Показать метаданные Скрыть метаданные

(19)

(11)

2 833 014

(13)

(51)

МПК

B32B15/01(2006-01-01)

C23C2/04(2006-01-01)

C23C10/10(2006-01-01)

C23C10/38(2006-01-01)

(21) (22)

Заявка

2023103628, 2021-08-17

(24)

Дата начала отсчета патента

2021-08-17

(22)

дата подачи заявки

2021-08-17

(45)

опубликовано

2025-01-13

(72)

авторы

Дэниел Е. БуллардЗакари М. ДетвейлерАдам Г. ТомасЙосепх Е. Мцдермотт

(73)

патентообладатели

Публичное Акционерное Общество

(56)

Документы, цитированные в отчете о поиске

WO 2017201418 A1, 23.11.2017WO 2017156069 A1, 14.09.2017.

МОДИФИЦИРОВАННЫЕ СОСТАВЫ МЕТАЛЛА И ОТНОСЯЩИЕСЯ К НИМ СПОСОБЫ Российский патент 2025 года по МПК B32B15/01 C23C2/04 C23C10/10 C23C10/38

Описание патента на изобретение RU2833014C1

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Сплавы металлов могут представлять собой сплав железа и других элементов, включая углерод. Когда углерод является основным легирующим элементом, его содержание в металлическом сплаве по весу 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 ограничения: марганец, никель, хром, молибден, бор, титан, ванадий и ниобий.

[0002] Металлический сплав (например, нержавеющая сталь) представляет собой материал, который не подвергается быстрой коррозии, ржавчине (или окислению) или не реагирует с водой. Нержавеющая сталь может иметь различные марки и отделку поверхности в соответствии с условиями окружающей среды. Нержавеющая сталь может использоваться там, где важны как свойства стали, так и устойчивость к коррозии.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] В настоящем документе в различных вариантах осуществления рассматриваются металлические композиции, металлические материалы (например, металлические сплавы, такие как сплавы диффузионно-легированных металлов (например, сплавы металлов или гибриды сплавов металлов), металлические подложки, например для формирования диффузионно-легированных металлов (например, сплавы металлов или гибриды сплавов металлов) (в любой конфигурации, например, в рулонах), и способы, связанные с ними, такие как способы изготовления или получения иным образом таких составов и способов. В некоторых вариантах осуществления металлический материал содержит такую металлическую подложку, как описано в данном документе. В некоторых вариантах осуществления металлический материал представляет собой диффузионно-легированный металлический материал, содержащий металлическую подложку (или основу) и поверхность металлического сплава (например, металлургически присоединенную к подложке (или основе)). В некоторых случаях поверхность металлического сплава покрывает всю поверхность или часть, по меньшей мере, одной поверхности металлического материала. В конкретных вариантах осуществления такой металлический материал или материал из металлического сплава (например, диффузионно-легированный металл) имеет форму рулона.

[0004] В некоторых случаях, рассмотренные здесь процессы, такие как использование формы рулона, способствуют образованию нужных продуктов, рассмотренных в данном документе. В некоторых случаях использование конфигурации рулона улучшает скорость преобразования рассмотренных здесь процессов диффузионного легирования, уменьшает количество суспензии, используемой в процессах легирования, уменьшает потери легирующих материалов (например, потому что независимо от того, в каком направлении направляется легирующий материал в процессе, описанном в настоящем документе, он направляется в материал подложки), снижает затраты (например, за счет меньшего количества материала суспензии для легирования и/или уменьшения потребности в переработке обедненной суспензии), более экологичен (например, за счет уменьшения количества используемой суспензии) и/или предоставляет другие преимущества. В некоторых случаях процессы, представленные в настоящем документе, могут быть реализованы и адаптированы с использованием существующей инфраструктуры, включающей обработку рулонов металла, например, повышение эффективности затрат для производителей.

[0005] Кроме того, в некоторых случаях металлические материалы, подложки и/или процессы, описанные в настоящем документе, подходят для формирования металлических (например, легированных) материалов с уникальными, требуемыми и/или иными высокими эксплуатационными характеристиками. В некоторых случаях использование материалов, подложек и/или процессов, описанных в настоящем документе, облегчает производство материалов из металлических сплавов, т.к. конструктивные параметры, эксплуатационные характеристики, формирование структуры (например, микроструктуры) и/или затраты, которые иным образом не могут быть достигнуты с помощью существующих технологий. В конкретных вариантах материалы и/или подложки, описанные в настоящем документе, состоят из любых подходящих элементов, например, но не ограничиваясь, 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 некоторых вариантах осуществления представлен металлический материал, включающий диффузионный слой металла и внутренний слой, например, где диффузионный слой металла металлургически присоединен к внутреннему слою. В некоторых вариантах диффузионный слой металла включает в себя диффузионную границу, например, сформированную вблизи с внутренним слоем. В некоторых вариантах реализации такие металлические материалы обладают хорошими эксплуатационными характеристиками. В некоторых случаях материал характеризуется любой одной или несколькими характеристиками, выбранной/выбранными из следующей группы:

i. предел текучести от примерно 19 кфунт/дюйм² (тыс.фунтов на квадратный дюйм, ksi) до примерно 29 кфунт/дюйм² (например, от примерно 26 кфунт/дюйм² до примерно 29 кфунт/дюйм²);

ii. предел прочности от примерно 42 кфунт/дюйм² (ksi) 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. относительное удлинение от примерно 32% до примерно 44% (например, от примерно 32% до примерно 38%);

iv. значение n от примерно 0,21 до примерно 0,32 (например, от примерно 0,29 до примерно 0,32) (например, как определено в соответствии со стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) (например, Е8, Е18, Е19 или их комбинация)); и

v. значение r от примерно 1,8 до примерно 3,0 (например, как определено в соответствии со стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) (например, Е8, Е18, Е19 или их комбинация)).

[0007] В некоторых вариантах материал включает в себя как минимум два, как минимум три, как минимум четыре или все пять из (i)-(v). В некоторых вариантах металлический материал характеризуется одним пунктом или обоими из (ii) и (v).

[0008] В некоторых вариантах как минимум примерно 80%, как минимум примерно 85%, как минимум примерно 90%, как минимум примерно 95% или как минимум примерно 99% зерен по объему диффузионного слоя металла являются столбчатыми зернами. В некоторых вариантах как минимум примерно 80%, как минимум примерно 85%, как минимум примерно 90%, как минимум примерно 95% или как минимум примерно 99% зерен по объему диффузионного слоя металла являются столбчатыми зернами, например, при температуре от примерно 1 градуса Цельсия (°С) до примерно 50°С (например, от 5°С до примерно 45°С, или от 10°С до примерно 40°С). В некоторых вариантах как минимум примерно 80%, как минимум примерно 85%, как минимум примерно 90%, как минимум примерно 95% или как минимум примерно 99% зерен по объему диффузионного слоя металла являются столбчатыми зернами, как определено, например, с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (ОМ).

[0009] В некоторых вариантах как минимум примерно 80%, как минимум примерно 85%, как минимум примерно 90%, как минимум примерно 95% или как минимум примерно 99% зерен по объему внутреннего слоя являются равноосными зернами. В некоторых вариантах равноосные зерна имеют размер зерна около 7 или менее, около 6 или менее, около 5 или менее, около 4 или менее, около 3 или менее, около 2 или менее, или около 1 или менее согласно Американскому обществу по испытаниям и материалам (ASTM), как определено, например, с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (ОМ). В некоторых вариантах равноосные зерна имеют размер зерна около 7 или менее, около 6 или менее, около 5 или менее, около 4 или менее, около 3 или менее, около 2 или менее, или около 1 или менее согласно Американскому обществу по испытаниям и материалам (ASTM), например, при температуре от примерно 1 градуса Цельсия (°С) до примерно 50°С (например, от 5°С до примерно 45°С, или от 10°С до примерно 40°С).

[0010] В некоторых вариантах представлен металлический материал, включающий диффузионный слой металла и внутренний слой, например, где диффузионный слой металла металлургически присоединен к внутреннему слою. В некоторых вариантах диффузионный слой металла включает в себя диффузионную границу, например, сформированную вблизи с внутренним слоем. В некоторых вариантах как минимум примерно 80%, как минимум примерно 85%, как минимум примерно 90%, как минимум примерно 95% или как минимум примерно 99% зерен по объему диффузионного слоя металла являются столбчатыми зернами. В некоторых вариантах как минимум примерно 80% (например, как минимум примерно 85%, 90%, 95% или 99%) зерен по объему диффузионного слоя металла представляют собой столбчатые зерна, например, при температуре от примерно 1 градуса Цельсия (°С) до примерно 50°С (например, от 5°С до примерно 45°С или от 10°С до примерно 40°С).

[0011] В некоторых вариантах столбчатые зерна расположены в основном (например, как минимум 90%, 95% или 98% по объему) перпендикулярно диффузионной границе. В некоторых вариантах разница между двумя ориентациями столбчатых зерен диффузионного слоя металла составляет около 10 градусов или менее, около 5 градусов или менее, или около 3 градусов или менее, как определено, например, с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (ОМ).

[0012] В некоторых вариантах столбчатые зерна являются ферритными. В некоторых вариантах столбчатые зерна являются ферритными при температуре от примерно 1 градуса Цельсия (°С) до примерно 50°С, от 5°С до примерно 45°С или от 10°С до примерно 40°С.

[0013] В некоторых вариантах как минимум примерно 80%, как минимум примерно 85%, как минимум примерно 90%, как минимум примерно 95% или как минимум примерно 99% зерен по объему внутреннего слоя являются равноосными зернами. В некоторых вариантах равноосные зерна имеют размер зерна около 7 или менее, около 6 или менее, около 5 или менее, около 4 или менее, около 3 или менее, около 2 или менее, или около 1 или менее, например, при температуре от примерно 750 градусов Цельсия (°С) до примерно 1100°С.

[0014] В некоторых вариантах равноосные зерна имеют размер от примерно 2 микрометров (мкм, т.е. 10^-6 м) до примерно 200 мкм, от примерно 2 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 2 мкм до примерно 100 мкм или от примерно 2 мкм до примерно 50 мкм, как определено, например, с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (ОМ). В некоторых вариантах размер зерна может представлять собой среднюю длину зерна или среднюю ширину зерна.

[0015] В некоторых вариантах равноосные зерна подложки не имеют предпочтительной ориентации, как определено, например, с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (ОМ).

[0016] В некоторых вариантах равноосные зерна являются ферритными при температуре от примерно 1 градуса Цельсия (°С) до примерно 50°С, например, от 5°С до примерно 45°С или от 10°С до примерно 40°С. В некоторых вариантах осуществления равноосные зерна являются аустенитными при температуре от примерно 750°С до примерно 1100°С.

[0017] В некоторых вариантах металлический материал характеризуется одним из следующих параметров:

(i) предел текучести от примерно 19 кфунт/дюйм² (ksi) до примерно 29 кфунт/дюйм² (например, от примерно 26 кфунт/дюйм² до примерно 29 кфунт/дюйм²);

(ii) предел прочности от примерно 42 кфунт/дюйм² (ksi) 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) относительное удлинение от примерно 32% до примерно 44% (например, от примерно 32% до примерно 38%);

(iv) значение n от примерно 0,21 до примерно 0,32 (например, от примерно 0,29 до примерно 0,32) (например, как определено в соответствии со стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) (например, Е8, Е18, Е19 или их комбинация)); и

(v) значение r от примерно 1,8 до примерно 3,0 (например, как определено в соответствии со стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) (например, Е8, Е18, Е19 или их комбинация)).

[0018] В некоторых вариантах материал включает в себя как минимум два, как минимум три, как минимум четыре или все пять из (i)-(v). В некоторых вариантах металлический материал характеризуется одним пунктом или обоими из (ii) и (v).

[0019] В некоторых вариантах металлический материал дополнительно включает в себя поверхностный слой, металлургически присоединенного к внутреннему слою посредством диффузионного слоя металла. В некоторых вариантах поверхностный слой включает хром (Cr) с концентрацией от примерно 20 масс. % до примерно 45 масс. %, как например, от примерно 30 масс. % до примерно 45 масс. %, которая изменяется на менее чем примерно 10 масс. % по поверхности поверхностного слоя, как определено, например, с помощью сканирующей электронной микроскопии - энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (SEM-EDS), рентгеновской флуоресценции (XRF) или масс-спектрометрии с тлеющим разрядом (GDMS). [0020] В некоторых вариантах диффузионный слой металла включает хром (Cr) с концентрацией от примерно 12 масс. % до примерно 45 масс. %, как например, от примерно 20 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 25 масс. % до примерно 45 масс. % или от примерно 30 масс. % до примерно 45 масс. %., которая изменяется на менее чем примерно 5 масс. % в направлении от поверхностного слоя к диффузионной границе, как определено, например, с помощью сканирующей электронной микроскопии - энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (SEM-EDS), рентгеновской флуоресценции (XRF) или масс-спектрометрии с тлеющим разрядом (GDMS).

[0021] В некоторых вариантах в настоящем документе представлен металлический материал, включающий поверхностный слой и подложку, связанных посредством диффузионного слоя металла. В некоторых вариантах в настоящем документе поверхностный слой металлургически присоединен к подложке посредством диффузионного слоя металла. В некоторых вариантах диффузионный слой металла включает в себя диффузионную границу, расположенную вблизи него и сформированную в подложке. В некоторых вариантах поверхностный слой включает хром (Cr) с концентрацией от примерно 30 масс. % до примерно 45 масс. %, которая изменяется на менее чем примерно 10 масс. % по поверхности поверхностного слоя, как определено, например, с помощью сканирующей электронной микроскопии - энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (SEM-EDS), рентгеновской флуоресценции (XRF) или масс-спектрометрии с тлеющим разрядом (GDMS). В некоторых вариантах диффузионный слой металла включает хром (Cr) с концентрацией от примерно 12 масс. % до примерно 45 масс. %, как например, от примерно 20 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 25 масс. % до примерно 45 масс. % или от примерно 30 масс. % до примерно 45 масс. %., которая изменяется на менее чем примерно 5 масс. % в направлении от поверхностного слоя к диффузионной границе, как определено, например, с помощью сканирующей электронной микроскопии - энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (SEM-EDS), рентгеновской флуоресценции (XRF) или масс-спектрометрии с тлеющим разрядом (GDMS).

[0022] В некоторых вариантах диффузионный слой металла включает хром (Cr) с концентрацией от примерно 30 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 30 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 30 масс. % до примерно 35 масс. %, от примерно 35 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 35 масс. % до примерно 40 масс. %, или от примерно 40 масс. % до примерно 45 масс. %, которая изменяется на менее чем примерно 9 масс. %, 8 масс. %, 7% масс. %, 6% масс. %, 5% масс. %, 4% масс. %, 3% масс. %, 2% масс. % или 1 масс. % по поверхности поверхностного слоя, как определено, например, с помощью сканирующей электронной микроскопии - энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (SEM-EDS), рентгеновской флуоресценции (XRF) или масс-спектрометрии с тлеющим разрядом (GDMS).

[0023] В некоторых вариантах диффузионный слой металла включает хром (Cr) с концентрацией от примерно 12 масс. % до примерно 45 масс. %, как например, от примерно 20 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 25 масс. % до примерно 45 масс. % или от примерно 30 масс. % до примерно 45 масс. %., которая изменяется на менее чем примерно 4 масс. %, 3 масс. %, 2% масс. % или 1 масс. % в направлении от поверхностного слоя к диффузионной границе.

[0024] В некоторых вариантах как минимум примерно 80%, как минимум примерно 85%, как минимум примерно 90%, как минимум примерно 95% или как минимум примерно 99% зерен по объему диффузионного слоя металла являются столбчатыми зернами. В некоторых вариантах как минимум примерно 80%, как минимум примерно 85%, как минимум примерно 90%, как минимум примерно 95% или как минимум примерно 99% зерен по объему диффузионного слоя металла являются столбчатыми зернами при температуре от примерно 1 градуса Цельсия (°С) до примерно 50°С (например, от 5°С до примерно 45°С, или от 10°С до примерно 40°С). В некоторых вариантах как минимум примерно 80%, как минимум примерно 85%, как минимум примерно 90%, как минимум примерно 95% или как минимум примерно 99% зерен по объему диффузионного слоя металла являются столбчатыми зернами, как определено, например, с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (ОМ).

[0025] В некоторых вариантах как минимум примерно 80%, как минимум примерно 85%, как минимум примерно 90%, как минимум примерно 95% или как минимум примерно 99% зерен по объему внутреннего слоя являются равноосными зернами. В некоторых вариантах равноосные зерна имеют размер зерна около 7 или менее, около 6 или менее, около 5 или менее, около 4 или менее, около 3 или менее, около 2 или менее, или около 1 или менее согласно Американскому обществу по испытаниям и материалам (ASTM), например, при температуре от примерно 750 градусов Цельсия (°С) до примерно 1100°С.

[0026] В некоторых вариантах столбчатые зерна являются ферритными, например, при температуре от примерно 750°С до примерно 1100°С. В некоторых вариантах равноосные зерна являются ферритными при температуре от примерно 1 градуса Цельсия (°С) до примерно 50°С, как например от 5°С до примерно 45°С или от 10°С до примерно 40°С. В некоторых вариантах осуществления равноосные зерна являются аустенитными при температуре от примерно 750°С до примерно 1100°С.

[0027] В некоторых вариантах металлический материал характеризуется одним из следующих параметров:

(iii) относительное удлинение от примерно 32% до примерно 44% (например, от примерно 32% до примерно 38%);

[0028] В некоторых вариантах материал включает в себя как минимум два, как минимум три, как минимум четыре или все пять из (i)-(v). В некоторых вариантах металлический материал характеризуется одним пунктом или обоими из (ii) и (v).

[0029] В некоторых вариантах металлический материал имеет потенциал питтинга примерно 50 милливольт (мВ) или более, например, примерно 100 мВ или более, примерно 150 мВ или более, примерно 200 мВ или более, от примерно 100 мВ до примерно 800 мВ, от примерно 150 мВ до примерно 800 мВ, от примерно 200 мВ до примерно 800 мВ. Потенциал питтингообразования может быть определен, например, в соответствии со стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) (например, G61).

[0030] В некоторых вариантах металлический материал имеет толщину (например, среднюю толщину или среднюю калибровочную толщину) от примерно 0,0005 дюйма (дюйм) до примерно 0,250 дюйма, например, от примерно 0,0005 дюйма до примерно 0,125 дюйма, от примерно 0,0005 дюйма до примерно 0,100 дюйма или от примерно 0,0005 дюйма до примерно 0,050 дюйма. В некоторых вариантах отношение толщины (например, средней толщины) диффузионного слоя металла к толщине (например, средней толщине) металлического материала составляет от примерно 70:500 до примерно 70:3000, например, от примерно 70:500 до примерно 70:2500 или от примерно 70:500 до примерно 70:2200. В некоторых вариантах металлический лист имеет длину (например, среднюю длину) от примерно 500 футов (фут) до примерно 20000 футов.

[0031] В некоторых вариантах поверхностный слой (если он присутствует) включает в себя по весу не более чем около 0,01%, не более чем около 0,001%, не более чем около 0,0005% или не более чем около 0,0001% карбида. В некоторых вариантах карбид представляет собой карбид хрома.

[0032] В некоторых вариантах диффузионный слой металла (например, промежутки между зернами диффузионного слоя металла) включает в себя по весу не более чем около 0,1%, не более чем около 0,01%, не более чем около 0,001% или не более чем около 0,0001% карбида. В некоторых вариантах карбид представляет собой карбид хрома.

[0033] В определенных вариантах рулон металла включает в себя металлический материал, описанный в настоящем документе. В некоторых вариантах рулон металла состоит из множества (например, намотанных) металлических витков с расстоянием между витками (например, средним шагом между витками). В некоторых вариантах расстояние между витками составляет менее 350 микрометров (мкм, т.е. 10^-6 м), как например, менее 250 мкм, менее 200 мкм, менее 150 мкм, менее 100 мкм, менее 90 мкм или менее 85 мкм между двумя или более слоями.

[0034] Другой аспект настоящего изобретения обеспечивает машиночитаемый носитель, предназначенный для долговременного хранения информации, содержащий машинный исполняемый код, который при исполнении одним или несколькими компьютерными процессорами реализует любой из способов, описанных выше или в других разделах настоящего документа.

[0035] Другой аспект настоящего изобретения обеспечивает систему, включающую в себя один или несколько компьютерных процессоров и соединенную с ними память компьютера. Память компьютера содержит машинный исполняемый код, который при исполнении одним или несколькими компьютерными процессорами реализует любой из способов, описанных выше или в других разделах настоящего документа.

[0036] Дополнительные аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными специалистам в данной области на основе последующего подробного описания изобретения, в котором представлены и изложены только иллюстративные варианты настоящего изобретения. Настоящее изобретение содержит другие различные варианты осуществления, а его некоторые детали могут быть изменены в различных очевидных аспектах, все без отступления от изобретения. Соответственно, чертежи и описание следует рассматривать как иллюстративные, а не как ограничительные.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0037] Новые отличительные признаки изобретения подробно изложены в прилагаемой формуле изобретения. Наилучшее понимание характеристик и преимуществ настоящего изобретения будет достигнуто после ознакомления со следующим подробным описанием, которое представляет иллюстративные варианты, в которых используются принципы изобретения, а также сопроводительные чертежи (также «рисунок» и «РИС.» в данном документе), из которых:

[0038] ФИГ. 1 схематически иллюстрирует примерный способ формирования металлической подложки с покрытием;

[0039] ФИГ. 2 иллюстрирует пример подложки после покрытия суспензией;

[0040] ФИГ. 3 иллюстрирует пример подложки после покрытия суспензией;

[0041] ФИГ. 4 схематически иллюстрирует примерную компьютерную систему управления, которая запрограммирована или иным образом сконфигурирована для реализации способов, предусмотренных в настоящем документе;

[0042] ФИГ. 5A-5F иллюстрируют примерные структуры зерен в подложке(ах);

[0043] ФИГ.6 иллюстрирует схематический пример рулона металла;

[0044] ФИГ. 7А-7В иллюстрируют примерный эффект(ы) шероховатости поверхности и расслоения суспензии;

[0045] ФИГ. 8А-8В иллюстрируют примерную локальную концентрацию хрома на поверхности подложки;

[0046] ФИГ. 9А-9В иллюстрируют примерный химический состав(ы) диффузионно-легированного металлического материала(ов) в слое сплава;

[0047] ФИГ. 10А-10В иллюстрируют микроструктуру(ы) в типовом легированном металле (металлах);

[0048] ФИГ. 10C-10D иллюстрируют относительное удлинение типового легированного металла (металлов);

[0049] ФИГ. 11 иллюстрирует потенциал питтингообразования типового металлического материала;

[0050] ФИГ. 12 иллюстрирует характеристики солевого тумана типового металлического материала;

[0051] ФИГ. 13 иллюстрирует коррозию в типовом легированном металле; вставка ФИГ. 13 иллюстрирует примерную связь между изменением концентрации хрома и коррозией в металлическом материале;

[0052] ФИГ. 14А иллюстрирует пример металлического материала после обжатия в холодном состоянии;

[0053] ФИГ. 14В иллюстрирует потенциал питтингообразования типового металлического материала после обжатия в холодном состоянии;

[0054] ФИГ. 15 иллюстрирует примеры спеченных частиц;

[0055] ФИГ. 16 иллюстрирует механические свойства типового металлического материала; и

[0056] ФИГ. 17А-17С иллюстрируют физические свойства типового Cr-SODA.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0057] Несмотря на наличие различных вариантов изобретения, приведенных и описанных в настоящем документе, для специалистов в данной области очевидно, что такие варианты приведены только в качестве примера. Специалисты в данной области могут проводить многочисленные вариации, изменения и замены без отступления от изобретения. Необходимо понимать, что применимы различные альтернативы вариантам изобретения, приведенного в настоящем документе.

[0058] Термин "намотка," в том смысле, в котором он используется в настоящем документе, в общем случае относится к повороту (например, механическому) материала полностью либо постепенно по отношению к объекту либо к исходному положению. К неограничивающим примерам намотки относится намотка в рулон.

[0059] Термин "размотка", в том смысле, в котором он используется в настоящем документе, в общем случае относится к приведению смотанного материала в менее изогнутую форму либо состояние.

[0060] Термин "прилегающий" либо "прилегающий к" в том смысле, в котором он используется в настоящем документе, в общем случае относится к "находящийся рядом", "примыкающий", "находящийся в контакте с" и "в непосредственной близости от". В некоторых случаях "прилегающий к" может означать "выше" либо "ниже". Первый слой, прилегающий ко второму слою, может находиться в непосредственном контакте со вторым слоем, либо может существовать один промежуточный слой или более между первым слоем и вторым слоем.

[0061] Каждый раз, когда термины "по меньшей мере", "более чем" или "более чем либо равно" предшествуют первому цифровому значению в серии из двух или более цифровых значений, то в этих случаях термины "по меньшей мере", "более чем" или "более чем либо равно" применимы к каждому из цифровых значений этой серии цифровых значений. Например, более чем либо равно 1, 2 или 3 эквивалентно более чем либо равно 1, более чем либо равно 2, более чем либо равно 3.

[0062] Каждый раз, когда термины "не более чем", "менее чем" или "менее чем либо равно" предшествуют первому цифровому значению в серии из двух или более цифровых значений, то в этих случаях термины "не более чем", "менее чем" или "менее чем либо равно" применимы к каждому из цифровых значений этой серии цифровых значений. Например, менее чем либо равно 3, 2 или 1 эквивалентно менее чем либо равно 3, менее чем либо равно 2 или менее чем либо равно 1.

[0063] В настоящем документе в различных вариантах рассматриваются металлические составы, металлические материалы (например, металлические 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 способы. 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, металлургически присоединенную к подложке (или основе)). 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 различных вариантах осуществления настоящего изобретения представлены составы металлов (например, состав стали), составы (например, составы с металлической подложкой), включающие их, металлические объекты (например, стальной лист), включающие их, и способы приготовления таких сплавов.

[0064] В некоторых вариантах состав металла включает массовую долю двух или более (например, трех или более, четырех или более, пяти или более, шести или более, семи или более или все восемь) элементов из (i)-(viii) (например, как (i) от примерно 0,001 масс. % до примерно 0,6 масс. % алюминия (Al); (ii) от примерно 0,001 масс. % до примерно 0,3 масс. % (например, от примерно 0,001 масс. % до примерно 0,1 масс. % или от примерно 0,005 масс. % до примерно 0,02 масс. %) титана (Ti); (iii) от примерно 0,5 масс. % до примерно 3 масс. % (например, от примерно 1,0 масс. % до примерно 2,5 масс. %) марганца (Mn); (iv) от примерно 0,2 масс. % или менее (например, примерно 0,01 масс. % до примерно 0,2 масс. %, как например от примерно 0,1 масс. % до примерно 0,2 масс. %) (или как минимум примерно 0,08 масс. %) ниобия (Nb); (v) примерно 0,01 масс. % или менее (например, примерно 0,005 масс. % или менее, примерно 0,004 масс. % или менее, или примерно 0,002 масс. %) углерода (С); (vi) от примерно 0,001 масс. % до примерно 0,02 масс. % (например, от примерно 0,005 масс. % до примерно 0,015 масс. %, от примерно 0,008 масс. % до примерно 0,015 масс. %, или от примерно 0,005 масс. % до примерно 0,01 масс. %) азота (N); (vii) примерно 0,02 масс. % или менее (например, от примерно 0,008 масс. % до примерно 0,02 масс. %) фосфора (Р); и (viii) примерно 0,01 масс. % или менее (например, от примерно 0,005 масс. % до примерно 0,01 масс. %) серы (S).

