,1 Па, 0,01 Па, 0,001 Па или не более примерно 0,001 Па и ниже. Предел текучести суспензии может составлять примерно 0,0001 Па - 1 Па, примерно 0,0001 Па - 0,001 Па, примерно 0,001 Па - 0,01 Па, примерно 0,01 Па - 0,1 Па или примерно 0,1 Па - 1 Па.

[00204] Суспензия может демонстрировать устойчивость к разделению или оседанию частиц приблизительно в течение более одной минуты, приблизительно в течение более 15 минут, приблизительно в течение более 1 часа, приблизительно в течение более 1 дня, приблизительно в течение более 1 месяца или приблизительно в течение более 1 года. Скорость осаждения суспензии может означать промежуток времени, в течение которого суспензия способна находиться в устойчивом состоянии без перемешивания до образования осадка или до увеличения вязкости до значений, при которых она станет непригодной для нанесения роликом. Аналогично срок годности суспензии может означать период времени, в течение которого суспензия может находиться в устойчивом состоянии без перемешивания до тех пор, пока не загустеет и станет непригодной для нанесения роликом. Даже в случае осветления и загустевания суспензию можно снова перемешать для получения первоначальной вязкости. Индекс тиксотропности суспензии может быть устойчивым и может не допускать загустевание суспензии до критичных уровней в слепых зонах емкости устройства для нанесения покрытий.

[00205] Вязкость суспензии можно регулировать за счет контроля образования водородных связей и добавления в суспензию кислоты во время ее перемешивания. Кроме того, в суспензию во время перемешивания можно добавить кислоту или основу для контроля уровня рН суспензии. Уровень рН суспензии может составлять приблизительно 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10,11 или приблизительно 12 или может находиться в диапазоне (включительно) между любыми двумя из вышеперечисленных значений. Уровень рН суспензии может составлять не менее примерно 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 или не менее примерно 12 и выше. Уровень рН суспензии может составлять не более примерно 12,11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4 или не более примерно 3 и ниже.

Уровень рН суспензии может составлять от приблизительно 3 до приблизительно 12. Уровень рН суспензии может составлять от приблизительно 5 до приблизительно 8. Уровень рН суспензии может составлять приблизительно 3, приблизительно 4, приблизительно 5, приблизительно 6, приблизительно 7, приблизительно 8, приблизительно 9, приблизительно 10, приблизительно 11 или приблизительно 12. Уровень рН суспензии может изменяться при образовании осадка. Если суспензию перемешать после образования осадка, уровень рН суспензии может вернуться к первоначальным значениям. Для увеличения прочности необработанного материала в суспензию можно добавить различное количество связующего компонента, например ацетата металла. В состав суспензии может не входить никаких связующих компонентов. В состав суспензии может входить активатор переноса металла, выступающий в качестве связующего компонента.

[00206] Текучесть суспензии можно измерить с помощью испытания опрокидыванием. Результаты испытания опрокидыванием могут служить показателем предела текучести и вязкости. Вместо этого для определения текучести суспензии можно использовать реометр.

[00207] Время сушки суспензии может быть достаточно продолжительным, позволяя суспензии оставаться влажной и не высыхать до ее полного нанесения на подложку. Суспензия может не высыхать при комнатной температуре.

Суспензия может стать сухой на ощупь после перемещения в зону сушки линии нанесения покрытий, где она подвергается термической обработке в течение примерно десяти секунд. Температура нагрева может составлять приблизительно 120°С.

[00208] Удельная плотность суспензии может составлять приблизительно 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или приблизительно 10 г/см³ или может находиться в диапазоне (включительно) между любыми двумя из вышеперечисленных значений. Удельная плотность суспензии может составлять не менее приблизительно 1, 2,3,4,5, 6, 7, 8, 9 или не менее приблизительно 10 г/см³ и выше. Удельная плотность суспензии может составлять не более приблизительно 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 или не более приблизительно 1 г/см³ и ниже.

Удельная плотность суспензии может составлять приблизительно от 1 г/см³ до 10 г/см³, приблизительно от 1 г/см³ до 5 г/см³ или приблизительно от 5 г/см³ до 10 г/см³. Прочность суспензии в необработанном состоянии может быть достаточной для того, чтобы суспензия могла выдержать процедуру нанесения покрытия роликом таким образом, чтобы подложка с нанесенной на нее суспензией не подвергалась разрушению. Например, сухая пленка суспензии, высушенной после ее нанесения на подложку в сушильной печи, расположенной рядом с камерой для распыления краски, может обладать прочностью в сыром состоянии, которая позволяет пленке выдержать усилие, прилагаемое для деформации пленки дугой диаметром приблизительно 20 дюймов двадцать раз в положительном и отрицательном направлении. Прочность сухой пленки суспензии в необработанном состоянии в дальнейшем может позволить пленке пройти испытание способом клейкой ленты с использованием небольшого количества порошка. Испытание методом клейкой ленты может подразумевать взаимодействие части клейкой ленты с поверхностью материала с покрытием. Клейкая лента, удаленная с поверхности материала с покрытием, может быть достаточно светлой, позволяя увидеть любой порошок, который прилип к ленте.

[00209] Суспензию можно наносить на подложку до диффузионного легирования металла. Допускается нанесение суспензии равномерной толщины по поверхности подложки. Допускается нанесение суспензии разной толщины по поверхности подложки. Средняя толщина наносимого суспензионного покрытия может составлять примерно 0,0001 дюйма (1 дюйм=2,54 сантиметра), 0,0005 дюйма, 0,001 дюйма, 0,002 дюйма, 0,003 дюйма, 0,004 дюйма, 0,005 дюйма, 0,006 дюйма, 0,007 дюйма, 0,008 дюйма, 0,009 дюйма, 0,01 дюйма, 0,02 дюйма, 0,03 дюйма, 0,04 дюйма, 0,05 дюйма, 0,06 дюйма, 0,07 дюйма, 0,08 дюйма, 0,09 дюйма, 0,1 дюйма, 0,125 дюйма, 0,25 дюйма, 0,5 дюйма или может находиться в диапазоне (включительно) между любыми двумя из вышеперечисленных значений.

Средняя толщина наносимого суспензионного покрытия может составлять не менее примерно 0,0001 дюйма, 0,0005 дюйма, 0,001 дюйма, 0,002 дюйма, 0,003 дюйма, 0,004 дюйма, 0,005 дюйма, 0,006 дюйма, 0,007 дюйма, 0,008 дюйма, 0,009 дюйма, 0,01 дюйма, 0,02 дюйма, 0,03 дюйма, 0,04 дюйма, 0,05 дюйма, 0,06 дюйма, 0,07 дюйма, 0,08 дюйма, 0,09 дюйма, 0,1 дюйма, 0,125 дюйма, 0,25 дюйма, 0,5 дюйма или более. Средняя толщина наносимого суспензионного покрытия может составлять не более примерно 0,5 дюйма, 0,25 дюйма, 0,125 дюйма, 0,1 дюйма, 0,09 дюйма, 0,08 дюйма, 0,07 дюйма, 0,06 дюйма, 0,05 дюйма, 0,04 дюйма, 0,03 дюйма, 0,02 дюйма, 0,01 дюйма, 0,009 дюйма, 0,008 дюйма, 0,007 дюйма, 0,006 дюйма, 0,005 дюйма, 0,004 дюйма, 0,003 дюйма, 0,002 дюйма, 0,001 дюйма, 0,0005 дюйма, 0,0001 дюйма или меньше. Средняя толщина наносимого суспензионного покрытия может составлять примерно 0,0001-0,5 дюйма, примерно 0,0001-0,001 дюйма, примерно 0,001-0,01 дюйма, примерно 0,01-0,1 дюйма, примерно 0,0001-0,05 дюйма или примерно 0,005-0,5 дюйма.

[00210] Суспензию можно наносить на одну или несколько поверхностей подложки определенной толщины. Толщина наносимого суспензионного покрытия может быть относительно равномерной на поверхности подложки или может варьироваться. Толщина наносимого суспензионного покрытия на одной стороне подложки может отличаться от толщины суспензионного покрытия на другой стороне подложки. Измерение толщины суспензионного покрытия, наносимого на подложку, можно выполнить в любое время, в том числе сразу же после его нанесения, во время сушки или после удаления всех растворителей. Толщина наносимого суспензионного покрытия может считаться достаточно равномерной, если на не менее 90%, 95%, 99% и выше поверхности подложки отклонение от средней толщины наносимого суспензионного покрытия не превышает приблизительно 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19% или приблизительно 20% или находится в диапазоне (включительно) между любыми двумя из вышеперечисленных значений.

[00211] Средняя толщина суспензионного покрытия, наносимого на одну или несколько поверхностей подложки, может составлять до или после сушки примерно 5 μм, 10 μм, 15 μм, 20 μм, 25 μм, 30 μм, 40 μм, 50 μм, 60 μм, 70 μм, 80 μм, 90 μм, 100 μм, 150 μм, 200 μм, 250 μм, 300 μм, 400 μм, 500 μм, 600 μм, 700 μм, 800 μм, 900 μм, 1 мм, 2 мм, 5 мм или примерно 1 см или может находиться в диапазоне (включительно) между любыми двумя вышеперечисленными значениями.

Средняя толщина суспензионного покрытия, наносимого на одну или несколько поверхностей подложки, может составлять до или после сушки не менее примерно 5 им, 10 μм, 15 μм, 20 μм, 25 μм, 30 μм, 40 μм, 50 μм, 60 μм, 70 μм, 80 μм, 90 μм, 100 μм, 150 μм, 200 μм, 250 μм, 300 μм, 400 μм, 500 μм, 600 μм, 700 μм, 800 μм, 900 μм, 1 мм, 2 мм, 5 мм или примерно 1 см. Толщина суспензионного покрытия, наносимого на одну или несколько поверхностей подложки, может составлять до или после сушки не более примерно 1 см, 5 мм, 2 мм, 1 мм, 900 μм, 800 μм, 700 μм, 600 μм, 500 μм, 400 μм, 300 μм, 250 μм, 200 μм, 150 μм, 100 μм, 90 μм, 80 μм, 70 μм, 60 μм, 50 μм, 40 μм, 30 μм, 25 μм, 20 μм, 15 μм, 10 μм или 5 μм и меньше.

Толщина суспензионного покрытия, наносимого на одну или несколько поверхностей подложки, может составлять до или после сушки от приблизительно 5 μм до приблизительно 1 см, от приблизительно 5 μм до приблизительно 50 μм, от приблизительно 50 μм до приблизительно 500 μм, от приблизительно 500 μм до приблизительно 1 мм или от приблизительно 1 мм до приблизительно 1 см.

[00212] Суспензионное покрытие, наносимое на одну или несколько поверхностей подложки, может покрывать приблизительно от 25% до приблизительно 100% одной или нескольких поверхностей подложки. Суспензионное покрытие может покрывать приблизительно от 25% до приблизительно 50%, от приблизительно 25% до приблизительно 75%, от приблизительно 25% до приблизительно 90%, от приблизительно 25% до приблизительно 100%, от приблизительно 50% до приблизительно 75%, от приблизительно 50% до приблизительно 90%, от приблизительно 50% до приблизительно 100%, от приблизительно 75% до приблизительно 90%, от приблизительно 75% до приблизительно 100% или от приблизительно 90% до приблизительно 100% одной или нескольких поверхностей подложки.

Суспензионное покрытие может покрывать приблизительно 25%, приблизительно 50%, приблизительно 75%, приблизительно 90% или приблизительно 100% одной или нескольких поверхностей подложки. Суспензионное покрытие может покрывать не менее приблизительно 25%, приблизительно 50%, приблизительно 75%, приблизительно 90% или более одной или нескольких поверхностей подложки.

[00213] Суспензионное покрытие может подвергаться сушке (например, в сушильной печи) после нанесения суспензии на поверхность подложки. Состав суспензионного покрытия предусматривает среднюю толщину сухой пленки приблизительно от 60 микрон (μм) (т.е. 1 микрон=10^-6 метра) до приблизительно 100 μм. В некоторых вариантах исполнения средняя толщина сухой пленки может составлять от приблизительно 50 мкм до приблизительно 100 мкм. В некоторых вариантах исполнения средняя толщина сухой пленки может составлять от примерно 50 мкм до примерно 60 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 65 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 70 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 75 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 80 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 85, от примерно 50 до примерно 90 мкм, от примерно 50 до примерно 95 мкм, от примерно 50 до примерно 100 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 65 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 7 0 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 7 5 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 80 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 90 мкм, примерно 60 от примерно 65 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 7 0 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 7 5 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 80 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 65 мкм до от примерно 90 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 75 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 80 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 90 мкм мкм, от примерно 70 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 75 мкм до примерно 80 мкм, от примерно 75 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 75 мкм до примерно 90 мкм, от примерно 75 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 75 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 80 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 80 мкм до примерно 90 мкм, от примерно 80 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 80 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 85 мкм до примерно 90 мкм, примерно 85 от примерно 95 мкм, от примерно 85 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 90 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 90 мкм до примерно 100 мкм или примерно 95 мкм м до примерно 100 мкм. В некоторых вариантах исполнения средняя толщина сухой пленки может составлять около 50 мкм, около 60 мкм, около 65 мкм, около 70 мкм, около 75 мкм, около 80 мкм, около 85 мкм, около 90 мкм, около 95 мкм или около 100 мкм.

В некоторых вариантах исполнения средняя толщина сухой пленки может составлять по меньшей мере около 50 мкм, около 60 мкм, около 65 мкм, около 70 мкм, около 75 мкм, около 80 мкм, около 85 мкм, около 90 мкм, около 95 мкм, около 100 мкм или более. В некоторых вариантах исполнения средняя толщина сухой пленки может составлять не более примерно 100 мкм, примерно 95 мкм, примерно 90 мкм, примерно 85 мкм, примерно 80 мкм, примерно 75 мкм, примерно 70 мкм, примерно 65 мкм, примерно 60 мкм, примерно 55 мкм или меньше. В некоторых вариантах исполнения средняя толщина сухой пленки может варьироваться при относительном стандартном отклонении не более 10%. Относительное стандартное отклонение может составлять не более приблизительно 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1% и меньше. Относительное стандартное отклонение может иметь отношение к стандартному отклонению средней толщины сухой пленки. Стандартное отклонение сухой пленки может составлять не более приблизительно 15 μм, приблизительно 14 μм, приблизительно 13 μм, приблизительно 12 μм, приблизительно 11 μм, приблизительно 10 μм, приблизительно 9 μм, приблизительно 8 μм, приблизительно 7 μм, приблизительно 6 μм или приблизительно 5 μм. Стандартное отклонение сухой пленки может составлять приблизительно от 5 μм до приблизительно 15 μм, от приблизительно 5 μм до приблизительно 10 μм или от приблизительно 8 μм до приблизительно 12 μм.

[00214] Элементарные частицы суспензии могут диффундировать в подложку с учетом градиента концентрации. Например, концентрация элементарных частиц в составе суспензии может быть наибольшей на поверхности подложки и может уменьшаться с учетом градиента по глубине подложки. Снижение концентрации может происходить линейно, по параболическому закону или кривой Гаусса, а также в виде их комбинаций. Концентрацию элементарных частиц в составе суспензии можно выбрать на основании заданной толщины слоя из сплава, который необходимо создать на поверхности подложки.

[00215] Элементарные частицы в суспензии могут оказать влияние на способность суспензии прилипать к поверхности подложки. Кроме того, элементарные частицы могут влиять на вязкость суспензии. Более того, элементарные частицы могут влиять на прочность подложки с нанесенной на нее суспензией в необработанном состоянии. Прочность в необработанном состоянии, как правило, означает способность подложки с нанесенной на нее суспензией выдержать машинную или иную обработку до полного затвердевания суспензионного покрытия. Следовательно, элементарные частицы можно выбрать с учетом заданной степени сцепления между суспензионным покрытием и подложкой, заданной вязкости суспензионного покрытия и способности элементарных частиц повышать прочность подложки с суспензионным покрытием в необработанном состоянии.

Кроме того, некоторые галоидные соединения в составе суспензии, содержащие металлы, могут приводить к образованию ржавчины на деталях устройства для нанесения суспензионного покрытия на подложку. Такая коррозия может быть нежелательной. Элементарные частицы могут предотвратить образование пор Киркендаля на границе между суспензионным покрытием и подложкой. После нагрева возможно разложение элементарных частиц на оксиды. Кроме того, после отжига элементарные частицы могут стать инертными. Концентрация различных элементарных частиц может варьироваться.

[00216] Возможна предварительная обработка подложки до нанесения на нее суспензии. Для предварительной обработки подложки можно использовать химические вещества, способные изменить структуру поверхности подложки и улучшить степень сцепления между суспензионным покрытием и поверхностью подложки. К таким химическим веществам можно отнести, к примеру, хроматы и фосфаты.

[00217] На поверхности подложки могут отсутствовать оксиды. Это достигается за счет традиционной технологии травления. На поверхности подложки могут обоснованно отсутствовать органические материалы. На поверхности подложки могут обоснованно отсутствовать органические материалы после обработки имеющимися в наличии средствами для очистки поверхности.

[00218] Во время подготовки подложки допускается добавление или удаление из нее пиннинг-частиц в целях контроля размера зерна подложки. Например, в подложку можно добавить частицы, сдерживающие рост зерен, с тем чтобы сохранить мелкозернистую структуру и создать точки пиннинга. Или же из подложки можно удалить частицы, сдерживающие рост зерен, с тем чтобы зерна увечились в размере и могли обеспечить слоистую структуру для двигателя. Частицы, сдерживающие рост зерен, могут не растворяться при температуре отжига.

[00219] Примерами частиц, сдерживающих рост зерен, служат интерметаллические соединения, нитриды, карбиды, карбонитрид титана, алюминий, ниобий, ванадий и любые их комбинации. Неограничивающими примерами частиц, сдерживающих рост зерен, являются нитрид титана (TiN), карбид титана (TiC) и нитрид алюминия (AlN).

[00220] Суспензионный состав может наноситься или направляться на подложку (ее поверхность) для образования на ней сырой пленки роликом, методом нанесения двухцветного покрытия, центрифугирования, с помощью щелевого штампа, методом полива, лакирования обливом, методом экструзии, окрашивания, окрашивания распылением, с помощью электростатических механизмов, печати (2D-печать, 3D-печать, сеткография, печать рисунка), методом осаждения из парообразного состояния (химическое покрытие паром), электромеханического осаждения, осаждения суспензии, погружением, распылением и любой их комбинацией или любым другим подходящим методом.

[00221] Суспензия может наноситься с помощью ролика. Процесс нанесения покрытия с помощью ролика может начинаться с подготовки подложки. Далее смотанная подложка может подлежать размотке. Далее возможна передача размотанной подложки на роликовые коутеры для нанесения суспензионного состава. Далее роликовые коутеры можно привести в действие таким образом, чтобы размотанная подложка могла пройти через множество роликовых коутеров для нанесения на подложку суспензионного состава. Подложка может подаваться в роликовые коутеры за несколько циклов таким образом, чтобы суспензионное покрытие наносилось на подложку несколько раз. Следовательно, подложка может проходить множество циклов смотки и размотки (изгиба и разгиба).

Подложка может проходить не менее приблизительно 5,10, 15, 20 или более циклов изгиба и разгиба. Подложка может проходить приблизительно 5, 10, 15, или 20 циклов изгиба и разгиба. Подложка (например, подложка с суспензионным покрытием, подложка без покрытия, подложка с одним или несколькими слоями суспензионного покрытия) может подвергаться смотке, деформации и изгибу в отрицательных и положительных направлениях. В зависимости от свойств суспензионного состава может потребоваться нанести на подложку многослойное покрытие. Нанесение на подложку суспензионного состава в несколько слоев возможно для достижения заданной толщины суспензионного покрытия. В каждом слое многослойного покрытия может использоваться различный суспензионный состав. Суспензионный состав может наноситься таким образом, чтобы на подложке появился рисунок. Например, рисунок может быть в виде сетки, полос, точек, следов сварки или любых их комбинаций. Многослойные покрытия на одной и той же подложке могут образовать двухцветное покрытие на подложке.

[00222] Суспензионный состав может обладать набором свойств, которые могут обеспечить стойкость суспензионного покрытия во время смотки и размотки. Суспензионный состав может обладать устойчивостью против расслоения и оставаться на подложке во время смотки и/или размотки. Смотка может выполняться для получения рулона металла из подложки с суспензионным покрытием. Смотка и размотка могут выполняться для того, чтобы подложка с суспензионным покрытием прошла через множество роликов для нанесения покрытий. Суспензионное покрытие может обладать прочностью в необработанном состоянии, при которой оно способно выдерживать множество (не менее приблизительно 5, 10, 15 или 20) циклов изгиба и разгиба. Прочность в необработанном состоянии, как правило, означает способность подложки с нанесенным на нее металлсодержащим слоем выдержать машинную или иную обработку до полного затвердевания металлсодержащего слоя. Прочность суспензии в необработанном состоянии может быть достаточной для того, чтобы суспензия могла выдержать процедуру нанесения покрытия роликом таким образом, чтобы подложка с нанесенной на нее суспензией не подвергалась разрушению. Например, сухая пленка суспензии, высушенной после нанесения роликом (например, в сушильной печи), может обладать прочностью в сыром состоянии, которая позволяет пленке выдержать усилие, прилагаемое для деформации пленки (не менее 5, 10, 15 или 20 раз) дугой диаметром приблизительно 20 дюймов. Прочность сухой пленки суспензии в необработанном состоянии в дальнейшем может позволить пленке пройти испытание методом клейкой ленты с использованием небольшого количества порошка. В некоторых вариантах исполнения сухая пленка обладает прочностью в необработанном состоянии, при которой она способна выдержать деформацию дугой диаметром 20 дюймов 20 раз (в положительном и отрицательном направлении), а также пройти испытание клейкой лентой с использованием небольшого количества порошка и/или (2) способна выдержать процесс нанесения покрытий роликом на высокой скорости.

[00223] Суспензионное покрытие может обладать прочностью сцепления с подложкой, при которой оно способно выдерживать множество (не менее приблизительно 5, 10, 15 или 20) циклов изгиба и разгиба. Суспензионное покрытие может иметь такую структуру, при которой оно способно выдержать процесс нанесения роликом на высокой скорости. Стойкое суспензионное покрытие может выдержать достаточно плотную смотку при небольшом радиусе изгиба. В качестве примера, не имеющего ограничительного характера, суспензионное покрытие способно выдержать не менее 4 циклов изгиба и/или деформации в положительном и отрицательном направлении вокруг одного или нескольких барабанов (роликов коутеров) диаметром приблизительно 4 дюйма без каких-либо признаков расслоения суспензии на поверхности подложки. В некоторых вариантах исполнения подложка может подлежать очистке и/или удалению каких-либо остаточных материалов до нанесения суспензии.

[00224] Способ, рассматриваемый в данной работе, может также включать нанесение на поверхность подложки блокирующего слоя с блокирующим составом, который может предотвратить введение легирующей присадки в подложку и/или ее соединение с подложкой. В состав блокирующего слоя могут входить инертные частицы (например, оксиды инертного металла). Блокирующий слой может наноситься или направляться на подложку (ее поверхность) роликом, методом нанесения двухцветного покрытия, центрифугирования, с помощью щелевого штампа, методом полива, лакирования обливом, методом экструзии, окрашивания, окрашивания распылением, с помощью электростатических механизмов, печати (2D-печать, 3D-печать, сеткография, печать рисунка), методом осаждения из парообразного состояния (химическое покрытие паром), электромеханического осаждения, осаждения суспензии, погружением, распылением и любой их комбинацией или любым другим подходящим методом. Блокирующий слой может наноситься до нанесения на подложку (ее поверхность) суспензии. Блокирующий слой может наноситься таким образом, чтобы на подложке (ее поверхности) появился рисунок. Например, рисунок может быть в виде сетки, полос, точек, следов сварки или любых их комбинаций. Несколько слоев блокирующего состава на одной и той же подложке могут образовать двухцветное покрытие на подложке.

[00225] Суспензию можно наносить на подложку, подвергать осаждению или отжигу. Суспензия может наноситься методом осаждения при температуре приблизительно 0°С, 25°С, 50°С, 75°С, 100°С, 200°С, 300°С, 400°С, 500°С, 600°С, 700°С, 800°С, 900°С или 1000°С или в температурном диапазоне (включительно) между любыми двумя из вышеперечисленных значений. Суспензия может наноситься методом осаждения при температуре не менее приблизительно 0°С, 25°С, 50°С, 75°С, 100°С, 200°С, 300°С, 400°С, 500°С, 600°С, 700°С, 800°С, 900°С или 1000°С и выше.

Суспензия может наноситься методом осаждения при температуре не более приблизительно 1000°С, 900°С, 800°С, 700°С, 600°С, 500°С, 400°С, 300°С, 200°С, 100°С, 75°С, 50°С, 25°С или не более приблизительно 0°С и ниже. Суспензия может наноситься методом осаждения при температуре от приблизительно 0°С до 1000°С. Суспензия может наноситься методом осаждения при температуре от приблизительно 10°С до 100°С. Суспензия может наноситься методом осаждения при температуре от приблизительно 100°С до 500°С. Суспензия может наноситься методом осаждения при температуре от приблизительно 500°С до 1000°С.

[00226] Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере с относительной влажностью приблизительно 0%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% или приблизительно 99% или с относительной влажностью в диапазоне (включительно) между любыми двумя из вышеперечисленных значений.

Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере с относительной влажностью не менее приблизительно 0%, 5%, 0%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% или не менее приблизительно 95% и выше. Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере с относительной влажностью не более приблизительно 99%, 95%, 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10% или не более приблизительно 5% и ниже. Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере с относительной влажностью от приблизительно 0% до приблизительно 10%, от приблизительно 10% до приблизительно 99%, от приблизительно 10% до приблизительно 50% или от приблизительно 50% до приблизительно 99%. Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере с абсолютной влажностью не менее приблизительно 0,5 торр, 1 торр, 2 торр, 5 торр, 10 торр, 20 торр, 50 торр, 100 торр, 250 торр или не менее приблизительно 500 торр и выше. Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере с абсолютной влажностью не более приблизительно 760 торр, 500 торр, 250 торр, 100 торр, 50 торр, 20 торр, 10 торр, 5 торр, 2 торр, 1 торр или 0,5 торр и ниже. Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере с абсолютной влажностью от приблизительно 0,5 торр до приблизительно 760 торр, от приблизительно 1 торр до приблизительно 200 торр или от приблизительно 10 торр до приблизительно 500 торр. В некоторых вариантах исполнения относительная влажность составляет приблизительно 50% во время осаждения суспензионного состава.