[0065] В некоторых вариантах способ подготовки состава металла (например, стали (например, для последующего диффузионного легирования). Данный 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, определенные методом сканирующей электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (ОМ)).

[0066] В некоторых вариантах состав (например, состав подложки) или металлический объект (например, стальной лист), включая состав металла, может содержать суспензию. Суспензия может содержать легирующий элемент и, как минимум, частично покрывать, по меньшей мере, одну поверхность объекта (например, стального листа).

[0067] В различных вариантах настоящее изобретение также предусматривает рулоны металла и способы формирования металлического рулона(ов).

[0068] В некоторых вариантах способ формирования рулона металла включает в себя: (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) намотку (например, смотку в рулон, изгиб, сгибание или перемотку) металлической подложки с покрытием при температуре намотки (напр., смотки в рулон, изгибе, сгибании или перемотке) для формирования рулона металла (например, рулона спиральной намотки). 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 витков (например, рулона).

[0069] В некоторых вариантах рулон металла (например, рулон спиральной намотки) имеет множество металлических витков. Рулон металла может включать в себя множество металлических витков с составом суспензионного покрытия (например, диффузионно-легированным составом), расположенным в промежутках между витками (например, средний шаг между витками), между множеством витков (например, рулона). Состав суспензионного покрытия может быть представлен в виде сухой пленки средней толщины. В состав суспензионного 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.

[0070] 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-легированный 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. Второй виток металла может включать в себя вторую боковую поверхность, обращенную к первому 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, металлургически присоединенного, по меньшей мере, частично к первому витку металла и (ii) второго диффузионного слоя, металлургически присоединенного, по меньшей мере, частично ко второму витку металла.

[0071] В различных вариантах осуществления настоящее изобретение рассматривает металлические материалы (например, сплав, такой как сплав стали), содержащие поверхностный слой (например, сплав, такой как сплав стали), металлургически присоединенный к подложке (например, посредством диффузионного слоя металла), причем подложка содержит такой металлический состав, как описано в настоящем документе. Металлический материал может быть произведен в соответствии с способом, описанным в настоящем документе.

[0072] В некоторых вариантах в состав металлического материала может входить металлический диффузионный слой, металлургически присоединенный к внутреннему слою, при этом металлический диффузионный слой имеет диффузионную границу, формируемую в непосредственной близости от внутреннего слоя. Металлический материал может быть охарактеризован как минимум двумя, как минимум тремя, как минимум четырьмя либо всеми пятью из (i)-(v):

(i) текучесть от примерно 19 кфунт/дюйм² (ksi) (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 (ksi) (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) относительное удлинение от примерно 32% до примерно 44% (например, от примерно 32% до примерно 38%); (iv) значение n 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) значение r 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)). Как минимум, примерно 80% (например, как минимум, примерно 85%, 90%, 95% либо 99%) зерен по объему металлического диффузионного 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). Как минимум, примерно 80% (например, как минимум, примерно 85%, 90%, 95% либо 99%) зерен по объему внутреннего 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).

[0073] В некоторых вариантах в состав металлического материала может также входить поверхностный слой, металлический диффузионный слой содержит в непосредственной близости диффузионную границу, сформированную внутри подложки. В состав поверхностного слоя может входить хром (Cr) с концентрацией от примерно 30 масс. % до примерно 45 масс. %, при этом концентрация может варьироваться менее, чем на 10 масс. % по поверхности поверхностного слоя (например, как определено с помощью сканирующей электронной микроскопии - энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (SEM-EDS), рентгенофлуоресцентной спектрометрии (XRF) или масс- спектрометрии с тлеющим разрядом (GDMS)); и в состав металлического диффузионного слоя может входить хром (Cr) с концентрацией 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. % или от примерно 30 масс. % до примерно 45% масс), которая может колебаться менее, чем на 5 масс. % в направлении от поверхностного слоя к диффузионной границе (например, как определено с помощью сканирующей электронной микроскопии / энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (SEM-EDS), рентгенофлуоресцентной спектрометрии (XRF) или масс-спектрометрии с тлеющим разрядом (GDMS)).

Состав металла и относящиеся к нему способы

[0074] С одной точки зрения, представленный в настоящем документе состав металла подложки описан далее в разделе "Подложка" или в любом другом разделе настоящего документа. В некоторых вариантах составом металла может быть, например, состав стали. Составы, описанные в настоящем документе, могут быть подготовлены способом, описанным далее в разделе "Подготовка подложки", или в другом разделе настоящего документа.

[0075] Состав металла, например, состав стали может включать в себя любой один или несколько требуемых элементов. В некоторых вариантах в состав металла, например, в состав стали 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 четыре 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 (А1), титана (Ti), марганца (Мп), марганца (Мп), 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).

[0076] 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 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 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 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 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 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 два 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).

[0077] В некоторых вариантах в состав металла входит, по меньшей мере, два, по меньшей мере, три либо все четыре элемента, а именно алюминий (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), или 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); или титан (Ti), марганец (Mn) и ниобий (Nb). В некоторых вариантах в состав металла входят алюминий (Al), титан (Ti), марганец (Mn) и ниобий (Nb).

[0078] В некоторых вариантах в состав металла входит, по меньшей мере, два, по меньшей мере, три либо все четыре элемента, а именно углерод (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) или 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) или азот (N), фосфор (Р) и сера (S). В некоторых вариантах в состав металла входят углерод (С), азот (N), фосфор (Р) и сера (S).

[0079] 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).

[0080] Элемент может присутствовать в любом подходящем процентном соотношении в составе металла. Массовую долю элемента определяют любым подходящим способом, известным в данной отрасли, например методом инструментального газового анализа (IGA) или методом масс-спектрометрии с тлеющим разрядом (GDMS).

[0081] В некоторых вариантах в состав металла входит 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. % или 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. % или 0,6 масс. %.

[0082] 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 0,01 масс. %, 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. %, 0,01 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. %.

[0083] 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 примерно 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. %, 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. %.

[0084] В некоторых вариантах в состав металла входит 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. %.

[0085] 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. %.

[0086] 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. %, 0,015 масс. %, либо 0,02 масс. %.

[0087] 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. %.

[0088] В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), и ее доля в процентах составляет 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. %.

[0089] В некоторых вариантах состав металла может включать один или более дополнительных элементов. Дополнительными элементами могут выступать любые подходящие элементы, которые могут быть использованы для состава металла, описанного в настоящем документе. 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(Ni), молибдена (Мо) и олова (Sn).

[0090] 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).

[0091] В некоторых вариантах состав металла включает в себя углерод (С), концентрация углерода (С) составляет 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), 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.

[0092] 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, по весу от состава металла. 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.

[0093] 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, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит ниобий (Nb), концентрация которого составляет, по меньшей мере, 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.

[0094] 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.

[0095] 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.

[0096] 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.

[0097] 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%, повесу от состава металла.

[0098] 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.

[0099] 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.

[00100] 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 примерно 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.

[00101] 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).

[00102] 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 (С), 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 в состав металла входит углерод (С), концентрация которого составляет максимум примерно 0,008%, 0,009% либо 0,01% по весу от состава металла.

[00103] 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.

[00104] 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.

[00105] 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.

[00106] 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 мере, 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.

[00107] 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.

[00108] 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%, 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.

[00109] 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%, примерно 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%, примерно 0,005%, либо 0,01% по весу от состава металла.

[00110] 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.

[00111] 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%, либо от примерно 0,0075% до примерно 0,01%, по весу от состава металла. В некоторых вариантах в состав металла входит фосфор (Р), 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 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.

[00112] 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).

[00113] 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 (С), 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.

[00114] 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.

[00115] 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.

[00116] 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.

[00117] 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.

[00118] 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.

[00119] В некоторых вариантах в состав металла входит сера (S), концентрация которого 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.

[00120] 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.

[00121] 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.

[00122] 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.

[00123] 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.

[00124] В некоторых вариантах в состав металла входит молибден (Мо), 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 (Мо), 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 (Мо), 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 (Мо), концентрация которого составляет максимум примерно 0,001%, 0,01% либо 0,03% по весу от состава металла.

[00125] 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.

[00126] 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.

[00127] В некоторых вариантах в описанный выше состав металла входит зерно. В некоторых вариантах зерна являются равноосными. Размер зерна определяют 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 определяют 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, E112).

[00128] 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 диффузионного 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.

[00129] В некоторых вариантах состав металла предусматривает металлургическую связь с легирующей добавкой, например, посредством диффузионного легирования при температуре легирования в атмосфере легирования. В некоторых вариантах температурой легирования может быть любая температура, подходящая для диффузионного 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 диффузионного 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 диффузионного легирования. В некоторых вариантах легирующая добавка включает в себя элементы, 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.

[00130] В некоторых вариантах количество карбидов в составе металла остается в значительной мере одинаковым на протяжении всего процесса диффузионного легирования. В некоторых вариантах количество карбидов либо количество зерен в составе металла остается в значительной мере одинаковым на протяжении всего процесса диффузионного легирования. В некоторых вариантах в составе металла происходило превращение феррита в аустенит.

[00131] В некоторых вариантах в процессе диффузионного легирования зерна в составе металла изменяются, например, растут, становятся меньше по размеру, чем соответствующие зерна первоначального состава металла. Первоначальный состав металла может представлять собой, например, нержавеющую сталь 439 (439 SS), нержавеющую сталь 304L (304L SS), нержавеющую сталь DDS и подобные.

[00132] Описанный выше состав металла может быть использован для изготовления любого металлического объекта при необходимости. 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.

[00133] В некоторых вариантах металлический объект, изготовленный из описанного выше состава металла, имеет поверхность со средней шероховатостью не более 55 микродюймов (μin), не более 40 μin, не более 35 μin, не более 30 μin, не более 25 μin, не более 20 μin, не более 15 μin, не более 10 μin, не более 5 μin, не более 3 μn, не более 2 μin или не более 1 μin, как определено стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM).

[00134] Единицы измерения I-Unit представляют собой точное количественное измерение плоскостности. Это безразмерное число, которое включает как высоту (Н), так и длину полной амплитуды повторяющейся волны (L либо Р на диаграмме ниже). Согласно стандартному методу Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) формула для единицы I-Unit следующая: I=[(3,1415×H)/2L]²×10⁵. В некоторых вариантах металлический объект, изготовленный из описанного выше состава металла, характеризуется значением I-Unit, не превышающим 50, не превышающим 40, не превышающим 30, не превышающим 20, не превышающим 10, не превышающим 5, не превышающим 3 либо не превышающим 1, как определено стандартным методом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM).

[00135] 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).

[00136] 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:

[00137] 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).

[00138] В некоторых вариантах значение г 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 r 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 испытаниям и материалам (ASTM).

[00139] 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, который 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 диффузионного легирования.

[00140] В некоторых вариантах способ подготовки состава, в частности этап (b), включает закажу указанного металлического состава с температуры конца прокатки до температуры закажи. В некоторых вариантах температура конца прокатки может составлять от примерно 250°С до примерно 350°С, от примерно 250°С до примерно 300°С, либо 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, либо от примерно 500°С до примерно 700°С.

[00141] 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.

[00142] В некоторых вариантах способа подготовки состава механические обжатие - это процесс, выбранный из группы, состоящей из штамповки растяжением или вытяжкой, правки, штамповки взрывом, ротационного выдавливания, формования валками (профилирование), гидравлической вытяжки, формования с ЧПУ, отбортовки, опрессовки, завальцовки, горячей штамповки, экструзии и их комбинаций.

[00143] В некоторых вариантах способа подготовки состава после этапа (b) состав характеризуется одним или более из следующих пунктов: (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) зерна состава стали изменяются (например, растут), становятся меньше по размеру по сравнению с зернами 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).

[00144] В настоящем документе также рассматривается подложка, включающая состав металла, описанный выше в разделе "состав металла" и в любом другом разделе настоящего документа, и способ контактирования суспензии с металлической подложкой (или нанесения суспензии) (например, на ее поверхность) для получения металлической подложки с покрытием, например, металлического рулона с покрытием. Такие подложки могут включать, например, один или более следующие элементы: углерод, марганец, кремний, ванадий, титан, никель, хром, молибден, бор и ниобий.

[00145] Подложка может включать виды элементов, 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 виды элементов, 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 элементы, выступающие в качестве восстановителя металла. Восстановитель металла может содержать алюминий, титан, цирконий, кремний или магний.

[00146] Подложка может состоять из металла, такого как железо, медь, алюминий или любые их комбинации. Подложка может состоять из сплава металлов и/или неметаллов. Сплав может содержать примеси. Подложка может состоять из стали. Подложка может состоять из керамики. Подложка может не содержать свободный углерод. Подложка может быть изготовлена из расплавленной фазы. Подложка может быть в холоднокатаном состоянии, в полностью твердом состоянии (например, не подвергаясь отжигу после обжатия в холодном состоянии) или в горячекатаном травленом состоянии.

[00147] Металлическая подложка может включать в себя компонент активатора переноса металла. Активатор переноса металла может включать около 0,001 масс. %, 0,01 масс. %, 0,1 масс. %, 0,5 масс. %, 1 масс. %, 2 масс. %, 3 масс. %, 4 масс. %, 5 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. % или около 50 масс. % от общего количества подложки. Активатор переноса металла может включать, по меньшей мере, около 0,001 масс. %, 0,01 масс. %, 0,1 масс. %, 0,5 масс. %, 1 масс. %, 2 масс. %, 3 масс. %, 4 масс. %, 5 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или, по меньшей мере, около 50 масс. % или более от общего количества подложки. Активатор переноса металла может включать не более 50 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 5 масс. %, 4 масс. %, 3 масс. %, 2 масс. %, 1 масс. %, 0,5 масс. %, 0,1 масс. %, 0,01 масс. % или не более 0,001 масс.% или менее от общего количества подложки. Активатор переноса металла может включать от приблизительно 0,001 до 1 масс. %, от приблизительно 0,001 до 2 масс. %, от приблизительно 0,001 до 3 масс. %, от приблизительно 0,001 до 4 масс. %, от приблизительно 0,001 до 5 масс. %, от приблизительно 0,001 до 10 масс. %, от приблизительно 0,001 до 15 масс. %, от приблизительно 0,001 до 20 масс. %, от приблизительно 0,001 до 30 масс. %, от приблизительно 0,001 до 50 масс. %, от приблизительно 0,01 до 1 масс. %, от приблизительно 0,01 до 2 масс. %, от приблизительно 0,01 до 3 масс. %, от приблизительно 0,01 до 4 масс. %, от приблизительно 0,01 до 10 масс. %, от приблизительно 0,01 до 15 масс. %, от приблизительно 0,01 до 20 масс. %, от приблизительно 0,01 до 30 масс. %, от приблизительно 0,01 до 50 масс. %, от приблизительно 0,1 до 1 масс. %, от приблизительно 0,1 до 2 масс. %, от приблизительно 0,1 до 3 масс. %, от приблизительно 0,1 до 4 масс. %, от приблизительно 0,1 до 5 масс. %, от приблизительно 0,1 до 10 масс. %, от приблизительно 0,1 до 15 масс. %, от приблизительно 0,1 до 20 масс. %, от приблизительно 0,1 до 30 масс. %, от приблизительно 0,1 до 50 масс. %, от приблизительно 1,0 до 2 масс. %, от приблизительно 1,0 до 3 масс. %, от приблизительно 1,0 до 4 масс. %, от приблизительно 1,0 до 10 масс. %, от приблизительно 1,0 до 15 масс. %, от приблизительно 1,0 до 20 масс. %, от приблизительно 1,0 до 30 масс. %, от приблизительно 1,0 до 50 масс. %, или от приблизительно 10 до 50 масс. % от общего количества подложки.

[00148] Подложка может включать около 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 либо около 20 или более видов элементов. Подложка может включать, по меньшей мере, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, либо около 20 или более видов элементов. Подложка может включать не более чем около 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, либо не более чем около 2 или менее видов элементов. 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.

[00149] Подложка может содержать несколько элементов. Подложка может содержать углерод (С) в количестве (или около) 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. % 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или 40 масс. % или более. Подложка может содержать углерод в количестве (или около) 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или 0,0001 масс. % или менее. Подложка может содержать углерод (С) в количестве (или около) 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. % 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или 40 масс. %, либо диапазон (включительно) между любыми двумя указанными выше значениями.

[00150] Подложка может содержать марганец (Mn) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. % 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать марганец в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1.6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00151] Подложка может содержать ниобий (Nb) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. % 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать ниобий в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1.7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее. Ниобий может быть добавлен в подложку, так что подложка может содержать ниобий в количестве, по меньшей мере, около 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,003 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,006 масс. %, 0,007 масс. %, 0,008 масс. %, 0,009 масс. %, 0,01 масс. %, 0,02 масс. %, 0,03 масс. %, 0,04 масс. %, 0,05 масс. %, 0,06 масс. %, 0,07 масс. %, 0,08 масс. %, 0,09 масс. %, 0,1 масс. % или более. Без привлечения какой-либо теории стоит отметить, что наличие ниобия в подложке может предотвратить обеднение хромом в подложке.

[00152] Подложка может содержать ванадий (V) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. %, 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать ванадий в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00153] Подложка может содержать титан (Ti) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. % 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать титан в количестве менее или равном примерно 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %., 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее. В некоторых случаях подложка может содержать, по меньшей мере, около 0,015 масс. % титана.

[00154] Подложка может содержать азот (N) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. % 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать азот в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00155] Подложка может содержать фосфор (Р) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. % 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать фосфор в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00156] Подложка может содержать серу (S) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. % 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать серу в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00157] Подложка может содержать алюминий (Al) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. % 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать алюминий в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00158] Подложка может содержать медь (Cu) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. %, 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать медь в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00159] Подложка может содержать никель (Ni) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. %, 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать никель в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00160] Подложка может содержать хром (Cr) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. %, 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать хром в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00161] Подложка может содержать молибден (Мо) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. %, 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать молибден в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00162] Подложка может содержать олово (Sn) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. %, 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать олово в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00163] Подложка может содержать бор (В) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. %, 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать бор в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00164] Подложка может содержать кальций (Са) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. %, 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать кальций в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00165] Подложка может содержать мышьяк (As) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. %, 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать мышьяк в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00166] Подложка может содержать кобальт (Со) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. %, 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать кобальт в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00167] Подложка может содержать свинец (Pb) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. %, 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать свинец в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00168] Подложка может содержать сурьму (Sb) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. %, 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать сурьму в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00169] Подложка может содержать тантал (Та) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. %, 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать тантал в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00170] Подложка может содержать вольфрам (W) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. %, 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать вольфрам в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00171] Подложка может содержать цинк (Zn) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. %, 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать цинк в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00172] Подложка может содержать цирконий (Zr) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. %, 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать цирконий в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00173] Подложка может содержать кремний (Si) в количестве более 0,0001 масс. %, 0,0005 масс. %, 0,001 масс. %, 0,002 масс. %, 0,004 масс. %, 0,005 масс. %, 0,01 масс. %, 0,05 масс. %, 0,1 масс. %, 0,2 масс. %, 0,3 масс. %, 0,4 масс. %, 0,5 масс. %, 0,6 масс. %, 0,7 масс. %, 0,8 масс. %, 0,9 масс. %, 1 масс. %, 1,1 масс. %, 1,2 масс. %, 1,3 масс. %, 1,4 масс. %, 1,5 масс. %, 1,6 масс. %, 1,7 масс. %, 1,8 масс. %, 1,9 масс. %, 2 масс. %, 2,5 масс. %, 3 масс. %, 5 масс. %, 7 масс. %, 10 масс. %, 15 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. %, или более чем около 40 масс. % или более. Подложка может содержать кремний в количестве менее или равном около 40 масс. %, 30 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 7 масс. %, 5 масс. %, 3 масс. %, 2,5 масс. %, 2 масс. %, 1,9 масс. %, 1,8 масс. %, 1,7 масс. %, 1,6 масс. %, 1,5 масс. %, 1,4 масс. %, 1,3 масс. %, 1,2 масс. %, 1,1 масс. %, 1 масс. %, 0,9 масс. %, 0,8 масс. %, 0,7 масс. %, 0,6 масс. %, 0,5 масс. %, 0,4 масс. %, 0,3 масс. %, 0,2 масс. %, 0,1 масс. %, 0,05 масс. %, 0,01 масс. %, 0,005 масс. %, 0,004 масс. %, 0,002 масс. %, 0,001 масс. %, 0,0005 масс. %, или менее чем около 0,0001 масс. % или менее.

[00174] Во время формирования подложки могут присутствовать свободные элементы внедрения, такие как азот, углерод и сера. Ниобий в подложке может связываться с этими свободными элементами внедрения (например, азотом, углеродом и серой) в подложке. Добавление ниобия может предотвратить появление зернограничных выделений, например, выделения хрома по границам зерен. Уменьшение количества зернограничных выделений может привести к улучшению коррозионных характеристик, что является желаемым свойством подложки. ФИГ. 3 изображает подложку после нанесения покрытия суспензионным составом, на которой не обнаружены выделения хрома по границам зерен.

[00175] Массовая доля хрома может быть измерена на поверхности подложки. Массовая доля хрома может относиться к подложке с покрытием или к подложке без покрытия. В некоторых случаях массовая доля хрома подложки может составлять, по меньшей мере, около 5%, 10%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25% или 26% или более. 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 чем около 5% или менее. Массовая доля хрома в подложке с покрытием может быть больше, около или меньше массовой доли хрома в подложке без покрытия.

[00176] Подложки можно приобрести у продавца. Подложки могут быть покрыты слоем суспензии, содержащей легирующий элемент, в день подготовки подложки. Подложки могут быть подготовлены более чем за 2 дня, 3 дня, 1 неделю, 1 месяц, 1 год или более перед нанесением слоя суспензии, содержащей легирующий элемент. Металл- восстановитель может быть добавлен к подложке в течение, по меньшей мере, примерно 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 после добавления суспензионного состава к подложке. Металл-восстановитель может быть добавлен к подложке в течение не более около 12 часов, 11 часов, 10 часов, 9 часов, 8 часов, 7 часов, 6 часов или менее чем за 5 часов, 4 часа, 3 часа, 2 часа, 1 час, 30 минут, 10 минут, 5 минут, 1 минуту, 30 секунд или менее после добавления суспензионного состава к подложке. В некоторых примерах металл-восстановитель добавлен к подложке 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 часа, 3 часа, 4 часа, 6 часов, 8 часов, 10 часов, 12 часов, 18 часов, 24 часа или в течение примерно 2 дней после добавления суспензионного состава к подложке.

Суспензионные составы

[00177] В настоящем изобретении рассматривается суспензия для формирования металлической подложки с покрытием. Металлическая подложка с покрытием может быть сформирована путем нанесения суспензии на подложку, как описано выше. Нанесение суспензии на подложку может сформировать слой, покрытый суспензией, примыкающий к подложке. В некоторых случаях суспензия включает в себя легирующую добавку, активатор переноса металла или растворитель. В некоторых вариантах в состав легирующей добавки может входить элемент. Элементом может быть металл. В некоторых вариантах в состав легирующей добавки может входить металл. В некоторых вариантах в состав легирующей добавки может входить оксид металла.

[00178] 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. Легирующая добавка может быть выбрана из группы, состоящей из ферросилиция (FeSi), феррохрома (FeCr), хрома и их комбинаций.

[00179] Состав суспензионной смеси может содержать оксид металла в количестве около 30 процентов по весу (масс. %), 35 масс. %, 40 масс. %, 45 масс. %, 50 масс. %, 55 масс. %, 60 масс. %, 65 масс. %, 70 масс. %, 75 масс. %, 80 масс. %, 85 масс. %, 90 масс. %, или около 95 масс. % от общего веса суспензии. Состав суспензионной смеси может содержать оксид металла в количестве, по меньшей мере, около 30 масс. %, 35 масс. %, 40 масс. %, 45 масс. %, 50 масс. %, 55 масс. %, 60 масс. %, 65 масс. %, 70 масс. %, 75 масс. %, 80 масс. %, 85 масс. %, 90 масс. %, или около 95 масс. % или более от общего веса суспензии. Состав суспензионной смеси может содержать оксид металла в количестве не более чем около 95 масс. %, 90 масс. %, 85 масс. %, 80 масс. %, 75 масс. %, 70 масс. %, 65 масс. %, 60 масс. %, 55 масс. %, 50 масс. %, 45 масс. %, 40 масс. %, 35 масс. %, или не более около 30 масс. % или менее от общего веса суспензии. Состав суспензионной смеси может содержать оксид металла в количестве от примерно 30 до примерно 95 масс. % от общего веса суспензии. Оксид металла может содержать от примерно 1 до примерно 95 масс. %, от примерно 1 до примерно 85 масс. %, от примерно 1 до примерно 75 масс. %, от примерно 1 до примерно 60 масс. %, от примерно 1 до примерно 50 масс. %, от примерно 1 до примерно 40 масс. %, от примерно 1 до примерно 30 масс. %, от примерно 1 до примерно 20 масс. %, от примерно 1 до примерно 10 масс. %, от примерно 5 до примерно 95 масс. %, от примерно 5 до примерно 85 масс. %, от примерно 5 до примерно 75 масс. %, от примерно 5 до примерно 60 масс. %, от примерно 5 до примерно 50 масс. %, от примерно 5 до примерно 40 масс. %, от примерно 5 до примерно 30 масс. %, от примерно 5 до примерно 20 масс. %, от примерно 5 до примерно 10 масс. %, от примерно 10 до 95 масс. %, от примерно 10 от примерно 85 масс. %, от примерно 10 до примерно 75 масс. %, от примерно 10 до примерно 60 масс. %, от примерно 10 до примерно 50 масс. %, от примерно 10 до примерно 40 масс. %, от примерно 10 до примерно 30 масс. %, от примерно 10 до примерно 20 масс. %, от примерно 20 до примерно 95 масс. %, от примерно 20 до примерно 85 масс. %, от примерно 20 до примерно 75 масс. %, от примерно 20 до примерно 60 масс. %, от примерно 20 до примерно 50 масс. %, от примерно 20 до примерно 40 масс. %, от примерно 20 до примерно 30 масс. %, от примерно 30 до примерно 85 масс. %, от примерно 30 до примерно 75 масс. %, от примерно 30 до примерно 60 масс. %, от примерно 30 до примерно 50 масс. %, от примерно 30 до примерно 40 масс. %, от примерно 1 до примерно 95 масс. %, от примерно 40 до примерно 85 масс. %, от примерно 40 до примерно 75 масс. %, от примерно 40 до примерно 60 масс. %, от примерно 40 до примерно 50 масс. %, от примерно 50 до примерно 95 масс. %, от примерно 50 до примерно 85 масс. %, от примерно 50 до примерно 75 масс. %, или от примерно 50 до примерно 60 масс. % от общего веса суспензии. Оксид металла или металл-восстановитель может быть выбран с учетом его относительной чистоты. Оксид металла или металл-восстановитель может иметь чистоту, по меньшей мере, около 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 99%, 99,9% или, по меньшей мере, около 99,99% или более по весу. Оксид металла или металл-восстановитель может иметь чистоту не более чем около 99,99%, 99%, 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55%, 50%, 45%, 40%, 35%, 30%, или не более чем около 25% или менее по весу.