[00227] Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере, в которой уровень кислорода составляет не менее приблизительно 0,001 торр, 0,01 торр, 0,05 торр, 0,1 торр, 0,5 торр, 1 торр, 2 торр, 5 торр, 10 торр или более приблизительно 20 торр и выше. Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере, в которой уровень кислорода составляет не более приблизительно 20 торр, 10 торр, 5 торр, 2 торр, 1 торр, 0,5 торр, 0,1 торр, 0,05 торр, 0,01 торр, 0,005 торр или 0,001 торр и ниже. Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере, в которой уровень кислорода составляет от приблизительно 0,001 торр до приблизительно 20 торр, от приблизительно 0,001 торр до приблизительно 0,1 торр, от приблизительно 0,1 торр до приблизительно 10 торр, от приблизительно 0,01 торр до приблизительно 0,2 торр или от приблизительно 0,2 торр до приблизительно 20 торр. Сушка суспензии на подложке может осуществляться в условиях окружающей среды.

[00228] Отжиг суспензии на подложке может происходить в атмосфере с низким уровнем кислорода, а именно не более приблизительно 0,5 торр, 0,1 торр, 0,05 торр, 0,01 торр, 0,005 торр или 0,001 торр и ниже. Отжиг суспензии на подложке может происходить в атмосфере, в которой уровень кислорода составляет более приблизительно 0,001 торр, 0,005 торр, 0,01 торр, 0,05 торр, 0,1 торр или более 0,5 торр и выше. Отжиг суспензии на подложке может происходить в атмосфере, в которой уровень кислорода составляет от приблизительно 0,001 торр до приблизительно 0,5 торр, от приблизительно 0,001 торр до приблизительно 0,01 торр, от приблизительно 0,01 торр до приблизительно 0,1 торр, от приблизительно 0,005 торр до приблизительно 0,05 торр или от приблизительно 0,05 торр до приблизительно 0,5 торр.

[00229] Сушка суспензионного покрытия (мокрой пленки) для получения сухой пленки может происходить в атмосфере, в которой уровень водорода составляет более приблизительно 0,001 торр, 0,005 торр, 0,01 торр, 0,05 торр или более приблизительно 0,1 и выше.

Сушка суспензионного покрытия (мокрой пленки) на подложке может происходить в атмосфере, в которой уровень водорода составляет менее или приблизительно 0,1 торр, 0,05 торр, 0,01 торр, 0,005 торр или 0,001 и ниже. Отжиг легирующей присадки в суспензионном покрытии, нанесенном на подложку, может происходить в атмосфере, в которой содержится чистый водород, чистый аргон или смесь водорода и аргона.

[00230] После нанесения на подложку суспензии растворитель в суспензионном составе можно удалить путем нагрева, выпаривания, вакуумирования или с помощью любой их комбинации. После удаления растворителя возможна перемотка подложки. После осаждения и перед отжигом возможна выдержка или хранение подложки с суспензионным покрытием под действием вакуума или при атмосферных условиях. Это действие выполняется до начала отжига и может использоваться для удаления с покрытия остаточных примесей, например, растворителя или связующего вещества, которые остались после его нанесения. Выдержка может длиться приблизительно 10 секунд, 20 секунд, 30 секунд, 40 секунд, 50 секунд, 1 минуту, 2 минуты, 3 минуты, 4 минуты или 5 минут. Выдержка может длиться не менее приблизительно 10 секунд, 20 секунд, 30 секунд, 40 секунд, 50 секунд, 1 минуты, 2 минут, 3 минут, 4 минут или 5 минут и больше.

Выдержка может длиться не более приблизительно 5 минут, 4 минут, 3 минут, 2 минут, 1 минуты, 50 секунд, 40 секунд, 30 секунд, 20 секунд или не более приблизительно 10 секунд и меньше. Периодом выдержки может считаться время между нанесением покрытия и отжигом, а также промежуток времени, необходимый для транспортировки изделия с покрытием до установки или оборудования для термической обработки. Например, выдержка может длиться приблизительно 10 секунд, приблизительно 30 секунд, приблизительно 1 минуту, приблизительно 2 минуты, приблизительно 3 минуты, приблизительно 4 минуты или приблизительно 5 минут. Температура выдержки может составлять приблизительно 50°С, 75°С, 100°С, 125°С, 150°С, 175°С, 200°С, 225°С, 250°С, 275°С или приблизительно 300°С или находиться в диапазоне (включительно) между любыми двумя из вышеперечисленных значений. Температура выдержки может составлять не менее приблизительно 50°С, 75°С, 100°С, 125°С, 150°С, 175°С, 200°С, 225°С, 250°С, 275°С или не менее приблизительно 300°С и выше.

Температура инкубации может составлять не более 300°С, 275°С, 250°С, 225°С, 200°С, 175°С, 150°С, 125°С, 100°С, 75°С, или не превышать 50°С или менее. Температура инкубации может находиться в диапазоне от приблизительно 50°С до около 300°С. Например, температура инкубации может быть выше около 50°С, около 75°С, около 100°С, около 125°С, около 150°С, около 175°С, около 200°С, около 225°С, около 250°С, около 275°С, или около 300°С и выше. Температура инкубации может составлять от приблизительно 50°С до около 300°С, от 50°С до примерно 100°С, от 100°С до около 100°С или от 100°С до примерно 300°С. После инкубации и перед отжигом сухую пленку суспензии на подложке можно поддерживать в условиях вакуума. Покрытие может быть сухим на ощупь сразу же после этапа сушки, следующего за нанесением покрытия роликом. Поглощенная вода или другие загрязняющие вещества могут попасть в покрытие в любое время между нанесением покрытия роликом и отжигом.

[00231] Пространственно-сегрегированный сплав может быть нанесен на поверхность металлической подложки с использованием легирующего металла, который был получен на месте из его оксида металла посредством реакции металлотермического восстановления. Реакция металлотермического восстановления возникает, когда термодинамически менее стабильный оксид металла взаимодействует с агентом металла-восстановителя, который формирует термодинамически более стабильный оксид металла. Агент металла-восстановителя может включать любые элементарные частицы, включая железо, хром, никель, кремний, ванадий, титан, бор, вольфрам, алюминий, молибден, кобальт, марганец, цирконий, ниобий и их комбинации.

[00232] В некоторых вариантах осуществления металлотермическое восстановление может быть запущено или усилено активатором переноса (подвижности) металла. Восстанавливающее соединение металла может быть выбрано таким образом, чтобы его свободная энергия Гиббса образования соответствующего оксида металла была относительно большой (например образование оксида алюминия из алюминия). Такие восстанавливающие металлы могут служить эффективными поглотителями кислорода и воды, тем самым устраняя окисляющие частицы, которые препятствуют прямой реакции оксида металла с соединением-активатором. Пример общей реакции металлотермического восстановления может включать реакцию оксида хрома с металлическим алюминием, такую как:

при этом вышеописанная реакция может служить причиной осаждения хрома на поверхности подложки. Использование оксидов металлов в качестве исходного материала для осаждения может исключить использование в реакции дополнительных инертных порошков, которые действуют как каркасы для диффузионного легирования (насыщения) и как сепараторы для легирующих металлических порошков в процессах спекания. Количество дефектов диффузионного легирования можно снизить, например, путем введения порошка вторичного элемента или легирования восстанавливающего элемента частицами, повышающими температуру плавления восстанавливающего элемента до температуры, превышающей температуру, используемую для осаждения. Образовавшийся в результате реакции металла-восстановителя оксид металла проще удалить в процессе очистки после термической обработки. Пространственно-сегрегированный сплав может содержать легирующий агент на детали, изготавливаемой сразу в окончательной форме, например, на внутреннем диаметре металлических труб, стержнях, проволоке и др.

[00233] Состав суспензии на поверхности подложки может содержать легирующий агент, нанесенный на поверхность подложки. Суспензия может содержать порошок оксида металла, агент металла-восстановителя, вещества-предшественника галоидного соединения или растворителя. Суспензия, содержащая порошок оксида металла, может быть оптимизирована по своим химическим и реологическим свойствам. Повышенный реологический контроль может обеспечить более однородное покрытие, включая подавление нежелательных реологических эффектов, таких как ребристость, каскады или другие дефекты, а также увеличение поверхностного покрытия на поверхности подложки, и может привести к увеличению расхода используемого металла. Состав суспензии может быть скорректирован на основании, по меньшей мере, относительных концентраций компонентов, размера частиц компонентов, рН, ионной силы, снижения седиментации, предела текучести суспензии, вязкости суспензии и любых других свойств, которые могут повлиять на характеристики суспензии как осадителя легирующего агента на поверхность подложки.

[00234] Пары оксидов металлов и агентов металлов-восстановителей могут быть выбраны с опорой на высокое значение свободной энергии Гиббса образования для реакции металлотермического восстановления между оксидом металла и агентом металла-восстановителя. В некоторых случаях между оксидом металла и агентом металла-восстановителя может возникнуть спонтанная реакция металлотермического восстановления. Реакция металлотермического восстановления может иметь свободную энергию Гиббса образования по меньшей мере около -50 кДж, -100 кДж, -150 кДж, -200 кДж, -250 кДж, -300 кДж, -350 кДж, -400 кДж, -450 кДж. кДж, -500 кДж, -550 кДж, -600 кДж, -650 кДж, -700 кДж, -750 кДж, -800 кДж, -850 кДж, -900 кДж, -950 кДж, -1000 кДж или более приблизительно -1000 кДж. Реакция металлотермического восстановления может иметь свободную энергию Гиббса образования не более примерно -1000 кДж, -950 кДж, -900 кДж, -850 кДж, -800 кДж, -750 кДж, -700 кДж, -650 кДж, -600 кДж, -550 кДж, -500 кДж, -450 кДж, -400 кДж, - 350 кДж, -300 кДж, -250 кДж, -200 кДж, -150 кДж, -100 кДж, - 50 кДж или менее приблизительно -50 кДж. Реакция металлотермического восстановления может иметь свободную энергию Гиббса образования в диапазонах от приблизительно -50 кДж до около - 1000 кДж, от -50 кДж до около -500 кДж или от приблизительно -500 кДж до около -1000 кДж. Металлические рулоны и связанные с ними методики

[00235] В настоящем документе также рассматривается рулон металла из множества витков с вышеописанным суспензионным покрытием, например, где состав диффузионного легирования, как описано выше, находится в промежутках между многочисленными витками рулона. В некоторых вариантах рулон металла представляет собой рулон металла спиральной намотки.

[00236] Также в настоящем документе рассматривается рулон металла из множества витков, который включает в себя первый виток металла, соседствующий с ним второй виток и вышеописанное суспензионное покрытие, например, состав диффузионного легирования, который располагается между первым и вторым витками металла.

[00237] В настоящей публикации приводятся способы формирования рулона металла. Состав суспензии может быть нанесен на подложку (на ее поверхность) с целью получения металлической подложки с покрытием. После этого металлическую подложку с покрытием сворачивают (в витки), формируя рулон металла. Рулон металла может быть подвержен отжигу с целью получения диффузионно-легированного рулона металла. Рулон металла (например, рулон спиральной намотки) может сворачиваться из множества витков металла; рулон металла может включать в себя первый виток металла, соседствующий с ним второй виток металла и суспензионное покрытие (например, состав диффузионного легирования), которое располагается между первым и вторым витками металла.

[00238] Подложка с суспензионным покрытием может сворачиваться (в витки) для формирования рулона металла (например, рулона металла спиральной намотки). Рулон металла может состоять из множества витков металла. ФИГ. 6 приводится пример рулона металла с уложенной в витки подложкой 601 и суспензионным покрытием 603. Суспензионное покрытие 603 может располагаться в промежутке (например, 602) между двумя витками свернутой подложки (например, 601 а и 602b). Суспензионное покрытие 603 может закладываться между двумя или более витками (например, 601 а и 601b) подложки в рулоне металла.

[00239] Расстояние между витками в металлическом рулоне может быть расстоянием между двумя последовательными витками подложки в металлическом рулоне. Например, на ФИГ. 6 расстояние 602 между витками 601а и 601 b подложки может быть примерным расстоянием между витками в металлическом рулоне 600, Расстояние между витками рулона металла может не более чем в 1,5 раза (например, менее чем в 1,2 раза) превышать среднюю толщину сухой пленки суспензионного покрытия. Расстояние между витками рулона металла может не более чем в около 1,4 раза, около 1,3 раза, около 1,2 раза, около 1,1 раза, около 1,0 раза, около 0,9 раза, около 0,8 раза или около 0,7 раза превышать среднюю толщину сухой пленки суспензионного покрытия.

[00240] Расстояние между витками в металлическом рулоне может составлять от около 85 мкм до приблизительно 350 мкм. В некоторых вариантах исполнения расстояние между витками в металлическом рулоне может составлять от примерно 85 мкм до примерно 90 мкм, от примерно 85 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 85 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 85 мкм до примерно 200 мкм, примерно от 85 мкм до примерно 250 мкм, от примерно 85 мкм до примерно 350 мкм, от примерно 90 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 90 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 90 мкм до примерно 200 мкм, от примерно 90 мкм до примерно 250 мкм, примерно 90 мкм до примерно 350 мкм, от примерно 100 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 100 мкм до примерно 200 мкм, от примерно 100 мкм до примерно 250 мкм, от примерно 100 мкм до примерно 350 мкм, от примерно 150 мкм до примерно 200 мкм, от примерно 150 мкм до примерно 250 мкм, от примерно 150 мкм до примерно 350 мкм, от примерно 200 мкм до примерно 250 мкм, от примерно 200 мкм до примерно 350 мкм или от примерно 250 мкм до примерно 350 мкм. В некоторых вариантах исполнения расстояние между витками в металлическом рулоне может составлять около 85 мкм, около 90 мкм, около 100 мкм, около 150 мкм, около 200 мкм, около 250 мкм или около 350 мкм. В некоторых вариантах исполнения расстояние между витками в металлическом рулоне может составлять по меньшей мере около 85 мкм, около 90 мкм, около 100 мкм, около 150 мкм, около 200 мкм, около 250 мкм, около 350 мкм или более. В некоторых вариантах исполнения расстояние между витками в металлическом рулоне может составлять не более примерно 350 мкм, примерно 250 мкм, примерно 200 мкм, примерно 150 мкм, примерно 100 мкм, примерно 90 мкм, примерно 85 мкм или меньше.

[00241] В некоторых вариантах исполнения рулон металла может состоять из множества витков металла, включающих первый виток металла и соседствующий с ним второй виток металла рулона. В некоторых вариантах исполнения первый виток металла может иметь первую боковую поверхность, обращенную ко второму витку металла, а второй виток металла может иметь вторую боковую поверхность, обращенную к первому витку металла. Расстояние (например, среднее расстояние или кратчайшее расстояние) вдоль радиальной линии рулона металла между первой и второй боковыми поверхностями может составлять от около 60 микрометров (мкм) (где 1 микрометр=10^-6 метров) до приблизительно 120 мкм. В некоторых вариантах исполнения это расстояние может составлять от около 60 мкм до приблизительно 100 мкм. В некоторых вариантах исполнения расстояние может составлять от примерно 60 мкм до примерно 65 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 70 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 75 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 80 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 90 мкм, примерно 60 от примерно 65 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 70 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 75 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 80 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 65 мкм до от примерно 90 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 75 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 80 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 90 мкм мкм, от примерно 70 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 75 мкм до примерно 80 мкм, от примерно 75 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 75 мкм до примерно 90 мкм, от примерно 75 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 75 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 80 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 80 мкм до примерно 90 мкм, от примерно 80 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 80 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 85 мкм до примерно 90 мкм, примерно 85 от примерно 95 мкм, от примерно 85 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 90 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 90 мкм до примерно 100 мкм или примерно 95 мкм м до примерно 100 мкм. В некоторых вариантах исполнения расстояние может составлять около 60 мкм, около 65 мкм, около 70 мкм, около 75 мкм, около 80 мкм, около 85 мкм, около 90 мкм, около 95 мкм или около 100 мкм. В некоторых вариантах исполнения расстояние может составлять по меньшей мере около 60 мкм, около 65 мкм, около 70 мкм, около 75 мкм, около 80 мкм, около 85 мкм, около 90 мкм, около 95 мкм, около 100 мкм или более. В некоторых вариантах исполнения расстояние может составлять не более примерно 100 мкм, примерно 95 мкм, примерно 90 мкм, примерно 85 мкм, примерно 80 мкм, примерно 75 мкм, примерно 70 мкм, примерно 65 мкм, примерно 60 мкм или меньше.

[00242] Подложка с суспензионным покрытием может наматываться (в витки) при определенной температуре намотки. Температура намотки может повышать способность подложки с суспензионным покрытием к деформации, тем самым уменьшая усилие, требуемое для намотки (в витки) подложки с суспензионным покрытием с целью получения рулона металла и/или для предотвращения отслоения суспензии от поверхности подложки. Температура намотки может составлять от около 10 градусов Цельсия (°С) до приблизительно 200°С. Температура намотки может составлять от примерно 10°С до примерно 30°С, от примерно 10°С до примерно 50°С, от примерно 10°С до примерно 70°С, от примерно 10°С до примерно 90°С, от примерно 10°С до примерно 110°С, от примерно 10°С до примерно 140°С, от около 10 °С до около 170°С, от около 10°С до около 200°С, от около 30°С до около 50°С, от примерно 30°С до примерно 70°С, от примерно 30°С до примерно 90°С, от примерно 30°С до примерно 110°С, примерно от 30°С до 140°С, от 30°С до 170°С, от 30°С до 200°С, от 50°С до 70°С, от 50°С до 90°С, от 50°С до 110°С, около 50°С до около 140°С, от около 50°С до около 170°С, от около 50°С до около 200°С, от около 70°С до около 90°С, от около 70 °С до около 110°С, от около 70°С до около 140°С, от около 70°С до около 170°С, от 70 до 200°С, от 90 до 110°С, от 90 до 140°С, от 90 до 170°С, от 90 до 200°С, от 110 до 140°С, от примерно 110°С до примерно 170°С, от примерно 110°С до примерно 200°С, от примерно 140°С до примерно 170°С, от примерно 140°С до примерно 200°С или от примерно 170°С до примерно 200°С. Температура намотки может составлять около 10°С, около 30°С, около 50°С, около 70°С, около 90°С, около 110°С, около 140°С, около 170°С или около 200°С. Температура намотки может составлять по меньшей мере около 10°С, около 30°С, около 50°С, около 70°С, около 90°С, около 110°С, около 140°С, около 170°С, около 200°С или выше. Температура намотки может составлять по меньшей мере около 170°С, около 140°С, около 110°С, около 90°С, около 70°С, около 50°С, около 30°С, около 10°С или меньше.

[00243] Подложка, покрытая суспензией, может иметь прочное покрытие, которое по существу предотвращает отслоение суспензии от поверхности подложки. Суспензионное покрытие может иметь прочное покрытие и не демонстрировать значительного отслоения во время или после намотки металла в рулон. Суспензионное покрытие может быть прочным даже при относительно низких температурах намотки.

[00244] Суспензионное покрытие (например, пленка), наносимое на подложку, может содержать влажную суспензионную смесь, содержащую растворитель (например, воду или спирт (например, спирт С₁-С₁₂, такие как спирты C₁-G₆))). Растворитель может быть удален из суспензии после нанесения суспензионного покрытия на подложку с образованием сухого суспензионного покрытия (например, сухой пленки). Для удаления растворителя из суспензии после нанесения суспензии на поверхность подложки влажное суспензионное покрытие (например, мокрая пленка) может быть подвергнуто сушке с использованием тепла или отрицательного давления (например, вакуума) или их комбинации.

[00245] Толщина мокрой пленки суспензионного состава, наносимой на поверхность подложки, может составлять от около 50 микрометров (мкм) (где 1 микрометр=10^-6 метров) до приблизительно 500 мкм. Мокрая пленка может иметь толщину от около 50 мкм до около 450 мкм, от около 50 мкм до около 400 мкм, от около 50 мкм до около 350 мкм, от около 50 мкм до около 300 мкм, от около 50 мкм до около 300 мкм, от около 100 мкм до около 250 мкм, от около 100 мкм до около 500 мкм, от около 100 мкм до около 400 мкм, от около 100 мкм до около 300 мкм, от около 150 мкм до около 300 мкм. Влажная пленка может иметь толщину от примерно 50 мкм до примерно 210 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 200 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 160 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 165 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 50 мкм. от примерно 50 мкм до примерно 170 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 175 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 177 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 180 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 185 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 190 мкм, от примерно 210 мкм до от примерно 200 мкм, от примерно 210 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 210 мкм до примерно 160 мкм, от примерно 210 мкм до примерно 165 мкм, от примерно 210 мкм до примерно 170 мкм, от примерно 210 мкм до примерно 175 мкм, от примерно 210 мкм до примерно 177 мкм, от примерно 210 мкм до примерно 180 мкм, от примерно 210 мкм до примерно 185 мкм, от примерно 210 мкм до примерно 190 мкм, от примерно 200 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 200 мкм до примерно 160 мкм, от примерно 200 мкм до примерно 165 мкм, от примерно 200 мкм до примерно 170 мкм, от примерно 200 мкм до примерно 175 мкм, от примерно 200 мкм до примерно 177 мкм, от примерно 200 мкм до примерно 180 мкм, от примерно 200 мкм до примерно 185 мкм, от примерно 200 мкм до примерно 190 мкм, примерно 150 мкм от примерно 160 мкм, от примерно 150 мкм до примерно 165 мкм, от примерно 150 мкм до от примерно 170 мкм, от примерно 150 мкм до примерно 175 мкм, от примерно 150 мкм до примерно 177 мкм, от примерно 150 мкм до примерно 180 мкм, от примерно 150 мкм до примерно 185 мкм, от примерно 150 мкм до примерно 190 мкм, от примерно 160 мкм до примерно 165 мкм мкм, от примерно 160 мкм до примерно 170 мкм, от примерно 160 мкм до примерно 175 мкм, от примерно 160 мкм до примерно 177 мкм, от примерно 160 мкм до примерно 180 мкм, от примерно 160 мкм до примерно 185 мкм, от примерно 160 мкм до примерно 190 мкм, от примерно 165 мкм до примерно 170 мкм, от примерно 165 мкм до примерно 175 мкм, от примерно 165 мкм до примерно 177 мкм, от примерно 165 мкм до примерно 180 мкм, от примерно 165 мкм до примерно 185 мкм, от примерно 165 мкм до примерно 190 мкм, примерно 170 от примерно 170 мкм до примерно 175 мкм, от примерно 170 мкм до примерно 177 мкм, от примерно 170 мкм до примерно 180 мкм, от примерно 170 мкм до примерно 185 мкм, от примерно 170 мкм до примерно 190 мкм, от примерно 175 мкм до примерно 177 мкм, от примерно 175 мкм до от примерно 180 мкм, от примерно 175 мкм до примерно 185 мкм, от примерно 175 мкм до примерно 190 мкм, от примерно 177 мкм до примерно 180 мкм, от примерно 177 мкм до примерно 185 мкм, от примерно 177 мкм до примерно 190 мкм, от примерно 180 мкм до примерно 185 мкм мкм, от примерно 180 мкм до примерно 190 мкм или от примерно 185 мкм до примерно 190 мкм. Мокрая пленка может иметь толщину около 50 мкм, около 210 мкм, около 200 мкм, около 150 мкм, около 160 мкм, около 165 мкм, около 170 мкм, около 175 мкм, около 177 мкм, около 180 мкм, около 185 мкм, около 190 мкм, около 300 мкм или около 500 мкм. Мокрая пленка может иметь толщину по меньшей мере примерно 50 мкм, примерно 150 мкм, примерно 160 мкм, примерно 165 мкм, примерно 170 мкм, примерно 175 мкм, примерно 177 мкм, примерно 180 мкм, примерно 185 мкм, примерно 190 мкм, примерно 195 мкм, примерно 210 мкм, примерно 200 мкм, примерно 300 мкм, примерно 500 мкм или более. Мокрая пленка может иметь толщину около 500 мкм, около 300 мкм, около 210 мкм, около 200 мкм, около 195 мкм, около 190 мкм, до примерно 185 мкм, от примерно 180 мкм до примерно 177 мкм, от примерно 175 мкм до примерно 170 мкм, от примерно 165 мкм до примерно 160 мкм, около 150 мкм, около 50 мкм или больше. Толщина мокрой пленки состава суспензии, нанесенного на поверхность подложки, может (не обязательно) иметь относительное стандартное отклонение 10% или менее (например, стандартное отклонение около 15 мкм или менее, около 10 мкм или менее или около 8 мкм или менее).