[00180] Металл-восстановитель может иметь атомное отношение к источнику оксида от 0,6 до 2,0. Металл-восстановитель может иметь атомное отношение к источнику оксида от примерно 0,01 до 10,0, от примерно 0,01 до 1,0, от примерно 0,01 до 1,5, от примерно 0,01 до 3,0, от примерно 0,01 до 4,0, от примерно 0,01 до 5,0, от примерно 0,1 до 1,0, от примерно 0,1 до 1,5, от примерно 0,1 до 3,0, от примерно 0,1 до 4,0, от примерно 0,1 до 5,0, от примерно 0,1 до 10,0, от примерно 0,5 до 1,0, от примерно 0,5 до 1,5, от примерно 0,5 до 3,0, от примерно 0,5 до 4,0, от примерно 0,5 до 5,0, от примерно 0,5 до 10,0, от примерно 1,0 до 1,5, от примерно 1,0 до 3,0, от примерно 1,0 до 4,0, от примерно 1,0 до 5,0, от примерно 1,0 до 10,0, от примерно 2,0 до 3,0, от примерно 2,0 до 4,0, от примерно 2,0 до 5,0, от примерно 2,0 до 10,0, от примерно 3,0 до 4,0, от примерно 4,0 до 5,0, от примерно 4,0 до 10,0, или от примерно 5,0 до 10,0.

[00181] Покрытие суспензии может содержать легирующий элемент, оксид металла (например, оксид инертного металла или оксид 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.

[00182] Покрытие суспензии может содержать легирующий элемент, оксид металла (например, оксид инертного металла или оксид химически активного металла). Оксид металла может быть выбран 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 (В₂О₃), оксида церия (СеО₂), оксида магния (MgO), оксида кальция (СаО), супероксида лития (LiO₂), оксида циркония (ZrO₂), оксида лантана (III) (La₂O₃), бентонитовой глины, глины Монтерей, каолиновой глины, филлосиликатной глины, прочих глин и их комбинаций.

[00183] Оксид металла может содержать оксид химически активного металла и/или оксид инертного металла. Оксид химически активного металла (например, включающий легирующий элемент) (например, выбранный из группы, состоящей из оксида хрома (III) (Cr₂O₃), оксида титана (IV) (TiO₂), оксида железа-хрома (FeCr₂O₄), оксида кремния (SiO₂), пентоксида тантала (Та₂О₅), 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.

[00184] В некоторых вариантах оксид металла может содержать оксид инертного металла. В некоторых вариантах оксид инертного металла может быть выбран 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 (MnO), оксида кальция (СаО), супероксида лития (LiO₂), оксида циркония (ZrO₂), оксида ванадия (III) (V₂O₃), оксида лантана (III) (La₂O₃), бентонитовой глины, глины Монтерей, каолиновой глины, филлосиликатной глины, прочих глин и их комбинаций.

[00185] Оксид металла может образовываться в суспензии в результате металлотермической реакции восстановления между элементарным металлом и термодинамически менее стабильным оксидом металла. Подходящие пары элементарных металлов и термодинамически менее стабильных оксидов металлов могут быть выбраны из пар, у которых свободная энергия Гиббса образования снижена за счет окисления элементарного металла оксидом металла. Металлотермическая реакция восстановления может происходить спонтанно. Металлотермическая реакция восстановления может протекать в присутствии активатора переноса металла, такого как галогенид, галогенид металла, сульфид металла или газообразное соединение. Оксид металла может представлять собой порошок.

[00186] Суспензия может содержать активатор переноса металла, который сконфигурирован для переноса соединений металла из суспензии на поверхность подложки. Активатор переноса металла может содержать галоидное соединение (например, хлор, бромид, йод, фтор или их комбинацию), галоидное соединение металла (например, хлорид металла, бромид металла, йод металла, фторид металла или их комбинацию), сульфидное соединение, сульфидное соединение металла, газообразное соединение (например, водород) или их комбинацию. Активатор переноса металла может быть введен во время приготовления суспензии, например, путем добавления одного или нескольких порошков. Активатор переноса металла может быть введен после образования суспензии из экзогенного источника, например, диффузией газообразного водорода в слой суспензии после нанесения на подложку. В некоторых случаях активатор переноса металлов включает одновалентный металл, двухвалентный металл или трехвалентный металл.

[00187] В некоторых случаях активатор переноса металла выбирается из группы, состоящей из хлорида магния (MgCl₂), хлорида железа (II) (FeCl₂), хлорида кальция (CaCl₂), хлорида циркония (IV) (ZrCl₄), хлорина 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), хлорила никеля (II) (NiCl₂), хлорида ванадия (II) (VCl₂), хлорида аммония (NH₄Cl), хлорида натрия (NaCl), хлорида калия (KCl), сульфида 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 галоидный активатор является гидратированным. В некоторых вариантах галоидный активатор выбирается из группы, состоящей из тетрагидрата хлорида железа (FeCl₂ ⋅ 4H₂O), гексагидрата хлорида железа (FeCl₆ ⋅ 6Н₂О) и гексагидрата хлорида магния (MgCl₂ ⋅ 6Н₂О). В некоторых вариантах галоидный активатор является гидратированным. В некоторых вариантах галоидный активатор выбирается из группы, состоящей из тетрагидрата хлорида железа (FeCl2 ⋅ 4H₂O), гексагидрата хлорида железа (FeCl2 ⋅ 6H2O) и гексагидрата хлорида магния (MgCl2 ⋅ 6H2O).

[00188] 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 менее либо равна 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 либо равна примерно 100°С, 110°С, 120°С, 130°С, 140°С, 150°С, 160°С, 170°С, 180°С, 190°С или более примерно 200°С или более. Точка кипения (или температура кипения) растворителя может составлять 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-C₆).

[00189] В некоторых случаях в суспензию входят инертные соединения. Суспензию можно формировать смешением различных компонентов в смесительной камере (либо сосуде). Различные компоненты можно смешивать одновременно или последовательно. Например, в камеру вводят растворитель, затем в камеру добавляют виды элементов. Для предотвращения комкования в растворитель могут быть добавлены сухие вещества в заданном количестве. Некоторые элементарные металлы могут быть в виде сухого порошка.

[00190] Лопасть для смешения суспензионного состава может иметь форму метелки, вилки или лопатки. Для смешения суспензионного состава можно использовать более одной лопасти. Лопасти могут быть разной либо одинаковой формы. Для предотвращения комкования в растворитель могут быть добавлены сухие вещества в заданном количестве. Высокая скорость сдвига используется для контроля вязкости. В суспензии размер частиц хрома может быть больше, чем у других частиц, и частицы хрома могут находиться во взвешенном состоянии без высоких добавок полимера.

[00191] Свойства суспензии могут определяться одним или несколькими параметрами, используемыми для формирования суспензии, поддержания суспензии или нанесения суспензии. Такие свойства могут включать вязкость, коэффициент разжижения при сдвиге и предел текучести. Такие свойства могут включать число Рейнольдса, вязкость, рН и концентрацию компонентов суспензии. Параметры, которые могут влиять на свойства суспензии, включают в себя содержание воды, идентичность и содержание элементов, температуру, скорость сдвига и время смешения.

[00192] На ФИГ. 1 представлен способ получения металлической подложки с покрытием. В операции 110 используется подложка. В операции 120 суспензионный состав может быть нанесен из смесительного сосуда на подложку для формирования суспензионного покрытия (например, пленки), содержащего легирующую добавку для формирования подложки с покрытием. В операции 130 растворитель в суспензии после применения может быть удален путем термической или вакуумной сушки при температуре примерно 90°С-175°С в течение примерно 10-60 секунд. В операции 140 подложка с покрытием может быть подвергнута намотке (или смотке в рулон) при температуре намотки 10°С-200°С для формирования рулона металла. В операции 150 при достаточных условиях отжига, включающих температуру легирования от примерно 750 градусов Цельсия (°С) до примерно 1100°С и/или атмосферу легирования, включающую восстановительный газ (например, водород), легирующий элемент может быть подвержен отжигу на подложке с целью получения рулона из диффузионно-легированного металла. Подложка может состоять из двух подложек или их боковых поверхностей в рулоне металла, находящихся в контакте с суспензией. После операции 150 рулон из диффузионно-легированного металла может быть подвергнут смотке для дальнейшей размотки рулона из диффузионно-легированного металла.

[00193] На ФИГ. 2 изображены микроструктура подложки и морфология зерен после нанесения покрытия суспензией. Размер зерна и коэффициент вариации можно рассчитать в соответствии со стандартом Американского общества Международной ассоциации по испытаниям и материалам (ASTM).

[00194] Суспензия может демонстрировать тиксотропное поведение, при котором у суспензии наблюдается пониженная вязкость при воздействии на нее деформации сдвига. Коэффициент разжижения суспензии при сдвиге может составлять от около 1 до около 8. Для получения заданной вязкости смешение можно осуществлять при высокой скорости сдвига. Скорость сдвига может составлять от примерно 1 с^-1 до примерно1000 с^-1 (либо Гц). Скорость сдвига может составлять около 1 с^-1, около 10 с^-1, около 100 с^-1, около 1000 с^-1, около 5000 с^-1 или около 10000 с^-1. Скорость сдвига может составлять, по меньшей мере, около 1 с^-1, около 10 с^-1, около 100 с^-1, около 1000 с^-1, около 5000 с^-1, или, по меньшей мере, около 10000 с^-1 или более. Скорость сдвига может быть менее примерно 10000 с^-1, 5000 с^-1,1000 с^-1,100 с^-1,10 с^-1, или менее примерно 1 с_-¹ или менее. Скорость сдвига может составлять от примерно 10000 с^-1 до примерно 1 с^-1, от 1000 с^-1 до примерно 1 с^-1, от 100 с^-1 до примерно 1 с^-1 или от 10000 с^-1 до примерно 100 с_-¹.

[00195] Скорость сдвига суспензии можно измерить на различных приборах. Скорость сдвига можно измерить, например, на реометре ТА Instruments DHR-2. Скорость сдвига суспензии может отличаться в зависимости от прибора, используемого для измерения.

[00196] Для достижения требуемой или заранее заданной вязкости смешение может происходить в течение времени от 1 минуты до 2 часов. Время смешения может составлять менее 30 минут. Вязкость суспензии может уменьшаться на протяжении смешения суспензии. Время смешения может соответствовать длительности гомогенизации суспензии.

[00197] Надлежащее состояние смешивания - это 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 по цвету и текстуре.

[00198] Требуемая вязкость суспензионного состава может быть вязкостью, подходящей для нанесения покрытия роликами. Вязкость суспензии может составлять около 1 сантипуаза (сП), 5 сП, 10 сП, 50 сП, 100 сП, 200 сП, 500 сП, 1000 сП, 10000 сП, 100000 сП, 1000000 сП или около 5000000 сП, либо диапазон (включительно) между любыми двумя из вышеперечисленных значений. Вязкость суспензии может составлять, по меньшей мере, около 1 сП, 5 сП, 10 сП, 50 сП, 100 сП, 200 сП, 500 сП, 1000 сП, 10000 сП, 100000 сП, 1000000 сП либо около 5000000 сП. Вязкость суспензии может составлять не более чем около 5000000 сП, 1000000 сП, 100000 сП, 10000 сП, 5000 сП, 1000 сП, 500 сП, 200 сП, 100 сП, 50 сП, 10 сП, 5 сП либо не более чем около 1 сП. Вязкость суспензии может составлять от примерно 1 сП до 5000000 сП. Вязкость суспензии может составлять около 1 сП, около 5 сП, около 10 сП, около 50 сП, около 100 сП, около 200 сП, около 500 сП, около 1000 сП, около 10000 сП, около 100000 сП, около 1000000 сП либо около 5000000 сП. Вязкость суспензии может составлять от примерно 1 сП до 1000000 сП, либо 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 либо от примерно 600 сП до примерно 800 сП. Суспензия может составлять от примерно 100 сП до примерно 200 сП в применяемом диапазоне сдвига, которое имеет скорость сдвига от примерно 1000 с^-1 до примерно 1000000 с^-1.

[00199] Капиллярное число суспензии может быть около 0,01, 0,05, 0,1, 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, или около 10, либо диапазон (включительно) между любыми двумя из вышеперечисленных значений. Капиллярное число суспензии может составлять, по меньшей мере, около 0,01, 0,05, 0,1, 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, либо около 10 или более. Капиллярное число суспензии может составлять не более чем около 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,5, 0,1, 0,05, либо не более чем около 0,01 или менее. Капиллярное число суспензии может составлять от примерно 0,01 до примерно 10, от примерно 0,01 до примерно 0,1, от примерно 0,1 до примерно 1, от примерно 1 до примерно 10, от примерно 0,05 до примерно 0,5, от примерно 0,5 до примерно 5, либо от примерно 5 до примерно 10.

[00200] Предел текучести суспензии может составлять около 0,0001 паскаля (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 около 1 Па, либо диапазон (включительно) между любыми двумя из вышеперечисленных значений. Предел текучести суспензии может составлять, по меньшей мере, около 0,0001 паскаля (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 либо, по меньшей мере, 1 Па или более. 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, либо не более чем около 0,001 Па или менее. Предел текучести суспензии может составлять от примерно 0,0001 Па до примерно 1 Па, от примерно 0,0001 Па до примерно 0,001 Па, от примерно 0,001 Па до примерно 0,01 Па, от примерно 0,01 Па до примерно 0,1 Па либо от примерно 0,1 Па до примерно 1 Па.

[00201] Скорость оседания суспензии может быть устойчивой к разделению или седиментации в течение более чем примерно одной минуты, более чем примерно 15 минут, более чем примерно 1 час, более чем примерно 1 день, более чем примерно 1 месяц либо более чем примерно 1 год. Скорость оседания суспензии может означать количество времени, которое суспензия способна выдержать без смешения до появления осадка или до увеличения вязкости до значений, не подходящих для нанесения покрытия роликами. Аналогично, срок годности суспензии может означать время, которое суспензия может выдержать без перемешивания, прежде чем загустеть до степени, непригодной для нанесения покрытия роликами. Даже при оседании и загустении суспензии ее можно повторно перемешать до исходной вязкости. Тиксотропный индекс суспензии стабильный, так что суспензия не загустевает до неприемлемого уровня в застойных зонах в ванне роликовой установки нанесения покрытия.

[00202] Вязкость суспензии можно регулировать, контролируя степень водородной связи путем добавления кислоты в суспензию во время смешения. Кроме того, кислота или основание могут быть добавлены в суспензию во время смешения, чтобы контролировать уровень рН суспензии. Уровень рН суспензии может быть около 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, или около 12, либо в диапазоне (включительно) между любыми двумя из вышеперечисленных значений. Уровень рН суспензии может быть, по меньшей мере, около 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 либо, по меньшей мере, около 12 или более. Уровень рН суспензии может быть не более чем примерно 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4 либо не более чем примерно 3 или менее. Уровень рН суспензии может составлять от примерно 3 до примерно 12. Уровень рН суспензии может быть от примерно 5 до примерно 8. Уровень рН суспензии может быть около 3, около 4, около 5, около 6, около 7, около 8, около 9, около 10, около 11 либо около 12. Уровень рН суспензии может изменяться по мере осаждения суспензии. Перемешивание суспензии после ее осаждения может вернуть уровень рН суспензии к исходному уровню рН. Для повышения прочности в суспензию может быть добавлено различное количество связующего вещества, например, ацетат металла. Суспензия может не содержать связующих веществ. Суспензия может включать активатор переноса металла, сконфигурированный для действия в качестве связующего.

[00203] Текучесть суспензии можно измерить с помощью испытания по наклонной плоскости. Испытание по наклонной плоскости может быть показателем предела текучести и вязкости. В качестве альтернативы можно использовать реометр для измерения текучести суспензии.

[00204] Период сушки суспензии достаточно длительный, поэтому суспензия остается влажной во время процесса нанесения покрытия роликами и высыхает только после нанесения покрытия суспензии на подложку. Суспензия не высыхает при комнатной температуре. Суспензия становится сухой на ощупь после нагрева зоны сушки роликовой установки нанесения покрытия в течение примерно десяти секунд. Температура нагрева может составлять около 120°С.

[00205] Удельная плотность суспензии может составлять примерно 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, либо примерно 10 г/см³, либо диапазон (включительно) между любыми двумя из вышеперечисленных значений. Удельная плотность суспензии может составлять, по меньшей мере, примерно 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, либо, по меньшей мере, примерно 10 г/см³ или более. Удельная плотность суспензии может составлять не более чем около 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, либо не более чем около 1 г/см³ или менее. Удельная плотность суспензии может составлять от примерно 1 г/см³ до 10 г/см³, от примерно 1 г/см³ до 5 г/см³, либо от примерно 5 г/см³ до 10 г/см³. Когезионная прочность позволяет суспензии выдерживать нанесение покрытия роликами без повреждения подложки, покрытой суспензией. Например, сухая пленка суспензии, высушенная после покрытия роликами в сушильной печи, примыкающей к покрасочной камере, может иметь когезионную прочность, позволяющую пленке выдерживать усилие, с которым пленку сгибают двадцать раз в чередующихся отрицательных и положительных направлениях до образования дуги диаметром около 20 дюймов. Когезионная прочность сухой пленки суспензии также позволяет ей пройти испытание методом клейкой ленты с небольшим количеством порошка. Испытание методом клейкой ленты заключается в контакте кусочка ленты с поверхностью материала с покрытием. Лента, удаленная с поверхности материала с покрытием, достаточно прозрачная, чтобы сквозь нее можно было увидеть прилипший к ленте порошок.

[00206] Суспензионный состав может быть нанесен на подложку перед формированием диффузионно-легированного металла на подложке. Суспензию наносят равномерной толщиной на подложку. Можно наносить на подложку суспензию различной толщины. Средняя толщина нанесенного суспензионного покрытия может составлять около 0,0001 дюйма (in) (т.е. 1 дюйм=2,54 сантиметра), 0,0005 дюйма (in), 0,001 дюйма (in), 0,002 дюйма (in), 0,003 дюйма (in), 0,004 дюйма (in), 0,005 дюйма (in), 0,006 дюйма (in), 0,007 дюйма (in), 0,008 дюйма (in), 0,009 дюйма (in), 0,01 дюйма (in), 0,02 дюйма (in), 0,03 дюйма (in), 0,04 дюйма (in), 0,05 дюйма (in), 0,06 дюйма (in), 0,07 дюйма (in), 0,08 дюйма (in), 0,09 дюйма (in), 0,1 дюйма (in), 0,125 дюйма (in), 0,25 дюйма (in), 0,5 дюйма (in), либо в диапазоне (включительно) между любыми двумя из вышеперечисленных значений. Средняя толщина нанесенного суспензионного покрытия может составлять, по меньшей мере, около 0,0001 дюйма (in), 0,0005 дюйма (in), 0,001 дюйма (in), 0,002 дюйма (in), 0,003 дюйма (in), 0,004 дюйма (in), 0,005 дюйма (in), 0,006 дюйма (in), 0,007 дюйма (in), 0,008 дюйма (in), 0,009 дюйма (in), 0,01 дюйма (in), 0,02 дюйма (in), 0,03 дюйма (in), 0,04 дюйма (in), 0,05 дюйма (in), 0,06 дюйма (in), 0,07 дюйма (in), 0,08 дюйма (in), 0,09 дюйма (in), 0,1 дюйма (in), 0,125 дюйма (in), 0,25 дюйма (in), 0,5 дюйма (in) или более. Средняя толщина нанесенного суспензионного покрытия может составлять не более около 0,5 дюйма (in), 0,25 дюйма (in), 0,125 дюйма (in), 0,1 дюйма (in), 0,09 дюйма (in), 0,08 дюйма (in), 0,07 дюйма (in), 0,06 дюйма (in), 0,05 дюйма (in), 0,04 дюйма (in), 0,03 дюйма (in), 0,02 дюйма (in), 0,01 дюйма (in), 0,009 дюйма (in), 0,008 дюйма (in), 0,007 дюйма (in), 0,006 дюйма (in), 0,005 дюйма (in), 0,004 дюйма (in), 0,003 дюйма (in), 0,002 дюйма (in), 0,001 дюйма (in), 0,0005 дюйма (in), 0,0001 дюйма (in) или менее. Средняя толщина нанесенного суспензионного покрытия может составлять от примерно 0,0001 дюйма (in) до примерно 0,5 дюйма (in), от примерно 0,0001 дюйма (in) до примерно 0,001 дюйма (in), от 0,001 дюйма (in) до примерно 0,01 дюйма (in), от 0,01 дюйма (in) до примерно 0,1 дюйма (in), от 0,0001 дюйма (in) до примерно 0,05 дюйма (in), либо от 0,005 дюйма (in) до примерно 0,5 дюйма (in).

[00207] Суспензионный состав может быть нанесен на одну или несколько поверхностей подложки определенной толщины. Толщина нанесенного суспензионного покрытия может быть относительно равномерной на поверхности или может варьироваться. Толщина нанесенного суспензионного покрытия может варьироваться от одной поверхности подложки к другой. Толщина нанесенного суспензионного покрытия, прилегающего к подложке, может быть измерена в любое время, в том числе сразу после нанесения, во время сушки или после удаления всего растворителя. Нанесенное суспензионное покрытие может считаться, в целом, равномерным, если, по меньшей мере, 90%, 95%, 99% или более поверхности подложки имеет покрытие из суспензии с отклонениями не более чем на 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, или около 20%, либо в диапазоне (включительно) между любыми двумя из вышеперечисленных значений, от средней толщины нанесенного суспензионного покрытия.

[00208] Суспензионное покрытие, нанесенное на одну или несколько поверхностей подложки, может иметь среднюю толщину до или после сушки около 5 мкм, 10 мкм, 15 мкм, 20 мкм, 25 мкм, 30 мкм, 40 мкм, 50 мкм, 60 мкм, 70 мкм, 80 мкм, 90 мкм, 100 мкм, 150 мкм, 200 мкм, 250 мкм, 300 мкм, 400 мкм, 500 мкм, 600 мкм, 700 мкм, 800 мкм, 900 мкм, 1 мм, 2 мм, 5 мм или около 1 см, либо диапазон (включительно) между любыми двумя из вышеперечисленных значений. Суспензионное покрытие, нанесенное на одну или несколько поверхностей подложки, может иметь среднюю толщину до или после сушки, по меньшей мере, около 5 мкм, 10 мкм, 15 мкм, 20 мкм, 25 мкм, 30 мкм, 40 мкм, 50 мкм, 60 мкм, 70 мкм, 80 мкм, 90 мкм, 100 мкм, 150 мкм, 200 мкм, 250 мкм, 300 мкм, 400 мкм, 500 мкм, 600 мкм, 700 мкм, 800 мкм, 900 мкм, 1 мм, 2 мм, 5 мм или около 1 см. Суспензионное покрытие, нанесенное на одну или несколько поверхностей подложки, может иметь толщину до или после сушки не более чем около 1 см, 5 мм, 2 мм, 1 мм, 900 мкм, 800 мкм, 700 мкм, 600 мкм, 500 мкм, 400 мкм, 300 мкм, 250 мкм, 200 мкм, 150 мкм, 100 мкм, 90 мкм, 80 мкм, 70 мкм, 60 мкм, 50 мкм, 40 мкм, 30 мкм, 25 мкм, 20 мкм, 15 мкм, 10 мкм, либо 5 мкм или менее. Суспензионное покрытие, нанесенное на одну или несколько поверхностей подложки, может иметь толщину до или после сушки от примерно 5 мкм до примерно 1 см, от примерно 5 мкм до примерно 50 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 500 мкм, от примерно 500 мкм до примерно 1 мм, либо от примерно 1 мм до примерно 1 см.

[00209] Суспензионное покрытие, нанесенное на одну или несколько поверхностей подложки, может покрывать от примерно 25% до примерно 100% одной или нескольких поверхностей подложки. Суспензионное покрытие может покрывать от примерно 25% до примерно 50%, от примерно 25% до примерно 75%, от примерно 25% до примерно 90%, от примерно 25% до примерно 100%, от примерно 50% до примерно 75%, от примерно 50% до примерно 90%, от примерно 50% до примерно 100%, от примерно 75% до примерно 90%, от примерно 75% до примерно 100% либо от примерно 90% до примерно 100% одной или нескольких поверхностей подложки. Суспензионное покрытие может покрывать примерно 25%, примерно 50%, примерно 75%, примерно 90%, либо примерно 100% одной или нескольких поверхностей подложки. Суспензионное покрытие может покрывать, по меньшей мере, примерно 25%, примерно 50%, примерно 75%, примерно 90%, либо более одной или более поверхностей подложки.

[00210] Покрытие из суспензии может быть подвергнуто сушке (например, с помощью сушильной печи) после нанесения суспензии на поверхность подложки. Суспензионный состав покрытия обеспечивается при средней толщине сухой пленки от примерно 60 микрометров (мкм) (т.е. 1 микрометр=10^-6 м) до примерно 100 мкм. В некоторых вариантах средняя толщина сухой пленки может составлять от примерно 50 мкм до примерно 100 мкм. В некоторых вариантах 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 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 90 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 100 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 80 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 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 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, 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, от примерно 85 мкм до 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, либо от примерно 95 мкм до примерно 100 мкм. В некоторых вариантах средняя толщина сухой пленки может составлять примерно 50 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, либо примерно 100 мкм. В некоторых вариантах средняя толщина сухой пленки может составлять, по меньшей мере, примерно 50 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, примерно 100 мкм или более. В некоторых вариантах средняя толщина сухой пленки может составлять, максимум, 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 менее. В некоторых вариантах средняя толщина сухой пленки может изменяться с относительным стандартным отклонением не более 10%. Относительное стандартное отклонение может составлять, максимум, около 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1% или менее. Относительное стандартное отклонение может быть связано со стандартным отклонением средней толщины сухой пленки. Стандартное отклонение сухой пленки может составлять не более чем около 15 мкм, около 14 мкм, около 13 мкм, около 12 мкм, около 11 мкм, около 10 мкм, около 9 мкм, около 8 мкм, около 7 мкм, около 6 мкм, либо около 5 мкм. Стандартное отклонение сухой пленки может составлять от примерно 5 мкм до примерно 15 мкм, от примерно 5 мкм до примерно 10 мкм, либо от 8 мкм до примерно 12 мкм.

[00211] Элемент в суспензии может диффундировать к или в подложку в соответствии с градиентом концентрации. Например, концентрация элементов в составе суспензии может быть самой высокой на поверхности подложки и может снижаться в соответствии с градиентом по глубине подложки. Снижение концентрации может быть линейным, параболическим, гауссовым или любой их комбинацией. Концентрация элементов в составе суспензии может быть выбрана в зависимости от требуемой толщины слоя сплава, который будет сформирован на подложке.

[00212] Элемент в суспензии может влиять на прочность сцепления суспензии с подложкой. Кроме того, элемент может влиять на вязкость суспензионного состава. Кроме того, элемент может влиять на когезионную прочность подложки, покрытой суспензией. Когезионная прочность обычно относится к способности подложки с суспензионным покрытием выдерживать обработку или механическую обработку до полного отверждения суспензионного покрытия. Соответственно, вид элемента может быть выбран на основе требуемой степени прочности сцепления суспензионного покрытия с подложкой, требуемой вязкости суспензионного покрытия и способности элемента увеличивать когезионную прочность подложки с суспензионным покрытием. Кроме того, некоторые металлосодержащие галогениды в составе суспензии могут вызывать коррозию компонентов узла нанесения покрытия роликами, который наносит суспензионное покрытие на подложку. Такая коррозия является нежелательной. Определенный вид элемента может предотвратить образование пустот Киркендалла на границе раздела суспензионного покрытия и подложки. При нагреве элемент может разлагаться до оксида. Кроме того, после отжига элемент может стать инертным. Концентрация различных видов элементов может быть различной.

[00213] Подложка может быть предварительно обработана перед нанесением суспензии. Подложка может быть предварительно обработана с помощью химических веществ для модификации поверхности подложки с целью улучшения прочности сцепления суспензионного покрытия с поверхностью подложки. Примерами таких химических веществ являются хроматы и фосфаты.

[00214] Поверхность подложки может не содержать оксиды при обработке. Это можно достигнуть путем обычного травления. Поверхность подложки в целом может не содержать органические вещества. Поверхность подложки в целом может не содержать органические вещества после обработки имеющимися на рынке чистящими средствами.

[00215] Частицы для закрепления зерна могут быть добавлены, удалены из подложки или удержаны во время подготовки подложки для того, чтобы контролировать размер зерна подложки. Например, в подложку могут быть добавлены частицы для закрепления зерна для того, чтобы размер зерна оставался небольшим и образовывались точки закрепления. В качестве другого примера, частицы для закрепления зерна могут быть удержаны на подложке, чтобы обеспечить рост зерен до большого размера и получить слоистую структуру. Частицы для закрепления зерна могут быть нерастворимыми при температурах отжига.

[00216] Примеры частиц для закрепления зерна содержат интерметаллид, нитрид, карбид, карбонитрид титана, алюминий, ниобий, ванадий и любую их комбинацию. Неограничивающие примеры частиц для закрепления зерна содержат нитрид титана (TiN), карбид титана (TiC) и нитрид алюминия (AlN).

[00217] Суспензионный состав может быть нанесен на подложку (например, на ее поверхность) для формирования влажной пленки путем нанесения роликами, методом нанесения составного покрытия, методом центрифугирования, с использованием щелевой головки, нанесения покрытия наливом, обливом, методом экструзии, нанесения краски, нанесения покрытия напылением, электростатическим способом, методом печати (например, технологии двухмерной печати, трехмерной печати, трафаретной печати, печати рисунка), нанесения покрытия осаждением из паров (например, химическое покрытие паром), электрохимического осаждения, осаждения суспензии, погружения, распыления, любой их комбинации или любым другим подходящим методом.

[00218] Суспензию можно наносить с помощью роликов. Процесс нанесения покрытия роликами начинают с подготовки подложки. Затем уложенную в витки подложку подвергают размотке. Размотанную подложку доставляют на роликовые установки для нанесения покрытия суспензионным составом. Роликовые установки для нанесения покрытия запускают, и размотанную подложку пропускают через множество роликовых устройств для покрытия подложки суспензионным составом. Подложку можно пропускать через роликовые устройства для нанесения покрытия в течение нескольких циклов, так что суспензионное покрытие наносится на подложку несколько раз. Затем подложка подвергают нескольким циклам намотки и размотки (например, сгибания и разгибания). Подложка может быть подвергнута, по меньшей мере, примерно 5, 10, 15, 20 или более циклам сгибания и разгибания. Подложка может быть подвергнута примерно 5, 10, 15 или 20 циклам сгибания и разгибания. Подложка (например, подложка с суспензионным покрытием, подложка без покрытия, подложка с одним или несколькими слоями суспензионного покрытия) может быть подвергнута намотке, сгибанию, изгибу в чередующихся отрицательных и положительных направлениях. В зависимости от свойств состава суспензии может быть целесообразным нанести несколько покрытий на подложку. Для достижения требуемой толщины суспензии на подложку может быть нанесено несколько слоев суспензионного состава. В каждом из покрытий можно использовать разные составы суспензии. Состав суспензии может быть нанесен таким образом, чтобы сформировать рисунок на подложке. Рисунок может быть, например, в виде сетки, полос, точек, следов сварки или любой их комбинации. Несколько покрытий на одной и той же подложке могут образовывать составное покрытие на подложке.

[00219] Состав суспензии может иметь набор свойств, позволяющие суспензионному покрытию быть прочным в процессе намотки и размотки. Суспензионный состав может быть устойчив к расслаиванию и оставаться на подложке во время намотки и/или размотки. Намотка может осуществляться для формирования рулона металла из подложки, покрытой суспензией. В процессе обработки, включая намотку и размотку, на подложку наносится суспензионное покрытие с помощью роликов. Суспензионное покрытие характеризуется когезионной прочностью, заключающейся в способности покрытия выдерживать несколько циклов сгибания и разгибания (например, по меньшей мере, примерно 5, 10, 15 или 20 раз). Когезионная прочность обычно обозначает способность подложки с покрытием из металлосодержащего слоя выдерживать обработку или механическую обработку до полного отверждения металлосодержащего слоя. Достаточная степень когезионной прочности суспензии позволяет суспензии выдерживать нанесение покрытия роликами без повреждения подложки с суспензионным покрытием. Например, сухая пленка суспензии, высушенная после нанесения покрытия роликами (например, в сушильной печи), может иметь такую когезионную прочность, которая позволяет пленке выдерживать усилие, сгибающее пленку (например, по меньшей мере, примерно 5, 10, 15 или 20 раз) до образования дуги диаметром примерно 20 дюймов. Когезионная прочность сухой пленки суспензии также позволяет пленке пройти испытание методом клейкой ленты с небольшим количеством порошка. В некоторых вариантах сухая пленка имеет достаточную степень когезионной прочности, которая позволяет 20 раз выдержать сгибающее усилие до образования дуги диаметром 20 дюймов (положительное и отрицательное) и пройти испытание методом клейкой ленты с небольшим количеством порошка, и/или (2) выдержать высокоскоростной процесс нанесения покрытия роликами.

[00220] Суспензионное покрытие характеризуется плотностью сцепления с подложкой, способной выдержать несколько циклов сгибания и разгибания (например, по меньшей мере, около 5, 10, 15 или 20 раз). Суспензионное покрытие может быть сконфигурировано таким образом, чтобы выдерживать высокоскоростной процесс нанесения покрытия роликами. Прочное суспензионное покрытие может выдерживать намотку с сильными изгибами с малым радиусом изгиба. В неограничивающем примере суспензионное покрытие способно выдерживать, по меньшей мере, 4 цикла сгибания и/или разгибания, чередующихся в положительном и отрицательном направлениях, вокруг одного или нескольких цилиндров (например, роликовых устройств) диаметром около 4 дюймов без отслоения суспензии от поверхности подложки. В некоторых вариантах подложка может быть очищена и/или зачищена от любого остатка(ов) перед нанесением суспензии.

[00221] Способ, раскрытый в настоящем изобретении, может дополнительно включать нанесение блокирующего слоя, включающего блокирующий состав, на поверхность подложки для предотвращения диффузии легирующего элемента в подложку и/или сплавления с подложкой. Блокирующий состав может включать в себя инертное вещество (например, оксид инертного металла). Блокирующий слой может быть нанесен на подложку (например, на ее поверхность) путем нанесения роликами, методом нанесения составного покрытия, методом центрифугирования, с использованием щелевой головки, нанесения покрытия наливом, обливом, методом экструзии, нанесения краски, нанесения покрытия напылением, электростатическим способом, методом печати (например, технологии двухмерной печати, трехмерной печати, трафаретной печати, печати рисунка), нанесения покрытия осаждением из паров (например, химическое покрытие паром), электрохимического осаждения, осаждения суспензии, погружения, распыления, любой их комбинации или любым другим подходящим методом. Перед нанесением состава суспензии на подложку (например, на ее поверхность) может быть нанесен блокирующий слой. Блокирующий слой может быть нанесен таким образом, чтобы сформировать рисунок на подложке (например, на ее поверхности). Рисунок может быть, например, в виде сетки, полос, точек, следов от сварки или любой их комбинации. Несколько слоев блокирующего состава на одной и той же подложке могут образовывать составное покрытие на подложке.

[00222] Суспензия может быть подвержена нанесению, осаждению либо отжигу на подложке. Осаждение суспензии может происходить при температуре 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 или 1000°С, либо в диапазоне (включительно) между любыми двумя из вышеперечисленных значений. Осаждение суспензии может происходить при температуре, по меньшей мере, 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, либо 1000°С или более. Осаждение суспензии может происходить при температуре не более чем около 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, либо не более чем около 0°С или менее. Осаждение суспензии может происходить при температуре от примерно 0°С до 1 000°С. Осаждение суспензии может происходить при температуре от примерно 100°С до 500°С. Осаждение суспензии может происходить при температуре от примерно 500°С до 1000°С.

[00223] Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере с относительной влажностью около 0%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, или около 99%, либо в диапазоне (включительно) между любыми двумя из вышеуказанных значений. Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере с относительной влажностью, по меньшей мере, около 0%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, либо, по меньшей мере, около 99% или более. Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере с относительной влажностью не более чем около 99%, 95%, 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, либо не более чем около 5% или менее. Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере с относительной влажностью от примерно 0% до примерно 10%, от примерно 10% до примерно 99%, от примерно 10% до примерно 50%, либо от примерно 50% до примерно 99%. Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере с абсолютным содержанием влаги, по меньшей мере, около 0,5 торр, 1 торр, 2 торр, 5 торр, 10 торр, 20 торр, 50 торр, 100 торр, 250 торр либо, по меньшей мере, около 500 торр или более. Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере с абсолютным содержанием влаги не более чем около 760 торр, 500 торр, 250 торр, 100 торр, 50 торр, 20 торр, 10 торр, 5 торр, 2 торр, 1 торр, либо 0,5 торр или менее. Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере с абсолютным содержанием влаги от примерно 0,5 торр до примерно 760 торр, от примерно 1 торр до примерно 200 торр, либо от примерно 10 торр до примерно 500 торр. В некоторых вариантах относительная влажность составляет около 50% во время осаждения суспензионного состава.

[00224] Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере с уровнем содержания кислорода более либо равным около 0,001 торр, 0,01 торр, 0,05 торр, 0,1 торр, 0,5 торр, 1 торр, 2 торр, 5 торр, 10 торр либо более чем около 20 торр или более. Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере с уровнем содержания кислорода более чем около 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, либо 0,001 торр или менее. Осаждение суспензии на подложку может происходить в атмосфере с уровнем содержания кислорода от примерно 0,001 торр до примерно 20 торр, от примерно 0,001 торр до примерно 0,1 торр, от примерно 0,1 торр до примерно 10 торр, от примерно 0,01 торр до примерно 0,2 торр, либо от примерно 0,2 торр до примерно 20 торр. Сушка суспензии на подложке может происходить в условиях окружающего воздуха.

[00225] Отжиг суспензии на подложке может происходить в атмосфере с низким уровнем содержания кислорода, например, не более чем около 0,5 торр, 0,1 торр, 0,05 торр, 0,01 торр, 0,005 торр или 0,001 торр или менее. Отжиг суспензии на подложке может происходить в атмосфере с уровнем содержанием кислорода более чем около 0,001 торр, 0,005 торр, 0,01 торр, 0,05 торр, 0,1 торр, либо более чем около 0,5 торр или более. Отжиг суспензии на подложке может происходить в атмосфере с уровнем содержанием кислорода от примерно 0,001 торр до примерно 0,5 торр, от примерно 0,001 торр до примерно 0,01 торр, от примерно 0,01 торр до примерно 0,1 торр, от примерно 0,005 торр до примерно 0,05 торр либо от примерно 0,05 торр до примерно 0,5 торр.

[00226] Сушка суспензионного покрытия (например, влажной пленки) с образованием сухой пленки может происходить в атмосфере с уровнем содержания водорода более чем около 0,001 торр, 0,005 торр, 0,01 торр, 0,05 торр или более либо около 0,1 торр или более. Сушка суспензионного покрытия (например, влажной пленки) на подложке может происходить в атмосфере с уровнем содержания водорода менее или около 0,1 торр, 0,05 торр, 0,01 торр, 0,005 торр либо 0,001 торр или менее. Сушка суспензионного покрытия (например, влажной пленки) на подложке может происходить в атмосфере с уровнем содержания водорода менее или около 0,1 торр, 0,05 торр, 0,01 торр, 0,005 торр либо 0,001 торр или менее. Отжиг легирующего элемента суспензии, нанесенной на подложку, может происходить в атмосфере чистого водорода, чистого аргона или смеси водорода и аргона.

[00227] После нанесения суспензии на подложку растворитель из состава суспензии может быть удален путем нагрева, выпаривания, вакуумирования или любой их комбинации. После удаления растворителя подложка может быть подвергнута перемотке. Подложку, покрытую суспензией, можно выдерживать или хранить в вакуумных или атмосферных условиях после осаждения и перед отжигом. Выдерживание происходит перед отжигом и может быть целесообразным для удаления остаточных загрязнений из покрытия, например, растворителя или связующего, оставшегося после процесса нанесения покрытия. Период выдерживания может составлять около 10 секунд, 20 секунд, 30 секунд, 40 секунд, 50 секунд, 1 минуты, 2 минут, 3 минут, 4 минут или 5 минут. Период выдерживания может составлять, по меньшей мере, около 10 секунд, 20 секунд, 30 секунд, 40 секунд, 50 секунд, 1 минуты, 2 минут, 3 минут, 4 минут, либо 5 минут или более. Период выдерживания может составлять не более чем около 5 минут, 4 минут, 3 минут, 2 минут, 1 минуты, 50 секунд, 40 секунд, 30 секунд, 20 секунд либо не более чем около 10 секунд или менее. Период выдерживания может быть периодом времени между нанесением покрытия и отжигом, а также используемым для транспортировки изделия с покрытием к установке или оборудованию для термообработки. Например, период выдерживания может длиться около 10 секунд, около 30 секунд, около 1 минуты, около 2 минут, около 3 минут, около 4 минут или около 5 минут. Температура выдерживания может составлять около 50°С, 75°С, 100°С, 125°С, 150°С, 175°С, 200°С 225°С, 250°С, 275°С или около 300°С, либо в диапазоне (включительно) между любыми двумя из вышеперечисленных значений. Температура выдерживания может составлять, по меньшей мере, около 50°С, 75°С, 100°С, 125°С, 150°С, 175°С, 200°С, 225°С, 250°С, 275°С, либо, по меньшей мере, около 300°С или более. Температура выдерживания может составлять не более чем около 300°С, 275°С, 250°С, 225°С, 200°С, 175°С, 150°С, 125°С, 100°С, 75°С, либо не более чем около 50°С или менее. Температура выдерживания может варьироваться от примерно 50°С до примерно 300°С. Например, температура выдерживания может составлять более чем 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, либо около 300°С или более. Температура выдерживания может составлять от примерно 50°С до примерно 300°С, от 50°С до примерно 100°С, от 100°С до примерно 100°С, либо от 100°С до примерно 300°С. После выдерживания 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 роликами. Поглощенная вода или другие загрязняющие вещества могут попасть в покрытие в любой момент между нанесением покрытия роликами и отжигом.

[00228] 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 в себя любые виды элементов, включая железо, хром, никель, кремний, ванадий, титан, бор, вольфрам, алюминий, молибден, кобальт, марганец, цирконий, ниобий и их комбинации.

[00229] В некоторых вариантах металлотермическое восстановление может быть запущено или усилено активатором переноса металла. Соединение металла-восстановителя может быть выбрано таким образом, чтобы его свободная энергия Гиббса образования соответствующего оксида металла была относительно большой, например образование оксида алюминия из алюминия. Такие металлы-восстановители 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 при диффузионном легировании 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 элемент на деталях, изготавливаемых сразу в окончательной форме, например, на внутреннем диаметре металлических труб, стержнях, проволоке и др.

[00230] Состав суспензии на поверхности подложки может содержать легирующий элемент, нанесенный на поверхность подложки. Суспензия может содержать порошок оксида металла, агент металла-восстановителя, вещества-предшественника галоидного соединения или растворитель. 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 использования 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 элемента на поверхность подложки.

[00231] 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 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, -500 кДж, -550 кДж, -600 кДж, -650 кДж, -700 кДж, -750 кДж, -800 кДж, -850 кДж, -900 кДж, -950 кДж, -1000 кДж, либо более чем примерно -1000 кДж. Реакция металлотермического восстановления может иметь свободную энергию Гиббса образования не более чем 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 чем примерно -50 кДж. Реакция металлотермического восстановления может иметь свободную энергию Гиббса образования в диапазонах от примерно -50 кДж до примерно -1000 кДж, от примерно -50 кДж до примерно - 500 кДж либо от примерно -500 кДж до примерно -1000 кДж.

Рулоны металла и относящиеся к ним способы

[00232] В настоящем документе также рассматривается рулон металла, состоящий из множества витков с вышеописанным составом суспензионного покрытия, например, в котором диффузионно-легированный состав, как описано выше, находится в промежутках между многочисленными витками рулона. В некоторых вариантах рулон металла представляет собой рулон металла спиральной намотки.

[00233] В настоящем документе также рассматривается рулон металла, состоящий из множества витков, который включает в себя первый виток металла, соседствующий с ним второй виток и вышеописанное суспензионное покрытие, например, диффузионно-легированный состав, который располагается между первым и вторым витками металла.

[00234] В настоящем изобретении приводятся способы формирования рулона металла. Состав суспензии может быть нанесен на подложку (например, на ее поверхность) с целью получения металлической подложки с покрытием. После этого металлическую подложку с покрытием укладывают (в витки), формируя рулон металла. Рулон металла подвергают отжигу с целью получения диффузионно-легированного рулона металла. Рулон металла (например, рулон спиральной намотки), состоящий из множества металлических витков, рулон металла, включающий первый виток металла, соседствующий с ним второй виток металла и состав суспензионного покрытия (например, диффузионно-легированный состав), который располагается между первым и вторым витками металла.

[00235] Подложка с суспензионным покрытием может быть подвергнута намотке (например, смотке в рулон) для формирования рулона металла (например, рулона металла спиральной намотки). Рулон металла может состоять из множества витков металла. ФИГ. 6 приводит 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, 601а и 602b). Суспензионное покрытие 603 может закладываться между двумя или более витками (например, 601а и 601b) подложки в рулоне металла.

[00236] Расстояние между витками в металлическом рулоне может быть расстоянием между двумя следующими друг за другом витками подложки в рулоне металла. Например, на ФИГ. 6 расстояние 602 между витками 601а и 601b подложки может быть примерным расстоянием между витками в металлическом рулоне 600. Расстояние между витками рулона металла может превышать среднюю толщину сухой пленки суспензионного покрытия не более чем в 1,5 раза (например, менее чем в 1,2 раза). Расстояние между витками рулона металла может превышать среднюю толщину сухой пленки суспензионного покрытия 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 либо около 0,7 раза.

[00237] Расстояние между витками в металлическом рулоне может составлять от примерно 85 мкм до примерно 350 мкм. В некоторых вариантах 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, от примерно 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, от 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, либо от примерно 250 мкм до примерно 350 мкм. В некоторых вариантах расстояние между витками в металлическом рулоне может составлять примерно 85 мкм, примерно 90 мкм, примерно 100 мкм, примерно 150 мкм, примерно 200 мкм, примерно 250 мкм, либо примерно 350 мкм. В некоторых вариантах расстояние между витками в металлическом рулоне может составлять, по меньшей мере, примерно 85 мкм, примерно 90 мкм, примерно 100 мкм, примерно 150 мкм, примерно 200 мкм, примерно 250 мкм, примерно 350 мкм, или более. В некоторых вариантах расстояние между витками в металлическом рулоне может составлять, максимум, примерно 350 мкм, примерно 250 мкм, примерно 200 мкм, примерно 150 мкм, примерно 100 мкм, примерно 90 мкм, примерно 85 мкм, или менее.

[00238] В некоторых вариантах рулон металла может состоять из множества витков металла, включающих первый виток металла и соседствующий с ним второй виток металла рулона. В некоторых вариантах 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 примерно 60 микрометров (мкм) (где 1 микрометр=10^-6 метров) до примерно 120 мкм. В некоторых вариантах данное расстояние может составлять от примерно 60 мкм до примерно 100 мкм. В некоторых вариантах данное 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, от примерно 60 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 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, 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, от примерно 85 мкм до 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, либо от примерно 95 мкм до примерно 100 мкм. В некоторых вариантах данное расстояние может составлять примерно 60 мкм, примерно 65 мкм, примерно 70 мкм, примерно 75 мкм, примерно 80 мкм, примерно 85 мкм, примерно 90 мкм, примерно 95 мкм, либо примерно 100 мкм. В некоторых вариантах данное расстояние может составлять, по меньшей мере, примерно 60 мкм, примерно 65 мкм, примерно 70 мкм, примерно 75 мкм, примерно 80 мкм, примерно 85 мкм, примерно 90 мкм, примерно 95 мкм, примерно 100 мкм или более. В некоторых вариантах данное расстояние может составлять, максимум, 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 менее.

[00239] Подложка с суспензионным покрытием может быть подвергнута намотке (например, смотке в рулоны) при определенной температуре намотки. Температура намотки может повышать способность подложки с суспензионным покрытием к деформации, тем самым уменьшая усилие, требуемое для намотки (например, в рулон) подложки с суспензионным покрытием с целью получения рулона металла и/или для предотвращения отслоения суспензии от поверхности подложки. Температура намотки может составлять от примерно 10 градусов Цельсия (°С) до примерно 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 примерно 10°С до примерно 170°С, от примерно 10°С до примерно 200°С, от примерно 30°С до примерно 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, от примерно 30°С до примерно 140°С, от примерно 30°С до примерно 170°С, от примерно 30°С до примерно 200°С, от примерно 50°С до примерно 70°С, от примерно 50°С до примерно 90°С, от примерно 50°С до примерно ПО°С, от примерно 50°С до примерно 140°С, от примерно 50°С до примерно 170°С, от примерно 50°С до примерно 200°С, от примерно 70°С до примерно 90°С, от примерно 70°С до примерно 110°С, от примерно 70°С до примерно 140°С, от примерно 70°С до примерно 170°С, от примерно 70°С до примерно 200°С, от примерно 90°С до примерно 110°С, от примерно 90°С до примерно 140°С, от примерно 90°С до примерно 170°С, от примерно 90°С до примерно 200°С, от примерно 110°С до примерно 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, либо от примерно 170°С до примерно 200°С. Температура намотки может быть около 10°С, около 30°С, около 50°С, около 70°С, около 90°С, около 110°С, около 140°С, около 170°С, либо около 200°С. Температура намотки может быть, по меньшей мере, около 10°С, около 30°С, около 50°С, около 70°С, около 90°С, около ПО°С, около 140°С, около 170°С, около 200°С, или более. Температура намотки может быть, 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 менее.

[00240] Подложка, покрытая суспензией, может иметь прочное покрытие, которое по существу предотвращает отслоение суспензии от поверхности подложки. Суспензионное покрытие может иметь прочное покрытие без существенного отслоения во время или после смотки металла в рулон. Суспензионное покрытие может быть прочным даже при относительно низких температурах намотки.

[00241] Суспензионное покрытие (например, пленка), наносимое на подложку, может содержать влажную суспензионную смесь, включающую в себя растворитель (например, воду или спирт (например, спирт С₁-С₁₂, такой как спирт C₁-C₆))). 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.

[00242] Толщина влажной пленки состава суспензии, нанесенной на поверхность подложки, может составлять от примерно 50 микрометров (мкм) (т.е. 1 микрометр=10^-6 м) до примерно 500 мкм. Толщина влажной пленки может составлять от примерно 50 мкм до примерно 450 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 400 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 350 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 300 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 300 мкм, от примерно 100 мкм до примерно 250 мкм, от примерно 100 мкм до примерно 500 мкм, от примерно 100 мкм до примерно 400 мкм, от примерно 100 мкм до примерно 300 мкм, от примерно 150 мкм до примерно 300 мкм. Толщина влажной пленки может составлять 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 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 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, от примерно 150 мкм до примерно 160 мкм, от примерно 150 мкм до примерно 165 мкм, от примерно 150 мкм до 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, 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, 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 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, от примерно 180 мкм до примерно 190 мкм, либо от примерно 185 мкм до примерно 190 мкм. Толщина влажной пленки может составлять 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, около 50 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 195 мкм, около 210 мкм, около 200 мкм, около 300 мкм, около 500 мкм или более. Мокрая пленка может иметь толщину, максимум, около 500 мкм, около 300 мкм, около 210 мкм, около 200 мкм, около 195 мкм, около 190 мкм, около 185 мкм, около 180 мкм, около 177 мкм, около 175 мкм, около 170 мкм, около 165 мкм, около 160 мкм, около 150 мкм, около 50 мкм или менее. Толщина мокрой пленки состава суспензии, нанесенного на поверхность подложки, в некоторых случаях может иметь относительное стандартное отклонение 10% или менее (например, стандартное отклонение около 15 мкм или менее, около 10 мкм или менее, либо около 8 мкм или менее).

[00243] 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) (т.е. 1 микрометр=10^-6 м) 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, 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, 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 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, от примерно 65 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 70 мкм до примерно 75 мкм, от примерно 70 мкм до 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, от примерно 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, от 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, либо 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 быть, максимум, 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 менее. Толщина сухой пленки на подложке в некоторых случаях может иметь относительное стандартное отклонение, равное 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 в некоторых случаях может иметь относительное стандартное отклонение, не превышающее 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, или менее. Толщина сухой пленки на подложке в некоторых случаях 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 менее.