[00246] Мокрая пленка состава суспензии, нанесенная на поверхность подложки, может быть высушена для образования сухой пленки. Толщина сухой пленки на подложке может составлять от примерно 50 микрометров (мкм) (где 1 микрометр=10^-6 метров) до примерно 250 мкм. Толщина сухой пленки на подложке может составлять от примерно 50 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 60 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 65 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 70 мкм. мкм, от примерно 50 мкм до примерно 75 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 77 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 80 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 83 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 90 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 65 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 70 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 75 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 77 мкм, примерно 60 от примерно 60 мкм до примерно 80 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 83 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 90 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 60 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 65 мкм до от примерно 70 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 75 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 77 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 80 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 83 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 90 мкм мкм, от примерно 65 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 75 мкм, примерно 70 мкм t о от примерно 77 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 80 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 83 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 90 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 75 мкм до примерно 77 мкм, от примерно 75 мкм до примерно 80 мкм, от примерно 75 мкм до примерно 83 мкм, от примерно 75 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 75 мкм до примерно 90 мкм, от примерно 75 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 75 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 77 мкм до примерно 80 мкм, от примерно 77 мкм до примерно 83 мкм, от примерно 77 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 77 мкм до примерно 90 мкм, от примерно 77 мкм до примерно 95 мкм, примерно от 77 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 80 мкм до примерно 83 мкм, от примерно 80 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 80 мкм до примерно 90 мкм, от примерно 80 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 80 мкм до примерно 150 мкм, примерно 83 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 83 мкм до примерно 90 мкм, от примерно 83 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 83 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 85 мкм до примерно 90 мкм, от примерно 85 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 85 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 90 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 90 мкм до примерно 150 мкм или от примерно 95 мкм до примерно 150 мкм. Толщина сухой пленки на подложке может составлять около 50 мкм, около 60 мкм, около 65 мкм, около 70 мкм, около 75 мкм, около 77 мкм, около 80 мкм, около 83 мкм, около 85 мкм, около 90 мкм, около 95 мкм, около 150 мкм, около 200 мкм или около 250 мкм. Толщина сухой пленки на подложке может составлять по меньшей мере примерно 50 мкм, примерно 60 мкм, примерно 65 мкм, примерно 70 мкм, примерно 75 мкм, примерно 77 мкм, примерно 80 мкм, примерно 83 мкм, примерно 85 мкм, примерно 90 мкм, примерно 95 мкм, примерно 150 мкм, примерно 200 мкм, примерно 250 мкм. Толщина сухой пленки на подложке может составлять не более около 250 мкм, около 200 мкм, около 150 мкм, около 95 мкм, около 90 мкм, около 85 мкм, около 83 мкм, около 80 мкм, около 77 мкм, около 75 мкм, около 70 мкм, около 65 мкм, около 60 мкм, около 50 мкм или меньше. Толщина сухой пленки состава суспензии, нанесенного на поверхность подложки, может (не обязательно) иметь относительное стандартное отклонение 10% или менее (например, стандартное отклонение около 15 мкм или менее, около 10 мкм или менее или около 8 мкм или менее). Толщина сухой пленки на подложке (не обязательно) может иметь относительное стандартное отклонение не более 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1% или меньше. Толщина сухой пленки на подложке (не обязательно) может иметь стандартное отклонение максимум примерно 15 мкм, 14 мкм, 12 мкм, 10 мкм, 98 мкм, 76 мкм, 54 мкм, 3 мкм, 2 мкм, 1 мкм или меньше.

[00247] Предложен также способ формирования металлического рулона, описанный выше, и этот способ включает: (а) приведение в контакт или покрытие металлической подложки, как описано выше, составом суспензии с целью получения металлической подложки с покрытием, которая, кроме прочего, состоит из суспензионного покрытия (например, пленки), находящегося в контакте с- и по меньшей мере частично покрывающего поверхность металлической подложки, а состав суспензии и покрытие содержат, как было сказано выше, легирующий агент; и (b) наматывание металлической подложки с покрытием на обмотку для формирования рулона металла, состоящего из множества витков, с суспензионным покрытием, располагающимся между многочисленными витками. В некоторых вариантах исполнения термин «намотка» включает в себя: сматывание в бухту или бунт, гибку, многократный изгиб и перемотку (повторное сматывание в рулон). В некоторых вариантах исполнения намотка осуществляется при температуре от примерно 10°С до примерно 200°С, от примерно 10°С до примерно 100°С или от примерно 100°С до примерно 200°С. В некоторых вариантах способа формирования рулона металла, этап (b) включает в себя пропускание металлической подложки с покрытием через множество валков, которые (например, все вместе) подвергают металлическую подложку с покрытием множественным циклам изгибов и разгибаний. В некоторых вариантах исполнения металлическая подложка с покрытием подвергается по меньшей мере примерно 5, 10, 15 или 20 циклам изгиба и разгибания.

[00248] В некоторых вариантах исполнения способ формирования рулона металла дополнительно включает помещение металлического рулона в условия легирующей атмосферы, в которую диффундирует легирующий элемент. Легирующий элемент сплавляется с двумя соседними витками металла из общего множества витков, и таким образом получается диффузионно-легированный рулон металла.

Диффузионное легирование

[00249] В настоящей публикации представлены способы формирования рулонов из диффузионно-легированного металла путем отжига рулона металла, включающего подложку с суспензионным покрытием, в условиях отжига, достаточных для диффузии легирующего агента (например, элемента(ов) или видов элементарных частиц) из суспензии в подложку. Условия отжига могут включать температуру отжига (или температуру сплавления) и/или атмосферу отжига (или атмосферу сплавления) (например, содержащую газ-восстановитель, такой как водород).

[00250] Легирующий агент (например, элемент), который способен к диффузии и сплавлению с первым и вторым витками металла с образованием (i) первого диффузионного слоя, металлургически связанного по меньшей мере частично с первым витком металла, и (ii) второго диффузионного слоя, металлургически связанного по меньшей мере частично со вторым витком металла.

[00251] Подложка с суспензионным покрытием, как описано в настоящем документе, может быть повторно смотана в рулон перед отжигом. Подложку с суспензионным покрытием можно поместить в ретортную печь и подвергнуть воздействию контролируемой атмосферы во время термообработки. Воду можно удалить. Для введения водорода между витками металла может быть использован вакуум. Процесс отжига может осуществляться по процедуре отжига тугосмотанного или же слабосмотанного рулона. Отжиг подложки со слоем суспензионного покрытия позволяет элементам суспензии диффундировать в подложку или через нее. В процессе отжига менее, чем около 100% масс., 90% масс., 80% масс., 70% масс., 60% масс., 50% масс., 40% масс., 30% масс., 20% масс., 10% масс. или 5% масс., или меньше элементарных частиц могут диффундировать в подложку. В процессе отжига по меньшей мере около 5% масс., 10% масс., 20% масс., 30% масс., 40% масс., 50% масс., 60% масс., 70% масс., 80% масс., или 90% масс., элементарных частиц могут диффундировать в / на подложку. Определенные условия процесса могут привести к тому, что приблизительно 1-5% частиц элементов диффундируют из покрытия в подложку. Диффузии элементарных частиц на подложку может способствовать компонент в слое суспензии. Процесс отжига может быть непрерывным. Процесс отжига может осуществляться с перерывами. Подложка с суспензионным покрытием может подвергаться более чем одному циклу отжига для увеличения полезного использования элементарных частиц или изменения градиента концентрации элементарных частиц в диффузионном слое, прилегающем к подложке.

[00252] Подложка может нагреваться со скоростью более примерно 0,01°С в секунду, 0,1°С в секунду, 1°С в секунду, 5°С в секунду, 10°С в секунду, 15°С в секунду, 20°С в секунду, 25°С в секунду или 30°С в секунду или выше. Подложка может нагреваться со скоростью более примерно 0,01°С в минуту, 0,1°С в минуту, 1°С в минуту, 5°С в минуту, 10°С в минуту, 15°С в минуту, 20°С в минуту, 25°С в минуту или 30°С в минуту и выше. Подложка может нагреваться со скоростью менее 30°С в минуту, 25°С в минуту, 20°С в минуту, 15°С в минуту, 10°С в минуту, 5°С в минуту, 1°С в минуту, 0,1°С в минуту или менее чем 0,01°С в минуту или ниже. Подложка может нагреваться со скоростью менее примерно 30°С в секунду, 25°С в секунду, 20°С в секунду, 15°С в секунду, 10°С в секунду, 5°С в секунду, 1°С в секунду, 0,1°С в секунду или менее примерно 0,01°С в секунду или ниже. Подложка с суспензионным покрытием может подвергаться отжигу при температуре не менее около 0°С, 25°С, 50°С, 75°С, 100°С, 200°С, 300°С, 400°С, 500°С, 600°С, 700°С, 800°С, 900°С, 1000°С, 1100°С, 1200°С, or 1300°С или более. Температура отжига может составлять не более 1300°С, 1200°С, 1100°С, 1000°С, 900°С, 800°С, 700°С, 600°С, 500°С, 400°С, 300°С, 200°С, 100°С, 75°С, 50°С, 25°С, или не превышать 0°С или менее. Температура отжига может составлять около 800°С, 900°С, 1000°С, 1100°С, 1200°С или 1300°С. Температура нагрева во время отжига может составлять от примерно 800°С до примерно 1300°С, скажем, от примерно 900°С до примерно 1000°С. Температура отжига может составлять примерно 900°С, 925°С, 950°С или 1000°С.

[00253] Во время нагрева железо в составе подложки или суспензионного покрытия может превратиться из феррита в аустенит. Температуру, при которой происходит переход, можно назвать температурой перехода феррит-аустенит. Температура перехода феррит-аустенит для подложки или состава суспензии может составлять не более 1600°С, 1500°С, 1400°С, 1300°С, 1200°С, 1100°С, 1000°С, 900°С, 800°С, 700°С, 600°С или не более 500°С либо меньше. Температура перехода феррит-аустенит для подложки или состава суспензии может составлять более 500°С, 600°С, 700°С, 800°С, 900°С, 1000°С, 1100°С, 1200°С, 1300°С, 1400°С, 1500°С, или 1600°С либо больше Температура перехода феррит-аустенит для подложки может составлять около 900°С, 1000°С, 1100°С, 1200°С, или 1300°С. Температура перехода феррит-аустенит для подложки может составлять от около 900°С до примерно 1300°С, от около 1000°С до примерно 1200°С, или от около 1100°С до примерно 1200°С.

[00254] Общее время отжига может составлять около 5 часов, 10 часов, 20 часов, 40 часов, 60 часов, 80 часов, 100 часов, 120 часов, 140 часов, 160 часов, 180 часов, или приблизительно 200 часов. Общее время отжига может составлять не менее около 5 часов, 10 часов, 20 часов, 40 часов, 60 часов, 80 часов, 100 часов, 120 часов, 140 часов, 160 часов, 180 часов, или приблизительно 200 часов и больше. Общее время отжига может составлять менее около 200 часов, 180 часов, 160 часов, 140 часов, 120 часов, 100 часов, 80 часов, 60 часов, 40 часов, 20 часов, 10 часов, или менее, чем приблизительно 5 часов или меньше. Общее время отжига, включая нагрев, может варьироваться от примерно 5 часов до примерно 200 часов. Например, общее время отжига может составлять более примерно 5 часов, примерно 20 часов, примерно 40 часов, примерно 60 часов, примерно 80 часов, примерно 100 часов, примерно 120 часов, примерно 140 часов, примерно 160 часов, примерно 180 часов или около 200 часов или более. Максимальная температура в процессе отжига может быть достигнута в течение от 1 до 100 часов. Например, максимальная температура в процессе отжига может быть достигнута примерно за 1 час, 10 часов, 20 часов, 30 часов, 40 часов, 50 часов, 60 часов, 70 часов, 80 часов, 90 часов или 100 часов. Максимальная температура в процессе отжига может быть достигнута по меньшей мере примерно за 1 час, 10 часов, 20 часов, 30 часов, 40 часов, 50 часов, 60 часов, 70 часов, 80 часов, 90 часов или примерно за 100 часов или более. Максимальная температура в процессе отжига может быть достигнута не более чем за примерно 100 часов, 90 часов, 80 часов, 70 часов, 60 часов, 50 часов, 40 часов, 30 часов, 20 часов, 10 часов или не более чем за примерно 1 час или меньше. В некоторых случаях подложка может подвергаться отжигу при температуре около 950°С в течение по меньшей мере около 5 часов. В некоторых случаях подложка может подвергаться отжигу при температуре около 950°С в течение по меньшей мере около 20 часов. В некоторых случаях подложка может подвергаться отжигу при температуре около 950°С в течение по меньшей мере около 40 часов. В некоторых случаях подложка может подвергаться отжигу при температуре около 900°С в течение по меньшей мере около 20 часов. В некоторых случаях подложка может подвергаться отжигу при температуре около 900°С в течение по меньшей мере около 40 часов. В некоторых случаях подложка может подвергаться отжигу при температуре около 900°С в течение по меньшей мере около 60 часов. В некоторых случаях подложка может подвергаться отжигу при температуре около 900°С в течение по меньшей мере около 80 часов.

[00255] Атмосфера отжига может содержать частицы газов, например, инертных или химически активных газов, таких как водород, гелий, метан, этилен, азот или аргон. Атмосфера отжига может содержать смесь газов. Атмосфера отжига может быть вакуумом. Чтобы предотвратить потерю элементарных частиц во время отжига, к газу, используемому для отжига, можно добавить соляную кислоту. Сведение к минимуму парциального давления компонента в составе суспензии в реакторе при высоких температурах может поддержать низкую скорость осаждения, что необходимо для минимизации или предотвращения образования пор Киркендалла. Добавление слишком большого количества кислотного компонента в состав суспензии может также вызвать коррозию подложки или оборудования для нанесения покрытия.

[00256] После отжига подложку с покрытием из диффузионно-легированного металла можно высушить. Сушка подложки с диффузионно-легированным металлическим покрытием может происходить в вакууме или околовакуумной атмосфере. Сушка подложки с диффузионно-легированным металлическим покрытием может происходить в атмосфере инертного газа. Примерами инертного газа могут служить водород, гелий, аргон, азот или любую их комбинацию.

[00257] Подложку можно охлаждать в течение некоторого периода времени после отжига. Общее время охлаждения может варьироваться от примерно 1 часа до примерно 100 часов. Например, время охлаждения может составлять по меньшей мере примерно 1 час, 2 часа, 3 часа, 4 часа, 5 часов, 6 часов, 7 часов, 8 часов, 9 часов, 10 часов, 15 часов, 20 часов, 25 часов, 30 часов, 35 часов, 40 часов, 50 часов, 60 часов, 70 часов, 80 часов, 90 часов или по меньшей мере около 100 часов или более. Время охлаждения может быть менее примерно 100 часов, 90 часов, 80 часов, 70 часов, 60 часов, 50 часов, 40 часов, 35 часов, 25 часов, 20 часов, 15 часов, 10 часов, 9 часов, 8 часов, 7 часов, 6 часов, 5 часов, 4 часа, 3 часа, 2 часа или менее приблизительно 1 часа или меньше. Например, время охлаждения может составлять от примерно 1 часа до примерно 100 часов, от примерно 5 часов до примерно 50 часов или от примерно 10 часов до примерно 20 часов.

[00258] На крупных изделиях могут возникать точки перегрева или переохлаждения во время термообработки, когда изделие может быть покрыто равномерным слоем, но нагрето неравномерно. Точки перегрева или переохлаждения могут быть указаны для облегчения контроля, чтобы диффузия легирующего элемента в изделие происходила как можно более равномерно.

[00259] Суспензия может содержать легирующий агент (например, оксид металла). Оксид металла может быть, помимо прочих, Al₂O₃, MgO, СаО, Cr₂O₃, TiO₂, FeCr₂O₄, SiO₂, Ta₂O₅, или MgCr₂O₄, либо их комбинацией. Оксид металла может образовываться в диффузионном слое в результате реакции металлотермического восстановления между элементарным металлом и термодинамически менее стабильным оксидом металла. Подходящие пары элементарных металлов и термодинамически менее устойчивых оксидов металлов могут быть выбраны из пар, у которых свободная энергия Гиббса образования снижена за счет окисления элементарного металла оксидом металла. Восстановленный оксид металла (например, легирующий агент (например, хром) может быть затем окислен (например, с образованием галогенида металла) в кислой среде. Затем окисленный металл может реагировать с подложкой или ее компонентом с образованием сплава (например, ферросплава (например, феррохрома FeCr). Пример реакции образования сплава может включать реакцию хрома с подложкой (например, железом), такую как:

[00260] Рулон из диффузионно-легированного металла, образованный отжигом легирующего агента и подложки, может быть подвергнут размотке по процедуре разматывания рулона из диффузионно-легированного металла. Рулон из диффузионно-легированного металла может содержать первый металлический диффузионный слой, металлический лист и/или второй металлический диффузионный слой. Металлический лист может стать подложкой после того, как он был подвергнут условиям отжига. Первый металлический диффузионный слой может быть металлургически связан с первой стороной металлического листа. Второй металлический диффузионный слой может быть металлургически связан со второй стороной металлического листа. Первая сторона металлического листа может быть противоположна второй стороне металлического листа относительно самой большой плоскости металлического листа.

[00261] В некоторых вариантах подложка или ее поверхность могут быть частично покрыты блокирующим слоем, содержащим инертный(е) элемент(ы). Суспензионное покрытие может находиться в контакте с блокирующим слоем на поверхности подложки. Блокирующий слой может быть расположен между суспензионным покрытием и подложкой. В некоторых вариантах в состав блокирующего слоя входит оксид инертного металла. Блокирующий слой может препятствовать отжигу состава суспензии с подложкой.

[00262] Рулон металла может содержать первый блокирующий слой и второй блокирующий слой. В некоторых вариантах в состав рулона металла также входит блокирующий слой, расположенный между суспензионным покрытием и одним из двух соседних витков металла, либо расположенный между суспензионным покрытием и одним (первым и вторым) витком металла. В некоторых случаях первый блокирующий слой может быть расположен между составом суспензии покрытия и одной из первой и второй боковых поверхностей. В некоторых случаях первый блокирующий слой может быть расположен между первой и второй боковыми поверхностями.

В некоторых вариантах второй блокирующий слой может быть расположен между основным суспензионным покрытием и суспензионным покрытием одним из двух соседних витков металла, либо расположенный между основным суспензионным покрытием и суспензионным покрытием первого и второго витком металла. В некоторых случаях второй блокирующий слой может быть расположен между основным суспензионным покрытием и суспензионным покрытием первой и второй боковой поверхностями. В некоторых случаях второй блокирующий слой может быть расположен между первой и второй боковыми поверхностями.

[00263] Суспензионное покрытие может содержать легирующий агент (например, хром или алюминий). В некоторых вариантах суспензионное покрытие может содержать хром (Cr) в концентрации от примерно 5% до примерно 50% по массе (масс. %) состава суспензии покрытия. Концентрация хрома может составлять от примерно 5% до примерно 45% по массе состава суспензии покрытия. Концентрация хрома может составлять от около 5% масс., до около 7% масс., от около 5% масс. до около 10% масс., от около 5% масс. до около 12% масс., от около 5% масс., до около 15% масс., от около 5% масс., до около 20% масс., от около 5% масс., до около 25% масс., от около 5% масс., до около 30% масс., от около 5% масс., до около 35% масс., от около 5% масс., до около 40% масс., от около 5% масс. до около 45% масс., от около 7% масс. до около 10% масс., от около 7% масс. до около 12% масс., от около 7% масс., до около 15% масс., от около 7% масс., до около 20% масс., от около 7% масс., до около 25% масс., от около 7% масс., до около 30% масс., от около 7% масс., до около 35% масс., от около 7% масс., до около 40% масс., от около 7% масс., до около 45% масс., от около 10% масс., до около 12% масс., от около 10% масс., до около 15% масс., от около 10% масс., до около 20% масс., от около 10% масс., до около 25% масс., от около 10% масс., до около 30% масс., от около 10% масс., до около 35% масс., от около 10% масс., до около 40% масс., от около 10% масс., до около 45% масс., от около 12% масс., до около 15% масс., от около 12% масс., до около 20% масс., от около 12% масс., до около 25% масс., от около 12% масс., до около 30% масс., от около 12% масс., до около 35% масс., от около 12% масс., до около 40% масс., от около 12% масс. до около 45% масс., от около 15% масс., до около 20% масс., от около 15% масс., до около 25% масс., от около 15% масс., до около 30% масс., от около 15% масс., до около 35% масс., от около 15% масс. до около 40% масс., от около 15% масс. до около 45% масс., от около 20% масс., до около 25% масс., от около 20% масс., до около 30% масс., от около 20% масс., до около 35% масс., от около 20% масс., до около 40% масс., от около 20% масс., до около 45% масс., от около 25% масс., до около 30% масс., от около 25% масс., до около 35% масс., от около 25% масс., до около 40% масс., от около 25% масс., до около 45% масс., от около 30% масс., до около 35% масс., от около 30% масс., до около 40% масс., от около 30% масс., до около 45% масс., от около 35% масс., до около 40% масс., от около 35% масс., до около 45% масс., или от около 40% масс., до около 45% масс., состава суспензии покрытия. Концентрация хрома может составлять примерно 5% масс., примерно 7% масс., примерно 10% масс., примерно 12% масс., примерно 15% масс., примерно 20% масс., примерно 25% масс., примерно 30% масс., примерно 35% масс., примерно 40% масс., или примерно 45% масс., состава суспензии покрытия. Концентрация хрома может составлять более примерно 5% масс., примерно 7% масс., примерно 10% масс., примерно 12% масс., примерно 15% масс., примерно 20% масс., примерно 25% масс., примерно 30% масс., примерно 35% масс., примерно 40% масс., или примерно 45% масс., состава суспензии покрытия. Концентрация хрома может составлять менее примерно 45% масс., примерно 40% масс., примерно 35% масс., примерно 30% масс., примерно 25% масс., примерно 20% масс., примерно 15% масс., примерно 12% масс., примерно 10% масс., примерно 7% масс., или примерно 5% масс., состава суспензии покрытия. В некоторых вариантах в состав суспензионного покрытия входит хром (Cr), концентрация хрома (Cr) - от примерно 5% до примерно 50% (например, от примерно 10% до примерно 45%, или от примерно 12% до примерно 45%) по массе от состава суспензионного покрытия.

[00264] Легирующему агенту в суспензии можно задать необходимые свойства для диффузии с двумя соседними витками металла (например, 601а и 601b на ФИГ. 6). Легирующий агент в суспензии может быть предназначен для частичного переноса по меньшей мере в один из соседних витков металла. Легирующий агент в суспензии может быть предназначен для переноса в два соседних витка металла и сплавления с ними в условиях легирования, включая температуру сплавления (например, металл, диффузионно-легированный при от около 750°С до около 1100°С) и атмосферу сплавления (например, включающую газ-восстановитель, такой как водород).

[00265] В некоторых вариантах, от около 10% масс., до около 100% масс., легирующего агента (например, хрома или алюминия) в суспензии может быть предназначено для переноса в два соседних витка металла и сплавления с ними при наличии суспензии между этими двумя витками. В некоторых вариантах речь может идти о диапазоне от около 10% масс. до около 20% масс., от около 10% масс. до около 30% масс., от около 10% масс., до около 40% масс., от около 10% масс., до около 50% масс., от около 10% масс., до около 60% масс., от около 10% масс., до около 70% масс., от около 10% масс., до около 80% масс., от около 10% масс., до около 90% масс., от около 10% масс., до около 100% масс., от около 20% масс., до около 30% масс., от около 20% масс., до около 40% масс., от около 20% масс., до около 50% масс., от около 20% масс., до около 60% масс., от около 20% масс., до около 70% масс., от около 20% масс. до около 80% масс., от около 20% масс., до около 90% масс., от около 20% масс. до около 100% масс., от около 30% масс., до около 40% масс., от около 30% масс., до около 50% масс., от около 30% масс., до около 60% масс., от около 30% масс., до около 70% масс., от около 30% масс., до около 80% масс., от около 30% масс., до около 90% масс., от около 30% масс., до около 100% масс., от около 40% масс., до около 50% масс., от около 40% масс. до около 60% масс., от около 40% масс., до около 70% масс., от около 40% масс., до около 80% масс., от около 40% масс., до около 90% масс., от около 40% масс., до около 100% масс., от около 50% масс., до около 60% масс., от около 50% масс., до около 70% масс., от около 50% масс., до около 80% масс., от около 50% масс., до около 90% масс., от около 50% масс., до около 100% масс., от около 60% масс., до около 70% масс., от около 60% масс., до около 80% масс., от около 60% масс., до около 90% масс., от около 60% масс., до около 100% масс., от около 70% масс., до около 80% масс., от около 70% масс., до около 90% масс., от около 70% масс., до около 100% масс., от около 80% масс., до около 90% масс., от около 80% масс., до около 100% масс., или от около 90% масс., до около 100% масс. В некоторых вариантах примерно 10% масс., примерно 20% масс., примерно 30% масс., примерно 40% масс., примерно 50% масс., примерно 60% масс., примерно 70% масс., примерно 80% масс., примерно 90% масс., или примерно 100% масс., легирующего агента в суспензии может быть предназначено для переноса в два соседних витков металла и сплавления с ними. В некоторых вариантах по меньшей мере около 10% масс., около 20% масс., около 30% масс., около 40% масс., около 50% масс., около 60% масс., около 70% масс., около 80% масс., 90% масс., или около 100% масс., легирующего агента в суспензии может быть предназначено для переноса в два соседних витков металла и сплавления с ними. В некоторых вариантах не более примерно 100% масс., примерно 90% масс., примерно 80% масс., примерно 70% масс., примерно 60% масс., примерно 50% масс., примерно 40% масс., примерно 30% масс., примерно 20% масс., примерно 10% масс., или меньше легирующего агента в суспензии может быть предназначено для переноса в два соседних витков металла и сплавления с ними.

[00266] Суспензионное покрытие может содержать частицы хлорида металла. Соединения хлоридов металла включают соединения, выбранные из группы, состоящей из хлорида магния (MgCl2), хлорида железа (II) (FeCl2), хлорида кальция (CaCl2), хлорида циркония (IV) (ZrCl4), хлорида титана (IV) (TiCl4), хлорида ниобия (V) (NbCl5), хлорида титана (III) (TiCl3), тетрахлорида кремния (SiCl4), хлорида ванадия (III) (VCl3), хлорида хрома (III) (CrCl₃), трихлорсилана (SiHCl3), хлорида марганца (II) (MnCl2), хлорида хрома (II) (CrCl2), хлорида кобальта (II) (CoCl₂), хлорида меди (II) (CuCl2), хлорида никеля (II) (NiCl2), хлорида ванадия (II) (VCl2), хлорида аммония (NH4Cl), хлорида натрия (NaCl), хлорида калия (KCl), оксихлорида висмута (BiOCl), хлоргидроокиси меди, хлоргидроокиси марганца, хлорокиси сурьмы, треххлористого молибдена и их комбинаций.

[00267] Рулон металла, образованный путем сматывания (укладки в витки) подложки с суспензионным покрытием, может обладать такими характеристиками, как внутренний диаметр, внешний диаметр, ширина и/или толщина. На ФИГ. 6 приводится пример рулона металла с внутренним диаметром 606, внешним диаметром 607, шириной 608, и толщиной 609.