[00244] Также представлен способ формирования металлического рулона, описанный выше, который включает: (а) приведение в контакт или покрытие металлической подложки составом суспензии, как описано выше, 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 легирующий элемент, как было сказано выше; и (b) намотка металлической подложки с покрытием на моталке для формирования рулона металла, состоящего из множества витков, с суспензионным покрытием, располагающимся между многочисленными витками. В некоторых вариантах намотка включает в себя смотку в рулон, гибку, многократный изгиб и перемотку. В некоторых вариантах 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 роликов, которые (например, все вместе) подвергают металлическую подложку с покрытием нескольким циклам сгибания и разгибания. В некоторых вариантах металлическая подложка с покрытием подвергается, по меньшей мере, примерно 5, 10, 15 или 20 циклам сгибания и разгибания.

[00245] В некоторых вариантах способ формирования рулона металла дополнительно включает помещение металлического рулона в условия атмосферы сплавления, при которых легирующий элемент диффундирует в два соседних витка металла из множества витков и сплавляется с ними, образуя таким образом диффузионно-легированный рулон металла.

Диффузионное легирование

[00246] В настоящем изобретении представлены способы формирования рулонов из диффузионно-легированного металла путем отжига рулона металла, включающего подложку с суспензионным покрытием, в условиях отжига, достаточных для диффузии легирующей добавки (например, элемента(ов) или видов элементов) 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).

[00247] Легирующая добавка (например, элемент), способная к диффузии и сплавлению с первым и вторым витками металла с образованием (i) первого диффузионного слоя, металлургически присоединенного, по меньшей мере, частично к первому витку металла, и (ii) второго диффузионного слоя, металлургически присоединенного, по меньшей мере, частично ко второму витку металла.

[00248] Подложка с суспензионным покрытием может быть повторно смотана перед отжигом, как описано в настоящем документе. Подложку с суспензионным покрытием помещают в ретортную печь и подвергают воздействию контролируемой атмосферы во время термообработки. Воду можно удалить. Для введения водорода между витками металла можно использовать вакуум. Процесс отжита может осуществляться по процедуре отжига плотно смотанного или неплотно смотанного 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. % либо 5 масс. % или менее элементов могут диффундировать в или на 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. % элементов могут диффундировать в или на подложку. Определенные условия процесса могут привести к тому, что приблизительно 1-5% частиц элементов диффундируют из покрытия в подложку. Диффузии элементов 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 видов элементов или изменения градиента концентрации элементов в диффузионном слое, прилегающем к подложке.

[00249] Подложка может нагреваться со скоростью более чем около 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 более. Подложка может нагреваться со скоростью более чем около 0,0°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 либо 30°С в минуту или более. Подложка может нагреваться со скоростью менее чем около 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, либо менее чем 0,01°С в минуту или менее. Подложка может нагреваться со скоростью менее чем около 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, либо менее чем около 0,01°С в секунду или менее. Подложка с суспензионным покрытием может подвергаться отжигу при температуре, по меньшей мере, 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, либо 1300°С или более. Температура отжига может составлять не более чем около 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, либо не более чем около 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, в частности, от примерно 900°С до примерно 1000°С. Температура отжига может составлять около 900°С, 925°С, 950°С или 1000°С.

[00250] Во время нагрева железо в составе подложки или суспензионного покрытия на подложке 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 чем около 1600°С, 1500°С, 1400°С, 1300°С, 1200°С, 1100°С, 1000°С, 900°С, 800°С, 700°С, 600°С либо не более чем около 500°С или менее. Температура перехода феррит-аустенит для подложки или слоя суспензионного состава может составлять более чем около 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 более. 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 примерно 900°С до примерно 1300°С, от примерно 1000°С до примерно 1200°С, либо от примерно 1100°С до примерно 1200°С.

[00251] 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 около 200 часов. Общее время отжига может составлять, по меньшей мере, около 5 часов, 10 часов, 20 часов, 40 часов, 60 часов, 80 часов, 100 часов, 120 часов, 140 часов, 160 часов, 180 часов, либо около 200 часов или более. Общее время отжига может быть менее чем около 200 часов, 180 часов, 160 часов, 140 часов, 120 часов, 100 часов, 80 часов, 60 часов, 40 часов, 20 часов, 10 часов, либо менее чем около 5 часов или менее. Общее время отжита, включая нагрев, может варьироваться от примерно 5 часов до примерно 200 часов. Например, общее время отжига может быть более чем около 5 часов, около 20 часов, около 40 часов, около 60 часов, около 80 часов, около 100 часов, около 120 часов, около 140 часов, около 160 часов, около 180 часов, либо около 200 часов или более. Максимальная температура в процессе отжига может быть достигнута в течение от примерно 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, либо, по меньшей мере, 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, либо не более чем за примерно 1 час или менее. В некоторых случаях подложка может быть отожжена при температуре около 950°С в течение, по меньшей мере, около 5 часов. В некоторых случаях подложка может быть отожжена при температуре около 950°С в течение, по меньшей мере, около 20 часов. В некоторых случаях подложка может быть отожжена при температуре около 950°С в течение, по меньшей мере, около 40 часов. В некоторых случаях подложка может быть отожжена при температуре около 900°С в течение, по меньшей мере, около 20 часов. В некоторых случаях подложка может быть отожжена при температуре около 900°С в течение, по меньшей мере, около 40 часов. В некоторых случаях подложка может быть отожжена при температуре около 900°С в течение, по меньшей мере, около 60 часов. В некоторых случаях подложка может быть отожжена при температуре около 900°С в течение, по меньшей мере, около 80 часов.

[00252] 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 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 частиц элементов во время отжига, к газу, используемому для отжига, добавляют 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.

[00253] После отжига подложку с покрытием из диффузионно-легированного металла подвергают сушке. 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 любая их комбинация.

[00254] После отжига подложку охлаждают в течение определенного периода времени. Общее время охлаждения может варьироваться от примерно 1 часа до примерно 100 часов. Например, время охлаждения может составлять, по меньшей мере, около 1 часа, 2 часов, 3 часов, 4 часов, 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 либо по меньшей мере около 100 часов или более. Время охлаждения может составлять менее чем около 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 часов, 3 часов, 2 часов либо менее чем около 1 часа или менее. Например, время охлаждения может составлять от примерно 1 часа до примерно 100 часов, от примерно 5 часов до примерно 50 часов либо от примерно 10 часов до примерно 20 часов.

[00255] На крупных изделиях могут возникать точки перегрева или переохлаждения во время термообработки, когда изделие покрыто равномерным слоем, но нагрето неравномерно. Точки перегрева или переохлаждения указывают для контроля как можно более равномерной диффузии легирующего элемента в изделие.

[00256] Суспензия может содержать легирующий элемент (например, оксид металла). Оксид металла может включать, но не ограничивается, Al₂O₃, MgO, СаО, Cr₂O₃, TiO₂, FeCr₂O₄, SiO₂, Ta₂O₅, или MgCr₂O₄, либо их комбинацию. 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 стабильных 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 элемент (например, хром) может быть затем окислен (например, с образованием галогенид а металла) в кислой среде. Окисленный металл реагирует 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:

[00257] Рулон из диффузионно-легированного металла, сформированный посредством отжига легирующего элемента 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 присоединен к первой стороне металлического листа. Второй металлический диффузионный слой может быть металлургически присоединен ко второй стороне металлического листа. Первая сторона металлического листа может быть противоположна второй стороне металлического листа относительно самой большой плоскости металлического листа.

[00258] В некоторых вариантах подложка или ее поверхность могут быть частично покрыты блокирующим слоем, содержащим инертный 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.

[00259] Рулон металла может содержать первый блокирующий слой и второй блокирующий слой. В некоторых вариантах первый блокирующий слой может быть расположен между составом суспензионного покрытия и одним из двух соседних витков металла, либо расположен между составом суспензионного покрытия и одним (первым и вторым) витком металла. В некоторых случаях первый блокирующий слой может быть расположен между составом суспензионного 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 составом суспензионного покрытия и суспензионным покрытием одним из двух соседних витков металла, либо расположен между составом суспензионного покрытия и суспензионным покрытием первого и/или второго витков металла. В некоторых случаях второй блокирующий слой может быть расположен между составом суспензионного покрытия и суспензионным покрытием первой и второй боковыми поверхностями. В некоторых случаях второй блокирующий слой может быть расположен между первой и второй боковыми поверхностями.

[00260] Покрытие из суспензии может содержать легирующий элемент (например, хром или алюминий). В некоторых вариантах состав суспензионного покрытия может содержать хром (Cr) в концентрации от примерно 5% до примерно 50% по массе (масс. %) состава суспензионного покрытия. Концентрация хрома может составлять от примерно 5 масс. % до примерно 45 масс. % от состава суспензионного покрытия. Концентрация хрома может составлять от примерно 5 масс. % до примерно 7 масс. %, от примерно 5 масс. % до примерно 10 масс. %, от примерно 5 масс. % до примерно 12 масс. %, от примерно 5 масс. % до примерно 15 масс. %, от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. %, от примерно 5 масс. % до примерно 25 масс. %, от примерно 5 масс. % до примерно 30 масс. %, от примерно 5 масс. % до примерно 35 масс. %, от примерно 5 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 5 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 7 масс. % до примерно 10 масс. %, от примерно 7 масс. % до примерно 12 масс. %, от примерно 7 масс. % до примерно 15 масс. %, от примерно 7 масс. % до примерно 20 масс. %, от примерно 7 масс. % до примерно 25 масс. %, от примерно 7 масс. % до примерно 30 масс. %, от примерно 7 масс. % до примерно 35 масс. %, от примерно 7 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 7 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 10 масс. % до примерно 12 масс. %, от примерно 10 масс. % до примерно 15 масс. %, от примерно 10 масс. % до примерно 20 масс. %, от примерно 10 масс. % до примерно 25 масс. %, от примерно 10 масс. % до примерно 30 масс. %, от примерно 10 масс. % до примерно 35 масс. %, от примерно 10 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 10 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 12 масс. % до примерно 15 масс. %, от примерно 12 масс. % до примерно 20 масс. %, от примерно 12 масс. % до примерно 25 масс. %, от примерно 12 масс. % до примерно 30 масс. %, от примерно 12 масс. % до примерно 35 масс. %, от примерно 12 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 12 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 15 масс. % до примерно 20 масс. %, от примерно 15 масс. % до примерно 25 масс. %, от примерно 15 масс. % до примерно 30 масс. %, от примерно 15 масс. % до примерно 35 масс. %, от примерно 15 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 15 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 20 масс. % до примерно 25 масс. %, от примерно 20 масс. % до примерно 30 масс. %, от примерно 20 масс. % до примерно 35 масс. %, от примерно 20 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 20 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 25 масс. % до примерно 30 масс. %, от примерно 25 масс. % до примерно 35 масс. %, от примерно 25 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 25 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 30 масс. % до примерно 35 масс. %, от примерно 30 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 30 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 35 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 35 масс. % до примерно 45 масс. % состава суспензионного покрытия. Концентрация хрома может составлять около 5 масс. %, около 7 масс. %, около 10 масс. %, около 12 масс. %, около 15 масс. %, около 20 масс. %, около 25 масс. %, около 30 масс. %, около 35 масс. %, около 40 масс. %, либо около 45 масс. % состава суспензионного покрытия. Концентрация хрома может быть более чем около 5 масс. %, около 7 масс. %, около 10 масс. %, около 12 масс. %, около 15 масс. %, около 20 масс. %, около 25 масс. %, около 30 масс. %, около 35 масс. %, около 40 масс. %, либо около 45 масс. % состава суспензионного покрытия. Концентрация хрома может составлять менее чем 45 масс. %, около 40 масс. %, около 35 масс. %, около 30 масс. %, около 25 масс. %, около 20 масс. %, около 15 масс. %, около 12 масс. %, около 10 масс. %, около 7 масс. %, либо около 5 масс. % состава суспензионного покрытия. В некоторых вариантах состав суспензионного покрытия может содержать хром (Cr) в концентрации от примерно 5% до примерно 50% (например, от примерно 10% до примерно 45%, либо от примерно 12% до примерно 45%) по весу состава суспензионного покрытия.

[00261] Легирующему элементу в суспензии можно задать необходимые свойства для диффузии с двумя соседними витками металла (например, 601а и 601b на ФИГ. 6). Легирующий элемент может быть предназначен для частичного переноса, по меньшей мере, в один из соседних витков металла. Легирующий элемент 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 температуре от около 750°С до около 1100°С) и атмосферу сплавления (например, включающую газ-восстановитель, такой как водород).

[00262] В некоторых вариантах от около 10 до около 100 масс. % легирующей добавки (например, хрома или алюминия) в суспензии может быть получено для транспортировки и сплавления с двумя соседними витками металла, при этом суспензия находится между двумя металлическими витками. В некоторых вариантах примерно от 10 масс. % до 20 масс. %, от примерно от 10 масс. % до 30 масс. %, примерно от 10 масс. % до 40 масс. %, примерно от 10 масс. % до 50 масс. %, примерно от 10 масс. % до 60 масс. %, примерно от 10 масс. % до 70 масс. %, примерно от 10 масс. % до 80 масс. %, примерно от 10 масс. % до 90 масс. %, примерно от 10 масс. % до 100 масс. %, примерно от 20 масс. % до 30 масс. %, примерно от 20 масс. % до 40 масс. %, примерно от 20 масс. % до 50 масс. %, примерно от 20 масс. % до 60 масс. %, примерно от 20 масс. % до 70 масс. %, примерно от 20 масс. % до 80 масс. %, примерно от 20 масс. % до 90 масс. %, примерно от 20 масс. % до 100 масс. %, примерно от 30 масс. % до 40 масс. %, примерно от 30 масс. % до 50 масс. %, примерно от 30 масс. % до 60 масс. %, примерно от 30 масс. % до 70 масс. %, примерно от 30 масс. % до 80 масс. %, примерно от 30 масс. % до 90 масс. %, примерно от 30 масс. % до 100 масс. %, примерно от 40 масс. % до 50 масс. %, примерно от 40 масс. % до 60 масс. %, примерно от 40 масс. % до 70 масс. %, примерно от 40 масс. % до 80 масс. %, примерно от 40 масс. % до 90 масс. %, примерно от 40 масс. % до 100 масс. %, примерно от 50 масс. % до 60 масс. %, примерно от 50 масс. % до 70 масс. %, примерно от 50 масс. % до 80 масс. %, примерно от 50 масс. % до 90 масс. %, примерно от 50 масс. % до 100 масс. %, примерно от 60 масс. % до 70 масс. %, примерно от 60 масс. % до 80 масс. %, примерно от 60 масс. % до 90 масс. %, примерно от 60 масс. % до 100 масс. %, примерно от 70 масс. % до 80 масс. %, примерно от 70 масс. % до 90 масс. %, примерно от 70 масс. % до 100 масс. %, примерно от 80 масс. % до 90 масс. %, примерно от 80 масс. % до 100 масс. % или примерно от 90 масс. % до 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. % легирующей добавки в суспензии может быть получено для транспортировки и сплавления с двумя соседними витками металла. В некоторых вариантах не менее 10 масс. %, примерно 20 масс. %, примерно 30 масс. %, примерно 40 масс. %, примерно 50 масс. %, примерно 60 масс. %, примерно 70 масс. %, примерно 80 масс. %, 90 масс. % или примерно 100 масс. % легирующей добавки в расплаве может быть получено для транспортировки и сплавления с двумя соседними витками металла. В некоторых вариантах не более 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 менее, легирующей добавки в суспензии может быть получено для транспортировки и сплавления с двумя соседними витками металла.

[00263] Покрытие суспензии может содержать частицы хлорида металла. Хлориды металлов 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), гидроксихлорида меди, гидроксихлорида марганца, оксихлорида сурьмы и трихлорида молибдена, а также их комбинации.

[00264] Рулон металла, полученный путем смотки подложки с покрытием из суспензии, может иметь внутренний диаметр, внешний диаметр, ширину и/или толщину. На ФИГ. 6 представлен пример металлического рулона с внутренним диаметром 606, внешним диаметром 607, шириной 608 и толщиной 609.

[00265] В некоторых вариантах реализации металлический рулон может иметь средний внутренний диаметр примерно от 100 миллиметров (мм) до 700 мм. В некоторых вариантах металлический рулон может иметь средний внутренний диаметр примерно от 100 мм до 150 мм, примерно от 100 мм до 200 мм, примерно от 100 мм до 250 мм, примерно от 100 мм до 300 мм, примерно от 100 мм до 350 мм, примерно от 100 мм до 400 мм, примерно от 100 мм до 450 мм, примерно от 100 мм до 500 мм, примерно от 100 мм до 600 мм, примерно от 100 мм до 700 мм, примерно от 150 мм до 200 мм, примерно от 150 мм до 250 мм, примерно от 150 мм до 300 мм, примерно от 150 мм до 350 мм, примерно от 150 мм до 400 мм, примерно от 150 мм до 450 мм, примерно от 150 мм до 500 мм, примерно от 150 мм до 600 мм, примерно от 150 мм до 700 мм, примерно от 200 мм до 250 мм, примерно от 200 мм до 300 мм, примерно от 200 мм до 350 мм, примерно от 200 мм до 400 мм, примерно от 200 мм до 450 мм, примерно от 200 мм до 500 мм, примерно от 200 мм до 600 мм, примерно от 200 мм до 700 мм, примерно от 250 мм до 300 мм, примерно от 250 мм до 350 мм, примерно от 250 мм до 400 мм, примерно от 250 мм до 450 мм, примерно от 250 мм до 500 мм, примерно от 250 мм до 600 мм, примерно от 250 мм до 700 мм, примерно от 300 мм до 350 мм, примерно от 300 мм до 400 мм, примерно от 300 мм до 450 мм, примерно от 300 мм до 500 мм, примерно от 300 мм до 600 мм, примерно от 300 мм до 700 мм, примерно от 350 мм до 400 мм, примерно от 350 мм до 450 мм, примерно от 350 мм до 500 мм, примерно от 350 мм до 600 мм, примерно от 350 мм до 700 мм, примерно от 400 мм до 450 мм, примерно от 400 мм до 500 мм, примерно от 400 мм до 600 мм, примерно от 400 мм до 700 мм, примерно от 450 мм до 500 мм, примерно от 450 мм до 600 мм, примерно от 450 мм до 700 мм, примерно от 500 мм до 600 мм, примерно от 500 мм до 700 мм либо примерно от 600 мм до 700 мм. В некоторых вариантах средний внутренний диаметр металлического рулона может составлять примерно 100 мм, примерно 150 мм, примерно 200 мм, примерно 250 мм, примерно 300 мм, примерно 350 мм, примерно 400 мм, примерно 450 мм, примерно 500 мм, примерно 600 мм или примерно 700 мм. В некоторых вариантах средний внутренний диаметр металлического рулона может составлять не менее 100 мм, примерно 150 мм, примерно 200 мм, примерно 250 мм, примерно 300 мм, примерно 350 мм, примерно 400 мм, примерно 450 мм, примерно 500 мм, примерно 600 мм, примерно 700 мм или более. В некоторых вариантах средний внутренний диаметр металлического рулона может составлять не более 700 мм, примерно 600 мм, примерно 500 мм, примерно 450 мм, примерно 400 мм, примерно 350 мм, примерно 300 мм, примерно 250 мм, примерно 200 мм, примерно 150 мм, примерно 100 мм или менее.

[00266] В некоторых вариантах средний внешний диаметр рулона металла может составлять примерно от 0.5 метров (м) до 10 м. В некоторых вариантах средний внешний диаметр рулона металла может составлять примерно от 0.5 м до 1 м, примерно от 0.5 м до 1.5 м, примерно от 0.5 м до 2 м, примерно от 0.5 м до 2.5 м, примерно от 0.5 м до 3 м, примерно от 0.5 м до 3.5 м, примерно от 0.5 м до 4 м, примерно от 0.5 м до 4.5 м, примерно от 0.5 м до 5 м, примерно от 0.5 м до 7 м, примерно от 0.5 м до 10 м, примерно от 1 м до 1.5 м, примерно от 1 м до 2 м, примерно от 1 м до 2.5 м, примерно от 1 м до 3 м, примерно от 1 м до 3.5 м, примерно от 1 м до 4 м, примерно от 1 м до 4.5 м, примерно от 1 м до 5 м, примерно от 1 м до 7 м, примерно от 1 м до 10 м, примерно от 1.5 м до 2 м, примерно от 1.5 м до 2.5 м, примерно от 1.5 м до 3 м, примерно от 1.5 м до 3.5 м, примерно от 1.5 м до 4 м, примерно от 1.5 м до 4.5 м, примерно от 1.5 м до 5 м, примерно от 1.5 м до 7 м, примерно от 1.5 м до 10 м, примерно от 2 м до 2.5 м, примерно от 2 м до 3 м, примерно от 2 м до 3.5 м, примерно от 2 м до 4 м, примерно от 2 м до 4.5 м, примерно от 2 м до 5 м, примерно от 2 м до 7 м, примерно от 2 м до 10 м, примерно от 2.5 м до 3 м, примерно от 2.5 м до 3.5 м, примерно от 2.5 м до 4 м, примерно от 2.5 м до 4.5 м, примерно от 2.5 м до 5 м, примерно от 2.5 м до 7 м, примерно от 2.5 м до 10 м, примерно от 3 м до 3.5 м, примерно от 3 м до 4 м, примерно от 3 м до 4.5 м, примерно от 3 м до 5 м, примерно от 3 м до 7 м, примерно от 3 м до 10 м, примерно от 3.5 м до 4 м, примерно от 3.5 м до 4.5 м, примерно от 3.5 м до 5 м, примерно от 3.5 м до 7 м, примерно от 3.5 м до 10 м, примерно от 4 м до 4.5 м, примерно от 4 м до 5 м, примерно от 4 м до 7 м, примерно от 4 м до 10 м, примерно от 4.5 м до 5 м, примерно от 4.5 м до 7 м, примерно от 4.5 м до 10 м, примерно от 5 м до 7 м, примерно от 5 м до 10 м или примерно от 7 м до 10 м. В некоторых вариантах средний внешний диаметр рулона металла может составлять примерно 0.5 м, примерно 1 м, примерно 1.5 м, примерно 2 м, примерно 2.5 м, примерно 3 м, примерно 3.5 м, примерно 4 м, примерно 4.5 м, примерно 5 м, примерно 7 м или примерно 10 м. В некоторых вариантах средний внешний диаметр рулона металла может составлять не менее 0.5 м, примерно 1 м, примерно 1.5 м, примерно 2 м, примерно 2.5 м, примерно 3 м, примерно 3.5 м, примерно 4 м, примерно 4.5 м, примерно 5 м, примерно 7 м, примерно 10 м или более. В некоторых вариантах средний внешний диаметр рулона металла может составлять не более 10 м, примерно 7 м, примерно 5 м, примерно 4 м, примерно 3.5 м, примерно 3 м, примерно 2.5 м, примерно 2 м, примерно 1.5 м, примерно 1 м, примерно 0.5 м или менее.

[00267] В некоторых вариантах средняя ширина рулона металла может составлять примерно от 200 миллиметров (мм) до 2000 мм. В некоторых вариантах средняя ширина рулона металла может составлять примерно от 200 мм до 400 мм, примерно от 200 мм до 800 мм, примерно от 200 мм до 1000 мм, примерно от 200 мм до 1200 мм, примерно от 200 мм до 1500 мм, примерно от 200 мм до 1700 мм, примерно от 200 мм до 2000 мм, примерно от 400 мм до 800 мм, примерно от 400 мм до 1000 мм, примерно от 400 мм до 1200 мм, примерно от 400 мм до 1500 мм, примерно от 400 мм до 1700 мм, примерно от 400 мм до 2000 мм, примерно от 800 мм до 1000 мм, примерно от 800 мм до 1200 мм, примерно от 800 мм до 1500 мм, примерно от 800 мм до 1700 мм, примерно от 800 мм до 2000 мм, примерно от 1000 мм до 1200 мм, примерно от 1000 мм до 1500 мм, примерно от 1000 мм до 1700 мм, примерно от 1000 мм до 2000 мм, примерно от 1200 мм до 1500 мм, примерно от 1200 мм до 1700 мм, примерно от 1200 мм до 2000 мм, примерно от 1500 мм до 1700 мм, примерно от 1500 мм до 2000 мм или примерно от 1700 мм до 2000 мм. В некоторых вариантах средняя ширина рулона металла может составлять примерно 200 мм, примерно 400 мм, примерно 800 мм, примерно 1000 мм, примерно 1 200 мм, примерно 1500 мм, примерно 1700 мм или примерно 2000 мм. В некоторых вариантах средняя ширина рулона металла может составлять не менее 200 мм, примерно 400 мм, примерно 800 мм, примерно 1000 мм, примерно 1200 мм, примерно 1500 мм, примерно 1700 мм, примерно 2000 мм или более. В некоторых вариантах средняя ширина рулона металла может составлять не более 400 мм, примерно 800 мм, примерно 1000 мм, примерно 1200 мм, примерно 1500 мм, примерно 1700 мм или примерно 2000 мм.

[00268] В некоторых вариантах средняя ширина рулона металла может составлять примерно от 0.001 дюйма (д.) (1 дюйм=2.54 сантиметра) до 10 д. В некоторых вариантах средняя ширина рулона металла может составлять примерно от 0.001 д. до 0.01 д., примерно от 0.001 д. до 0.1 д., примерно от 0.001 д. до 1 д., примерно от 0.001 д. до 10 д., примерно от 0.01 д. до 0.1 д., примерно от 0.01 д. до 1 д., примерно от 0.01 д. до 10 д., примерно от 0.1 д. до 1 д., примерно от 0.1 д. до 10 д. либо примерно от 1 д. до 10 д. В некоторых вариантах средняя ширина рулона металла может составлять примерно 0.001 д., примерно 0.01 д., примерно 0.1 д., примерно 1 д. или примерно 10 д. В некоторых вариантах средняя ширина рулона металла может составлять не менее 0.001 д., примерно 0.01 д., примерно 0.1 д., примерно 1 д., примерно 10 д. или более. В некоторых вариантах средняя ширина рулона металла может составлять не менее 10 д., примерно 1 д., примерно 0.1 д., примерно 0.01 д. или более.