[00268] В некоторых вариантах средний внутренний диаметр рулона металла может составлять от около 100 миллиметров (мм) до около 700 мм. В некоторых вариантах средний внутренний диаметр рулона металла может составлять от около 100 мм до около 150 мм, от около 100 мм до около 200 мм, от около 100 мм до около 250 мм, от около 100 мм до около 300 мм, от около 100 мм до около 350 мм, от около 100 мм до около 400 мм, от около 100 мм до около 450 мм, от около 100 мм до около 500 мм, от около 100 мм до около 600 мм, от около 100 мм до около 700 мм, от около 150 мм до около 200 мм, от около 150 мм до около 250 мм, от около 150 мм до около 300 мм, от около 150 мм до около 350 мм, от около 150 мм до около 400 мм, от около 150 мм до около 450 мм, от около 150 мм до около 500 мм, от около 150 мм до около 600 мм, от около 150 мм до около 700 мм, от около 200 мм до около 250 мм, от около 200 мм до около 300 мм, от около 200 мм до около 350 мм, от около 200 мм до около 400 мм, от около 200 мм до около 450 мм, от около 200 мм до около 500 мм, от около 200 мм до около 600 мм, от около 200 мм до около 700 мм, от около 250 мм до около 300 мм, от около 250 мм до около 350 мм, от около 250 мм до около 400 мм, от около 250 мм до около 450 мм, от около 250 мм до около 500 мм, от около 250 мм до около 600 мм, от около 250 мм до около 700 мм, от около 300 мм до около 350 мм, от около 300 мм до около 400 мм, от около 300 мм до около 450 мм, от около 300 мм до около 500 мм, от около 300 мм до около 600 мм, от около 300 мм до около 700 мм, от около 350 мм до около 400 мм, от около 350 мм до около 450 мм, от около 350 мм до около 500 мм, от около 350 мм до около 600 мм, от около 350 мм до около 700 мм, от около 400 мм до около 450 мм, от около 400 мм до около 500 мм, от около 400 мм до около 600 мм, от около 400 мм до около 700 мм, от около 450 мм до около 500 мм, от около 450 мм до около 600 мм, от около 450 мм до около 700 мм, от около 500 мм до около 600 мм, от около 500 мм до около 700 мм, или от около 600 мм до около 700 мм. В некоторых вариантах средний внутренний диаметр рулона металла может составлять около 100 мм, около 150 мм, около 200 мм, около 250 мм, около 300 мм, около 350 мм, около 400 мм, около 450 мм, около 500 мм, около 600 мм, или около 700 мм. В некоторых вариантах средний внутренний диаметр рулона металла может составлять по меньшей мере около 100 мм, около 150 мм, около 200 мм, около 250 мм, около 300 мм, около 350 мм, около 400 мм, около 450 мм, около 500 мм, около 600 мм, около 700 мм, или больше. В некоторых вариантах средний внутренний диаметр рулона металла может составлять не более около 700 мм, около 600 мм, около 500 мм, около 450 мм, около 400 мм, около 350 мм, около 300 мм, около 250 мм, около 200 мм, около 150 мм, около 100 мм, или меньше.

[00269] В некоторых вариантах средний внешний диаметр рулона металла может составлять от около 0,5 метров (м) до около 10 м. В некоторых вариантах средний внешний диаметр рулона металла может составлять от около 0,5 м до около 1 м, от около 0,5 м до около 1,5 м, от около 0,5 м до около 2 м, от около 0,5 м до около 2,5 м, от около 0,5 м до около 3 м, от около 0,5 м до около 3,5 м, от около 0,5 м до около 4 м, от около 0,5 м до около 4,5 м, от около 0,5 м до около 5 м, от около 0,5 м до около 7 м, от около 0,5 м до около 10 м, от около 1 м до около 1,5 м, от около 1 м до около 2 м, от около 1 м до около 2,5 м, от около 1 м до около 3 м, от около 1 м до около 3,5 м, от около 1 м до около 4 м, от около 1 м до около 4,5 м, от около 1 м до около 5 м, от около 1 м до около 7 м, от около 1 м до около 10 м, от около 1,5 м до около 2 м, от около 1,5 м до около 2,5 м, от около 1,5 м до около 3 м, от около 1,5 м до около 3,5 м, от около 1,5 м до около 4 м, от около 1,5 м до около 4,5 м, от около 1,5 м до около 5 м, от около 1,5 м до около 7 м, от около 1,5 м до около 10 м, от около 2 м до около 2,5 м, от около 2 м до около 3 м, от около 2 м до около 3,5 м, от около 2 м до около 4 м, от около 2 м до около 4,5 м, от около 2 м до около 5 м, от около 2 м до около 7 м, от около 2 м до около 10 м, от около 2,5 м до около 3 м, от около 2,5 м до около 3,5 м, от около 2,5 м до около 4 м, от около 2,5 м до около 4,5 м, от около 2,5 м до около 5 м, от около 2,5 м до около 7 м, от около 2,5 м до около 10 м, от около 3 м до около 3,5 м, от около 3 м до около 4 м, от около 3 м до около 4,5 м, от около 3 м до около 5 м, от около 3 м до около 7 м, от около 3 м до около 10 м, от около 3,5 м до около 4 м, от около 3,5 м до около 4,5 м, от около 3,5 м до около 5 м, от около 3,5 м до около 7 м, от около 3,5 м до около 10 м, от около 4 м до около 4,5 м, от около 4 м до около 5 м, от около 4 м до около 7 м, от около 4 м до около 10 м, от около 4,5 м до около 5 м, от около 4,5 м до около 7 м, от около 4,5 м до около 10 м, от около 5 м до около 7 м, от около 5 м до около 10 м, or от около 7 м до около 10 м. В некоторых вариантах средний внешний диаметр рулона металла может составлять от около 0,5 м, около 1 м, около 1,5 м, около 2 м, около 2,5 м, около 3 м, около 3,5 м, около 4 м, около 4,5 м, около 5 м, около 7 м, or около 10 м. В некоторых вариантах средний внешний диаметр рулона металла может составлять по меньшей мере около 0,5 м, около 1 м, около 1,5 м, около 2 м, около 2,5 м, около 3 м, около 3,5 м, около 4 м, около 4,5 м, около 5 м, около 7 м, около 10 м или более. В некоторых вариантах средний внешний диаметр рулона металла может составлять не более около 10 м, около 7 м, около 5 м, около 4 м, около 3,5 м, около 3 м, около 2,5 м, около 2 м, около 1,5 м, около 1 м, около 0,5 м, или меньше.

[00270] В некоторых вариантах средняя ширина рулона металла может составлять от примерно 200 миллиметров (м) до примерно 2000 мм. В некоторых вариантах средняя ширина рулона металла может варьироваться от примерно 200 до примерно 400 мм, от примерно 200 мм до примерно 800 мм, от примерно 200 мм до примерно 1000 мм, от примерно 200 мм до примерно 1200 мм, от примерно 200 мм до примерно 1500 мм, от примерно 200 мм до примерно 1700 мм, от примерно 200 мм до примерно 2000 мм, от примерно 400 мм до примерно 800 мм, от примерно 400 мм до примерно 1000 мм, от примерно 400 мм до примерно 1200 мм, от примерно 400 мм до примерно 1500 мм, от примерно 400 мм до примерно 1700 мм, от примерно 400 мм до примерно 2000 мм, от примерно 800 мм до примерно 1000 мм, от примерно 800 мм до примерно 1200 мм, от примерно 800 мм до примерно 1500 мм, от примерно 800 мм до примерно 1700 мм, от примерно 800 мм до примерно 2000 мм, от примерно 1000 мм до примерно 1200 мм, от примерно 1000 мм до примерно 1500 мм, от примерно 1000 мм до примерно 1700 мм, от примерно 1000 мм до примерно 2000 мм, от примерно 1200 мм до примерно 1500 мм, от примерно 1200 мм до примерно 1,700 мм, от примерно 1200 мм до примерно 2000 мм, от примерно 1500 мм до примерно 1700 мм, от примерно 1500 мм до примерно 2000 мм, or от примерно 1700 мм до примерно 2000 мм. В некоторых вариантах средняя ширина рулона металла может составлять примерно 200 мм, примерно 400 мм, примерно 800 мм, примерно 1000 мм, примерно 1200 мм, примерно 1500 мм, примерно 1700 мм, или примерно 2000 мм. В некоторых вариантах средняя ширина рулона металла может составлять по меньшей мере около 200 мм, около 400 мм, около 800 мм, около 1000 мм, около 1200 мм, около 1500 мм, около 1700 мм, около 2000 мм или больше. В некоторых вариантах средняя ширина рулона металла может составлять не более около 400 мм, около 800 мм, около 1000 мм, около 1200 мм, около 1500 мм, около 1700 мм, или около 2000 мм.

[00271] В некоторых вариантах средняя ширина рулона металла может составлять от около 0,001 дюйма (где 1 дюйм=2,54 сантиметра) до около 10 дюймов. В некоторых вариантах средний ширина рулона металла может варьируется от около 0,001 дюйма до около 0,01 дюйма, от около 0,001 дюйма до около 0,1 дюйма, от около 0,001 дюйма до около 1 дюйма, от около 0,001 дюйма до около 10 дюймов, от около 0,01 дюйма до около 0,1 дюйма, от около 0,01 дюйма до около 1 дюйма, от около 0,01 дюйма до около 10 дюйма, от около 0,1 дюйма до около 1 дюйма, от около 0,1 дюйма до около 10 дюймов, или от около 1 дюйма до около 10 дюймов. В некоторых вариантах средний ширина рулона металла может составлять около 0,001 дюйма, около 0,01 дюйма, около 0,1 дюйма, около 1 дюйма, или около 10 дюйма. В некоторых вариантах средняя ширина рулона металла может составлять по меньшей мере около 0,001 дюйма, около 0,01 дюйма, около 0,1 дюйма, около 1 дюйма, около 10 дюйма или больше. В некоторых вариантах средняя ширина рулона металла может составлять не более примерно 10 дюймов, примерно 1 дюйма, примерно 0,1 дюйма, примерно 0,01 дюйма или меньше.

[00272] Рулон металла может состоять из множества витков металла. Каждый виток металла из множества может иметь определенную толщину (например, среднюю толщину или среднюю расчетную толщину). В некоторых вариантах толщина витка металла (например, среднюю толщину или среднюю расчетную толщину) может составлять от около 0,0005 дюйма (где 1 дюйм=2,54 сантиметра) до около 0,250 дюйма. В некоторых вариантах толщина витка металла может составлять от около 0,0005 дюйма до около 0,25 дюйма. В некоторых вариантах толщина витка металла может варьироваться от около 0,0005 дюйма до около 0,001 дюйма, от около 0,0005 дюйма до около 0,005 дюйма, от около 0,0005 дюйма до около 0,01 дюйма, от около 0,0005 дюйма до около 0,05 дюйма, от около 0,0005 дюйма до около 0,1 дюйма, от около 0,0005 дюйма до около 0,2 дюйма, от около 0,0005 дюйма до около 0,25 дюйма, от около 0,001 дюйма до около 0,005 дюйма, от около 0,001 дюйма до около 0,01 дюйма, от около 0,001 дюйма до около 0,05 дюйма, от около 0,001 дюйма до около 0,1 дюйма, от около 0,001 дюйма до около 0,2 дюйма, от около 0,001 дюйма до около 0,25 дюйма, от около 0,005 дюйма до около 0,01 дюйма, от около 0,005 дюйма до около 0,05 дюйма, от около 0,005 дюйма до около 0,1 дюйма, от около 0,005 дюйма до около 0,2 дюйма, от около 0,005 дюйма до около 0,25 дюйма, от около 0,01 дюйма до около 0,05 дюйма, от около 0,01 дюйма до около 0,1 дюйма, от около 0,01 дюйма до около 0,2 дюйма, от около 0,01 дюйма до около 0,25 дюйма, от около 0,05 дюйма до около 0,1 дюйма, от около 0,05 дюйма до около 0,2 дюйма, от около 0,05 дюйма до около 0,25 дюйма, от около 0,1 дюйма до около 0,2 дюйма, от около 0,1 дюйма до около 0,25 дюйма, or от около 0,2 дюйма до около 0,25 дюйма. В некоторых вариантах толщина витка металла может составлять около 0,0005 дюйма, около 0,001 дюйма, около 0,005 дюйма, около 0,01 дюйма, около 0,05 дюйма, около 0,1 дюйма, около 0,2 дюйма, or около 0,25 дюйма. В некоторых вариантах толщина витка металла может составлять по меньшей мере около 0,0005 дюйма, около 0,001 дюйма, около 0,005 дюйма, около 0,01 дюйма, около 0,05 дюйма, около 0,1 дюйма, около 0,2 дюйма, около 0,25 дюйма или больше. В некоторых вариантах толщина витка металла может составлять не более 0,25 дюйма, около 0,2 дюйма, около 0,1 дюйма, около 0,05 дюйма, около 0,01 дюйма, около 0,005 дюйма, около 0,001 дюйма, около 0,0005 дюйма или меньше.

Последующая обработка

[00273] Рулон из диффузионно-легированного металла, сформированный посредством отжига легирующего агента с металлом подложки в рулоне металла, можно размотать (имеется в виду, например, развертка, выравнивание или правка) по процедуре развертывания рулона из диффузионно-легированного металла.

[00274] На подложке после отжига может остаться осадок. Некоторые компоненты в рулоне диффузионно-легированного металла могут быть поглощены или удалены (например, осесть на стенках ретортной печи), или же концентрация некоторых компонентов может снизиться за счет их диффузии на / в подложку. Однако после отжига на подложке может оставаться другой осадок в виде, например, порошка. Осадок может содержать инертный материал из диффузионно-легированного слоя. Осадок можно удалить перед дальнейшей обработкой. Можно использовать продувку газом HCl, чтобы остановить реакцию. Продувка газом HCl может обеспечить формирование плоского профиля. В некоторых вариантах множество спеченных частиц (например, частиц с поверхностным спеканием) может оставаться на поверхности металлического диффузионного слоя(ев). Любые осадки (например, порошок или спеченные частицы), образовавшиеся во время и после отжига, могут быть удалены с помощью механической обработки (например, полировки). Для полировки поверхности металлического диффузионного слоя(ев) (или поверхностного слоя) может применяться химическая обработка.

Металлический материал и связанные с ним методики

[00275] В настоящей публикации рассматривается металлический материал (например, диффузионно-легированный металл), состоящий из, кроме прочего, диффузионный слой металлов, металлургически связанный с внутренним (срединным) слоем (или подложкой). Металлический диффузионный слой может содержать границу области диффузии и внутренний (срединный) слой. Металлический материал может дополнительно содержать поверхностный слой, металлургически связанный с внутренним (срединным) слоем через металлический диффузионный слой. Металлический диффузионный слой может быть сформирован посредством способов, описанных в данном документе для формирования рулона из диффузионно-легированного металла. Граница области диффузии может формироваться в непосредственной близости от него и внутреннего (срединного) слоя (или подложки). Металлический материал можно охарактеризовать путем измерения или тестирования множества свойств материала. В некоторых вариантах можно дать характеристику пределу текучести, пределу прочности при растяжении и относительному удлинение, значению г или значению n металлического материала. В некоторых вариантах по меньшей мере одно, два, три, четыре или по меньшей мере пять из этих свойств можно использовать для характеристики металлического материала. В некоторых вариантах металлический материал может характеризоваться, по крайней мере, пределом прочности при растяжении, значением г или и тем, и другим.

[00276] Набор свойств металлического материала (например, диффузионно-легированного металла) после отжига может быть измерен. Эти свойства могут включать, например, химический состав, предел текучести, прочность при растяжении (например, предел прочности при растяжении), относительное удлинение, значение n и/или значение r.

[00277] После отжига металлического диффузионного слоя для металлургического соединения с срединным слоем (или подложкой) срединный слой (или подложка) может иметь измеримый размер зерна. Размер зерна может быть измерен и зарегистрирован в соответствии со стандартом Американского общества Международной ассоциации по испытаниям и материалам (ASTM). Размер зерна подложки может составлять приблизительно ASTM 000, 00, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10,11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 39, или 30. Размер зерна подложки (или срединного слоя) может составлять более, чем около ASTM 000, 00, 0,1, 2,3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10,11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 39, 30 или больше. Размер зерна подложки (или срединного слоя) может составлять не более, чем 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21, 20, 19,18, 17, 16,15, 14,13,12, 11,10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, 00, 000 или меньше. В некоторых случаях размер зерна подложки может варьироваться от около ASTM 000 до около ASTM 30, от около ASTM 5 до около ASTM 16, от около ASTM 6 до около ASTM 14, либо от около ASTM 8 до около ASTM 12. Размер зерна подложки может составлять от около ASTM 7 до ASTM 9. Размер зерна подложки может составлять ASTM 7. Используя способы, описанные в настоящем документе, можно сформировать металлический материал толщиной более 50 микрометров (мкм) (где 1 микрометр=10^-6 метров), сохраняя при этом мелкие зерна (размер зерна > 7 ASTM) в подложке (или срединном слое). Разработанные и представленные выше марки могут отличаться от стандартных. Эти марки могут быть полезны для высокотемпературного отжига или высокотемпературных применений, не относящихся к процессам металлизации.

[00278] Металлический диффузионный слой в металлическом материале может содержать зерна цилиндрической формы. Процент объема зерен цилиндрической формы по отношению к объему металлического диффузионного слоя (об.%) можно определить с помощью микроскопии (например, сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) или оптической микроскопии (ОМ)). В некоторых вариантах по меньшей мере примерно 80% по объему (об.%) металлического диффузионного слоя могут представлять зерна цилиндрической формы. В некоторых вариантах по меньшей мере примерно 85% по объему (об.%) металлического диффузионного слоя могут представлять зерна цилиндрической формы. В некоторых вариантах по меньшей мере примерно 90% по объему (об.%) металлического диффузионного слоя могут представлять зерна цилиндрической формы. В некоторых вариантах по меньшей мере примерно 95% по объему (об.%) металлического диффузионного слоя могут представлять зерна цилиндрической формы. В некоторых вариантах по меньшей мере примерно 99% по объему (об.%) металлического диффузионного слоя могут представлять зерна цилиндрической формы. В некоторых вариантах об.% зерен цилиндрической формы, описанный в настоящем документе, в металлическом диффузионном слое может иметь температуру от примерно 1 градуса Цельсия (°С) до примерно 50°С. В некоторых вариантах об.% зерен цилиндрической формы, описанный в настоящем документе, в металлическом диффузионном слое может иметь температуру, варьирующуюся от около 5°С до около 45°С, от около 10°С до около 40°С, от около 15°С до около 35°С, или от около 20°С до около 30°С.

[00279] Срединный слой (или подложка) в металлическом материале может содержать равноосные зерна. Размер равноосных зерен в срединном слое и/или процент объема равноосных зерен по отношению к объему срединного слоя (или подложки) (об.%) можно определить с помощью микроскопии (например, сканирующей электронной микроскопии (см. СЭМ) или оптической микроскопии (ОМ)). В некоторых вариантах по меньшей мере примерно 80% по объему (об.%) срединного слоя могут представлять равноосные зерна. В некоторых вариантах по меньшей мере примерно 85% по объему (об.%) срединного слоя могут представлять равноосные зерна. В некоторых вариантах по меньшей мере примерно 90% по объему (об.%) срединного слоя могут представлять равноосные зерна. В некоторых вариантах по меньшей мере примерно 95% по объему (об.%) срединного слоя могут представлять равноосные зерна. В некоторых вариантах по меньшей мере примерно 99% по объему (об.%) срединного слоя могут представлять равноосные зерна. В некоторых вариантах процент по объему (об.%) равноосных зерен в срединном слое может быть определен при температуре от примерно 1 градуса Цельсия (°С) до примерно 50°С. В некоторых вариантах процент по объему (об.%) равноосных зерен в срединном слое, как описано в настоящем документе, может иметь температуру от около 750°С до около 1100°С, от около 800°С до около 1050°С, от около 850°С до около 1000°С, или от около 900°С до около 950°С. Равноосные зерна в срединном слое, определенные с использованием способов и условий, описанных в настоящем документе, могут иметь средний размер зерна Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM), не более приблизительно ASTM 7, ASTM 6, ASTM 5, ASTM 4, ASTM 3, ASTM 2, ASTM 1, ASTM 0, ASTM 00 или ASTM 000.

[00280] Металлический диффузионный слой может включать границу области диффузии. Зерна цилиндрической форы в металлическом диффузионном слое могут быть ориентированы относительно границы области диффузии. Ориентацию зерен цилиндрической формы в металлическом диффузионном слое можно определить с помощью микроскопии (например, сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) или оптической микроскопии (ОМ)). Зерна цилиндрической формы в металлическом диффузионном слое могут быть ориентированы главным образом перпендикулярно или главным образом нормально по отношению к границе области диффузии. Зерна цилиндрической формы в металлическом диффузионном слое могут быть ориентированы относительно границы области диффузии под углом от примерно 80 градусов (°) до примерно 100°. В некоторых вариантах зерна цилиндрической формы в металлическом диффузионном слое могут быть ориентированы относительно границы области диффузии под углом от примерно 85° до примерно 95°, от примерно 87° до примерно 93°, от примерно 89° до примерно 91°. В некоторых вариантах зерна цилиндрической формы в металлическом диффузионном слое могут быть ориентированы относительно границы области диффузии под углом около 90° (или перпендикулярно). В некоторых случаях зерна цилиндрической формы могут иметь ориентацию относительно друг друга, например, первое цилиндрическое зерно может быть ориентировано относительно второго под углом 10° или меньше. В некоторых вариантах разница между ориентацией(ями) двух зерен цилиндрической формы может составлять не более 10°, 9°, 8°, 7°, 6°, 5°, 4°, 3°, 2°, 1° или меньше.

[00281] Зерна цилиндрической формы в металлическом диффузионном слое могут быть ферритными при определенной температуре. В некоторых вариантах зерна цилиндрической формы в металлическом диффузионном слое могут быть ферритными при температуре от около 1 градуса Цельсия (°С) до около 50°С. В некоторых вариантах зерна цилиндрической формы в металлическом диффузионном слое могут быть ферритными при температуре от около 5°С до около 45°С, от около 10°С до около 40°С, от около 15°С до около 35°С, или от около 20°С до около 30°С. В некоторых вариантах зерна цилиндрической формы могут быть ферритными при температуре от около 750 градусов Цельсия (°С) до около 1100°С. В некоторых вариантах зерна цилиндрической формы могут быть ферритными при температуре от около 800°С до около 1050°С, от около 850°С до около 1000°С, или от около 900°С до около 950°С.

[00282] Равноосное зерно в металлическом материале (например, в срединном слое) может иметь размер зерна (например, среднюю длину зерна или среднюю ширину зерна), который можно определить с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) или оптической микроскопии (ОМ). В некоторых вариантах размер равноосных зерен может составлять от 2 микрометров (мкм) (где 1 микрометр=10^-6 метров) до приблизительно 200 мкм. В некоторых вариантах размер равноосных зерен может варьироваться от около 2 мкм до около 10 мкм, от около 2 мкм до около 20 мкм, от около 2 мкм до около 50 мкм, от около 2 мкм до около 100 мкм, от около 2 мкм до около 150 мкм, от около 2 мкм до около 200 мкм, от около 10 мкм до около 20 мкм, от около 10 мкм до около 50 мкм, от около 10 мкм до около 100 мкм, от около 10 мкм до около 150 мкм, от около 10 мкм до около 200 мкм, от около 20 мкм до около 50 мкм, от около 20 мкм до около 100 мкм, от около 20 мкм до около 150 мкм, от около 20 мкм до около 200 мкм, от около до примерно 95 мкм, от примерно 20 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 20 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 20 мкм до примерно 200 мкм 50 мкм до около 100 мкм, от около 50 мкм до около 150 мкм, от около 50 мкм до около 200 мкм, от около 100 мкм до около 150 мкм, от около 100 мкм до около 200 мкм, or от около 150 мкм до около 200 мкм.

В некоторых вариантах размер равноосных зерен может составлять около 2 мкм, около 10 мкм, около 20 мкм, около 50 мкм, около 100 мкм, около 150 мкм, или около 200 мкм. В некоторых вариантах размер равноосных зерен может составлять по меньшей мере около 2 мкм, около 10 мкм, около 20 мкм, около 50 мкм, около 100 мкм, около 150 мкм, или около 200 мкм и более. В некоторых вариантах размер равноосных зерен может составлять не более около 200 мкм, около 150 мкм, около 100 мкм, около 50 мкм, около 20 мкм, около 10 мкм, около 2 мкм или меньше.

[00283] В некоторых вариантах равноосные зерна во внутреннем (срединном) слое (или подложке) могут иметь любую произвольную ориентацию. В некоторых вариантах равноосные зерна во внутреннем (срединном) слое (или подложке) могут не иметь предпочтительной ориентации. Ориентацию равноосных зерен во внутреннем (срединном) слое (или подложке) можно определить с помощью микроскопии (например, сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) или оптической микроскопии (ОМ)).

[00284] Равноосные зерна во внутреннем (срединном) слое (или подложке) могут быть ферритными при температуре от примерно 1 градуса Цельсия (°С) до приблизительно 50°С. В некоторых вариантах равноосные зерна во внутреннем (срединном) слое (или подложке) могут быть ферритными при температуре от примерно 5°С до приблизительно 45°С, от примерно 10°С до приблизительно 40°С, от примерно 15°С до приблизительно 35°С, или от примерно 20°С до приблизительно 30°С.

[00285] В некоторых случаях равноосные зерна во внутреннем (срединном) слое (или подложке) могут быть аустенитными при температуре от примерно 750 градусов Цельсия (°С) до примерно 1100°С. В некоторых вариантах равноосные зерна во внутреннем (срединном) слое (или подложке) могут быть аустенитными при температуре от примерно 800°С до примерно 1050°С, от примерно 850°С до примерно 1000°С или от примерно 900°С до примерно 950°С.