[00269] Рулон может состоять из множества витков. Каждый виток характеризуется определенной толщиной (средняя толщина или среднее значение толщиномера). В некоторых вариантах толщина витка (средняя толщина или средняя величина толщиномера) может составлять примерно от 0.0005 дюймов (д.) (т.е., 1 д.=2.54 сантиметра) до 0.250 д. В некоторых вариантах толщина витка может составлять примерно от 0.0005 д. до 0.25 д. В некоторых вариантах толщина витка может составлять примерно от 0.0005 д. до 0.001 д., примерно от 0.0005 д. до 0.005 д., примерно от 0.0005 д. до 0.01 д., примерно от 0.0005 д. до 0.05 д., примерно от 0.0005 д. до 0.1 д., примерно от 0.0005 д. до 0.2 д., примерно от 0.0005 д. до 0.25 д., примерно от 0.001 д. до 0.005 д., примерно от 0.001 д. до 0.01 д., примерно от 0.001 д. до 0.05 д., примерно от 0.001 д. до 0.1 д., примерно от 0.001 д. до 0.2 д., примерно от 0.001 д. до 0.25 д., примерно от 0.005 д. до 0.01 д., примерно от 0.005 д. до 0.05 д., примерно от 0.005 д. до 0.1 д., примерно от 0.005 д. до 0.2 д., примерно от 0.005 д. до 0.25 д., примерно от 0.01 д. до 0.05 д., примерно от 0.01 д. до 0.1 д., примерно от 0.01 д. до 0.2 д., примерно от 0.01 д. до 0.25 д., примерно от 0.05 д. до 0.1 д., примерно от 0.05 д. до 0.2 д., примерно от 0.05 д. до 0.25 д., примерно от 0.1 д. до 0.2 д., примерно от 0.1 д. до 0.25 д. или примерно от 0.2 д. до 0.25 д. В некоторых вариантах толщина витка может составлять примерно 0.0005 д., примерно 0.001 д., примерно 0.005 д., примерно 0.01 д., примерно 0.05 д., примерно 0.1 д., примерно 0.2 д. или примерно 0.25 д. В некоторых вариантах толщина витка может составлять не менее 0.0005 д., примерно 0.001 д., примерно 0.005 д., примерно 0.01 д., примерно 0.05 д., примерно 0.1 д., примерно 0.2 д., примерно 0.25 д. или более. В некоторых вариантах толщина витка может составлять не более 0.25 д., примерно 0.2 д., примерно 0.1 д., примерно 0.05 д., примерно 0.01 д., примерно 0.005 д., примерно 0.001 д., примерно 0.0005 д. или менее.

Последующая обработка

[00270] Рулон из диффузионно-легированного металла, образованный отжигом легирующей добавки с подложкой в рулоне, может быть подвергнут раскрутке (например, разматыванию, правке или рихтовке) рулона из диффузионно-легированного металла (например, из диффузионно-легированного металла)

[00271] После процесса отжига на подложке может присутствовать остаток. Определенные компоненты диффузионно-легированного металла в рулоне могут быть израсходованы или удалены (например, отложения на стенках реторты), или может снизиться концентрация определенных компонентов за счет их диффузии на подложку или в нее. Однако после отжига на подложке может оставаться другой остаток в виде, например, порошка. Остаток может содержать инертный материал из диффузионно-легированного слоя. Этот остаток может быть удален до последующей обработки. Чтобы остановить реакцию, можно выполнить продувку газообразным HCl. Продувка газом HCl может обеспечить формирование плоского профиля. В некоторых вариантах множество спеченных частиц (например, поверхностно-спекшиеся частицы) могут оставаться на поверхности металлического диффузионного слоя (слоев). Любые остатки (например, частицы порошка или спеченные на поверхности частицы), образовавшиеся во время и после отжига, могут быть удалены с помощью механической обработки (например, полировки). Для полировки поверхности диффузионного слоя (слоев) (или поверхностного слоя) также может применяться химическая обработка.

Металл и технология производства

[00272] В настоящем изобретении рассматривается металлический материал (например, диффузионно-легированный металл), содержащий металлический диффузионный слой, металлургически связанный с внутренним слоем (или подложкой). Металлический диффузионный слой может включать диффузию пограничного участка и внутреннего слоя. Металл может дополнительно содержать поверхностный слой, металлургически связанный с внутренним слоем через металлический диффузионный слой. Металлический диффузионный слой может быть сформирован с использованием способов, описанных в данном документе для получения рулона металла из диффузионного сплава. Граница диффузионного участка может быть образована вблизи внутреннего слоя (или подложки). Металл можно охарактеризовать путем измерения или испытания совокупности свойств материала. В некоторых вариантах могут быть определены предел текучести, предел прочности при растяжении, относительное удлинение, значение r или значение n металла. В некоторых вариантах по меньшей мере одно, два, три, четыре или по меньшей мере пять из этих свойств можно использовать для характеристики металла. В некоторых вариантах металл может характеризоваться по меньшей мере пределом прочности при растяжении, значением r или и тем, и другим.

[00273] Можно измерить совокупность свойств металла (например, диффузионно-легированного металла) после отжига. Эти свойства могут включать, например, химический состав, предел текучести, предел прочности при растяжении (например, временное сопротивление при растяжении), относительное удлинение, значение n и/или значение r.

[00274] После отжига диффузионного слоя металла до металлургического связывания с внутренним слоем (или подложкой) внутренний слой (или подложка) может иметь измеримый размер зерна. Размер зерна можно измерить и зафиксировать в соответствии с Американским обществом Международной ассоциации по испытанию материалов (ASTM). Подложка может иметь размер зерна в соответствии с 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 внутреннего слоя) может быть больше, чем определено в 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 или более. Размер зерна подложки может составлять не более 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 или не более, чем примерно 000, либо менее. В некоторых случаях размер зерна подложки может соответствовать значениям, определенным в стандартах от ASTM 000 до ASTM 30, от ASTM 5 до ASTM 16,от ASTM 6 до ASTM 14, либо от ASTM 8 до ASTM 12. Размер зерна подложки может соответствовать значениям от ASTM 7 до ASTM 9. Размер зерна подложки может соответствовать ASTM 7. Используя описанные здесь способы, можно получить металл толщиной более 50 микрометров (мкм) (т.е. 1 микрометр=10^-6 м), сохраняя при этом мелкие зерна (размер зерна >7 ASTM) в подложке (или внутреннем слое). Разработанные и представленные выше марки могут не соответствовать стандартным. Марки пригодны для высокотемпературного отжига или высокотемпературных применений, не относящихся к процессам металлизации.

[00275] Металлический диффузионный слой в металле может содержать столбчатые кристаллы. Процент объема столбчатых зерен 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 около 80% по объему (об. %) металлического диффузионного слоя могут быть столбчатыми зернами. В некоторых вариантах не менее 85 об. % металлического диффузионного слоя могут представлять собой столбчатые зерна. В некоторых вариантах не менее 90 об. % металлического диффузионного слоя могут представлять собой столбчатые зерна. В некоторых вариантах не менее 95 об. % металлического диффузионного слоя могут представлять собой столбчатые зерна. В некоторых В вариантах около 99 об. % металлического диффузионного слоя могут представлять собой столбчатые зерна. В некоторых вариантах объемный % столбчатых зерен, описанных в настоящем документе, в металлическом диффузионном слое может формироваться при температуре примерно от 1 градуса Цельсия (°С) до примерно 50°С. В некоторых вариантах объемный % столбчатых зерен, описанных в настоящем документе, в металлическом диффузионном слое может иметь температуру от около 5°С до около 45°С, от около 10°С до около 40°С, от около 15°С до 35°С или примерно от 20°С до примерно 30°С.

[00276] Сердцевинный слой (или подложка) в металлическом материале может содержать равноосные зерна. Размер равноосных зерен в сердцевинном слое и/или процент объема равноосных зерен по отношению к объему сердцевинного слоя (или подложки) (об. %) можно определить с помощью микроскопии (например, сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) или оптической микроскопии (ОМ)). В некоторых вариантах не менее 80% по объему (об. %) внутреннего слоя (или подложки) могут составлять равноосные зерна. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере около 85 об. % сердцевинного слоя (или подложки) могут представлять собой равноосные зерна. В некоторых вариантах осуществления по крайней мере около 90 об. % сердцевинного слоя (или подложки) могут составлять равноосные зерна. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере около 95 об. % сердцевинного слоя (или подложки) могут представлять собой равноосные зерна. В некоторых вариантах осуществления по крайней мере около 99 об. % сердцевинного слоя (или подложки) могут составлять равноосные зерна. В некоторых вариантах объемный % равноосных зерен во внутреннем слое может быть определен при температуре от примерно 1 градуса Цельсия (°С) до около 50°С. В некоторых вариантах осуществления объемный % равноосных зерен в сердцевинном слое, как описано в настоящем документе, может находиться при температуре от примерно 750°С до примерно 1100°С, от 800°С до примерно 1050°С, от примерно 850°С до примерно 1000°С или примерно от 900°С до примерно 950°С. Равноосные зерна в сердцевинном слое, определенные с использованием способов и условий, описанных в данном документе, могут иметь средний показатель размера зерна Американского общества испытаний и материалов (ASTM) не более ASTM 7, ASTM 6, ASTM 5, ASTM 4, ASTM 3, ASTM 2, ASTM 1, ASTM 0, ASTM 00 или ASTM 000.

[00277] Металлический диффузионный слой может содержать пограничный диффузный участок. Столбчатые зерна в диффузионном слое металла могут быть ориентированы относительно диффузионной границы. Ориентацию столбчатых зерен в диффузионном слое можно определить с помощью микроскопии (например, электронной микроскопии (СЭМ) или оптической микроскопии (ОМ)). Столбчатые зерна в диффузионном слое могут быть ориентированы в основном перпендикулярно или главным образом по поверхности диффузионной границы. Столбчатые зерна в диффузионном слое металла могут быть ориентированы относительно диффузионной границы под углом от примерно 80 градусов (°) до примерно 100°. В некоторых вариантах осуществления столбчатые зерна в диффузионном слое могут быть ориентированы относительно диффузионной границы под углом от примерно 85° до примерно 95°, от примерно 87° до примерно 93°, от примерно 89° до примерно 91°. В некоторых вариантах столбчатые зерна в диффузионном слое могут быть ориентированы относительно диффузионной границы под углом примерно 90° (или перпендикулярно). Опционально столбчатые зерна могут быть направлены относительно друг друга, например, первое столбчатое зерно может быть ориентировано относительно второго столбчатого зерна под углом около 10° или меньше. В некоторых вариантах осуществления разница между направлением (-ями) двух столбчатых зерен может быть не более 10°, 9°, 8°, 7°, 6°, 5°, 4°, 3°, 2°, 1° или меньше.

[00278] Столбчатые зерна в металлическом диффузионном слое могут быть ферритными при температуре. В некоторых вариантах столбчатые зерна в металлическом диффузионном слое могут быть ферритными при температуре от примерно 1 градуса Цельсия (°С) до примерно 50°С. В некоторых вариантах осуществления столбчатые зерна 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 примерно 35°С или от примерно 20°С до примерно 30°С. В некоторых вариантах осуществления столбчатые зерна могут быть ферритными при температуре от примерно 750 градусов Цельсия (°С) до примерно 1100°С. В некоторых вариантах осуществления столбчатые зерна могут быть ферритными 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.

[00279] Равноосное зерно в металлическом материале (например, в сердцевинном слое) может иметь размер (например, средняя длина зерна или средняя ширина зерна), который можно определить с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) или оптической микроскопии (ОМ). В некоторых вариантах осуществления размер равноосных зерен может составлять от примерно 2 микрометров (мкм) (т.е. 1 микрометр=10^-6 метров) до примерно 200 мкм. В некоторых вариантах осуществления размер равноосных зерен может составлять от примерно 2 мкм до примерно 10 мкм, примерно 2 мкм до примерно 20 мкм, от примерно 2 мкм до примерно 50 мкм, от примерно 2 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 2 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 2 мкм до примерно 200 мкм, от примерно 10 мкм до примерно 20 мкм, от примерно 10 мкм до примерно 50 мкм, от примерно 10 мкм до от 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 примерно 20 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 20 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 20 мкм до примерно 200 мкм, примерно от 50 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 150 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 200 мкм, от примерно 100 мкм до около 150 мкм, от около 100 мкм до около 200 мкм или от около 150 мкм до около 200 мкм. В некоторых вариантах осуществления равноосные зерна могут иметь размер примерно 2 мкм, примерно 10 мкм, примерно 20 мкм, примерно 50 мкм, около 100 мкм, около 150 мкм или около 200 мкм. В некоторых вариантах осуществления равноосные зерна могут иметь размер зерна не менее примерно 2 мкм, примерно 10 мкм, примерно 20 мкм, примерно 50 мкм, примерно 100 мкм, примерно 150 мкм, около 200 мкм или более. В некоторых вариантах осуществления равноосные зерна могут иметь размер зерна не более примерно 200 мкм, примерно 150 мкм, примерно 100 мкм, примерно 50 мкм, примерно 20 мкм, примерно 10 мкм, примерно 2 мкм или менее.

[00280] В некоторых вариантах осуществления равноосные зерна в сердцевинном слое (или подложке) могут быть направлены произвольно. В некоторых вариантах осуществления равноосные зерна в сердцевинном слое (или подложке) могут не иметь предпочтительной ориентации. Ориентацию равноосных зерен в сердцевинном слое (или подложке) можно определить с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) или оптической микроскопии (ОМ).

[00281] Равноосные зерна в сердцевинном слое (или подложке) могут быть ферритными при температуре примерно от 1 градуса Цельсия (°С) до примерно 50°С. В некоторых вариантах осуществления равноосные зерна в сердцевинном слое (или подложке) могут быть ферритными при температуре от примерно 5°С до примерно 45°С, от примерно 10°С до примерно 40°С, от примерно 15°С до примерно 35°С или от примерно 20°С до примерно 30°С.

[00282] Опционально равноосные зерна в сердцевинном слое (или подложке) могут быть аустенитными при температуре от примерно 750 градусов Цельсия (°С) до примерно 1100°С. В некоторых вариантах осуществления равноосные зерна в сердцевинном 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.

[00283] Металлический материал может содержать поверхностный слой, металлургически связанный с сердцевинным слоем через металлический диффузионный слой. Поверхностный слой может опционально содержать хром (Cr) в концентрации, определяемой в процентах по массе (масс. %), с использованием сканирующей электронной микроскопии - энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (SEM-EDS), рентгеновской флуоресценции (XRF) или масс- спектрометрии тлеющего разряда (GDMS). В некоторых вариантах осуществления концентрация хрома в поверхностном слое может составлять от примерно 20 масс. % до примерно 45 масс. %. В некоторых вариантах осуществления концентрация хрома в поверхностном слое может составлять от примерно 30 масс. % до примерно 45 масс. % В некоторых вариантах осуществления концентрация хрома в поверхностном слое может составлять от примерно 20 масс. % до примерно 25 масс. %, от примерно 20 масс. % до примерно 30 масс. %, от примерно 20 масс. % до примерно 35 масс. %, от примерно 20 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 20 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 25 масс. % до примерно 30 масс. %, от примерно 25 масс. % до примерно 35 масс. %, от примерно 25 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 25 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 30 масс. % до примерно 35 масс. %, от примерно 30 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 30 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 35 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 35 масс. % до примерно 45 масс. % или от около 40 масс. % до около 45 масс. %. В некоторых вариантах осуществления концентрация хрома в поверхностном слое может составлять примерно 20 масс. %, примерно 25 масс. %, примерно 30 масс. %, примерно 35 масс. %, примерно 40 масс. % или примерно 45 масс. %. В некоторых вариантах осуществления концентрация хрома в поверхностном слое может составлять по меньшей мере около 20 масс. %, примерно 25 масс. %, примерно 30 масс. %, примерно 35 масс. %, примерно 40 масс. % около 45 мас. % или более. В некоторых вариантах осуществления концентрация хрома в поверхностном слое может составлять не менее 45 масс. %, 40 масс. %, 35 масс. %, 30 масс. %, 25 масс. %, 20 масс. % или менее.

[00284] Концентрация хрома в поверхностном слое может варьироваться по всей поверхности. В некоторых вариантах осуществления концентрация хрома может варьироваться по всей поверхности в пределах менее 10%. В некоторых вариантах осуществления концентрация хрома может варьироваться по всей поверхности в пределах менее 5%. В некоторых вариантах осуществления концентрация хрома может варьироваться по поверхности в пределах менее 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1% или менее.

[00285] Металлический диффузионный слой в металле может содержать хром в концентрации, определяемой в процентах по массе (масс. %), с использованием сканирующей электронной микроскопии с энергодисперсионным рентгеновским излучением (SEM-EDS), рентгеновской флуоресценции (XRF) или масс-спектрометрии тлеющего разряда (GDMS). В некоторых вариантах осуществления концентрация хрома в металлическом диффузионном слое может составлять от примерно 12 до примерно 45 масс. %. В некоторых вариантах осуществления концентрация хрома в поверхностном слое может составлять от примерно 12 масс. % до примерно 15 масс. %, от примерно 12 масс. % до примерно 20 масс. %, от примерно 12 масс. % до примерно 25 масс. %, от примерно 12 масс. % до примерно 30 масс. %, от примерно 12 масс. % до примерно 35 масс. %, от примерно 12 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 12 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 15 масс. % до примерно 20 масс. %, от примерно 15 масс. % до около 25 масс. %, от около 15 масс. % до около 30 масс. %, от примерно 15 масс. % до примерно 35 масс. %, от примерно 15 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 15 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 20 масс. % до примерно 25 масс. %, от примерно 20 масс. % до примерно 30 масс. %, примерно от 20 масс. % до примерно 35 масс. %, примерно от 20 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 20 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 25 масс. % до примерно 30 масс. %, от примерно 25 масс. % до примерно 35 масс. %, от примерно 25 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 25 масс. % до около 45 масс. %, от около 30 масс. % до около 35 масс. %, от примерно 30 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 30 масс. % до примерно 45 масс. %, от примерно 35 масс. % до примерно 40 масс. %, от примерно 35 масс. % до примерно 45 масс. % или от примерно 40 масс. % до примерно 45 масс. % В некоторых вариантах осуществления концентрация хрома в металлическом диффузионном слое может составлять примерно 12 масс. %, примерно 15 масс. %, 20 масс. %, примерно 25 масс. %, примерно 30 масс. %, примерно 35 масс. %, примерно 40 масс. % или примерно 45 масс. % В некоторых вариантах осуществления концентрация хрома в металлическом диффузионном слое может составлять по меньшей мере примерно 12 масс. %, примерно 15 масс. %, 20 масс. %, примерно 25 масс. %, примерно 30 масс. %, примерно 35 масс. %, примерно 40 масс. %, примерно 45 масс. % или более. В некоторых вариантах осуществления концентрация хрома в металлическом диффузионном слое может составлять не более 45 масс. %, 40 масс. %, 35 масс. %, 30 масс. %, 25 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 12 масс. % или менее.

[00286] Концентрация хрома в металлическом диффузионном слое может изменяться в направлении от поверхностного слоя к границе диффузионного участка. В некоторых вариантах осуществления концентрация хрома может изменяться в направлении от поверхностного слоя к границе диффузионного участка менее, чем примерно на 5%. В некоторых вариантах осуществления концентрация хрома может варьироваться в направлении от поверхностного слоя к границе диффузионного участка менее, чем примерно на 4%, 3%, 2%, 1% или меньше.

[00287] Металлический материал может иметь потенциал питтингообразования, измеренный путем подачи тока на металлический материал. Потенциал питтингообразования может относиться к минимальному положительному току и/или напряжению, при котором язвины образуются или растут на поверхностном слое металлического материала. Это может быть электрохимический потенциал в данной среде, выше которого на поверхностном слое может образоваться точечная коррозия. Потенциал питтингообразования металла может быть определен в соответствии со стандартным методом Американского общества испытаний и материалов (ASTM) (например, G61). Язвина может относиться к форме чрезвычайно локальной коррозии, которая может привести к образованию небольших отверстий в металле. В некоторых вариантах осуществления металлический материал может иметь потенциал точечной коррозии от около 50 мВ до около 800 мВ. В некоторых вариантах осуществления металлический материал может иметь потенциал точечной коррозии от примерно 50 мВ до примерно 100 мВ, от примерно 50 мВ до примерно 150 мВ, от примерно 50 мВ до примерно 200 мВ, от примерно 50 мВ до примерно 250 мВ, от примерно 50 мВ до примерно 300 мВ, от примерно 50 мВ до примерно 350 мВ, от примерно 50 мВ до примерно 400 мВ, от примерно 50 мВ до примерно 500 мВ, от примерно 50 мВ до примерно 600 мВ, от примерно 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 примерно 100 мВ до примерно 400 мВ, от примерно 100 мВ до примерно 500 мВ, от примерно 100 мВ до примерно 600 мВ, от примерно 100 мВ до примерно 700 мВ, от примерно 100 мВ до примерно 800 мВ, от примерно 150 мВ до примерно 200 мВ, от 150 мВ до примерно 250 мВ, от примерно 150 мВ до примерно 300 мВ, от примерно 150 мВ до примерно 350 мВ, от примерно 150 мВ до примерно 400 мВ, от примерно 150 мВ до примерно 500 мВ, от примерно 150 мВ до примерно 600 мВ, от примерно 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 примерно 200 мВ до примерно 600 мВ, от примерно 200 мВ до примерно 700 мВ, от примерно 200 мВ до примерно 800 мВ, от примерно 250 мВ до примерно 300 мВ, от примерно 250 мВ до примерно 350 мВ, от примерно 250 мВ до примерно 400 мВ, от 250 мВ до примерно 500 мВ, от примерно 250 мВ до примерно 600 мВ, от примерно 250 мВ до примерно 700 мВ, от примерно 250 мВ до примерно 800 мВ, от примерно 300 мВ до примерно 350 мВ, от примерно 300 мВ до примерно 400 мВ, примерно от 300 мВ до примерно 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 примерно 350 мВ до примерно 700 мВ, от примерно 350 мВ до примерно 800 мВ, от примерно 400 мВ до примерно 500 мВ, от примерно 400 мВ до примерно 600 мВ, от примерно 400 мВ до примерно 700 мВ, от примерно 400 мВ до примерно 800 мВ, от 500 мВ до примерно 600 мВ, от примерно 500 мВ до примерно 700 мВ, от примерно 500 мВ до примерно 800 мВ, от примерно 600 мВ до примерно 700 мВ, от примерно 600 мВ до примерно 800 мВ или от примерно 700 мВ до примерно 800 мВ. В некоторых вариантах осуществления металлический материал может иметь потенциал точечной коррозии 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, около 700 мВ или около 800 мВ. В некоторых вариантах осуществления металлический материал может иметь потенциал точечной коррозии по меньшей мере 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, примерно 800 мВ или более. В некоторых вариантах осуществления металлический материал может иметь потенциал точечной коррозии не более 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 менее.

[00288] Металлический материал, содержащий сердцевинный слой (или подложку), диффузионный слой и/или поверхностный слой, как описано в настоящем документе, может иметь толщину (например, среднюю толщину или среднюю расчетную толщину) примерно от 0,0005 дюйма (д.) (т.е.) (1 дюйм=2,54 сантиметра) до примерно 0,250 д. В некоторых вариантах осуществления металлический материал может иметь толщину примерно от 0.0005 д. до 0.25 д. В некоторых вариантах осуществления металлический материал может иметь толщину примерно от 0.0005 д. до 0.001 д., примерно от 0.0005 д. до 0.005 д., примерно от 0.0005 д. до 0.01 д., примерно от 0.0005 д. до 0.05 д., примерно от 0.0005 д. до 0.1 д., примерно от 0.0005 д. до 0.2 д., примерно от 0.0005 д. до 0.25 д., примерно от 0.001 д. до 0.005 д., примерно от 0.001 д. до 0.01 д., примерно от 0.001 д. до 0.05 д., примерно от 0.001 д. до 0.1 д., примерно от 0.001 д. до 0,2 д., примерно от 0.001 д. до 0.25 д., примерно от 0.005 д. до 0.01 д., примерно от 0.005 д. до 0.05 д., примерно от 0.005 д. до 0.1 д., примерно от 0.005 д. до 0.2 д., примерно от 0.005 д. до 0.25 д., примерно от 0.01 д. до 0.05 д., примерно от 0.01 д. до 0.1 д., примерно от 0.01 д. до 0.2 д., примерно от 0.01 д. до 0.25д., примерно от 0.05 д. до 0.1 д., примерно от 0.05 д. до 0.2 д., примерно от 0.05 д. до 0.25 д., примерно от 0.1 д. до 0.2 д., примерно от 0.1 д. до 0.25 д., либо примерно от 0.2 д. до 0.25 д. В некоторых вариантах осуществления металлический материал может иметь толщину примерно 0.0005 д., примерно 0.001 д., примерно 0.005 д., примерно 0.01 д., примерно 0.05 д., примерно 0.1 д., примерно 0.2 д., либо примерно 0.25 д. В некоторых вариантах осуществления металлический материал может иметь толщину не менее 0.0005 д., примерно 0.001 д., примерно 0.005 д., примерно 0.01 д., примерно 0.05 д., примерно 0.1 д., примерно 0.2 д., примерно 0.25 д. или более. В некоторых вариантах осуществления металлический материал может иметь толщину не более 0.25 д., примерно 0.2 д., примерно 0.1 д., примерно 0.05 д., примерно 0.01 д., примерно 0.005 д., примерно 0.001 д., примерно 0.0005 д. или менее.

[00289] Металлический диффузионный слой может иметь толщину от примерно 50 микрометров (мкм) (т.е. 1 микрометр=10^-6 метров) до примерно 100 мкм. В некоторых вариантах осуществления толщина диффузионного слоя может составлять от примерно 50 мкм до примерно 100 мкм. В некоторых вариантах осуществления металлический диффузионный слой может иметь толщину от примерно 50 мкм до примерно 55 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, от примерно 50 мкм до примерно 75 мкм, от примерно 50 мкм до примерно 80 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 100 мкм, от примерно 55 мкм до примерно 60 мкм, от примерно 55 мкм до примерно 65 мкм, от примерно 55 мкм до примерно 70 мкм, от примерно 55 мкм до примерно 75 мкм, от примерно 55 мкм до примерно 80 мкм, от примерно 55 мкм до примерно 85 мкм, от примерно 55 мкм до примерно 90 мкм, примерно от 55 мкм до примерно 95 мкм, от примерно 55 мкм до примерно 100 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 80 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 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 примерно 90 мкм, от примерно 65 мкм до примерно 95 мкм, от 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, 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 около 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, от примерно 85 мкм до 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 от примерно 95 мкм до примерно 100 мкм. В некоторых вариантах осуществления 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 около 100 мкм. В некоторых вариантах осуществления толщина диффузионного слоя может составлять по меньшей мере около 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, около 95 мкм, около 100 мкм или более. В некоторых вариантах осуществления металлический диффузионный слой может иметь толщину не более 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, около 55 мкм, около 50 мкм или менее.

[00290] В некоторых вариантах осуществления отношение толщины диффузионного слоя к металлу может составлять от примерно 70:500 до примерно 70:3000. В некоторых вариантах соотношение толщины может составлять от около 70:500 до примерно 70:2500, например, от примерно 70:500 до примерно 70:2200.

[00291] Металл может представлять собой металлический лист. Металлический лист может иметь заданную ширину (например, среднюю ширину), длину (например, среднюю длину) и толщину. В некоторых вариантах металлический лист может иметь ширину (например, среднюю ширину) от 1 дюйма (д.) (т.е. 1 дюйм=2,54 сантиметра) до примерно 100 д. В некоторых вариантах осуществления металлический лист может иметь ширину (например, среднюю ширину) примерно от 1 д. до 5 д., примерно от 1 д. до 10 д., примерно от 1 д. до 20 д., примерно от 1 д. до 30 д., примерно от 1 д. до 40 д., примерно от 1 д. до 50 д., примерно от 1 д. до 60 д., примерно от 1 д. до 70 д., примерно от 1 д. до 80 д., примерно от 1 д. до 90 д., примерно от 1 д. до 100 д., примерно от 5 д. до 10 д., примерно от 5 д. до 20 д., примерно от 5 д. до 30 д., примерно от 5 д. до 40 д., примерно от 5 д. до 50 д., примерно от 5 д. до 60 д., примерно от 5 д. до 70 д., примерно от 5 д. до 80 д., примерно от 5 д. до 90 д., примерно от 5 д. до 100 д., примерно от 10 д. до 20 д., примерно от 10 д. до 30 д., примерно от 10 д. до 40 д., примерно от 10 д. до 50 д., примерно от 10 д. до 60 д., примерно от 10 д. до 70 д., примерно от 10 д. до 80 д., примерно от 10 д. до 90 д., примерно от 10 д. до 100 д., примерно от 20 д. до 30 д., примерно от 20 д. до 40 д., примерно от 20 д. до 50 д., примерно от 20 д. до 60 д., примерно от 20 д. до 70 д., примерно от 20 д. до 80 д., примерно от 20 д. до 90 д., примерно от 20 д. до 100 д., примерно от 30 д. до 40 д., примерно от 30 д. до 50 д., примерно от 30 д. до 60 д., примерно от 30 д. до 70 д., примерно от 30 д. до 80 д., примерно от 30 д. до 90 д., примерно от 30 д. до 100 д., примерно от 40 д. до 50 д., примерно от 40 д. до 60 д., примерно от 40 д. до 70 д., примерно от 40 д. до 80 д., примерно от 40 д. до 90 д., примерно от 40 д. до 100 д., примерно от 50 д. до 60 д., примерно от 50 д. до 70 д., примерно от 50 д. до 80 д., примерно от 50 д. до 90 д., примерно от 50 д. до 100 д., примерно от 60 д. до 70 д., примерно от 60 д. до 80 д., примерно от 60 д. до 90 д., примерно от 60 д. до 100 д., примерно от 70 д. до 80 д., примерно от 70 д. до 90 д., примерно от 70 д. до 100 д., примерно от 80д. до 90 д., примерно от 80 д. до 100 д., либо примерно от 90 д. до 100 д. В некоторых вариантах ширина (к примеру, средняя ширина) металла может составлять примерно 1 д., примерно 5 д., примерно 10д., примерно 20 д., примерно 30 д., примерно 40 д., примерно 50 д., примерно 60 д., примерно 70 д., примерно 80 д., примерно 90 д. или примерно 100 д. В некоторых вариантах ширина (к примеру, средняя ширина) металла может составлять не менее 1 д., примерно 5 д., примерно 10 д., примерно 20 д., примерно 30 д., примерно 40 д., примерно 50 д., примерно 60 д., примерно 70 д., примерно 80 д., примерно 90 д., примерно 100 д. или более. В некоторых вариантах ширина (к примеру, средняя ширина) металла может составлять не более 100 д., примерно 90 д., примерно 80 д., примерно 70 д., примерно 60 д., примерно 50 д., примерно 40 д., примерно 30 д., примерно 20 д., примерно 10 д., примерно 5 д., примерно 1 д. или менее.

[00292] В некоторых вариантах осуществления металлический лист может иметь длину (например, среднюю длину) около от 500 футов (ф.) (т.е. 1 фут=0,3048 метра) до примерно 20000 футов. В некоторых вариантах осуществления металлический лист может иметь длину (например, среднюю длину) от примерно 500 футов до примерно 1000 футов, от примерно 500 футов до примерно 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, около от 1000 футов до примерно 5000 футов, от примерно 1000 футов до примерно 10000 футов, от примерно 1000 футов до примерно 15000 футов, примерно 1000 футов до примерно 20000 футов, от примерно 5000 футов до примерно 10000 футов, от примерно 5000 футов до примерно 15000 футов, от примерно 5000 футов до около 20000 футов, от около 10000 футов до около 15000 футов, от около 10000 футов до около 20000 футов или от около 15000 футов примерно до 20000 футов. В некоторых вариантах длина (средняя длина) металлического листа 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 (средняя длина) металлического листа может составлять не менее 500 футов, примерно 1000 футов, около 5000 футов, около 10000 футов, около 15000 футов, около 20000 футов или более. В некоторых вариантах осуществления металлический лист может иметь длину (например, среднюю длину) не более примерно 20000 футов, примерно 15000 футов, около 10000 футов, около 5000 футов, около 1000 футов, около 500 футов или менее.

[00293] В поверхностном слое металла может содержаться карбид (к примеру, карбид хрома). Концентрация карбида в поверхностном слое может составлять около 0,01 процента по массе (мас. %). В некоторых вариантах осуществления концентрация карбида в поверхностном слое может составлять не более примерно 0,01 масс. % В некоторых вариантах осуществления концентрация карбида в поверхностном слое может составлять не более примерно 0,001 масс. %, не более примерно 0,0005 масс. % или не более примерно 0,0001% масс.

[00294] Металл может включать в себя диффузионный слой (например, промежутки между зернами диффузионного слоя), содержащий карбид (например, карбид хрома). Концентрация карбида в металлическом диффузионном слое может составлять примерно 0,1 процента по массе (масс. %). В некоторых вариантах осуществления концентрация карбида в металлическом диффузионном слое может составлять не более 0,1 масс. В некоторых вариантах осуществления концентрация карбида в металлическом диффузионном слое может составлять не более 0,01 масс. %, не более 0,001 масс. %, не более 0,0005 масс. % или не более 0,0001 масс. %.

[00295] Элементарные составляющие в суспензии могут снизить температуру перехода аустенита в феррит. Элементарные составляющие в подложке могут снизить температуру перехода аустенита в феррит. Элементарные составляющие не могут существенно изменить температуру перехода аустенита в феррит. В некоторых случаях элементарные составляющие могут повышать температуру перехода аустенита в феррит. Элементарными составляющими, которые могут снизить температуру перехода аустенита в феррит, могут быть марганец, азот, медь или золото.

[00296] Можно измерить размер зерна аустенита и размер зерна феррита. Отношение размера аустенитного зерна к размеру ферритного зерна может быть больше примерно 0,1; 0,5; 1, 2, 5, 10 или более. Отношение размера аустенитного зерна к размеру ферритного зерна может быть менее 10, 5, 2, 1, 0,5, 0,1, или менее. 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 зерна феррита может быть около 1. Отношение размера зерна аустенита к размеру зерна феррита может быть рассчитано по следующему уравнению:

D_γ/D_α=1+(0.0026+0.053 масс. %С+0.006 масс. %Mn+0.009 Macc.%Nb+4.23 Macc. %V*N-0.081 Macc. %Ti)*(1.5+α^1/2)*D_γ

где D_γ - это размер аустенитного зерна в мкм, D_α - это размер ферритного зерна в мкм, α - это скорость охлаждения в °С/сек.

[00297] Количество стабилизации эквивалентов титана можно рассчитать по следующему уравнению:

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

[00298] Если не ограничиваться теорией, определенное количество стабилизации эквивалента титана (Ti) в металлическом слое может привести к образованию слоя, который более устойчив к выделению по границам зерен. Металлический слой может содержать по меньшей мере примерно 0,001 эквивалента Ti, 0,005 эквивалента Ti, 0,01 эквивалента Ti, 0,015 эквивалента Ti, 0,017 эквивалента Ti, 0,02 эквивалента Ti, 0,03 эквивалента Ti, 0,04 эквивалента Ti, 0,05 эквивалента Ti, 0,06 эквивалента Ti, 0,07 эквивалента Ti, 0,08 эквивалента Ti, 0,09 эквивалента Ti или более. Металлический слой может содержать менее 0,09 эквивалента Ti, 0,08 эквивалента Ti, 0,07 эквивалента Ti, 0,06 эквивалента Ti, 0,05 эквивалента Ti, 0,04 эквивалента Ti, 0,03 эквивалента Ti, 0,02 эквивалента Ti, 0,017 эквивалента Ti, 0,015 эквивалента Ti, 0,01 эквивалента Ti, 0,005 эквивалента Ti, или менее 0,001 экв. Ti или менее.

[00299] Свойства подложки до или после нанесения покрытия металлическим слоем могут быть определены различными методами и приборами. Методы и инструменты включают, например, расчет размера зерна, сканирующий электронный микроскоп (СЭМ), сканирующий электронный микроскоп/энергодисперсионную спектроскопию (СЭМУЭДС), микрозондовый анализ и измерения с помощью потенциостата.

[00300] После отжига подложка может практически не содержать пустот Киркендалла. Слой может придавать подложке характеристики, которые ранее были ей не свойственны. Например, слой может сделать подложку более твердой, более износостойкой, более эстетичной, более электрорезистивной, менее электрорезистивной, более теплопроводной, менее теплопроводной или в любом сочетании этих свойств. Кроме того, слой может увеличивать или уменьшать скорость звука в подложке.

[00301] Предел текучести можно использовать для характеристики металлического материала. Предел текучести металла может быть определен как величина напряжения, которое может выдержать металл (например, диффузионно-легированный металл) без остаточной деформации. Предел текучести может быть напряжением, которое вызывает остаточную деформацию по меньшей мере примерно на 0,2% относительно первоначального размера материала до приложения напряжения. Предел текучести подложки может составлять более 100 фунтов на кв. дюйм, 1 тыс.фунтов на кв.дюйм (килофунт на квадратный дюйм (т.е.) (1 тысяча фунтов на квадратный 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/дюйм2, 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/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 более 40 тыс.фунтов/кв.дюйм или более. Предел текучести подложки может быть меньше или равен примерно 40, 39, 38, 37, 36, 35, 34, 33, 32, 31, 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21, 20, 15, 10, 5, 2, 1 тыс.фунтов/кв.дюйм или менее или равен примерно 100 тыс.фунтов/кв.дюйм или меньше. Предел текучести подложки может составлять около 20 тыс.фунтов на кв. дюйм, 21 тыс.фунтов на кв. дюйм, 22 тыс.фунтов на кв. дюйм, 23 тыс.фунтов на кв. дюйм, 24 тыс.фунтов на кв. дюйм, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 45 или около 50 тыс.фунтов/кв.дюйм.

[00302] Прочность на растяжение (или предел прочности при растяжении) может использоваться для характеристики металлического материала. Прочность на растяжение (или предел прочности на растяжение) металла может быть определена как максимальная величина растягивающего напряжения, которое он может выдержать до разрушения (например, разрыва или разлома). Прочность на растяжение может быть определена как сопротивление металлического материала разрушению при растягивающей нагрузке. Прочность на растяжение (или предел прочности при растяжении) металлического материала (например, диффузионно-сплавного металла) может быть больше или равняться примерно 30 тысячам фунтам на квадратный дюйм (ksi) (т.е. 1 ksi=6,8947572932 мегапаскаля (МПа)), 35 тыс.фунтов на кв. дюйм, 40 тыс.фунтов на кв. дюйм, 42 тыс.фунтов на кв. дюйм, 45 тыс.фунтов на кв. дюйм, 46 тыс.фунтов на кв. дюйм, 47 тыс.фунтов на кв. дюйм, 48 тыс.фунтов на кв. дюйм, 49 тыс.фунтов на кв. дюйм, 50 тыс.фунтов на кв. дюйм, 51 тыс.фунтов на кв. дюйм, 52 тыс.фунтов на кв. дюйм, 53 тыс.фунтов на кв. дюйм, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 80, 90, 100 тыс.фунтов на кв. дюйм или более. Прочность на растяжение (или предел прочности на растяжение) металлического материала может быть меньше или равняться примерно 100 тыс.фунтов на кв. дюйм, 90 тыс.фунтов на кв. дюйм, 80 тыс.фунтов на кв. дюйм, 70 тыс.фунтов на кв. дюйм, 60 тыс.фунтов на кв. дюйм, 59 тыс.фунтов на кв. дюйм, 58 тыс.фунтов на кв. дюйм, 57 тыс.фунтов на кв. дюйм, 56 тыс.фунтов на кв. дюйм, 55 тыс.фунтов на кв. 54, 53, 52, 51, 50, 49, 48, 47, 46, 45, 44, 43, 42, 41, 40 тыс.фунтов на кв. дюйм, 35 тыс.фунтов на кв. дюйм или менее или равняться примерно 30 тыс.фунтов на кв. дюйм. Прочность на растяжение (или предел прочности при растяжении) металлического материала может составлять примерно 30, 35, 40, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 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/дюйм, 67, 68, 69, 70, 80, 90, 100 тыс.фунтов/кв.дюйм или более.

[00303] Металлический материал может демонстрировать удлинение (или процентное удлинение), определяемое как максимальное удлинение базового образца, деленное на исходную длину, или разница в расстоянии до разрыва до и после легирования и/или отжига. Процентное удлинение может составлять около 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% или 100%. В некоторых случаях процентное удлинение может составлять около 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%. В некоторых случаях процентное удлинение может быть больше 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 более примерно 100% или более. В некоторых случаях процентное удлинение может быть менее примерно 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 менее примерно 5% или менее.

[00304] Параметр, который можно измерить для проверки свойств формуем ости и характеристик металлического материала (например, металлического сплава) при вытяжке, растяжении или и том, и другом, представляет собой показатель деформационного упрочнения, далее в данном документе именуемый значением n. Значение n 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 это используется во многих производственных процессах, таких как волочение проволоки, ковка и намотка/смотка. Поскольку пластичный металл (например, металлический сплав) пластически деформируется при холодной обработке, он может становиться тверже и прочнее, при этом его пластичность снижается. Показатель деформационного упрочнения или значение n может указывать на то, насколько металл (например, металлический сплав) может становиться тверже или прочнее при пластической деформации. Значение n (n) может быть рассчитано с использованием уравнения напряжения пластического течения S=Keⁿ, которое может примерно равняться соотношению между истинным напряжением S и истинной деформацией е во время пластической деформации металлического материала. Металл с большим значением n 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. Таким образом, по мере увеличения значения n увеличивается сопротивление металлического материала образованию шейки, и материал может растягиваться до того, как начнется образование шейки. Значение n может быть определено в соответствии со стандартным методом Американского общества испытаний и материалов (ASTM) (например, Е8, Е18, Е19 или их комбинацией). В некоторых вариантах осуществления значение n может составлять от примерно 0,21 до примерно 0,32. В некоторых вариантах осуществления 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 0,3, 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, примерно от 0,31 до примерно 0,32, от примерно 0,31 до примерно 0,33 или от примерно 0,32 до примерно 0,33. В некоторых вариантах осуществления значение п может составлять примерно 0,2, примерно 0,21, примерно 0,23, примерно 0,25, примерно 0,27, примерно 0,29, примерно 0,3, примерно 0,31, примерно 0,32 или примерно 0,33. В некоторых вариантах осуществления значение п может составлять по меньшей мере примерно 0,2, примерно 0,21, примерно 0,23, примерно 0,25, примерно 0,27, примерно 0,29, примерно 0,3, примерно 0,31 ига более. В некоторых вариантах осуществления значение п может составлять не более примерно 0,32, примерно 0,31, примерно 0,30, примерно 0,29, примерно 0,27, примерно 0,25, примерно 0,23, примерно 0,21, примерно 0,21 или менее.

[00305] Металлический материал может быть охарактеризован с помощью свойств формуемости и характеристик материала (например, металлического сплава) при вытяжке, растяжении или в обоих случаях. Формуемость металла (например, стали) может быть измерена коэффициентом пластической деформации, часто называемым коэффициентом Ланкфорда, r-bar, r_m или, в данном документе, значением r. Значение r может быть определено как отношение пластической деформации в плоскости листа к пластической деформации базового образца или толщины листа. Значение r может быть рассчитано как:

где R₀, R₄₅ и R₉₀ - коэффициент пластической деформации относительно направления листа. Значение r и/или значение n металлического материала (например, стали) можно изменить, варьируя химический состав для получения металла с высокой формуемостью. Обычная сталь без междоузлий может иметь значение r примерно от 1,4 до 1,8. Значение г можно определить в соответствии со стандартным метод ом Американского общества испытаний и материалов (ASTM) (например, Е8, Е18, Е19 или их комбинацией). Измененный металл (например, легированная сталь) может иметь значение r, превышающее примерно 2. В некоторых вариантах осуществления металл может иметь значение r от примерно 1,8 до примерно 3. В некоторых вариантах осуществления металлический материал может иметь значение r от примерно 1,8 до примерно 1,9, от примерно 1,8 до примерно 2, от примерно 1,8 до примерно 2,1, от примерно 1,8 до примерно 2,3, от примерно 1,8 до примерно 2,5, от примерно 1,8 до примерно 2,7, от примерно 1,8 до примерно 2,9, от примерно 1,8 до примерно 3, от примерно 1,9 до примерно 2, от примерно 1,9 до примерно 2,1, от примерно 1,9 до примерно 2,3, от примерно 1,9 до примерно 2,5, от примерно 1,9 до примерно 2,7, от примерно 1,9 до примерно 2,9, от примерно 1,9 до примерно 3, от примерно 2 до примерно 2,1, от примерно 2 до примерно 2,3, от примерно 2 до примерно 2,5, от примерно 2 до примерно 2,7, от примерно 2 до примерно 2,9, от примерно 2 до примерно 3, от примерно 2,1 до примерно 2,3, от примерно 2,1 до примерно 2,5, от примерно 2,1 до примерно 2,7, от примерно 2,1 до примерно 2,9, от примерно 2,1 до примерно 3, от примерно 2,3 до примерно 2,5, от примерно 2,3 до примерно 2,7, от примерно 2,3 до примерно 2,9, от примерно 2,3 до примерно 3, от

примерно 2,5 до примерно 2,7, от примерно 2,5 до примерно 2,9, от примерно 2,5 до примерно 3, от примерно 2,7 до примерно 2,9, от примерно 2,7 до примерно 3 или от примерно 2,9 до примерно 3. В некоторых вариантах осуществления металлический материал может иметь значение г примерно 1,8, примерно 1,9, примерно 2, примерно 2,1, примерно 2,3, примерно 2,5, примерно 2,7, примерно 2,9 или примерно 3. В некоторых вариантах осуществления металлический материал может иметь значение г по меньшей мере примерно 1,8, примерно 1,9, примерно 2, примерно 2,1, примерно 2,3, примерно 2,5, примерно 2,7, примерно 2,9, примерно 3,0 или более. В некоторых вариантах осуществления металлический материал может иметь значение г не более примерно 3,0, примерно 2,9, примерно 2,7, примерно 2,5, примерно 2,3, примерно 2,1, примерно 2,0, примерно 1,9, примерно 1,8 или меньше.

[00306] 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 меньше. В некоторых случаях стабильность Ti/Nb может составлять 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.

[00307] Для определения состава подложки, суспензии, компонента суспензии, диффузионного слоя металла или поверхностного слоя можно использовать любые подходящие аналитические методики. Измерения могут включать количество, концентрацию или массовые проценты, толщины или другие размеры, изменения состава и/или структуры в зависимости от глубины и размера зерна. Примеры аналитических методов могут включать, помимо прочего, масс-спектрометрию тлеющего разряда, микрозондовый анализ, измерения с помощью потенциостата, сканирующую электронную микроскопию, просвечивающую электронную микроскопию, рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию, энергодисперсионную рентгеновскую спектроскопию и спектроскопию потерь энергии электронов, которые могут определить изменение количества, концентрацию, или масс. % с глубиной.

[00308] Другие свойства металлических материалов могут быть такими, как описано, например, 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, Публикации патента США №2015/0345041, Публикации патента США №2016/0230284, каждая из которых полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

[00309] Способ производства металла с высокой формуемостью может включать несколько промежуточных процессов. Металл может соответствовать вышеописанному химическому составу. Металл (например, сталь без свободных элементов внедрения) может быть произведен по технологии изготовления мелкозернистой стали для получения мелких исходных зерен. Холодное обжатие можно использовать для получения гладкой поверхности и контроля размера зерна. После холодного обжатия последующая стадия обработки может включать высокотемпературный отжиг. Высокотемпературный отжиг может проходить при температуре выше примерно 900°С. Температура отжига может превышать примерно 950°С, 1000°С, 1050°С, 1100°С, 1150°С, 1200°С, 1250°С, 1300°С, 1350°С, 1400°С, 1500°С или выше. Температура отжига может быть не выше 1500°С, 1450°С, 1400°С, 1350°С, 1300°С, 1250°С, 1200°С, 1150°С, 1100°С, 1050°С, 1000°С или не более 950°С или менее. Температура отжига может обеспечить переход металла (например, стали) из ферритной фазы в аустенитную. Выбранный состав металла (например, сталь без включений) может предотвратить рост зерна. Стабилизированные марки могут предотвратить деформационное старение и улучшить формуем ость металла для дальнейшей обработки.

[00310] Состав металла с высокой формуемостью (например, стали) может иметь измеримый размер зерна. Размер зерна может быть измерен и зарегистрирован в соответствии с Американским обществом международных Стандарт Ассоциации по испытаниям и материалам (ASTM). Подложка может иметь размер зерна в соответствии с 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 или более. Металл с высокой формуемостью (например, сталь) может иметь размер зерна больше, чем 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 или более. Металл с высокой формуемостью (например, сталь) может иметь размер зерна не более 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 или не более чем 000 или менее. В некоторых вариантах осуществления диффузионный слой металла может иметь размер зерна примерно от ASTM 000 до ASTM 10, примерно от ASTM 000 до ASTM 15, примерно от ASTM 000 до ASTM 20, примерно от ASTM 000 до ASTM 25, примерно от ASTM 000 до ASTM 30, примерно от ASTM 5 до ASTM 16, примерно от ASTM 5 до ASTM 18, от ASTM 5 до ASTM 20, от ASTM 5 до ASTM 22, от ASTM 5 до ASTM 24, примерно от ASTM 5 до ASTM 26, примерно от ASTM 5 до ASTM 28, примерно от ASTM 5 до ASTM 30, примерно от ASTM 6 до ASTM 16, примерно от ASTM 6 до ASTM 18, примерно от ASTM 6 до ASTM 20, примерно от ASTM 6 до ASTM 22, примерно от ASTM 6 до ASTM 24, примерно от ASTM 6 до ASTM 26, примерно от ASTM 6 до ASTM 28, примерно от ASTM 6 до ASTM 30, примерно от ASTM 7 до ASTM 16, от ASTM 7 до ASTM 18, от ASTM 7 до ASTM 20, от ASTM 7 примерно до ASTM 22, от ASTM 7 до ASTM 24, от ASTM 7 до ASTM 26, примерно от ASTM 7 до ASTM 28, примерно от ASTM 7 до ASTM 30, примерно от ASTM 8 до ASTM 16, примерно от ASTM 8 до ASTM 18, от ASTM 8 до ASTM 20, от ASTM 8 до ASTM 22, от ASTM от примерно 8 до ASTM 24, примерно от ASTM 8 до примерно ASTM 26, примерно от ASTM 8 до примерно ASTM 28, от примерно ASTM 8 примерно до ASTM 30, примерно от ASTM 9 до ASTM 16, примерно от ASTM 9 до ASTM 18, примерно от ASTM 9 до ASTM 20, примерно от ASTM 9 до ASTM 22, примерно от ASTM 9 до ASTM 24, примерно от ASTM 9 до ASTM 26, примерно от ASTM 9 до ASTM 28, примерно от ASTM 9 до ASTM 30, примерно от ASTM 10 до ASTM 16, примерно от ASTM 10 до ASTM 18, примерно от ASTM 10 до ASTM 20, от ASTM 10 до ASTM 22, от ASTM 10 до ASTM 24, от ASTM 10 до ASTM 26, примерно от ASTM 10 до ASTM 28, примерно от ASTM 10 до ASTM 30, от ASTM 15 до ASTM 20, примерно от ASTM 15 до ASTM 25, примерно от ASTM 15 до ASTM 30 или от ASTM 20 до ASTM 30. Размер зерна металла с высокой формуемостью может быть в примерном соответствии примерно от ASTM 7 до ASTM 9, примерно от ASTM 6 до ASTM 14 или примерно от ASTM 8 до ASTM 12. Состав металла с высокой формуемостью (например, сталь) может иметь размер зерна в примерном соответствии с ASTM 7, с ASTM 8, с ASTM 9, с ASTM 10, с ASTM 11, с ASTM 12, с ASTM 13, с ASTM 14, с ASTM 15, с ASTM 16, с ASTM 17, с ASTM 18, с ASTM 19, с ASTM 20, с ASTM 21, с ASTM 22, с ASTM 23, с ASTM 24, с ASTM 25, с ASTM 26, с ASTM 27, с ASTM 28, с ASTM 29 или с ASTM 30. Подложки, содержащие легирующую добавку, описанную в настоящем документе, могут применяться при любом способе обработки или их сочетании. Подложки, содержащие легирующую добавку, могут быть использованы в дополнительных способах обработки до, во время и/или после нанесения суспензионного состава на подложку. Подложки, содержащие легирующую добавку, могут быть использованы в дополнительных способах обработки до, во время и/или после отжига легирующей добавки с подложкой. Композиция, включающая легирующую добавку (например, легирующий элемент, легирующий металл), может улучшить один из или несколько свойств (например, формуемость, обрабатываемость, улучшенная теплопроводность) подложки и/или суспензии для последующих стадий обработки. Состав и/или подложка с улучшенными свойствами после образования диффузионного сплава, содержащего легирующий агент, могут быть выгодны для различных применений, таких как электротехнические сплавы, электронные сплавы, жаропрочные сплавы, высокопрочные сплавы, коррозионно-стойкие сплавы, строительные сплавы, конструкционные сплавы, сплавы для товаров народного потребления, бытового назначения сплавы, промышленные сплавы, биомедицинские сплавы, сплавы военного назначения, морские сплавы, авиационные сплавы, транспортные сплавы, эстетические сплавы и автомобильные сплавы.