[00286] Металлический материал может содержать поверхностный слой, металлургически связанный с внутренним (срединным) слоем через металлический диффузионный слой. Поверхностный слой может (необязательно) содержать хром (Cr) в концентрации, определяемой в процентах по массе (мас. %) с помощью энергодисперсионного микроанализа на растровом электронном микроскопе (SEM-EDS), рентгеновской флуоресценции (РФА) или масс-спектрометрии тлеющего разряда (GDMS). В некоторых вариантах концентрация хрома в поверхностном слое может составлять от около 20 мас. % до около 45 мас. %. В некоторых вариантах концентрация хрома в поверхностном слое может составлять от около 30 мас. % до около 45 мас. %. В некоторых вариантах концентрация хрома в поверхностном слое может составлять от около 20 мас. % до около 25 мас. %, от около 20 мас. % до около 30 мас. %, от около 20 мас. % до около 35 мас. %, от около 20 мас. % до около 40 мас. %, от около 20 мас. % до около 45 мас. %, от около 25 мас. % до около 30 мас. %, от около 25 мас. % до около 35 мас. %, от около 25 мас. % до около 40 мас. %, от около 25 мас. % до около 45 мас. %, от около 30 мас. % до около 35 мас. %, от около 30 мас. % до около 40 мас. %, от около 30 мас. % до около 45 мас. %, от около 35 мас. % до около 40 мас. %, от около 35 мас. % до около 45 мас. %, or от около 40 мас. % до около 45 мас. %. В некоторых вариантах концентрация хрома в поверхностном слое может составлять около 20 мас. %, около 25 мас. %, около 30 мас. %, около 35 мас. %, около 40 мас. %, или около 45 мас. %. В некоторых вариантах концентрация хрома в поверхностном слое может составлять по меньшей мере примерно 20 мас. %, примерно 25 мас. %, примерно 30 мас. %, примерно 35 мас. %, примерно 40 мас. %, примерно 45 мас. % или больше. В некоторых вариантах концентрация хрома в поверхностном слое может составлять не более около 45 мас. %, 40 мас. %, 35 мас. %, 30 мас. %, 25 мас. %, 20 мас. % или меньше.

[00287] Концентрация хрома в поверхностном слое может варьироваться по всей поверхности поверхностного слоя. В некоторых вариантах концентрация хрома может варьироваться по всей поверхности поверхностного слоя менее чем примерно на 10%. В некоторых вариантах концентрация хрома может варьироваться по всей поверхности поверхностного слоя менее чем примерно на 5%. В некоторых вариантах концентрация хрома может варьироваться по всей поверхности поверхностного слоя менее чем примерно на 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, или меньше.

[00288] Металлический диффузионный слой в металлическом материале может содержать хром в концентрации, определяемой в процентах по массе (мас. %) с помощью энергодисперсионного микроанализа на растровом электронном микроскопе (SEM-EDS), рентгеновской флуоресценции (РФА) или масс-спектрометрии тлеющего разряда (GDMS). В некоторых вариантах концентрация хрома в металлическом диффузионном слое может составлять от примерно 12 мас. % до примерно 45 мас. %. В некоторых вариантах концентрация хрома в металлическом диффузионном слое может составлять от около 12 мас. % до около 15 мас. %, от около 12 мас. % до около 20 мас. %, от около 12 мас. % до около 25 мас. %, от около 12 мас. % до около 30 мас. %, от около 12 мас. % до около 35 мас. %, от около 12 мас. % до около 40 мас. %, от около 12 мас. % до около 45 мас. %, от около 15 мас. % до около 20 мас. %, от около 15 мас. % до около 25 мас. %, от около 15 мас. % до около 30 мас. %, от около 15 мас. % до около 35 мас. %, от около 15 мас. % до около 40 мас. %, от около 15 мас. % до около 45 мас. %, от около 20 мас. % до около 25 мас. %, от около 20 мас. % до около 30 мас. %, от около 20 мас. % до около 35 мас. %, от около 20 мас. % до около 40 мас. %, от около 20 мас. % до около 45 мас. %, от около 25 мас. % до около 30 мас. %, от около 25 мас. % до около 35 мас. %, от около 25 мас. % до около 40 мас. %, от около 25 мас. % до около 45 мас. %, от около 30 мас. % до около 35 мас. %, от около 30 мас. % до около 40 мас. %, от около 30 мас. % до около 45 мас. %, от около 35 мас. % до около 40 мас. %, от около 35 мас. % до около 45 мас. %, or от около 40 мас. % до около 45 мас. %. В некоторых вариантах концентрация хрома в металлическом диффузионном слое может составлять около 12 мас. %, около 15 мас. %, 20 мас. %, около 25 мас. %, около 30 мас. %, около 35 мас. %, около 40 мас. %, или около 45 мас. %. В некоторых вариантах концентрация хрома в металлическом диффузионном слое может составлять по меньшей мере примерно 12 мас. %, примерно 15 мас. %, 20 мас. %, примерно 25 мас. %, примерно 30 мас. %, примерно 35 мас. %, примерно 40 мас. %, примерно 45 мас. % или больше. В некоторых вариантах концентрация хрома в металлическом диффузионном слое может составлять не более приблизительно 45 мас. %, 40 мас. %, 35 мас. %, 30 мас. %, 25 мас. %, 20 мас. %, 15 мас. %, 12 мас. %, или меньше.

[00289] Концентрация хрома в металлическом диффузионном слое может изменяться в направлении от поверхностного слоя к границе области диффузии. В некоторых вариантах концентрация хрома в металлическом диффузионном слое может изменяться в направлении от поверхностного слоя к границе области диффузии менее чем примерно на 5%. В некоторых вариантах концентрация хрома в металлическом диффузионном слое может изменяться в направлении от поверхностного слоя к границе области диффузии менее чем примерно на 4%, 3%, 2%, 1%, или меньше.

[00290] Металлический материал может иметь потенциал возникновения точечной коррозии, измеряемый путем подачи тока на металлический материал. Потенциал возникновения точечной коррозии может соотноситься с минимальным положительным током и/или напряжением, при котором на поверхностном слое металлического материала образуются или растут очаги точечной коррозии. Это может быть электрохимический потенциал в данной среде, выше которого на поверхностном слое может образоваться коррозионная язва. Потенциал точечной коррозии металлического материала можно определить в соответствии со стандартным методом Американского общества испытаний и материалов (ASTM) (например, G61). Коррозионная язва может быть представлена формой чрезвычайно локальной коррозии, которая может привести к образованию небольших отверстий в металле. В некоторых вариантах металлический материал может иметь потенциал точечной коррозии от около 50 мВ до около 800 мВ. В некоторых вариантах металлический материал может иметь потенциал точечной коррозии от около 50 мВ до около 100 мВ, от около 50 мВ до около 150 мВ, от около 50 мВ до около 200 мВ, от около 50 мВ до около 250 мВ, от около 50 мВ до около 300 мВ, от около 50 мВ до около 350 мВ, от около 50 мВ до около 400 мВ, от около 50 мВ до около 500 мВ, от около 50 мВ до около 600 мВ, от около 50 мВ до около 700 мВ, от около 50 мВ до около 800 мВ, от около 100 мВ до около 150 мВ, от около 100 мВ до около 200 мВ, от около 100 мВ до около 250 мВ, от около 100 мВ до около 300 мВ, от около 100 мВ до около 350 мВ, от около 100 мВ до около 400 мВ, от около 100 мВ до около 500 мВ, от около 100 мВ до около 600 мВ, от около 100 мВ до около 700 мВ, от около 100 мВ до около 800 мВ, от около 150 мВ до около 200 мВ, от около 150 мВ до около 250 мВ, от около 150 мВ до около 300 мВ, от около 150 мВ до около 350 мВ, от около 150 мВ до около 400 мВ, от около 150 мВ до около 500 мВ, от около 150 мВ до около 600 мВ, от около 150 мВ до около 700 мВ, от около 150 мВ до около 800 мВ, от около 200 мВ до около 250 мВ, от около 200 мВ до около 300 мВ, от около 200 мВ до около 350 мВ, от около 200 мВ до около 400 мВ, от около 200 мВ до около 500 мВ, от около 200 мВ до около 600 мВ, от около 200 мВ до около 700 мВ, от около 200 мВ до около 800 мВ, от около 250 мВ до около 300 мВ, от около 250 мВ до около 350 мВ, от около 250 мВ до около 400 мВ, от около 250 мВ до около 500 мВ, от около 250 мВ до около 600 мВ, от около 250 мВ до около 700 мВ, от около 250 мВ до около 800 мВ, от около 300 мВ до около 350 мВ, от около 300 мВ до около 400 мВ, от около 300 мВ до около 500 мВ, от около 300 мВ до около 600 мВ, от около 300 мВ до около 700 мВ, от около 300 мВ до около 800 мВ, от около 350 мВ до около 400 мВ, от около 350 мВ до около 500 мВ, от около 350 мВ до около 600 мВ, от около 350 мВ до около 700 мВ, от около 350 мВ до около 800 мВ, от около 400 мВ до около 500 мВ, от около 400 мВ до около 600 мВ, от около 400 мВ до около 7 00 мВ, от около 400 мВ до около 800 мВ, от около 500 мВ до около 600 мВ, от около 500 мВ до около 700 мВ, от около 500 мВ до около 800 мВ, от около 600 мВ до около 700 мВ, от около 600 мВ до около 800 мВ, или от около 700 мВ до около 800 мВ. В некоторых вариантах потенциал точечной коррозии металлического материала может составлять примерно 50 мВ, примерно 100 мВ, примерно 150 мВ, примерно 200 мВ, примерно 250 мВ, примерно 300 мВ, примерно 350 мВ, примерно 400 мВ, примерно 500 мВ, примерно 600 мВ, примерно 700 мВ, или примерно 800 мВ. В некоторых вариантах потенциал точечной коррозии металлического материала может составлять по меньшей мере около 50 мВ, около 100 мВ, около 150 мВ, около 200 мВ, около 250 мВ, около 300 мВ, около 350 мВ, около 400 мВ, около 500 мВ, около 600 мВ, около 700 мВ, около 800 мВ или больше. В некоторых вариантах потенциал точечной коррозии металлического материала может составлять не более около 800 мВ, около 700 мВ, около 600 мВ, около 500 мВ, около 400 мВ, около 350 мВ, около 300 мВ, около 250 мВ, около 200 мВ, около 150 мВ, около 100 мВ, около 50 мВ или меньше.

[00291] Толщина металлического материала, содержащего внутренний (срединный) слой (или подложку), диффузионный слой и/или поверхностный слой, как описано в настоящем документе, (например, средняя толщина или средняя расчетная толщина) может составлять, от примерно 0,0005 дюйма (где 1 дюйм=2,54 сантиметров) до примерно 0,250 дюйма. В некоторых вариантах толщина металлического материала может составлять от около 0,0005 дюйма до около 0,25 дюйма. В некоторых вариантах толщина металлического материала может составлять от около 0,0005 дюйма до около 0,001 дюйма, от около 0,0005 дюйма до около 0,005 дюйма, от около 0,0005 дюйма до около 0,01 дюйма, от около 0,0005 дюйма до около 0,05 дюйма, от около 0,0005 дюйма до около 0,1 дюйма, от около 0,0005 дюйма до около 0,2 дюйма, от около 0,0005 дюйма до около 0,25 дюйма, от около 0,001 дюйма до около 0,005 дюйма, от около 0,001 дюйма до около 0,01 дюйма, от около 0,001 дюйма до около 0,05 дюйма, от около 0,001 дюйма до около 0,1 дюйма, от около 0,001 дюйма до около 0,2 дюйма, от около 0,001 дюйма до около 0,25 дюйма, от около 0,005 дюйма до около 0,01 дюйма, от около 0,005 дюйма до около 0,05 дюйма, от около 0,005 дюйма до около 0,1 дюйма, от около 0,005 дюйма до около 0,2 дюйма, от около 0,005 дюйма до около 0,25 дюйма, от около 0,01 дюйма до около 0,05 дюйма, от около 0,01 дюйма до около 0,1 дюйма, от около 0,01 дюйма до около 0,2 дюйма, от около 0,01 дюйма до около 0,25 дюйма, от около 0,05 дюйма до около 0,1 дюйма, от около 0,05 дюйма до около 0,2 дюйма, от около 0,05 дюйма до около 0,25 дюйма, от около 0,1 дюйма до около 0,2 дюйма, от около 0,1 дюйма до около 0,25 дюйма, или от около 0,2 дюйма до около 0,25 дюйма. В некоторых вариантах толщина металлического материала может составлять около 0,0005 дюйма, около 0,001 дюйма, около 0,005 дюйма, около 0,01 дюйма, около 0,05 дюйма, около 0,1 дюйма, около 0,2 дюйма, или около 0,25 дюйма. В некоторых вариантах толщина металлического материала может составлять по меньшей мере около 0,0005 дюйма, около 0,001 дюйма, около 0,005 дюйма, около 0,01 дюйма, около 0,05 дюйма, около 0,1 дюйма, около 0,2 дюйма, около 0,25 дюйма или больше. В некоторых вариантах толщина металлического материала может составлять не более примерно 0,25 дюйма, примерно 0,2 дюйма, примерно 0,1 дюйма, примерно 0,05 дюйма, примерно 0,01 дюйма, примерно 0,005 дюйма, примерно 0,001 дюйма, примерно 0,0005 дюйма или меньше.

[00292] Толщина металлического диффузионного слоя может составлять от около 50 микрометров (мкм) (где 1 микрометр=10^-6 метров) до около 100 мкм. В некоторых вариантах толщина диффузионного слоя может составлять от около 50 мкм до около 100 мкм. В некоторых вариантах толщина диффузионного слоя может составлять от около 50 мкм до около 55 мкм, от около 50 мкм до около 60 мкм, от около 50 мкм до около 65 мкм, от около 50 мкм до около 70 мкм, от около 50 мкм до около 75 мкм, от около 50 мкм до около 80 мкм, от около 50 мкм до около 85 мкм, от около 50 мкм до около 90 мкм, от около 50 мкм до около 95 мкм, от около 50 мкм до около 100 мкм, от около 55 мкм до около 60 мкм, от около 55 мкм до около 65 мкм, от около 55 мкм до около 70 мкм, от около 55 мкм до около 75 мкм, от около 55 мкм до около 80 мкм, от около 55 мкм до около 85 мкм, от около 55 мкм до около 90 мкм, от около 55 мкм до около 95 мкм, от около 55 мкм до около 100 мкм, от около 60 мкм до около 65 мкм, от около 60 мкм до около 70 мкм, от около 60 мкм до около 75 мкм, от около 60 мкм до около 80 мкм, от около 60 мкм до около 85 мкм, от около 60 мкм до около 90 мкм, от около 60 мкм до около 95 мкм, от около 60 мкм до около 100 мкм, от около 65 мкм до около 70 мкм, от около 65 мкм до около 75 мкм, от около 65 мкм до около 80 мкм, от около 65 мкм до около 85 мкм, от около 65 мкм до около 90 мкм, от около 65 мкм до около 95 мкм, от около 65 мкм до около 100 мкм, от около 70 мкм до около 75 мкм, от около 70 мкм до около 80 мкм, от около 70 мкм до около 85 мкм, от около 70 мкм до около 90 мкм, от около 70 мкм до около 95 мкм, от около 70 мкм до около 100 мкм, от около 75 мкм до около 80 мкм, от около 75 мкм до около 85 мкм, от около 75 мкм до около 90 мкм, от около 75 мкм до около 95 мкм, от около 75 мкм до около 100 мкм, от около 80 мкм до около 85 мкм, от около 80 мкм до около 90 мкм, от около 80 мкм до около 95 мкм, от около 80 мкм до около 100 мкм, от около 85 мкм до около 90 мкм, от около 85 мкм до около 95 мкм, от около 85 мкм до около 100 мкм, от около 90 мкм до около 95 мкм, от около 90 мкм до около 100 мкм, или от около 95 мкм до около 100 мкм. В некоторых вариантах толщина диффузионного слоя может составлять примерно 50 мкм, примерно 55 мкм, примерно 60 мкм, примерно 65 мкм, примерно 70 мкм, примерно 75 мкм, примерно 80 мкм, примерно 85 мкм, примерно 90 мкм, примерно 95 мкм, или примерно 100 мкм. В некоторых вариантах толщина диффузионного слоя может составлять по меньшей мере около 50 мкм, около 55 мкм, около 60 мкм, около 65 мкм, около 70 мкм, около 75 мкм, около 80 мкм, около 85 мкм, около 90 мкм, около 95 мкм, около 100 мкм или больше. В некоторых вариантах толщина диффузионного слоя может составлять не более примерно 100 мкм, примерно 95 мкм, примерно 90 мкм, примерно 85 мкм, примерно 80 мкм, примерно 75 мкм, примерно 70 мкм, примерно 65 мкм, примерно 60 мкм, примерно 55 мкм, примерно 50 мкм, или меньше.

[00293] В некоторых вариантах отношение толщины металлического диффузионного слоя к толщине металлического материала может составлять от примерно 70:500 до примерно 70:3000, В некоторых вариантах соотношение этих толщин может составлять от примерно 70:500 до примерно 70:2500, например, от около 70:500 до около 70:2200.

[00294] Металлический материал может представлять собой металлический лист. Металлический лист может иметь заданную ширину (например, среднюю ширину), длину (например, среднюю длину) и толщину. В некоторых вариантах ширина металлического листа (например, средняя ширина) может составлять от около 1 дюйма (где 1 дюйм=2,54 сантиметров) до около 100 дюймов. В некоторых вариантах ширина металлического листа (например, средняя ширина) может составлять от около 1 дюйма до около 5 дюймов, от около 1 дюйма до около 10 дюймов, от около 1 дюйма до около 20 дюймов, от около 1 дюйма до около 30 дюймов, от около 1 дюйма до около 40 дюймов, от около 1 дюйма до около 50 дюймов, от около 1 дюйма до около 60 дюймов, от около 1 дюйма до около 70 дюймов, от около 1 дюйма до около 80 дюймов, от около 1 дюйма до около 90 дюймов, от около 1 дюйма до около 100 дюймов, от около 5 дюймов до около 10 дюймов, от около 5 дюймов до около 20 дюймов, от около 5 дюймов до около 30 дюймов, от около 5 дюймов до около 40 дюймов, от около 5 дюймов до около 50 дюймов, от около 5 дюймов до около 60 дюймов, от около 5 дюймов до около 70 дюймов, от около 5 дюймов до около 80 дюймов, от около 5 дюймов до около 90 дюймов, от около 5 дюймов до около 100 дюймов, от около 10 дюймов до около 20 дюймов, от около 10 дюймов до около 30 дюймов, от около 10 дюймов до около 40 дюймов, от около 10 дюймов до около 50 дюймов, от около 10 дюймов до около 60 дюймов, от около 10 дюймов до около 70 дюймов, от около 10 дюймов до около 80 дюймов, от около 10 дюймов до около 90 дюймов, от около 10 дюймов до около 100 дюймов, от около 20 дюймов до около 30 дюймов, от около 20 дюймов до около 40 дюймов, от около 20 дюймов до около 50 дюймов, от около 20 дюймов до около 60 дюймов, от около 20 дюймов до около 70 дюймов, от около 20 дюймов до около 80 дюймов, от около 20 дюймов до около 90 дюймов, от около 20 дюймов до около 100 дюймов, от около 30 дюймов до около 40 дюймов, от около 30 дюймов до около 50 дюймов, от около 30 дюймов до около 60 дюймов, от около 30 дюймов до около 70 дюймов, от около 30 дюймов до около 80 дюймов, от около 30 дюймов до около 90 дюймов, от около 30 дюймов до около 100 дюймов, от около 40 дюймов до около 50 дюймов, от около 40 дюймов до около 60 дюймов, от около 40 дюймов до около 70 дюймов, от около 40 дюймов до около 80 дюймов, от около 40 дюймов до около 90 дюймов, от около 40 дюймов до около 100 дюймов, от около 50 дюймов до около 60 дюймов, от около 50 дюймов до около 70 дюймов, от около 50 дюймов до около 80 дюймов, от около 50 дюймов до около 90 дюймов, от около 50 дюймов до около 100 дюймов, от около 60 дюймов до около 70 дюймов, от около 60 дюймов до около 80 дюймов, от около 60 дюймов до около 90 дюймов, от около 60 дюймов до около 100 дюймов, от около 70 дюймов до около 80 дюймов, от около 70 дюймов до около 90 дюймов, от около 70 дюймов до около 100 дюймов, от около 80 дюймов до около 90 дюймов, от около 80 дюймов до около 100 дюймов, или от около 90 дюймов до около 100 дюймов. В некоторых вариантах ширина металлического листа (например, средняя ширина) может составлять примерно 1 дюйм, примерно 5 дюймов, примерно 10 дюймов, примерно 20 дюймов, примерно 30 дюймов, примерно 40 дюймов, примерно 50 дюймов, примерно 60 дюймов, примерно 70 дюймов, примерно 80 дюймов, примерно 90 дюймов, или примерно 100 дюймов. В некоторых вариантах ширина металлического листа (например, средняя ширина) может составлять по меньшей мере примерно 1 дюйм, примерно 5 дюймов, примерно 10 дюймов, примерно 20 дюймов, примерно 30 дюймов, примерно 40 дюймов, примерно 50 дюймов, примерно 60 дюймов, примерно 70 дюймов, примерно 80 дюймов, примерно 90 дюймов, примерно 100 дюймов или больше. В некоторых вариантах ширина металлического листа (например, средняя ширина) может составлять не более примерно 100 дюймов, примерно 90 дюймов, примерно 80 дюймов, примерно 70 дюймов, примерно 60 дюймов, примерно 50 дюймов, примерно 40 дюймов, примерно 30 дюймов, примерно 20 дюймов, примерно 10 дюймов, примерно 5 дюймов, примерно 1 дюйма или меньше.

[00295] В некоторых вариантах длина металлического листа (например, средняя длина) может составлять от около 500 футов (где 1 фут=0,3048 метра) до около 20000 футов. В некоторых вариантах длина металлического листа (например, средняя длина) может составлять от 500 футов до около 1000 футов, от около 500 футов до около 5000 футов, от около 500 футов до около 10000 футов, от около 500 футов до около 15000 футов, от около 500 футов до около 20000 футов, от около 1000 футов до около 5000 футов, от около 1000 футов до около 10000 футов, от около 1000 футов до около 15000 футов, от около 1000 футов до около 20000 футов, от около 5000 футов до около 10000 футов, от около 5000 футов до около 15000 футов, от около 5000 футов до около 20000 футов, от около 10000 футов до около 15000 футов, от около 10000 футов до около 20000 футов, от около 15000 футов до около 20000 футов. В некоторых вариантах длина металлического листа (например, средняя длина) может составлять около 500 футов, около 1000 футов, около 5000 футов, около 10000 футов, около 15000 футов, или около 20000 футов. В некоторых вариантах длина металлического листа (например, средняя длина) может составлять по меньшей мере около 500 футов, около 1000 футов, около 5000 футов, около 10000 футов, около 15000 футов, около 20000 футов или больше. В некоторых вариантах длина металлического листа (например, средняя длина) может составлять не более около 20000 футов, около 15000 футов, около 10000 футов, около 5000 футов, около 1000 футов, около 500 футов, или меньше.

[00296] Металлический материал может включать поверхностный слой, содержащий карбид (например, карбид хрома). Концентрация карбида в поверхностном слое может составлять около 0,01 процента по массе (мас. %). В некоторых вариантах концентрация карбида в поверхностном слое может составлять не более приблизительно 0,01 мас. %. В некоторых вариантах концентрация карбида в поверхностном слое может составлять не более приблизительно 0,01 мас. %, не более приблизительно 0,0005 мас. %, или не более приблизительно 0,0001 мас. %.

[00297] Металлический материал может включать металлический диффузионный слой (например, промежутки между зернами металлического диффузионного слоя), содержащий карбид (например, карбид хрома). Концентрация карбида в металлическом диффузионном слое может составлять примерно 0,1 процента по массе (мас. %). В некоторых вариантах концентрация карбида в металлическом диффузионном слое может составлять не более около 0,1 мас. %. В некоторых вариантах концентрация карбида в металлическом диффузионном слое может составлять не более около 0,1 мас. %, не более около 0,0005 мас. %, или не более около 0,0001 мас. %.

[00298] Элементарные частицы в суспензии могут снизить температуру перехода аустенита в феррит. Элементарные частицы в подложке могут снизить температуру перехода аустенита в феррит. Элементарные частицы могут существенно не изменить температуру перехода аустенита в феррит. В некоторых случаях элементарные частицы могут повышать температуру перехода аустенита в феррит. Элементарными частицами, которые могут снизить температуру перехода аустенита в феррит, могут быть марганец, азот, медь или золото.

[00299] Можно измерить размер аустенитного и ферритного зерен. Отношение размера аустенитного зерна к размеру ферритного зерна может быть более примерно 0,1, 0,5,1, 2, 5 или 10 или более. Отношение размера аустенитного зерна к размеру ферритного зерна может быть менее примерно 10, 5, 2, 1,0,5 или 0,1 или меньше. Отношение размера аустенитного зерна к размеру ферритного зерна может составлять примерно 0,1, 0,5,1,2, 5 или 10. Отношение размера аустенитного зерна к размеру ферритного зерна может составлять примерно 1. Отношение размера аустенитного зерна к размеру ферритного зерна можно рассчитать по следующему уравнению:

где D_γ - размер аустенитного зерна в мкм, D_α - размер ферритного зерна в мкм, a a - скорость охлаждения, °С/с.

[00300] Сумму стабилизации эквивалентов титана можно рассчитать по следующему уравнению:

Стабилизация эквивалентов Ti=Mac.%Ti - 3,42*Mac.%N - 1,49 Mac.%S - 4 мас. %С+0,516Mac.%Nb.

[00301] Без привлечения теории отметим, что определенная сумма стабилизации эквивалентов титана (Ti) в металлическом слое может привести к образованию слоя, который более устойчив к выпадению вторичных фаз по границам зерен. Металлический слой может содержать по меньшей мере примерно 0,001 эквивалентов Ti, 0,005 эквивалентов Ti, 0,01 эквивалентов Ti, 0,015 эквивалентов Ti, 0,017 эквивалентов Ti, 0,02 эквивалентов Ti, 0,03 эквивалентов Ti, 0,04 эквивалентов Ti, 0,05 эквивалентов Ti, 0,06 эквивалентов Ti, 0,07 эквивалентов Ti, 0,08 эквивалентов Ti, 0,09 эквивалентов Ti, или больше. Металлический слой может содержать менее около 0,09 эквивалентов Ti, 0,08 эквивалентов Ti, 0,07 эквивалентов Ti, 0,06 эквивалентов Ti, 0,05 эквивалентов Ti, 0,04 эквивалентов Ti, 0,03 эквивалентов Ti,0,02 эквивалентов Ti, 0,017 эквивалентов Ti, 0,015 эквивалентов Ti, 0,01 эквивалентов Ti, 0,005 эквивалентов Ti, или менее около 0,001 эквивалентов Ti или меньше.

[00302] Свойства подложки до покрытия металлическим слоем или после покрытия металлическим слоем могут быть определены различными способами и приборами. Такие способы и приборы включают, например, расчет размера зерна, сканирующий электронный микроскоп (СЭМ), энергодисперсионный микроанализ на растровом электронном микроскопе (SEM-EDS), микрозондовый анализ и измерения с помощью потенциостата.

[00303] После отжига подложка может практически не содержать пустот Киркендалла. Слой может придавать подложке характеристики, которых ранее у нее не было. Например, слой может сделать подложку более твердой, более износостойкой, более эстетичной и приятной на вид, повысить ее электросопростивление, понизить ее электросопротивление, повысить теплопроводность, понизить теплопроводность или придать подложке любую комбинацию вышеуказанных свойств. Кроме того, слой может увеличивать или уменьшать скорость звука в подложке.

[00304] Пластическая деформация (или предел прочности на растяжение) может являться характеристикой металлического материала. Предел текучести металлического материала можно определить как величину напряжения, которое металлический материал (например, диффузионно-легированный металл) может выдержать без остаточной деформации. Предел текучести может быть напряжением, которое способно вызвать остаточную деформацию по меньшей мере примерно на 0,2% относительно первоначального размера материала до приложения напряжения. Предел текучести (или предел текучести) подложки может превышать примерно 100 фунтов/кв.дюйм, 1 тыс. фунтов/кв.дюйм (где 1 тыс. фунтов/кв.дюйм=6,8947572932 мегапаскаля (МПа))), 2 тыс. фунтов/кв.дюйм, 5 тыс. фунтов/кв.дюйм, 10 тыс. фунтов/кв.дюйм, 15 тыс. фунтов/кв.дюйм, 19 тыс. фунтов/кв.дюйм, 20 тыс. фунтов/кв.дюйм, 21 тыс. фунтов/кв.дюйм, 22 тыс. фунтов/кв.дюйм, 23 тыс. фунтов/кв.дюйм, 24 тыс. фунтов/кв.дюйм, 25 тыс. фунтов/кв.дюйм, 26 тыс. фунтов/кв.дюйм, 27 тыс. фунтов/кв.дюйм, 28 тыс. фунтов/кв.дюйм, 29 тыс. фунтов/кв.дюйм, 30 тыс. фунтов/кв.дюйм, 31 тыс. фунтов/кв.дюйм, 32 тыс. фунтов/кв.дюйм, 33 тыс. фунтов/кв.дюйм, 34 тыс. фунтов/кв.дюйм, 35 тыс. фунтов/кв.дюйм, 36 тыс. фунтов/кв.дюйм, 37 тыс. фунтов/кв.дюйм, 38 тыс. фунтов/кв.дюйм, 39 тыс. фунтов/кв.дюйм, или 40 тыс. фунтов/кв.дюйм или больше. Предел текучести подложки может быть меньше или равен примерно 40 тыс. фунтов/кв.дюйм, 39 тыс. фунтов/кв.дюйм, 38 тыс. фунтов/кв.дюйм, 37 тыс. фунтов/кв.дюйм, 36 тыс. фунтов/кв.дюйм, 35 тыс. фунтов/кв.дюйм, 34 тыс. фунтов/кв.дюйм, 33 тыс. фунтов/кв.дюйм, 32 тыс. фунтов/кв.дюйм, 31 тыс. фунтов/кв.дюйм, 30 тыс. фунтов/кв.дюйм, 29 тыс. фунтов/кв.дюйм, 28 тыс. фунтов/кв.дюйм, 27 тыс. фунтов/кв.дюйм, 26 тыс. фунтов/кв.дюйм, 25 тыс. фунтов/кв. дюйм, 24 тыс. фунтов/кв.дюйм, 23 тыс. фунтов/кв.дюйм, 22 тыс. фунтов/кв.дюйм, 21 тыс. фунтов/кв. дюйм, 20 тыс. фунтов/кв.дюйм, 15 тыс. фунтов/кв.дюйм, 10 тыс. фунтов/кв.дюйм, 5 тыс. фунтов/кв.дюйм, 2 тыс. фунтов/кв.дюйм, 1 тыс. фунтов/кв.дюйм, меньше или равен примерно 100 фунтов/кв.дюйм или меньше. Предел текучести подложки может составлять примерно 20 тыс. фунтов/кв.дюйм, 21 тыс. фунтов/кв.дюйм, 22 тыс. фунтов/кв.дюйм, 23 тыс. фунтов/кв.дюйм, 24 тыс. фунтов/кв. дюйм, 25 тыс. фунтов/кв.дюйм, 26 тыс. фунтов/кв.дюйм, 27 тыс. фунтов/кв. дюйм, 28 тыс. фунтов/кв.дюйм, 29 тыс. фунтов/кв.дюйм, 30 тыс. фунтов/кв.дюйм, 31 тыс. фунтов/кв.дюйм, 32 тыс. фунтов/кв. дюйм, 33 тыс. фунтов/кв.дюйм, 34 тыс. фунтов/кв.дюйм, 35 тыс. фунтов/кв. дюйм, 36 тыс. фунтов/кв.дюйм, 37 тыс. фунтов/кв.дюйм, 38 тыс. фунтов/кв.дюйм, 39 тыс. фунтов/кв. дюйм, 40 тыс. фунтов/кв.дюйм, 45 тыс. фунтов/кв.дюйм, или около 50 тыс. фунтов/кв.дюйм.

[00305] Прочность на растяжение (или предел прочности при растяжении) может использоваться для характеристики металлического материала. Прочность на растяжение (или предел прочности на растяжение) металлического материала может быть определена как максимальное растягивающее напряжение, которое материал может выдержать до разрушения (например, разлома или разрыва).

Прочность на растяжение может быть определена как сопротивление металлического материала разрушению при растягивающей нагрузке. Прочность на растяжение (или предел прочности на растяжение) металлического материала (например, диффузионно-легированного материала) может быть больше или равна примерно 30 килофунтам на квадратный дюйм (тыс. фунтов/кв. дюйм) (где 1 тыс. фунтов/кв. дюйм=6,8947572932 мегапаскаля (МПа)), 35 тыс. фунтов/кв.дюйм, 40 тыс. фунтов/кв.дюйм, 42 тыс. фунтов/кв.дюйм, 45 тыс. фунтов/кв.дюйм, 46 тыс. фунтов/кв.дюйм, 47 тыс. фунтов/кв.дюйм, 48 тыс. фунтов/кв.дюйм, 49 тыс. фунтов/кв.дюйм, 50 тыс. фунтов/кв. дюйм, 51 тыс. фунтов/кв.дюйм, 52 тыс. фунтов/кв.дюйм, 53 тыс. фунтов/кв.дюйм, 54 тыс. фунтов/кв.дюйм, 55 тыс. фунтов/кв.дюйм, 56 тыс. фунтов/кв.дюйм, 57 тыс. фунтов/кв.дюйм, 58 тыс. фунтов/кв. дюйм, 59 тыс. фунтов/кв.дюйм, 60 тыс. фунтов/кв.дюйм, 61 тыс. фунтов/кв.дюйм, 62 тыс. фунтов/кв.дюйм, 63 тыс. фунтов/кв.дюйм, 64 тыс. фунтов/кв.дюйм, 65 тыс. фунтов/кв.дюйм, 66 тыс. фунтов/кв.дюйм, 67 тыс. фунтов/кв.дюйм, 68 тыс. фунтов/кв.дюйм, 69 тыс. фунтов/кв.дюйм, 70 тыс. фунтов/кв.дюйм, 80 тыс. фунтов/кв.дюйм, 90 тыс. фунтов/кв. дюйм, 100 тыс. фунтов/кв. дюйм, или больше. Прочность на растяжение (или предел прочности при растяжении) металлического материала может быть меньше или равна примерно 100 тыс. фунтов/кв.дюйм, 90 тыс. фунтов/кв.дюйм, 80 тыс. фунтов/кв.дюйм, 70 тыс. фунтов/кв.дюйм, 60 тыс. фунтов/кв.дюйм, 59 тыс. фунтов/кв.дюйм, 58 тыс. фунтов/кв.дюйм, 57 тыс. фунтов/кв.дюйм, 56 тыс. фунтов/кв.дюйм, 55 тыс. фунтов/кв. дюйм, 54 тыс. фунтов/кв.дюйм, 53 тыс. фунтов/кв.дюйм, 52 тыс. фунтов/кв.дюйм, 51 тыс. фунтов/кв.дюйм, 50 тыс. фунтов/кв. дюйм, 49 тыс. фунтов/кв.дюйм, 48 тыс. фунтов/кв.дюйм, 47 тыс. фунтов/кв.дюйм, 46 тыс. фунтов/кв.дюйм, 45 тыс. фунтов/кв.дюйм, 44 тыс. фунтов/кв.дюйм, 43 тыс. фунтов/кв.дюйм, 42 тыс. фунтов/кв.дюйм, 41 тыс. фунтов/кв.дюйм, 40 тыс. фунтов/кв.дюйм, 35 тыс. фунтов/кв. дюйм, или меньше или равна примерно 30 тыс. фунтов/кв.дюйм. Прочность на растяжение (или предел прочности при растяжении) металлического материала может составлять 30 тыс. фунтов/кв.дюйм, 35 тыс. фунтов/кв.дюйм, 40 тыс. фунтов/кв.дюйм, 45 тыс. фунтов/кв.дюйм, 46 тыс. фунтов/кв.дюйм, 47 тыс. фунтов/кв.дюйм, 48 тыс. фунтов/кв.дюйм, 49 тыс. фунтов/кв.дюйм, 50 тыс. фунтов/кв.дюйм, 51 тыс. фунтов/кв.дюйм, 52 тыс. фунтов/кв.дюйм, 53 тыс. фунтов/кв.дюйм, 54 тыс. фунтов/кв.дюйм, 55 тыс. фунтов/кв.дюйм, 56 тыс. фунтов/кв.дюйм, 57 тыс. фунтов/кв.дюйм, 58 тыс. фунтов/кв.дюйм, 59 тыс. фунтов/кв.дюйм, 60 тыс. фунтов/кв.дюйм, 61 тыс. фунтов/кв.дюйм, 62 тыс. фунтов/кв.дюйм, 63 тыс. фунтов/кв.дюйм, 64 тыс. фунтов/кв.дюйм, 65 тыс. фунтов/кв.дюйм, 66 тыс. фунтов/кв.дюйм, 67 тыс. фунтов/кв.дюйм, 68 тыс. фунтов/кв.дюйм, 69 тыс. фунтов/кв.дюйм, 70 тыс. фунтов/кв.дюйм, 80 тыс. фунтов/кв.дюйм, 90 тыс. фунтов/кв.дюйм, 100 тыс. фунтов/кв.дюйм, или больше.

[00306] Металлический материал может иметь удлинение (или процентное удлинение), определяемое как максимальное увеличение базовой (измеренной) длины, деленное на исходную базовую (измеренную) длину, или разница в расстоянии до разрушения перед и после легированием и/или отжигом. Процент удлинения может составлять 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, или 100%. В некоторых случаях процент удлинения может составлять около 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%,й39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%. В некоторых случаях процент удлинения может превышать примерно 5%, 10%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 60%,70%, 80%, 90%, или примерно 100% или больше. В некоторых случаях процент удлинения может быть меньше, чем 100%, 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 44%, 40%, 39%, 38%, 37%, 36%, 35%, 34%, 33%, 32%, 31%, 30%, 29%, 28%, 27%, 26%, 25%, 24%, 23%, 22%, 21%, 20%, 10%, или меньше, чем 5% или менее.

[00307] Параметр, который может быть измерен для проверки формовочных свойств и характеристик металлического материала (например, металлического сплава) при вытяжке, растяжении или в обоих случаях, представляет собой показатель деформационного упрочнения, в данном документе именуемый значением п. Значение п может отражать реакцию металлического материала (например, металлического сплава) на холодную обработку. Холодная обработка (например, холодное обжатие) представляет собой пластическую деформацию металла (например, металлического сплава) ниже температуры его рекристаллизации и используется во многих производственных процессах, таких как волочение проволоки, ковка и смотка в рулоны/бунты. Поскольку пластичный металл (например, металлический сплав) подвергается пластической деформации при холодной обработке, он может становиться тверже и прочнее, а его пластичность снижается. Показатель деформационного упрочнения или значение n может указывать на то, насколько металл (например, металлический сплав) может упрочняться или становиться тверже при пластической деформации. Значение n (n) может быть рассчитано с использованием уравнения напряжения пластического течения S=Keⁿ, которое может аппроксимировать соотношение между истинным напряжением S и истинной деформацией е во время пластической деформации металлического материала. Металлический материал с большим значением п хорошо поддается холодной обработке. Значение n может играть важную роль, например, при штамповке листового металла. Чем больше значение n, тем больше можно удлинить материал перед сужением (утонением). Таким образом, по мере увеличения значения п увеличивается сопротивление металлического материала сужению (утонению), и материал может растягиваться больше до начала сужения (утонения). Значение n быть определено согласно стандартному методу Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) (например, Е8, Е18, Е19 либо их комбинации). В некоторых вариантах значение n может составлять от примерно 0,21 до примерно 0,32. В некоторых вариантах значение n может составлять от примерно 0,2 до примерно 0,21, от примерно 0,2 до примерно 0,23, от примерно 0,2 до примерно 0,25, от примерно 0,2 до примерно 0,27, от примерно 0,2 до примерно 0,29, от примерно 0,2 до примерно 0,30, от примерно 0,2 до примерно 0,31, от примерно 0,2 до примерно 0,32, от примерно 0,2 до примерно 0,33, от примерно 0,21 до примерно 0,23, от примерно 0,21 до примерно 0,25, от примерно 0,21 до примерно 0,27, от примерно 0,21 до примерно 0,29, от примерно 0,21 до примерно 0,3, от примерно 0,21 до примерно 0,31, от примерно 0,21 до примерно 0,32, от примерно 0,21 до примерно 0,33, от примерно 0,23 до примерно 0,25, от примерно 0,23 до примерно 0,27, от примерно 0,23 до примерно 0,29, от примерно 0,23 до примерно 0,3, от примерно 0,23 до примерно 0,31, от примерно 0,23 до примерно 0,32, от примерно 0,23 до примерно 0,33, от примерно 0,25 до примерно 0,27, от примерно 0,25 до примерно 0,29, от примерно 0,25 до примерно 0,3, от примерно 0,25 до примерно 0,31, от примерно 0,25 до примерно 0,32, от примерно 0,25 до примерно 0,33, от примерно 0,27 до примерно 0,29, от примерно 0,27 до примерно 0,3, от примерно 0,27 до примерно 0,31, от примерно 0,27 до примерно 0,32, от примерно 0,27 до примерно 0,33, от примерно 0,29 до примерно 0,3, от примерно 0,29 до примерно 0,31, от примерно 0,29 до примерно 0,32, от примерно 0,29 до примерно 0,33, от примерно 0,3 до примерно 0,31, от примерно 0,3 до примерно 0,32, от примерно 0,3 до примерно 0,33, от примерно 0,31 до примерно 0,32, от примерно 0,31 до примерно 0,33, or от примерно 0,32 до примерно 0,33. В некоторых вариантах значение n может составлять около 0,2, около 0,21, около 0,23, около 0,25, около 0,27, около 0,29, около 0,3, около 0,31, около 0,32, или около 0,33. В некоторых вариантах значение n может составлять не менее около 0,2, около 0,21, около 0,23, около 0,25, около 0,27, около 0,29, около 0,3, около 0,31, или больше. В некоторых вариантах значение n может составлять не более 0,32, около 0,31, около 0,30, около 0,29, около 0,27, около 025, около 0,23, около 0,21, около 0,21, или меньше.

[00308] Металлический материал при вытяжке, растяжении или в обоих случаях может характеризоваться способностью к формоизменению и рабочими свойствами материала (например, металлического сплава). Способность к формоизменению металлического материала (например, стали) может быть измерена коэффициентом пластической деформации, часто называемым коэффициентом Ланкфорда, r-bar, r_m, или, как упоминается в настоящем документе, значением r. Значение r может быть определено как соотношение пластической деформации на плоскости листа к пластической деформации калибра либо толщины листа. Значение r может быть рассчитано следующим образом:

где R₀, R₄₅ и R₉₀ - коэффициенты пластической деформации относительно направления листа. Значение r и/или значение n металлического материала (например, стали) может быть изменено путем внесения изменений в химический состав материала для формирования более высоко формуемо го металлического материала. Значение r обычной стали с небольшим количеством металлических включений может находиться в пределах примерно между 1,4 и 1,8. Значение r может быть определено согласно стандартному методу Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) (например, Е8, Е18, Е19 либо их комбинации). Измененный металлический материал (например, легированная сталь) может иметь значение r, превышающее 2. В некоторых вари антах значение r может составлять от около 1,8 до около 3. В некоторых вариантах значение r может составлять от около 1,8 до около 1,9, от около 1,8 до около 2, от около 1,8 до около 2,1, от около 1,8 до около 2,3, от около 1,8 до около 2,5, от около 1,8 до около 2,7, от около 1,8 до около 2,9, от около 1,8 до около 3, от около 1,9 до около 2, от около 1,9 до около 2,1, от около 1,9 до около 2,3, от около 1,9 до около 2,5, от около 1,9 до около 2,7, от около 1,9 до около 2,9, от около 1,9 до около 3, от около 2 до около 2,1, от около 2 до около 2,3, от около 2 до около 2,5, от около 2 до около 2,7, от около 2 до около 2,9, от около 2 до около 3, от около, 2,1 до около 2,3, от около 2,1 до около 2,5, от около 2,1 до около 2,7, от около 2,1 до около 2,9, от около 2,1 до около 3, от около 2,3 до около 2,5, от около 2,3 до около 2,7, от около 2,3 до около 2,9, от около 2,3 до около 3, от около 2,5 до около 2,7, от около 2,5 до около 2,9, от около 2,5 до около 3, от около 2,7 до около 2,9, от около 2,7 до около 3, или от около 2,9 до около 3. В некоторых вариантах значение r может составлять около 1,8, около 1,9, около 2, около 2,1, около 2,3, около 2,5, около 2,7, около 2,9, или около 3. В некоторых вариантах значение r может составлять по меньшей мере около 1,8, около 1,9, около 2, около 2,1, около 2,3, около 2,5, около 2,7, около 2,9, около 3,0 или больше. В некоторых вариантах значение r может составлять не более около 3,0, около 2,9, около 2,7, около 2,5, около 2,3, около 2,1, около 2,0, около 1,9, около 1,8 или меньше.

[00309] Подложка может проявлять стабильность Ti/Nb. В некоторых случаях стабильность Ti/Nb может быть больше или равна примерно 0,001, 0,002, 0,003, 0,004, 0,005, 0,006, 0,007, 0,008, 0,009, 0,010, 0,011, 0,012, 0,013, 0,014, 0,015, 0,016, 0,017, 0,018, 0,019, 0,020, 0,021, 0,022, 0,023, 0,024, 0,025, 0,026, 0,027, 0,028, 0,029, 0,030, 0,040 или более. В некоторых случаях стабильность Ti/Nb может быть меньше или равна примерно 0,040, 0,030, 0,029, 0,028, 0,027, 0,026, 0,025, 0,024, 0,023, 0,022, 0,021, 0,020, 0,019, 0,018, 0,017, 0,016, 0,015, 0,014, 0,013, 0,012, 0,011, 0,010, 0,009, 0,008, 0,007, 0,006, 0,005, 0,004, 0,003, 0,002, 0,001 или менее. В некоторых случаях стабильность Ti/Nb может составлять около 0,001, 0,002, 0,003, 0,004, 0,005, 0,006, 0,007, 0,008, 0,009, 0,010, 0,011, 0,012, 0,013, 0,014, 0,015, 0,016, 0,017, 0,018, 0,019, 0,020, 0,021, 0,022, 0,023, 0,024, 0,025, 0,026, 0,027, 0,028, 0,029, 0,030, 0,040 или более.

[00310] Для измерения свойств состава подложки, суспензии, компонента суспензии, металлического диффузионного слоя или поверхностного слоя можно использовать любые подходящие аналитические методики. Такие исследования могут включать измерения и вычисления количества, концентрации или массовых процентов, толщины или других размеров, изменения состава и/или структуры с глубиной, а также размера зерна. Примеры аналитических методов, используемых для измерения и вычисления таких изменений количества, концентрации или мас. % с глубиной, могут включать, помимо прочего, масс-спектрометрию с тлеющим разрядом, микрозондовый анализ, измерения с помощью потенциостата, сканирующую электронную микроскопию, просвечивающую электронную микроскопию, рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию, энергодисперсионную рентгеновскую спектроскопию и спектроскопию энергетических потерь электронов.

[00311] Прочие свойства металлических материалов могут соответствовать описаниям, например, Публикации патента США №2013/0171471, Публикации патента США №2013/0309410, Публикации патента США №2013/0252022, Публикации патента США №2015/0167131, Публикации патента США №2015/0345041, Публикации патента США №2015/0345041, Публикации патента США №2016/0230284, каждая из которых включена в настоящий документ посредством ссылки.

[00312] Способ создания металлического материала с высокой формуемостью может включать несколько промежуточных процессов. Металлический материал может быть создан в соответствии с вышеописанным химическим составом. Металл (например, сталь без внедренных атомов) может подвергаться мелкозернистой обработке для получения меж их исходных зерен.

С целью получения гладкой поверхности и контроля размера зерна может применяться обжатие в холодном состоянии. Этап обработки, следующий за обжатием в холодном состоянии, может включать способ высокотемпературного отжига. Высокотемпературный отжиг может включать отжиг при температуре выше примерно 900°С. Температура отжига может превышать приблизительно 950°С, 1000°С, 1050°С, 1100°С, 1150°С, 1200°С, 1250°С, 1300°С, 1350°С, 1400°С, 1500°С, или больше. Температура отжига может составлять не более около 1500°С, 1450°С, 1400°С, 1350°С, 1300°С, 1250°С, 1200°С, 1150°С, 1100°С, 1050°С, 1000°С, 950°С или меньше. Температура отжига может обеспечить переход металла (например, стали) из ферритной фазы в аустенитную. Выбранный состав металла (например, сталь без внедренных атомов) может предотвратить рост зерна. Стабилизированные марки могут предотвратить деформационное старение и улучшить формуемость металла для дальнейшей обработки.

[00313] Состав металла с высокой формуемостью (например, стали) может иметь измеримый размер зерна. Размер зерна может быть измерен и зарегистрирован в соответствии со стандартом Американского общества Международной ассоциации по испытаниям и материалам (ASTM). Размер зерна подложки может составлять более, чем около ASTM000, 00, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 39, 30 или более. Размер зерен в составе металла с высокой формуемостью (например, стали) может составлять более, чем около ASTM 000, 00, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11,12, 13, 14, 15,16, 17, 18,19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 39, 30 или более. Размер зерен в составе металла с высокой формуемостью (например, стали) может составлять более около 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21, 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, 00,000 или меньше. В некоторых вариантах металлический диффузионный слой может иметь размер зерна от около ASTM000 до около ASTM 10, от около ASTM000 до около ASTM 15, от около ASTM000 до около ASTM 20, от около ASTM000 до около ASTM 25, от около ASTM000 до около ASTM 30, from от около ASTM 5 до около ASTM 16, от около ASTM 5 до около ASTM 18, ASTM 5 до около ASTM 20, от около ASTM 5 до около ASTM 22, от около ASTM 5 до около ASTM 24, от около ASTM 5 до около ASTM 26, от около ASTM 5 до около ASTM 28, от около ASTM 5 до около ASTM 30, от около ASTM 6 до около ASTM 16, от около ASTM 6 до около ASTM 18, от около ASTM 6 до около ASTM 20, от около ASTM 6 до около ASTM 22, от около ASTM 6 до около ASTM 24, от около ASTM 6 до около ASTM 26, от около ASTM 6 до около ASTM 28, от около ASTM 6 до около ASTM 30, от около ASTM 7 до около ASTM 16, от около ASTM 7 до около ASTM 18, от около ASTM 7 до около ASTM 20, от около ASTM 7 до около ASTM 22, ASTM 7 до около ASTM 24, от около ASTM 7 до около ASTM 26, от около ASTM 7 до около ASTM 28, от около ASTM 7 до около ASTM 30, от около ASTM 8 до около ASTM 16, от около ASTM 8 до около ASTM 18, от около ASTM 8 до около ASTM 20, от около ASTM 8 до около ASTM 22, от около ASTM 8 до около ASTM 24, от около ASTM 8 до около ASTM 26, от около ASTM 8 до около ASTM 28, от около ASTM 8 до около ASTM 30, от около ASTM 9 до около ASTM 16, от около ASTM 9 до около ASTM 18, от около ASTM 9 до около ASTM 20, от около ASTM 9 до около ASTM 22, от около ASTM 9 до около ASTM 24, от около ASTM 9 до около ASTM 26, от около ASTM 9 до около ASTM 28, от около ASTM 9 до около ASTM 30, от около ASTM 10 до около ASTM 16, от около ASTM 10 до около ASTM 18, от около ASTM 10 до около ASTM 20, от около ASTM 10 до около ASTM 22, от около ASTM 10 до около ASTM 24, от около ASTM 10 до около ASTM 26, от около ASTM 10 до около ASTM 28, от около ASTM 10 до около ASTM 30, от около ASTM 15 до около ASTM 20, от около ASTM 15 до около ASTM 25, от около ASTM 15 до около ASTM 30, или ASTM 20 до около ASTM 30. Состав металлического материала с высокой формуемостью может иметь размер зерна примерно от ASTM 7 до ASTM 9, от примерно ASTM 6 до примерно ASTM 14, или от примерно ASTM 8 до примерно ASTM 12. Размер зерен в составе металла с высокой формуемостью (например, стали) может составлять около ASTM 7, около ASTM 8, около ASTM 9, около ASTM 10, около ASTM 11, около ASTM 12, около ASTM 13, около ASTM 14, около ASTM 15, около ASTM 16, около ASTM 17, около ASTM 18, около ASTM 19, около ASTM 20, около ASTM 21, около ASTM 22, около ASTM 23, около ASTM 24, около ASTM 25, около ASTM 26, около ASTM 27, около ASTM 28, около ASTM 29, или около ASTM 30. Составы подложек, содержащие описанный в настоящем документе легирующий агент, могут подвергаться любому способу обработки или любой серии способов обработки. Составы подложек, содержащие легирующий агент, могут подвергаться различным способам дополнительной обработки до, во время и/или после нанесения суспензии на подложку. Составы подложек, содержащие легирующий агент, могут подвергаться различным способам дополнительной обработки до, во время и/или после отжига легирующего агента и подложки. Состав, содержащий легирующий агент (например, легирующий элемент, легирующий металл) может улучшать одно или несколько свойств (например, формуемость, способность подвергаться обработке, улучшенную теплопроводность) подложки и/или суспензии для последующих этапов обработки. Состав и/или подложка с улучшенными свойствами после образования диффузионного сплава, содержащего легирующий агент, могут быть предпочтительными в ряде различных применений, таких как сплавы для электротехнического оборудования, электронного оборудования, жаропрочные сплавы, высокопрочные сплавы, устойчивые к коррозии сплавы, конструкционные сплавы, сплавы для строительства, сплавы для потребительских товаров, сплавы для бытовых приборов, сплавы для промышленного оборудования, сплавы для биомедицинских целей, сплавы для военных целей, сплавы для авиационной промышленности, сплавы для оборудования транспортировки, эстетические сплавы (для отделки) и сплавы, используемые в автомобилестроении.

[00314] Подложка, состав суспензии или металлический материал могут подвергаться любым способам обработки до, во время и/или после отжига. Примеры процессов включают формовку (профилирование), обработку на станках с рабочей или временной оснасткой, скрепление и защиту швов или обрезанных кромок, но не ограничиваются ими. Примеры процессов формовки и обработки на станках с рабочей или временной оснасткой могут включать формование растяжением или вытягиванием, повторное профилирование по шаблону, штамповку, ротационное выдавливание, прокатку, гидроформинг, CNC-формовку (с ЧПУ), отбортовку, опрессовку, загибку, горячую штамповку, экструзию и ковку. Примеры процессов скрепления могут включать запирание кривошипно-шатунного типа, гтокслокирование, точечную сварку, пайку, сварку стержнем, электродуговую сварку, дуговую сварку плавящимся электродом в среде инертного газа, дуговую сварку вольфрамовым электродом в среде инертного газа, ацетиленовую газовую сварку, электросварку сопротивлением, ультразвуковую сварку, сварку трением, лазерную сварку, плазменную сварку, фальцевание, клепку, горячую ковку, и химическую адгезию (например, соединение клеем или эпоксидной смолой). Примеры процессов защиты швов или обрезанных кромок могут включать горячее цинкование погружением, электролитическое цинкование, покрытие алюминием или алитирование, алюмосилицирование, холодное напыление (например, алюминий, нержавеющая сталь всех марок, цинк, цинкованный материал, никель), горячее напыление или покрытие плазменным напылением (например, алюминий, нержавеющая сталь всех марок, цинк, цинкованный материал, никель, медь, бронза), плакировка и нанесение жидких покрытий (например, краски, красок, затвердевающих под воздействием УФ, полимерных красок).

[00315] Подложка или металлический материал могут представлять собой одну или несколько частей, деталей или компонентов. Часть, деталь или компонент, содержащие металлический материал, описанный в настоящем документе, могут быть использованы в любой подходящей области применения, включая, помимо прочего, автомобилестроение, авиацию, транспортную отрасль, морскую отрасль, производство бытовых приборов, строительная отрасль, промышленность, производство электротехнического оборудования, биомедицина, военная промышленность, производство потребительских товаров, эстетические цели, производство электронного оборудования и различных конструкций. Применения в области автомобилестроения могут включать производство автомобильных топливных баков, внешних панелей кузова (например, дверей, капота и крыльев), компонентов выхлопной системы (например, глушителей, корпусов каталитических нейтрализаторов, выхлопных труб, теплозащиты) и внутренних панелей кузова (например, приборных панелей, внутренней отделки дверей, внутренней отделки рулевой арки).

Применения в области производства бытового оборудования и приборов могут включать изготовление внешних панелей (например, наружной обшивки дверей, вытяжных колпаков, грязевых щитков) и внутренних панелей (например, внутренних панелей посудомоечных машин, баков водонагревателей). Применения в области строительства и изготовления различных конструкций могут включать производство архитектурных панелей, фонтанных насосно-компрессорных колонн, трубопроводов, балок, дверных петель, пластин и крепежных деталей. Применения в области производства электротехнического оборудования могут включать изготовление пластин сердечников электродвигателей, пластин сердечников электрогенераторов, а также пластин сердечников электрических трансформаторов.

[00316] В рамках еще одного аспекта, настоящий документ предлагает способ подготовки металлического материала, например, сплава, стали, как описано выше, и этот способ включает: (а) подготовку подложки в соответствии с описанием раздела «подложка» или любыми другими предписаниями настоящего документа, состав металла которой соответствует описаниям из раздела «состав металла» или любым другим предписаниям настоящего документа; (b) подготовку состава для диффузионного легирования, такого как суспензия, и термическую обработку подложки и состава для диффузионного легирования с целью получения сплава, например, путем диффузионного легирования. В некоторых вариантах состав для диффузионного легирования покрывает, по меньшей мере, 25%, по меньшей мере, 50%, по меньшей мере, 75%, по меньшей мере, 90% поверхности либо двух поверхностей подложки.

Компьютерные системы

[00317] В настоящем документе предлагаются компьютерные системы, которые запрограммированы для реализации способов и методов данного изобретения. ФИГ. 4 приводится компьютерная система управления 401, которая запрограммирована или иным образом сконфигурирована для производства суспензии и/или нанесения суспензионного покрытия на подложку. Компьютерная система управления 401 может регулировать различные аспекты методов и способов настоящего изобретения, например, способов получения суспензии и способов нанесения суспензионного покрытия на подложку. Компьютерная система управления 401 может быть реализована на электронном устройстве пользователя или компьютерной системе, расположенной удаленно по отношению к электронному устройству. Электронное устройство в данном случае может быть мобильным электронным устройством.

[00318] Компьютерная система 401 включает в себя центральный процессор (ЦП, также «процессор» и «компьютерный процессор») 405, который может быть одноядерным или многоядерным процессором, либо множеством процессоров для параллельной обработки. Компьютерная система управления 401 также включает в себя память или ячейку памяти 410 (например, оперативную память, постоянную память, флэш-память), электронный накопитель 415 (например, жесткий диск), коммуникационный интерфейс 420 (например, сетевой адаптер) для связи с одной или несколькими другими системами и периферийными устройствами 425, такими как кэш-память, другие виды памяти, хранилища данных и/или электронные адаптеры дисплея. Память 410, накопитель 415, интерфейс 420 и периферийные устройства 425 связаны с ЦП 405 через коммуникационную шину (сплошные линии), например, материнскую плату. Накопитель 415 может быть блоком памяти данных (или репозиторием данных) для хранения данных. Компьютерная система управления 401 управления может быть оперативно связана с компьютерной сетью («сетью») 430 с помощью коммуникационного интерфейса 420. Сетью 430 может служить глобальная сеть Интернет, интерсеть и/или экстрасеть, либо интранет и/или экстранет с доступом к Интернету. Сеть 430 в некоторых случаях является телекоммуникационной сетью и/или сетью передачи данных. Сеть 430 может включать в себя один или несколько компьютерных серверов, которые обеспечивают возможность распределенных вычислений, таких как облачные вычисления. Сеть 430, в некоторых случаях с помощью компьютерной системы 401, может реализовать одноуровневую сеть, которая может позволить устройствам, подключенным к компьютерной системе 401, выступать в роли клиента или сервера.

[00319] ЦП 405 может выполнять последовательность машиночитаемых инструкций, воплощенных в программе или программном обеспечении. Инструкции могут быть сохранены в ячейке памяти, такой как память 410. Инструкции, которые могут быть направлены на ЦП 405, впоследствии могут запрограммировать или иным образом настроить ЦП 405 для реализации способов и методов настоящего изобретения. Примеры операций, выполняемых ЦП 405, могут включать выборку, декодирование, выполнение и обратную запись.

[00320] ЦП 405 может быть частью схемы, такой как интегральная схема. В схему могут быть включены один или несколько других компонентов системы 401. В некоторых случаях схема представляет собой специализированную интегральную схему (ASIC).

[00321] Накопитель 415 может хранить файлы, такие как драйверы, библиотеки и сохраненные программы. Накопитель 415 может хранить пользовательские данные, например пользовательские настройки и пользовательские программы. Компьютерная система 401 в некоторых случаях может включать в себя один или несколько дополнительных блоков хранения данных, которые являются внешними по отношению к компьютерной системе 401, например, расположенными на удаленном сервере, который связан с компьютерной системой 401 через интрасеть или Интернет.

[00322] Компьютерная система 401 может связываться с одной или несколькими удаленными компьютерными системами через сеть 430. Например, компьютерная система 401 может обмениваться данными с удаленной компьютерной системой пользователя (например, пользователя, контролирующего производство подложки с суспензионным покрытием).

Примеры удаленных компьютерных систем включают персональные компьютеры (например, портативный ПК), планшетные компьютеры (например, Apple® iPad, Samsung® Galaxy Tab), телефоны, смартфоны (например, Apple® iPhone, устройства с поддержкой Android, Blackberry®) или персональные цифровые помощники. Пользователь может получить доступ к компьютерной системе 401 через сеть 430.

[00323] Способы и методы, описанные в настоящем документе, могут быть реализованы с помощью машинно-исполняемого кода (например, компьютерного процессора), хранящегося в электронном хранилище компьютерной системы 401, например, в памяти 410 или электронном накопителе 415. Машинно-исполняемый или машиночитаемый код может быть предоставлен в виде программного обеспечения. Во время использования код может выполняться процессором 405. В некоторых случаях код может быть извлечен из накопителя 415 и сохранен в памяти 410 с целью обеспечения процессору 405 быстрого доступа к нему. В некоторых ситуациях электронный накопитель 415 может быть исключен из системы, и исполняемые машиной инструкции хранятся в памяти 410.

[00324] Код может быть предварительно скомпилирован и сконфигурирован для использования на машине с процессором, приспособленным для выполнения кода, или же скомпилирован во время выполнения. Код может быть предоставлен на языке программирования, который может быть выбран для выполнения кода в предварительно скомпилированном или скомпилированном во время выполнения виде.

[00325] Некоторые аспекты систем, методов и способов, описанных в настоящем документе, например, компьютерной системы 401, могут быть воплощены в программировании. Различные аспекты технологии можно рассматривать как «продукты» или «готовые изделия», как правило, в форме машинно (или процессорно-) исполняемого кода и/или связанных данных, которые переносятся или воплощаются в определенном типе машиночитаемого носителя. Машинно-исполняемый код может храниться в электронном накопителе, таком как блок памяти (например, постоянная память, оперативная память, флэш-память) или жесткий диск. Носитель типа «хранилище» может включать любую или всю реальную память компьютеров, процессоров и т.д. или связанные с ней модули, такие как различные полупроводниковые запоминающие устройства, ленточные накопители, дисковые накопители и т.п., которые в любое время могут обеспечивать долговременное хранение для программирования программного обеспечения. Все программное обеспечение или его части могут время от времени передаваться через Интернет или другие различные телекоммуникационные сети. Такие связи, например, могут обеспечить загрузку программного обеспечения с одного компьютера или процессора на другой, например, с сервера управления или хост-компьютера на компьютерную платформу сервера приложений. Таким образом, другой тип носителя, который может распространять программные элементы, включает в себя оптические, электрические и электромагнитные волны, например, используемые через физические интерфейсы между локальными устройствами, через проводные и оптические стационарные сети и по различным радиоканалам. Физические элементы, передающие такие волны, например, проводные или беспроводные каналы связи, оптические каналы связи и т.п., также могут рассматриваться как носители, распространяющие программное обеспечение. Используемые в настоящем документе термины, такие как «компьютерный» или «машиночитаемый носитель», если они не ограничены постоянным, материальным «носителем данных», относятся к любому носителю, который участвует в предоставлении инструкций процессору для выполнения.

[00326] Следовательно, машиночитаемый носитель, такой как исполняемый компьютером код, может принимать множество форм, включая, помимо прочего, материальный носитель данных, носитель несущей волны или физический носитель для передачи данных. Энергонезависимые носители данных включают, например, оптические или магнитные диски, такие как любое из запоминающих устройств в любом компьютере (компьютерах) и т.п., которые могут использоваться, например, для реализации баз данных и т.д., показанных на чертежах. Энергозависимые носители данных включают в себя динамическую память, такую как основная память такой компьютерной платформы. Материальные средства передачи включают коаксиальные кабели, медный провод и оптоволокно, включая провода, составляющие шину в компьютерной системе. Носитель для передачи несущей волной может принимать форму электрических или электромагнитных сигналов, акустических или световых волн, таких как те, которые генерируются во время радиочастотной (РЧ) и инфракрасной (ИК) передачи данных. Таким образом, распространенные формы машиночитаемых носителей включают, например: дискеты, гибкий диск, жесткий диск, магнитную ленту, любой другой магнитный носитель, CD-ROM, DVD или DVD-ROM, любой другой оптический носитель, перфокарты, бумажную ленту, любой другой физический носитель данных с набором отверстий, RAM, ROM, PROM и EPROM, FLASH-EPROM, любую другую микросхему памяти или картридж (кассету), несущую волну, передающую данные или инструкции, кабели или линии связи, передающие такую несущую волну, или любой другой носитель, с которого компьютер может считывать программный код и/или данные. Многие из этих форм машиночитаемых носителей могут использоваться для переноса одной или нескольких последовательностей одной или нескольких инструкций в процессор для выполнения.

[00327] Компьютерная система 401 может включать в себя или иметь связь с электронным дисплеем 435, который содержит пользовательский интерфейс (UI) 440 для предоставления, например, параметров для приготовления суспензии и/или нанесения суспензии на подложку. Примеры пользовательского интерфейса включают, помимо прочего, графический пользовательский интерфейс и пользовательский веб-интерфейс.

[00328] Методы, способы и системы настоящего изобретения могут быть реализованы посредством одного или нескольких алгоритмов. Алгоритм может быть реализован посредством программного обеспечения при выполнении центральным процессором 405. Алгоритм может, например, регулировать скорость сдвига суспензии при перемешивании, количество каждого ингредиента, добавляемого в состав смеси суспензии, и порядок, в котором ингредиенты добавляются в состав смеси суспензии. В качестве другого примера алгоритм может регулировать скорость, с которой суспензия наносится на подложку, и количество слоев суспензии, наносимых на подложку.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

[00329] В одном из примеров суспензия образуется путем помещения в смесительную камеру при перемешивании полученного раствора. Количество воды, добавляемой в суспензию, варьируется для формирования ряда суспензий, и регистрируется результирующее влияние на свойства суспензий. Затем суспензия наносится на подложку с помощью технологии нанесения покрытия валиком. Далее суспензию отжигают при температуре 200°С в течение примерно 2 часов. Затем суспензию сушат до полной готовности от 2 часов до 100 часов или дольше. Атмосфера вблизи поверхности хромированного изделия может иметь точку росы ниже -20°F.

Пример 2

[00330] В другом примере подложка нагревается со скоростью около 10°С/мин до температуры примерно 500°С. Постоянная температура поддерживается в течение примерно 2 часов, за это время на подложку осаждается суспензионный состав. Затем подложка нагревается со скоростью 10°С/мин до температуры 950°С. Температура поддерживается в течение всего процесса отжига. После 30 часов подложка охлаждается со скоростью около 5°С/мин до комнатной температуры. В течение всего процесса постоянно подается поток аргона.

Пример 3

[00331] В другом примере подложка подвергается протоколу теплового цикла. Подложка нагревается со скоростью около 10°С/мин до температуры примерно 500°С. Постоянная температура поддерживается в течение примерно 2 часов, за это время на подложку осаждается суспензионный состав. Затем подложка нагревается со скоростью около 10°С/мин до температуры около 925°С, температура поддерживается в течение 30 минут. Затем подложка охлаждается со скоростью около 5°С/мин до температуры около 500°С, где температура поддерживается в течение 30 минут. Подложка снова нагревается со скоростью около 5°С/мин до температуры около 925°С, выдерживают при постоянной температуре около 30 минут, затем охлаждают со скоростью около 5°С/мин до температуры около 500°С и выдерживают при постоянной температуре около 30 минут. Подложка нагревается и охлаждается еще один раз в другом цикле. Подложка нагревается до температуры 925°С, затем подложка охлаждается со скоростью 5°С/мин до комнатной температуры.

В течение всего процесса постоянно подается поток аргона.

Пример 4

[00332] В другом примере предоставлены подложки, состоящие из углерода, кремния, марганца, титана, ванадия, алюминия и азота. В одном из примеров подложки содержат компоненты, мас. %, как показано в Таблице А:

Пример 5

[00333] В другом примере предоставлены подложки, состоящие из углерода, кремния, марганца, титана, ванадия, алюминия и азота. В одном из примеров подложки содержат компоненты, мас. %, как показано в Таблице В:

Подложка МС-25 содержит около 0,089 мас. % ниобия. В полученном слое сплава наблюдалось незначительное количество зернограничных осадков, как показано на ФИГ. 3. При использовании этого слоя сплава наблюдалось меньшее образование пор. Этот слой из сплава нержавеющей стали имел улучшенную коррозионную стойкость, что было желаемым эффектом для подложки.

Пример 6

[00334] В другом примере подложки, сформированные в соответствии с описанным здесь способом, проявляли свойства, показанные в Таблице С:

Пример 7

[00335] В другом примере были сформированы подложки, обладающие свойствами, показанными в

[00336] Мае. процент ниобия в сплаве был рассчитан следующим образом: Nb мас. %=(0.017- (Ti мас. % - 3.42*N мас. % -1.49*S мас. % - 4*С мас. %))/0.516

[00337] Химический состав подложки был выбран таким образом, чтобы его расчетная стабилизация

составляла 0,017 или более, где стабилизация рассчитывалась как:

Стабилизация=Ti мас. % - 3.42*N мас. % -1.49*S мас. % - 4*С мас. %+0.516*Nb мас. %.

Пример 8

[00338] В другом примере были сформированы подложки, которые имели следующие составы образующих металлов и других элементов, измеренные в мас. %:

Пример 9

[00339] В другом примере подложки, перечисленные в примере 8, были подвергнуты термомеханическим испытаниям для определения их коэффициента пластической анизотропии. Результаты испытаний приведены ниже (в Таблице F):

Пример 10

[00340] В другом примере суспензия создается путем смешивания порошка MgCr₂O₄ и порошка MgCl₂ в воде. Порошок MgCr2O4 и порошок MgCl2 просеиваются для получения размера частиц от 0,1 до 10 мкм. Процент сухого веса порошка MgCr2O4 и порошка MgCl2 составляет около 95% и 5% соответственно. Через четыре часа после смешивания порошка MgCr2O4 и порошка MgCl2 в суспензию добавляется алюминиевый порошок. Алюминиевый порошок просеивается так, чтобы он прошел через сито с ячейками 325. Алюминий примешивается к суспензионному порошку таким образом, чтобы его атомное соотношение к оксидному порошку составляло примерно 1,0. Состав суспензионной смеси, содержащий алюминиевый порошок, сразу же наносится валиком на поверхность металлического листа. Затем подложка нагревается со скоростью 10°С/мин до температуры 950°С. Температура поддерживается в течение всего процесса отжита. После 30 часов подложка охлаждается со скоростью около 5°С/мин до комнатной температуры. В течение всего процесса постоянно подается поток аргона. После отжига металлическая подложка подвергается процессу очистки для удаления Аl₂О₃ с поверхности подложки.

Пример 11

[00341] В другом примере подложки были составлены таким образом, чтобы продемонстрировать более высокий предел текучести на 80% и более высокую прочность на растяжение на 50%. В некоторых случаях были сформированы подложки, которые имели следующие составы образующих металлов и других элементов, измеренные в мас. %:

Пример 12

[00342] В другом примере подложки, перечисленные в примере 11, были подвергнуты термомеханическим испытаниям для определения их стабильности Ti/Nb, предела текучести, прочности на растяжение и относительное удлинение. Полученные результаты обобщены в следующем виде:

Пример 13: Химический состав подложки

[00343] Данный пример демонстрирует химические составы (или химию подложки) подложек, сформированных с помощью описанных в данном документе способов или для использования в описанных здесь способах. Подложка, используемая в настоящем открытии, может иметь следующие составы образующих металлов (и, по желанию, других элементов), мас. %:

[00344] Материалы, устройства, системы и способы, описанные в настоящем документе, включая составы материалов (например, слои материалов), могут быть объединены с- или модифицированы другими материалами, устройствами, системами и способами, включая составы материалов, такие как, например, описанные в Публикации патента США №2013/0171471; Публикации патента США №2013/0309410; Публикации патента США №2013/0252022; Публикации патента США №2015/0167131; Публикации патента США №2015/0345041; и Заявке по Договору о патентной кооперации №PCT/US2016/017155, каждая из которых включена в настоящий документ посредством ссылки.

Пример 14: Холодное обжатие для формирования мелких зерен в подложке

[00345] Данный пример демонстрирует мелкозернистую практику, выполняемую на подложке (подложках) способами, описанными в настоящем документе. Примерная морфология зерен в подложке (например, подложка, изготовленная на стане горячей прокатки с использованием термомеханической обработки) показана на ФИГ. 5А-5 В. ФИГ. 5C-5F иллюстрируют примерную морфологию зерен подложки, которая была подвергнута холодному обжатию в различных пределах, например, на 10%, 30%, 50% и 70% по отношению к толщине подложки. ФИГ. 5D-5F показаны мелкие зерна, полученные с помощью холодного обжатия (например, не менее 30% перед нанесением покрытия) с использованием способов, описанных в настоящем документе.

Пример 15: Шероховатость поверхности подложки

[00346] Данный пример иллюстрирует влияние(я) шероховатости поверхности подложек на расслаивание суспензии. ФИГ. 7А иллюстрирует, что расслоение суспензии обычно имеет тенденцию к увеличению в измерениях толщины или увеличению шероховатости поверхности (например, превышающей 55 микродюймов (например, превышающей 35 микродюймов)) (или когда выполняются оба условия). ФИГ. 7 В иллюстрирует, что более легкие калибры с уменьшенной шероховатостью поверхности обычно приводят к меньшему отслоению покрытия. В целом, увеличение шероховатости поверхности может привести к снижению показателей коррозии.

Пример 16: Химическая реакция образования сплава

[00347] Данный пример иллюстрирует химическую реакцию между компонентами суспензии и компонентами подложки, которая приводит к образованию сплава.

Пример 17: Процесс диффузионного легирования металлического рулона

[00348] Данный пример демонстрирует процесс диффузионного легирования металлического рулона. Металлическая подложка покрывается суспензией, включающей легирующий агент (например, элемент), оксид металла и/или активатор переноса металла. После этого металлическую подложку с суспензионным покрытием сворачивают (в витки), формируя рулон металла. Намотка осуществляется при температуре от около 10 градусов Цельсия (°С) до примерно 200°С. Суспензия контактирует с другой поверхностью подложки по мере наматывания покрытой суспензией поверхности. Затем металлический рулон подвергается отжигу при температуре от около 750°С до около 1100°С в легирующей атмосфере, включающей восстановительный газ, такой как водород. Легирующий агент в суспензии диффундирует в два соседних слоя металлической подложки и сплавляется с ними, образуя металлический рулон, легированный диффузией.

Пример 18: Размотка металлического рулона

[00349] Данный пример демонстрирует размотку металлического рулона, сформированного с помощью описанных в данном документе способов. Рулон из диффузионно-легированного металла, сформированный отжигом в соответствии с примером 17, подвергается процессу размотки (например, выравниванию или выправке).

Пример 19: Полировка диффузионно-легированного металла

[00350] Данный пример демонстрирует обработку поверхности металлического рулона после легирования, сформированного с помощью описанных в данном документе способов. Рулон из диффузионно-легированного металла, сформированный отжигом в соответствии с примером 17, и/или размотанный рулон металла, как описано в примере 18, подвергается механической обработке (например, полировке). Механическая обработка (например, полировка) выполняется для удаления, например, любых спеченных (например, поверхностно-спеченных) частиц, образовавшихся на поверхности диффузионно-легированного металла в результате описанных здесь способов.

Пример 20: Концентрация хрома в диффузионном слое металла

[00351] Данный пример иллюстрирует профиль(и) с концентрацией хрома в диффузионном(ых) слое(ах) металла, как определено с помощью линейных сканов хрома (Cr). ФИГ. 8А и 8В приводится профиль с концентрацией хрома (Cr) на разной глубине диффузионного слоя (слоев) металла; концентрация Cr может быть измерена с помощью масс-спектрометрии тлеющего разряда (GDMS).

Пример 21: Химический состав диффузионно легированного металлического материала

[00352] Данные примеры, как показано на РИС 9А и 9В, иллюстрируют образцовый химический(е) состав(ы) диффузионно-легированного металлического материала (материалов) на слое сплава;

Пример 22: Микроструктура легированного металлического материала

[00353] Данный пример иллюстрирует микроструктуру(ы) легированного(ых) металлического(ых) материала(ов). ФИГ. 10В показан пример изображения микроструктуры диффузионного слоя в металлическом материале, сформированном с использованием описанных в данном документе способов, в сравнении с эталонным металлическим материалом, показанном на ФИГ. 10А. На ФИГ. 10В приводятся столбчатые зерна 801, сформировавшиеся в металлическом материале из-за ферритного превращения при температурах отжига, описанных в настоящем документе для соответствующих способов. Тип покрытия (покрытий) (например, химический состав покрытия), температура отжига (отжигов) и химический состав подложки влияют на глубину цилиндрических зерен. Металлический материал на ФИГ. 10В также демонстрирует превосходные коррозионные характеристики по сравнению с материалом на ФИГ. 10А; это частично объясняется отсутствием образования карбидов в металлическом материале, сформированном с помощью описанных в данном документе способов (ФИГ. 10В). Зернограничные карбиды присутствуют в материале на ФИГ. 10А, что приводит к ухудшению коррозионных характеристик материала.

[00354] На ФИГ. 10D отражает микроструктуру в двух образцовых металлических материалах, сформированных с использованием описанных в данном документе способов, по сравнению с тремя эталонными металлическими материалами, показанными на ФИГ. 10С. Микроструктура(ы) сердцевины в металлическом материале, изображенная на ФИГ. 10D, имеет мелкие, равноосные зерна, частично благодаря фазе аустенита при температуре(ах), используемой в способах, описанных в данном документе, а также химическим составам в подложке и используемом покрытии. На ФИГ. 10С показано низкое удлинение из-за крупных зерен, в то время как металлический материал на ФИГ. 10D демонстрирует превосходное удлинение из-за мелких равноосных зерен во внутреннем слое 802.

Пример 23: Потенциал питтингообразования металлических материалов

[00355] Данный пример иллюстрирует потенциалы образования питтинговой коррозии (по сравнению с эталонной полуячейкой насыщенного хлорида серебра) композитов SODA, сформированных и/или использованных в способах, описанных в настоящем документе, в зависимости от концентрации (концентраций) хрома на поверхности (мас. %) и степени междоузельной стабилизации. Результаты потенциалов питтингообразования представлены на ФИГ. 11. Результаты показывают, что композиты SODA обладают очень высокой питтингостойкостью.

Пример 24: Характеристики Cr-SODA в солевом тумане

[00356] Данный пример пример иллюстрирует характеристики соляного тумана Cr-SODA с 25 мас. % Cr на поверхности после активной деформации поверхности от ударов и царапин. На двух верхних левых изображениях показаны участки размером 1 фут на 4 фута после 120 часов испытаний в соляном тумане В117. Изображения образцов с выбоинами на поверхности, показанные на ФИГ. 12, были получены после 144 часов испытаний в солевом тумане (например, испытания ASTM В117). Результаты, показанные на ФИГ. 12, демонстрируют, что материал может подвергаться значительным деформациям без нарушения коррозионной стойкости (например, усилие 20 фунтов на острие с помощью бритвы 1001). Даже царапины, нанесенные с усилием 5 фунтов бритвой 1002 демонстрируют деформацию (которую трудно увидеть на фотографии), а также то, что слой сплава способен выдержать, как видно из результатов испытаний, существенные повреждения до своего разрушения.

Пример 25: Однородность хрома и коррозия

[00357] Данный пример демонстрирует эффект изменения концентрации хрома на поверхности металлического материала, сформированного с помощью описанных в данном документе способов. Коррозия, как показано на ФИГ. 13, в значительной степени зависит от локальных изменений концентрации или однородности хрома.

Пример 26: Воздействие обжатия на однородность хрома

[00358] Данный пример иллюстрирует дефекты, возникающие при равномерной деформации подложки в результате холодного обжатия; эти дефекты восприимчивы к агрессивным средам. Микроструктура композита Cr-SODA, прошедшего обжатие с 0,02 дюйма до 0,002 дюйма, показана на ФИГ. 11А, а потенциал питтингообразования (по сравнению с эталонным полуэлементом насыщенного хлорида серебра) Cr-SODA нанесен на график относительного удлинения (%) после холодного обжатия на ФИГ. 14В. Для потенциала питтингообразования, как функции удлинения (%), показаны 95% доверительный интервал и 95% интервал прогнозирования. ФИГ. 14А демонстрирует влияние на слой сплава после значительного обжатия (90%), но на ФИГ. 14В показано, что обжатие по толщине на одноклетевом дрессировочном стане не оказывает заметного влияния на потенциал питтингообразования сплава Cr-SODA до превышения 30% уровня относительного удлинения.

Пример 27: Спеченные частицы

[00359] Этот пример иллюстрирует влияние спеченных частиц на характеристики поверхности металлических материалов. Спеченные частицы образуются при формовании металлических материалов с использованием методов и способов, описанных в настоящем документе. Спеченные частицы создают слабые места, которые могут привести к коррозии, и их следует избегать или контролировать их образование в процессе формования металлических материалов. Примеры изображений спеченных частиц приводятся на ФИГ. 15.

Пример 28: Механические свойства Cr-SODA

[00360] Данный пример иллюстрирует неожиданные и превосходные механические свойства Cr-SODA, полученного с использованием методов и способов, описанных в настоящем документе. Механические свойства (например, предел текучести, предел прочности при растяжении, относительное удлинение, значение n и значение r) измеряются для Cr-SODA и трех других стальных изделий (например, нержавеющей стали 439 (SS), нержавеющей стали 304L, стали глубокой вытяжки (DDS) с целью сравнения. Диаграммы пределов деформации при комнатной температуры были созданы для различных материалов при их толщине 0,0394 дюйма (ФИГ. 16). Сравнение Cr-SODA и других продуктов показывает, что Cr-SODA имеет неожиданно высокие значения r, превосходящие эталонные продукты, в то время как свойства Cr-SODA при растяжении отличаются мягкостью и податливостью. Наблюдаемые высокие значения тип указывают на более высокую стойкость к локальному утончению по сравнению с 439 SS и DDS с учетом значения n, а также на превосходную способность к глубокой вытяжке благодаря высокому значению r.

Пример 29: Физические свойства Cr-SODA

[00361] Данный пример дополнительно иллюстрирует физические свойства композитов Cr-SODA, полученных с использованием методов и способов, описанных в настоящем документе. Измерения предела прочности при растяжении, предела текучести и удлинения показаны на ФИГ. 17А, 17В и 17С, соответственно. Четыре различных толщины композитов Cr-SODA - 0,03 дюйма (1501а, 1501b и 1501с), 0,055 дюйма (1502а, 1502b и 1502с), 0,063 дюйма (1503а, 1503b и 1503с), и 0,113 дюйма (1504а, 1504b и 1504с) - использовались в этих измерениях. Для данного примера использовался слой сплава хрома, который имеет глубину 50 мкм во всех образцах различной толщины. Поведение разных толщин указывает на то, что механические свойства композита представляют собой слияние двух фаз: сплава с высоким содержанием Cr и ядра без междоузлий. Материал большей толщины мягче (как по пределу текучести, так и по прочности на растяжение) и имеет большее удлинение до разрушения почти во всех условиях удлинения.

Пример 30: Устойчивость суспензионного покрытия

[00362] В данном примере приводится испытание для определения устойчивости суспензионного покрытия к процессу нанесению покрытия (например, с использованием роликовых установок для нанесения покрытий). Суспензионное покрытие может наноситься на небольшой участок подложки (например, вручную, без применения роликовых установок). Суспензия может принимать форму порошка (например, после высыхания влажной пленки с образованием сухой пленки суспензии на подложке). Оператор в нитриловой перчатке протирает покрытую суспензией поверхность подложки. Количество протираний пальцем в нитриловой перчатке, достаточное для практически полного удаления покрытия, можно использовать как показатель стойкости покрытия. Если суспензия практически полностью удаляется менее чем за 10 протираний с минимальным давлением, суспензия может не выдержать процесса нанесения покрытия (например, с помощью роликовых установок). Суспензионные покрытия, описанные в настоящем документе, выдерживают до 100 протираний пальцем в нитриловой перчатке.

[00363] Несмотря на то, что в данном документе представлены и описаны различные варианты изобретения, для специалистов в данной области будет очевидно, что такие варианты приведены исключительно в качестве примера. Изобретение не ограничивается конкретными примерами, представленными в описании. Хотя изобретение было описано со ссылкой на вышеупомянутый документ, описания и иллюстрации вариантов реализации, приведенные в настоящей публикации, не предназначены для толкования в ограничительном смысле. Специалисты в данной области могут иметь дело с многочисленными вариациями, изменениями и заменами, тем не менее не отступая от изобретения. Кроме того, следует понимать, что все аспекты изобретения не ограничены конкретными изображениями, конфигурациями или относительными пропорциями, изложенными в настоящем документе и зависящими от множества условий и переменных. Следует понимать, что в практических реализациях могут применяться различные альтернативы описанным в данном документе вариантам изобретения. Поэтому предполагается, что изобретение должно также охватывать любые подобные альтернативы, модификации, вариации или эквиваленты. Предполагается, что следующая формула изобретения определяет объем изобретения и что способы и конструкции в пределах этой формулы изобретения, а также их эквиваленты охватываются настоящим изобретением.

Изобретение относится к металлургии, в частности, к композиции на основе железа и способу получения из нее металлического изделия в виде подложки с диффузионным покрытием. Может использоваться в автомобилестроении, авиации, производстве бытовых приборов, электротехнического и электронного оборудования и различных конструкций. Композиция на основе железа содержит по меньшей мере два элемента, выбранных из: 0,001-0,6 мас. % алюминия (Al), 0,001-0,3 мас. % титана (Ti), 0,5-3 мас. % марганца (Mn), 0,2 мас. % или менее ниобия (Nb), 0,01 мас. % или менее углерода (C), 0,001-0,02 мас. % азота (N), 0,02 мас. % фосфора (P) и 0,01 мас. % или менее серы (S). При диффузном легировании различие размеров зерен, например в сторону увеличения, меньше, чем у соответствующих зерен эталонной композиции, например, нержавеющих сталей 439 (439 SS), 304L (304L SS), DDS. Также раскрыты способ подготовки подложки, содержащей указанную композицию, путем термомеханической обработки и способ получения металлического изделия путем нанесения на подложку, содержащую упомянутую композицию, суспензии для диффузионного легирования и совместной термической обработки с образованием изделия, содержащего подложку, и металлургически связанного с ней поверхностного слоя. Обеспечивается высокая коррозионная стойкость. 6 н. и 21 з.п. ф-лы, 17 ил., 9 табл., 30 пр.

1. Композиция на основе железа и, по меньшей мере двух элементов, выбранных из ряда (i)-(viii), например, согласно показаниям аппаратного анализа газов (IGA) или масс-спектрометрии с тлеющим разрядом (GDMS)), массовая доля которых составляет:

(i) 0,001-0,6 мас. % алюминия (Al);

(ii) 0,001-0,3 мас. %, например 0,001-0,1 мас. % или 0,005-0,02 мас. %, титана (Ti);

(iii) 0,5-3 мас. %, например 1,0-2,5 мас. %, марганца (Mn);

(iv) 0,2 мас. % или менее, например 0,01-0,2 мас. %, в диапазоне, к примеру, 0,1-0,2 мас. % или как минимум 0,08 мас. %, ниобия (Nb);

(v) 0,01 мас. % или менее, например 0,005 мас. %, 0,004 мас. % или менее или 0,002 мас. %, углерода (C);

(vi) 0,001-0,02 мас. %, например 0,005-0,015 мас. %, 0,008-0,015 мас. % или 0,005-0,01 мас. %, азота (N);

(vii) 0,02 мас. % или менее, например 0,008-0,02 мас. %, фосфора (P); и

(viii) 0,01 мас. % или менее, например 0,005-0,01 мас. %, серы (S),

причем композиция характеризуется тем, что при диффузном легировании, например, при температуре 750-1100°С различие размеров, например, в сторону увеличения зерен металла меньше, чем у соответствующих зерен эталонной композиции, например, нержавеющих сталей 439 (439 SS), 304L (304L SS), DDS.

2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что включает как минимум два, как минимум три или четыре элемента (i)-(iv) вместе, например, как минимум два или три элемента (i)-(iii) вместе, а в дополнительном варианте включает элемент (iv).

3. Композиция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что включает как минимум два, как минимум три или четыре элемента (v)-(viii) вместе, например, как минимум два или три элемента (vi)-(viii) вместе, а в дополнительном варианте включает элемент (v).

4. Композиция по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что включает углерод (C), алюминий (Al), ниобий (Nb), титан (Ti), марганец (Mn), фосфор (P), серу (S) и азот (N).

5. Композиция по п. 4, отличающаяся тем, что включает углерод (С), например, в концентрации 0,001-0,005 мас. % композиции из металла, алюминий (Al), например, в концентрации 0,02-0,06 мас. % или 0,001-0,01 мас. % композиции из металла, ниобий (Nb), например, в концентрации 0,005 мас. % или менее или 0,08-0,15 мас. % композиции из металла, титан (Ti), например, в концентрации 0,2-0,3 мас. % или 0,01-0,02 мас. % композиции из металла, марганец (Mn), например, в концентрации 0,6-0,73 мас. % или 1,2-1,4 мас. % композиции из металла, фосфор (P), например, в концентрации 0,008-0,015 мас. % или 0,005-0,02 мас. % композиции из металла, серу (S), например, в концентрации 0,0005-0,005 мас. % или 0,005-0,01 мас. % композиции из металла, хром (Cr), например, в концентрации 0,03-0,06 мас. % или 0,02-0,04 мас. % композиции из металла, азот (N), например, в концентрации 0,004-0,01 мас. % или 0,005-0,02 мас. % композиции из металла и ванадий (V), например, в концентрации 0,005-0,02 мас. %, 0,05 мас. % композиции из металла или менее.

6. Композиция по п. 4, отличающаяся тем, что включает углерод (С), например, в концентрации 0,008-0,010 мас. % композиции из металла, алюминий (Al), например, в концентрации 0,005-0,015 мас. % или 0,008-0,012 мас. % композиции из металла, ниобий (Nb), например, в концентрации 0,1-0,2 мас. % композиции из металла, титан (Ti), например, в концентрации 0,01-0,02 мас. % композиции из металла, марганец (Mn), например, в концентрации 1,5-2,5 мас. % композиции из металла, кремний (Si), например, в концентрации 0,1-1,0 мас. % композиции из металла, азот (N), например, в концентрации 0,005-0,01 мас. % композиции из металла, фосфор (P), например, в концентрации 0,002-0,01 мас. % композиции из металла, бор (B), например, в концентрации 0,0001-0,001 мас. % композиции из металла и серу (S), например, в концентрации 0,005-0,01 мас. % композиции из металла.

7. Композиция по п. 4, отличающаяся тем, что включает углерод (С), например, в концентрации 0,004 мас. % композиции из металла или менее, алюминий (Al), например, в концентрации 0,02-0,05 мас. % композиции из металла, ниобий (Nb), например, в концентрации 0,12-0,14 мас. % композиции из металла, титан (Ti), например, в концентрации 0,012-0,02 мас. % композиции из металла, марганец (Mn), например, в концентрации 1,2-1,35 мас. % композиции из металла, фосфор (P), например, в концентрации 0,02 мас. % композиции из металла или менее, серу (S), например, в концентрации 0,01 мас. % композиции из металла или менее, кремний (Si), например, в концентрации 0,034 мас. % композиции из металла или менее, медь (Cu), например, в концентрации 0,1 мас. % композиции из металла или менее, никель (Ni), например, в концентрации 0,1 мас. % композиции из металла или менее, хром (Cr), например, в концентрации 0,1 мас. % композиции из металла или менее, молибден (Mo), например, в концентрации 0,03 мас. % композиции из металла или менее, ванадий (V), например, в концентрации 0,008 мас. % композиции из металла или менее, олово (Sn), например, в концентрации 0,03 мас. % композиции из металла или менее и азот (N), например, в концентрации 0,005-0,01 мас. % композиции из металла.

8. Композиция по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что в ней присутствуют зерна, например, равноосные зерна со средней зернистостью 7 или менее единиц, определяемой, например, при температуре 1-50°С, к примеру, в диапазонах 5-45°С или 10-40°С, например, посредством определения за счет растровой электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (OM).

9. Композиция по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что по меньшей мере 50 мас. %, например, по меньшей мере 60 мас. %, 70 мас. %, 80 мас. %, 90 мас. % или 95 мас. % железа (Fe), титана (Ti) или марганца (Mn) указанной композиции, например, из междоузлий между зернами способно к переносу из указанной композиции в форме галогенида, например, хлорида, при температуре легирования, например, от 750°С до 1100°С в легирующей атмосфере, например, содержащей восстановительный газ, такой как водород.

10. Композиция по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью сплавления металлургическим способом с легирующей присадкой, например, включающей элементарное вещество, выбранное из группы: железо (Fe), хром (Cr), никель (Ni), кремний (Si), ванадий (V), титан (Ti), бор (B), вольфрам (W), алюминий (Al), молибден (Mo), кобальт (Co), марганец (Mn), цирконий (Zr), медь (Cu), ниобий (Nb), тантал (Ta), церий (Ce), висмут (Bi), сурьма (Sb), олово (Sn), свинец (Pb) и их сочетаний посредством диффузного легирования при температуре сплавления, например, от 750°С до 1110°С в легирующей атмосфере например, включающей восстановительный газ, такой как водород.

11. Композиция по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что количество карбида в ней остается преимущественно одинаковым в течение процесса диффузного легирования; и/или отличающаяся тем, что количество карбида или закрепителей зерен в ней остается преимущественно одинаковым в течение процесса диффузного легирования.

12. Композиция по любому из пп. 1-11, отличающаяся тем, что она подвергнута ферритно-аустенитному преобразованию.

13. Металлическое изделие, например, металлический лист, металлическая катушка, металлическая полоса, металлическая труба, металлическая трубка или металлическая проволока, которое включает композицию по любому из пп. 1-12, а также имеет поверхность со средней шероховатостью не более 55 микродюймов (мкдюймов), например, не более 35 мкдюймов.

14. Металлическое изделие по п. 13, отличающееся тем, что ему присуще значение единицы I-units, представляющее собой точное количественное измерение плоскостности в виде безразмерно числа, которое определяется по формуле: [(3,1415 × H)/2L]² × 10⁵ не более 50, например, не более 40, 30, 20, 10, 5, 3 или 1, где Н и L – высота и длина полной амплитуды повторяющейся волны, соответственно.

15. Металлическое изделие по п. 13 или 14, отличающееся тем, что композиция на основе железа или само металлическое изделие имеет коэффициент пластической деформации, превышающий 1,8, 1,9 или 2,0, например, при определении при температуре 1-50°С, к примеру, в диапазонах 5-45 или 10-40°С.

16. Металлическое изделие по любому из пп. 13-15, отличающееся тем, что композиция или само металлическое изделие имеет значение коэффициента пластической деформации как минимум 1,2, 1,4 или 1,7; и/или отличающееся тем, что композиция на основе железа или само металлическое изделие имеет значение коэффициента пластической деформации не более 3,0, например, при определении при температуре 1-50°С, к примеру, в диапазонах 5-45 или 10-40°С.

17. Металлическая подложка с покрытием, причем покрытие в виде суспензии содержит легирующий элемент, например, оксид металла, предпочтительно выбираемый из числа оксида алюминия (Al₂O₃), оксида хрома (III) (Cr₂O₃), оксида титана (IV) (TiO₂), железохромового оксида (FeCr₂O₄), оксида кремния (SiO₂), пентаоксида тантала (Ta₂O₅), магний-хром оксида (MgCr₂O₄), оксида магния (II) (MnO), оксида марганца (IV) (MnO₂), оксида ванадия (II) (VO), оксида ванадия (III) (V₂O₃), оксида титана (II) (TiO), оксида титана (III) (Ti₂O₃), пентаоксида ниобия (Nb₂O₅), триоксида бора (B₂O₃), оксида церия (CeO₂), оксида магния (MgO), оксида кальция (CaO), супероксида лития (LiO₂), оксида циркония (ZrO₂), оксида лантана (III) (La₂O₃), бентонитовой глины, монтмориллонитовой глины, каолиновой глины, филлосиликатной глины, других видов глин и их сочетаний и/или активатор переноса металла, а также по крайней мере частично покрывает, например, как минимум 25, 50, 75 или 90 % поверхности упомянутой подложки, которая содержит композицию по любому из пп. 1-12.

18. Подложка по п. 17, отличающаяся тем, что она имеет две или несколько характеристик (1) - (8):

(1) включает 0,01 мас. % или менее, например, 0,005 мас. % или менее углерода (С);

(2) включает 1,0-1,5 мас. %, например, 1,2-1,35 мас. % марганца (Mn);

(3) включает 0,01-0,02 мас. %, например, 0,012-0,02 мас. % титана (Ti);

(4) включает 0,01-0,02 мас. %, например, 0,012-0,015 мас. % ниобия (Nb);

(5) включает 0,02-0,05 мас. %, например, 0,01-0,05 мас. % алюминия (Al);

(6) включает 0,02 мас. % или менее фосфора (P);

(7) включает 0,1 мас. % или менее серы (S); и

(8) включает 0,001-0,02 мас. %, например, 0,005-0,015 мас. %, 0,008-0,015 мас. % или 0,005-0,01 мас. % азота (N).

19. Подложка по любому из пп. 17, 18, отличающаяся тем, что в ней присутствуют зерна, например, равноосные зерна со средней зернистостью 7 или менее единиц, определяемой, например, при температуре 1-50°С, к примеру, в диапазонах 5-45 или 10-40°С, например, посредством определения за счет растровой электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (OM).

20. Подложка по любому из пп. 17-19, отличающаяся тем, что суспензия выполнена с возможностью образования влажной пленки, например, имеющей толщину 50-300 микрометров (мкм), в таких примерных диапазонах как толщина 150-210 мкм, 150-200 мкм, 160-200 мкм, 165-195 мкм, 170-190 мкм, 175-190 мкм, 177-187 мкм или 180-185 мкм, а также отличается тем, что толщина влажной пленки имеет значение относительного стандартного отклонения, равное 10% или менее, например, стандартное отклонение 15 мкм или менее, 10 мкм или менее или 8 мкм или менее.

21. Подложка по любому из пп. 17-20, отличающаяся тем, что суспензия выполнена с возможностью образования сухой пленки, например, имеющей толщину 50-150 микрометров (мкм), в таких примерных диапазонах толщины как 60-100 мкм, 65-95 мкм, 70-90 мкм, 75-85 мкм, 77-83 мкм или 80 мкм), а также отличающаяся тем, что толщина сухой пленки имеет значение относительного стандартного отклонения, равное 10% или менее, например, стандартное отклонение 15 мкм или менее, 10 мкм или менее или 8 мкм или менее.

22. Металлический материал, включающий поверхностный слой, металлургическим способом связанный с подложкой, к примеру, посредством диффузного металлического слоя, основной металл которого включает композицию по любому из пп. 1-12.

23. Способ подготовки подложки для диффузионного легирования включающий:

(а) получение композиции на основе железа, включающей по меньшей мере два элемента ряда (i)-(viii), например, согласно показаниям аппаратного анализа газов (IGA) или масс-спектрометрии с тлеющим разрядом (GDMS), массовая доля которых составляет:

(i) 0,001-0,6 мас. % алюминия (Al);

(ii) 0,001-0,3 мас. %, например, 0,001-0,1 мас. % или 0,005-0,02 мас. % титана (Ti);

(iii) 0,5-3 мас. %, например, 1,0-2,5 мас. % марганца (Mn);

(iv) 0,2 мас. % или менее, например, 0,01-0,2 мас. % в диапазоне, к примеру, 0,1-0,2 мас. % или как минимум 0,08 мас. % ниобия (Nb);

(v) 0,01 мас. % или менее, например, 0,005 мас. %, 0,004 мас. % или менее или 0,002 мас. % углерода (C);

(vi) 0,001-0,02 мас. %, например, 0,005 -0,015 мас. %, 0,008-0,015 мас. % или 0,005-0,01 мас. % азота (N);

(vii) 0,02 мас. % или менее, например, 0,008-0,02 мас. % фосфора (P); и

(viii) 0,01 мас. % или менее, например, 0,005-0,01 мас. % серы (S); и

(b) термомеханическую обработку, причем в указанной композиции присутствуют зерна со средней зернистостью 7 единиц или менее, определяемой, к примеру, посредством определения за счет растровой электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (OM), причем на этапе (b) композиция характеризуется одним или несколькими из следующих параметров:

(I) внутренняя неоднородность композиции меньше, чем у композиции на основе железа на этапе (а);

(II) внутренняя стабильность композиции выше, чем у композиции на основе железа на этапе (а);

(III) варьирование размера, например в сторону увеличения, зерен у композиции меньше, чем у композиции на основе железа на этапе (а) при идентичной температуре; и

(IV) среднее значение зернистости, например аустенитных зерен, композиции ниже, чем у композиции на основе железа на этапе (а).

24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что этап (b) включает закалку композиции на основе железа от температуры 250-350°С, в таком диапазоне как 300-350°С, до температуры закалки 400-700°С, в таком диапазоне как 500-700°С.

25. Способ по п. 23 или 24, отличающийся тем, что этап (b) включает формование заготовки на основе композиции на основе железа механическим способом как минимум в отношении одного размерного параметра, например средней толщины, к примеру, как минимум на 40, 50, 60 или 70% при температуре механического сжатия, например, 10-200°С во временных рамках процесса формования механическим способом, например, от 1 секунды до 24 часов.

26. Способ по п. 25, отличающийся тем, что формование механическим способом представлено процессом, выбранным из числа обтяжки, правки растяжением, термоправки, формирования вытягиванием, правки поковок, штамповки, ротационного выдавливания, профилировки, гидравлической вытяжки, формования с помощью ЧПУ, отбортовки, обжатия, зафланцовки, горячей штамповки, экструзии и их сочетания.

27. Способ получения металлического материала, содержащего подложку и металлургически связанный с ней поверхностный слой, включающий:

(a) использование подложки, включающей композицию по любому из пп. 1-12, или подложки, подготовленной способом согласно любому из пп. 23-26;

(b) использование суспензии для диффузного легирования, которая предназначена для как минимум частичного покрытия поверхности подложки, например, как минимум 25, 50, 75, 90% этой поверхности или двух поверхностей основного металла; и

(c) термообработка подложки и суспензии для диффузного легирования с целью получения металлического материала, например, посредством диффузного легирования.