[00311] Подложка, суспензионный состав или металлический материал могут подвергаться любым способам обработки до, во время и/или после процесса отжига. Иллюстративные процессы могут включать, без ограничений, штамповку, временную или постоянную оснастку, крепление и защиту швов или обрезных кромок. Иллюстративные процессы штамповки, мягкой или твердой оснастки могут включать штамповку растяжением или вытяжкой, правку, штамповку взрывом, ротационное выдавливание, формование валками, гидравлическую вытяжку, формование с ЧПУ, отбортовку, опрессовку, завальцовку, горячую штамповку, горячее прессование и ковку. Иллюстративные процессы крепления могут включать в себя защелкивание, токслокирование, точечную сварку, пайку, дуговую сварку, электродуговую сварку, сварку плавящимся электродом в инертном газе, сварку негшавящимся электродом в инертном газе, сварку в ацетиленовом газе, электросварку сопротивлением, ультразвуковую сварку, сварку трением, лазерную сварку, плазменную сварку, замковую сварку, клепку, горячую ковку и химическую адгезию (например, соединение клеем или эпоксидной смолой). Иллюстративные процессы защиты швов или кромок могут включать горячее цинкование погружением, электроцинкование, алюминий или алитирование, алюмосиликонирование, холодное напыление (например, алюминий, нержавеющая сталь всех марок, цинк, оцинкование, никель), горячее напыление или покрытие плазменным напылением (например, алюминий, нержавеющая сталь всех марок, цинк, оцинкование, никель, медь, бронза), плакирование и жидкие покрытия (например, краски, УФ-отверждаемые, полимерные краски).

[00312] Подложка или металлический материал могут быть сформированы в виде одной или нескольких частей, деталей или компонентов. Часть, деталь или компонент, содержащие описанный здесь металлический материал, могут быть использованы в любом подходящем применении, включая, без ограничений, автомобильные, авиационные, транспортные, морские, бытовые, строительные, промышленные, электрические, биомедицинские, военные, потребительские, эстетические, электронные и конструкционные применения. Автомобильные применения могут включать автомобильные топливные баки, лицевые панели кузова (например, двери, капоты и крылья), компоненты выхлопной системы (например, глушители, корпуса каталитических нейтрализаторов, выхлопные трубы, теплозащитные экраны) и нелицевые панели кузова (например, приборные панели, внутренняя отделка дверей, внутренняя отделка колесной арки). Для электробытовых приборов могут использоваться лицевые панели (например, внешние части двери, вентиляционные колпаки, щиты от брызг) и нелицевые панели (например, внутренние панели посудомоечных машин, баки водонагревателей). Строительные и конструкционные применения могут включать архитектурные панели, расходомерные трубы, трубопроводы, баки, петли, пластины и крепежные детали. Электрические применения могут включать пластины электродвигателя, пластины электрогенератора и пластины сердечника электрического трансформатора.

[00313] В другом аспекте предложен способ получения металла, например сплава, стали, как описано выше, и способ включает: (а) получение подложки, как описано выше в разделе «подложка» или где-либо еще в данном документе, с указанием состава металла, как описано в разделе «металлический состав» или где-либо еще в данном документе; (b) обеспечение состава диффузионного сплава, то есть состава суспензии, как описано выше, сформированной на поверхности подложки и по меньшей мере частично нанесенной на ее поверхность; и термическую обработку подложки и состава для диффузионного легирования для получения сплава, например, посредством диффузионного легирования. В некоторых вариантах состав диффузионного легирования покрывает не менее 25% не менее 50%, не менее 75%, не менее 90% поверхности или две поверхности подложки.

Компьютерные системы

[00314] Настоящее открытие предусматривает компьютерные системы, которые запрограммированы для реализации методов открытия. На ФИГ. 4 показана компьютерная система управления 401, которая запрограммирована или иным образом сконфигурирована для получения суспензии и/или нанесения покрытия суспензии на подложку. Компьютерная система управления 401 может регулировать различные аспекты способов по настоящему изобретению, такие как, например, способы получения суспензии и способы нанесения покрытия суспензии на подложку. Компьютерная система 401 управления может быть установлена на электронном устройстве пользователя или компьютерной системе, удаленно расположенной по отношению к электронному устройству. Электронное устройство может быть мобильным.

[00315] Компьютерная система 401 включает в себя центральный процессор (ЦП, также «процессор» и «компьютерный процессор») 405, который может быть одноядерным или многоядерным процессором или 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 блок хранения 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, другая память, хранилище данных и/или адаптеры электронных дисплеев. Память 410, запоминающее устройство 415, интерфейс 420 и периферийные устройства 425 связаны с ЦП 405 через коммуникационную шину (сплошные линии), к примеру, системную плату. Блок хранения 415 может быть блоком хранения (или архивом) для хранения данных. Компьютерная система управления 401 может быть оперативно связана с компьютерной сетью («сетью») 430 с помощью коммуникационного интерфейса 420. Сеть 430 может быть Интернетом, интернетом и/или экстранетом или интранетом и/или экстранетом, которые связаны с Интернетом. 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 могут обеспечивать возможность распределенных вычислений, таких как облачные вычисления. Сеть 430, в некоторых случаях с помощью компьютерной системы 401, может реализовать одноранговую сеть, которая может позволить устройствам, подключенным к компьютерной системе 401, выступать в качестве клиента или сервера.

[00316] ЦП 405 может выполнять последовательность машиночитаемых инструкций, которые могут быть включены в программу или программное обеспечение. Инструкции могут быть сохранены в ячейке памяти, такой как память 410. Инструкции могут быть направлены на ЦП 405, который впоследствии может программировать или иным образом конфигурировать ЦП 405 для реализации способов настоящего открытия. Примеры операции, выполняемые ЦП 405, могут включать выборку, декодирование, выполнение и обратную запись.

[00317] 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 заказную специализированную микросхему (ASIC).

[00318] Блок хранения 415 может хранить файлы, такие как драйверы, библиотеки и сохраненные программы. Блок хранения 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, расположены на удаленном сервере, который связан с компьютерной системой 401 через интранет или Интернет.

[00319] Компьютерная система 401 может обмениваться данными 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 покрытием из суспензии). Примеры удаленных компьютерных систем включают персональные компьютеры (например, портативный ПК), планшеты или планшетные ПК (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.

[00320] Описанные здесь способы могут быть реализованы посредством машинного (например, компьютерного процессора) исполняемого кода, хранящегося в электронном хранилище компьютерной системы 401, например, в памяти 410или электронном блоке хранения 415.

Машиноисполняемый 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 блока хранения 415 и сохранен в памяти 410 для быстрого доступа процессором 405. В некоторых случаях электронный блок хранения 415 может быть исключен, а машиноисполняемые инструкции хранятся в памяти 410.

[00321] Код может быть предварительно скомпилирован и сконфигурирован для использования на машине с процессором, адаптированным для выполнения кода, или может быть скомпилирован во время выполнения. Код может быть предоставлен на языке программирования, который можно выбрать, чтобы код мог выполняться в предварительно скомпилированном или скомпилированном виде.

[00322] Аспекты систем и способов, представленных в настоящем документе, таких как компьютерная система 401, могут быть воплощены в программировании. Различные аспекты технологии можно рассматривать как «продукты» или «изделия производства», как правило, в форме машинного (или процессорного) исполняемого кода и/или связанных данных, которые переносятся или реализуются в типе машиночитаемого носителя. Машинно-исполняемый код может храниться в электронном блоке хранения, таком как память (например, постоянная память, оперативная память, флэш-память) или на жестком диске. Носитель типа «хранилище» может включать любую или всю материальную память компьютеров, процессоров и т.п.или связанные с ними модули, такие как различные полупроводниковые запоминающие устройства, ленточные накопители, дисковые накопители и т.п., которые могут обеспечивать долговременное хранение в любое время для разработки программного обеспечения. Все программное обеспечение или его части могут время от времени передаваться через Интернет или различные другие телекоммуникационные сети. Такие связи, например, могут обеспечивать загрузку программного обеспечения с одного компьютера или процессора на другой, например, с сервера управления или хост-компьютера в компьютерную платформу сервера приложений. Таким образом, другой тип носителя, который может содержать 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, такие как проводные или беспроводные каналы связи, оптические каналы связи и т.п., также могут рассматриваться как среды, несущие программное обеспечение. Используемые в настоящем документе термины, такие как компьютерный или машиночитаемый носитель, если они не ограничены постоянным, материальным «носителем информации», относятся к любому носителю, который участвует в предоставлении инструкций процессору для выполнения.

[00323] Следовательно, машиночитаемый носитель, такой как исполняемый компьютером код, может принимать множество форм, включая, помимо прочего, материальный носитель данных, носитель несущей волны или физическую среду передачи. Энергонезависимые носители данных включают, например, оптические или магнитные диски, такие как любые устройства хранения в любом компьютере (компьютерах) и т.п., которые могут использоваться для реализации базы данных и т.д., показаны на чертежах. Энергонезависимые носители данных включают в себя динамическую память, к примеру основную память такой компьютерной платформы. Материальные средства передачи включают коаксиальные кабели; медный провод и оптоволокно, включая провода, составляющие шину в компьютерной системе. Среда передачи несущей волны может принимать форму электрических или электромагнитных сигналов, акустических или световых волн, например, тех, которые генерируются во время радиочастотной (RF) и инфракрасной (IR) передачи данных. Таким образом, распространенные формы машиночитаемых носителей включают, например: гибкий магнитный диск, дискета, 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 информации с набором отверстий, RAM, ROM, PROM и EPROM, FLASH -EPROM, любой другой чип или картридж памяти, несущую волну, передающую данные или инструкции, кабели или линии, 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 передачи одной или нескольких последовательностей одной или нескольких инструкций процессору для исполнения.

[00324] 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 (GUI) и пользовательский веб-интерфейс.

[00325] Способы и системы настоящего открытия могут быть реализованы посредством одного или нескольких алгоритмов. Алгоритм может быть реализован с помощью программного обеспечения при выполнении центральным процессором 405. Алгоритм может, например, регулировать скорость сдвига при перемешивании суспензии, количество каждого ингредиента, добавляемого в состав смеси суспензии, и порядок, в котором ингредиенты добавляются в состав суспензионной смеси. В качестве другого примера: алгоритм может регулировать скорость, с которой суспензия наносится на подложку, и количество слоев суспензии, наносимых на подложку.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

[00326] В примере суспензия образуется путем добавления в смесительную камеру при перемешивании полученного раствора. Количество воды, добавляемой в суспензию, варьируют для получения нескольких суспензий, и регистрируют полученное воздействие на свойства суспензий. Затем суспензия наносится на подложку с помощью процесса нанесения покрытия валиком. Затем суспензию отжигают при температуре около 200°С в течение около 2 часов. Затем суспензию полностью высушивают в течение примерно от 2 часов до 100 часов или дольше. Температура атмосферы вблизи поверхности хромированного изделия может быть ниже точки росы примерно на -20°F.

Пример 2

[00327] В другом примере подложку нагревают со скоростью примерно 10°С/мин примерно до 500°С. Температуру поддерживают постоянной в течение примерно 2 часов, в течение которых суспензионная композиция осаждается рядом с подложкой. Затем подложку нагревают со скоростью примерно 10°С/мин до примерно 950°С. В процессе отжига поддерживается постоянная температура. Примерно через 30 часов подложку охлаждают со скоростью примерно 5°С/мин до комнатной температуры. Поток аргона поддерживается постоянно в течение всего процесса.

Пример 3

[00328] В другом примере подложка подвергается процедуре термического цикла. Подложку нагревают со скоростью примерно 10°С/мин до примерно 500°С. Температуру поддерживают постоянной в течение примерно 2 часов, в течение которых суспензионная композиция осаждается рядом с подложкой. Затем подложку нагревают со скоростью примерно 10°С/мин до примерно 925°С, и температуру поддерживают постоянной в течение примерно 30 минут. Подложку охлаждают со скоростью примерно 5°С/мин до примерно 500°С, при этом температура поддерживается постоянной в течение примерно 30 минут. Подложку снова нагревают со скоростью примерно 5°С/мин до примерно 925°С, выдерживают при постоянной температуре в течение примерно 30 минут, затем охлаждают со скоростью примерно 5°С/мин до примерно 500°С и поддерживают около 30 минут. Подложка нагревается и охлаждается еще раз в другом цикле. Подложку нагревают примерно до 925°С, затем охлаждают со скоростью примерно около 5°С/мин. до комнатной температуры. Поток аргона поддерживается постоянным в течение всего процесса.

Пример 4

[00329] В другом примере были предоставлены подложки, содержащие углерод, кремний, марганец, титан, ванадий, алюминий и азот. Например, подложки содержат компоненты в масс. %, как показано в Таблице А:

Пример 5

[00330] В другом примере были предоставлены подложки, содержащие углерод, кремний, марганец, титан, ванадий, алюминий и азот. Например, подложки содержат компоненты, масс. %, как показано в Таблице В:

Подложка МС-25 содержала около 0,089 масс. % ниобия. Полученный слой сплава имел мало наблюдаемых выделений на границах зерен, как показано на ФИГ. 3. В этом слое сплава наблюдалось меньшее образование пор. Этот слой из сплава нержавеющей стали обладает улучшенной коррозионной стойкостью, что является желаемым эффектом подложки.

Пример 6

[00331] В другом примере субстраты, сформированные в соответствии с описанным здесь способом, демонстрировали свойства, как показано в Таблице С:

Пример 7

[00332] В другом примере были сформированы подложки, которые проявляли свойства, как показано в

[00333] Массовая доля ниобия в сплаве рассчитывалась следующим образом:

Nb масс. %=(0.017-(Ti масс. %-3.42*N масс. %-1.49*S масс. %-4*С масс. %))/0.516

[00334] Химический состав подложки был выбран таким образом, чтобы его расчетная стабилизация составляла 0,017 или выше, при этом стабилизация рассчитывалась как:

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

Пример 8

[00335] В другом примере были сформированы подложки, которые имели следующие составы составляющих металлов и других элементов, измеренные в мас. %:

Пример 9

[00336] В другом примере подложки, перечисленные в Примере 8, подвергали термомеханическим испытаниям для определения их значений r. Результаты испытаний следующие (Таблица F):

Таблица F.

Пример 10

[00337] В другом примере суспензия суспензии создается путем смешивания порошка MgCr2O4 и порошка MgCl2 вместе в воде. Порошок MgCr2O4 и порошок MgCl2 просеиваются, чтобы получить размер частиц примерно от 0,1 до 10 мкм. Проценты сухого веса порошка MgCr2O4 и порошка MgCl2 составляют около 95% и 5% соответственно. Через четыре часа после смешивания порошка MgCr2O4 и порошка MgCl2 к суспензии добавляют порошок алюминия. Алюминиевый порошок просеивали таким образом, чтобы он проходил через сито с ячейкой 325. Алюминий смешивают с порошком суспензии таким образом, чтобы его атомное отношение к порошку оксида составляло примерно 1,0. Смесь суспензии, содержащей алюминиевый порошок, немедленно наносится валиком на поверхность металлического листа. Затем подложку нагревают со скоростью примерно 10°С/мин до примерно 950°С. В процессе отжига поддерживается постоянная температура. Примерно через 30 часов подложку охлаждают со скоростью примерно 5°С/мин до комнатной температуры. Поток аргона поддерживается постоянным в течение всего процесса. После отжига металлическая подложка подвергается процессу очистки для удаления Al2O3 с поверхности подложки.

Пример 11

[00338] В другом примере подложки были составлены таким образом, чтобы иметь более высокий предел текучести на 80% и более высокий предел прочности на растяжение на 50%. В некоторых случаях подложки демонстрировали следующие составы составляющих металлов и других элементов, измеренные в масс. %:

Пример 12

[00339] В другом примере подложки, перечисленные в примере 11, подвергали термомеханическим испытаниям для определения их стабильности Ti/Nb, предела текучести, предела прочности при растяжении и относительного удлинения. Результаты теста следующие:

Таблица 2. Термомеханические испытания подложки

Пример 13: Химический состав подложки

[00340] Этот пример иллюстрирует химические составы (или состав подложки), полученные с использованием описанных здесь способов или для использования в описанных здесь способах. Подложка, используемая в настоящем открытии, может демонстрировать следующие сочетания составляющих металлов (и возможно других элементов), измеренные в масс. %:

[00341] Материалы, устройства, системы и способы, описанные в настоящем документе, включая составы материалов (например, слои материалов), можно сочетать или модифицировать посредством других материалов, устройств, систем и способов, 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 заявку по Договору о патентной кооперации № PCT / US 2016/017155, каждая из которых полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

Пример 14: Холодное обжатие с образованием мелких зерен в подложке

[00342] Этот пример иллюстрирует технологию производства мелкозернистой стали, применяемую для подложки (подложек) посредством способов, описанных в настоящем документе. Типичная морфология зерен в подложке (например, подложке со стана горячей прокатки с использованием термомеханической обработки) показана на ФИГ. 5А-5Б. На ФИГ. 5C-5F представлена типичная морфология зерен подложки, которая была подвергнута холодному обжатию в различной степени, например, на 10%, 30%, 50% и 70% по отношению к толщине подложки. На 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

[00343] Этот пример иллюстрирует влияние шероховатости поверхности подложек на расслаивание суспензии. На ФИГ. 7А показано, что расслаивание суспензии обычно имеет тенденцию увеличиваться с увеличением толщину датчика или увеличение шероховатости поверхности (например, более 55 микродюймов (например, более 35 микродюймов)) (или когда выполняются оба условия). На ФИГ. 7В показано, что уменьшенная шероховатость поверхности меньшей толщины обычно приводит к меньшему расслаиванию покрытия. Как правило, увеличение шероховатости поверхности может в дальнейшем привести к снижению коррозионных характеристик.

Пример 16: Химическая реакция образования сплава

[00344] Этот пример иллюстрирует химическую реакцию между компонентами суспензии и компонентами подложки, которая приводит к образованию сплава.

Пример 17: Процесс диффузионного легирования металлического рулона

[00345] Этот пример иллюстрирует процесс диффузионного легирования металлического рулона. Металлическую подложку покрывают суспензией, содержащей легирующую добавку (например, элемент), оксид металла и/или активатор переноса металла. Металлическая подложка, покрытая суспензией, затем подвергается смотке для получения металлического рулона. Смотка производится при температуре примерно от 10 градусов Цельсия (°С) до 200°С. Суспензия контактирует с другой поверхностью подложки, когда покрытая суспензией поверхность сматывается. Затем металлический рулон подвергают отжигу при температуре примерно от 750°С до 1100°С в легирующей атмосфере, содержащей восстановительный газ, например водород. Легирующая добавка в суспензии диффундирует и сплавляется с двумя соседними слоями металлической подложки, образуя рулон из диффузионно-легированного металла.

Пример 18: Разматывание металлического рулона

[00346] Этот пример иллюстрирует разматывание металлического рулона, полученного с использованием описанных здесь способов. Рулон из диффузионно-легированного металла, полученного отжигом по примеру 17, подвергают процессу разматывания (например, правка или рихтовка).

Пример 19: Полировка диффузионно-легированного металла

[00347] Этот пример иллюстрирует обработку поверхности металлического рулона после легирования, полученного с использованием способов, описанных в настоящем документе. Рулон диффузионно-легированного металла, полученный с помощью отжита по примеру 17, и/или размотанный, как описано в примере 18, подвергают механической обработке, (например, полировке). Механическая обработка (например, полировка) выполняется для удаления, например, любых спеченных (например, поверхностно-спекшихся) частиц, образующихся на поверхности диффузионно-легированного металла с помощью способов, описанных в данном документе.

Пример 20: Концентрация хрома в диффузионном слое металла

[00348] Этот пример иллюстрирует профиль (и) концентрации хрома в диффузионном(-ых) слое(-ях) металла, как определено с помощью линейных сканирований хрома (Cr). ФИГ. 8А и 8В показывают профиль концентрации хрома (Cr) на разной глубине металлического диффузионного слоя (слоев); концентрацию Cr можно измерить с помощью масс-спектрометрии тлеющего разряда (GDMS).

Пример 21: Химический состав диффузионно-легированного металла

[00349] Этот пример, как показано на ФИГ. 9А и 9В иллюстрирует примерный химический состав (составы) диффузионно-легированного металлического материала (материалов) в слое сплава.

Пример 22: Микроструктура легированного металла

[00350] Этот пример иллюстрирует микроструктуру(-ы) легированного металла(-ов). ФИГ. 10В иллюстрирует примерное изображение микроструктур диффузионного слоя в металле, полученном с использованием описанных здесь способов, по сравнению с эталонным металлом, показанным на ФИГ. 10А. Столбчатые зерна 801 сформированы в металлическом материале на ФИГ. 10В, вследствие превращения в феррит при значениях температуры отжига, указанных в способах данного документа. Тип покрытия (покрытий) (например, химический состав покрытия), температура отжита и химический состав подложки влияют на глубину столбчатых зерен. Металл на ФИГ. 10В также демонстрирует превосходные антикоррозионные характеристики по сравнению с материалом на ФИГ. 10А; это, по меньшей мере, частично связано с отсутствием образования карбида в металле, полученном с использованием описанных здесь способов (ФИГ. 10В). Зернограничные карбиды присутствуют в металле на ФИГ. 10А, что приводит к ухудшению коррозионных характеристик материала.

[00351] ФИГ. 10D иллюстрирует изображение микроструктур в двух типичных металлических материалах, полученных с использованием описанных здесь способов, по сравнению с тремя эталонными металлами, показанными на ФИГ. 10C. Микроструктура сердцевины металла, показанная на ФИГ. 10D, содержит мелкие равноосные зерна, по крайней мере, частично из-за аустенитной фазы при температуре, используемых в описанных здесь способах, а также химического состава подложки и используемого покрытия. На ФИГ. 10С показано низкое удлинение из-за крупных зерен, в то время как металл на ФИГ. 10D показывает превосходное удлинение благодаря, по крайней мере частично, мелким равноосным зернам в сердцевинном слое 802.

Пример 23: Потенциал питтингообразования металла

[00352] Этот пример иллюстрирует потенциал питтингообразования (по сравнению с эталонным полуэлементом насыщенного хлорида серебра) композитов SODA, образованных 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 показаны на ФИГ. 11. Результаты показывают, что композиты SODA обладают очень высокой устойчивостью к точечной коррозии.

Пример 24: Производительность соляного тумана Cr-SODA

[00353] Этот пример иллюстрирует характеристики соляного тумана Cr-SODA с 25 масс. % Cr на поверхности после активной деформации поверхности от ударов и царапин. На двух верхних левых изображениях показаны секции размером один фут на четыре фута после 120 часов испытаний в солевом тумане В117. Изображения образцов с вырезами на поверхности, показанные на ФИГ. 12, были собраны после 144 часов испытаний в солевом тумане (например, испытание ASTM В117). Результаты, показанные на ФИГ. 12, демонстрируют, что к материалу можно приложить большие деформации без нарушения коррозионной стойкости (например, усилие 20 фунтов на острие с помощью бритвы 1001). Даже 5- фунтов, царапина от бритвы 1002 демонстрирует деформацию (которую трудно увидеть на фотографии), и что слой сплава способен выдержать существенное повреждение до того, как будет разрушен, как показано в результатах.

Пример 25: Однородность хрома и коррозия

[00354] Этот пример иллюстрирует влияние изменения концентрации хрома на поверхность металла, полученного с использованием описанных здесь способов. Коррозия, как показано на ФИГ. 13, в значительной степени зависит от локального изменения концентрации или однородности хрома.

Пример 26: Воздействие обжатия на однородность хрома

[00355] Этот пример иллюстрирует дефекты, возникающие при равномерной деформации подложки в виде холодного обжатия; эти дефекты восприимчивы к агрессивным средам.

Микроструктура композита Cr-SODA, размер которого был уменьшен с 0,02 дюйма до 0,002 дюйма, показана на ФИГ. 14А, а потенциал питтингообразования (относительно эталонного полуэлемента насыщенного хлорида серебра) Cr-SODA нанесен на график в зависимости от удлинения (%) от холодного обжатия на ФИГ. 14В. Показаны доверительный интервал 95% и предсказательный интервал 95% для потенциала питтингообразования как функции удлинения (%). ФИГ. 14А демонстрирует воздействие на слой сплава после значительной степени обжатия (90%), но на ФИГ. 14В показано, что уменьшение толщины на одноклетевом дрессировочном стане не оказывает заметного влияния на потенциал питтинговой коррозии сплава Cr-SODA до тех пор, пока не будет достигнуто относительное удлинение более 30%.

Пример 27: Спеченные частицы

[00356] Этот пример иллюстрирует воздействие спеченных частиц на характеристики поверхности металлов. Спеченные частицы образуются при производстве металла с использованием описанных здесь способов. Спеченные частицы создают слабые места, которые могут привести к коррозии, и их следует избегать или контролировать в процессе производства металлов. Примеры изображений спеченных частиц показаны на ФИГ. 15.

Пример 28: Механические свойства Cr-SODA

[00357] Этот пример иллюстрирует неожиданные и превосходные механические свойства Cr-SODA, образованного в описанных здесь способах. Механические свойства (например, предел текучести, предел прочности при растяжении, относительное удлинение, значение n и r-бар) измеряются для Cr-SODA и трех других стальных изделий (например, нержавеющей стали 439 (SS), нержавеющей стали 304L, стали глубокой вытяжки (DDS)) в целях сравнения. Диаграммы пределов формования при комнатной температуре были составлены для различных материалов при толщине 0,0394 дюйма (ФИГ. 16). Сравнение Cr-SODA и других продуктов показывает, что Cr-SODA имеет значения нормальной анизотропии, которые неожиданно высоки и превосходят эталонные продукты, в то время как свойства Cr-SODA при растяжении мягкие и пластичные. Наблюдаемые высокие значения r и n указывают на превосходную устойчивость к локальному утончению по сравнению с 439 SS и DDS с учетом n-значения, а также на превосходную способность к глубокой вытяжке благодаря высокому значению нормальной анизотропии.

Пример 29: Физические свойства Cr-SODA

[00358] Этот пример дополнительно иллюстрирует физические свойства композитов Cr-SODA, полученных с использованием описанных здесь способов. Прочность на растяжение, предел текучести и удлинение показаны на ФИГ. 17А, 17В и 17С соответственно. Четыре различных калибра композитов Cr-SODA: 0,03 дюйма (1501а, 1501b и 1501с), 0,055 дюйма (1502а, 1502b и 1502 ), 0,063 дюйма (1503а, 1503b и 1503с) и 0,113 (1504a, 1504b и 1504с) были использованы для этих измерений. Слой сплава хрома имеет глубину 50 мкм во всех образцах с различными калибрами, использованными в этом примере. Поведение различных калибров указывает на то, что механические свойства композита представляют собой амальгамацию двух фаз: сплава с высоким содержанием Cr и ядра без междоузлий. Материал более толстого калибра мягче (как по пределу текучести, так и пределу прочности на растяжение) и имеет большее удлинение до разрушения почти во всех условиях степени удлинения.

Пример 30: Прочность покрытия суспензии

[00359] Этот пример иллюстрирует испытание для определения прочности покрытия из суспензии, чтобы выдерживать процесс нанесения покрытия (например, с использованием роликовых установок для нанесения покрытий). Покрытие из суспензии может быть нанесено на небольшую часть подложки (например, вручную, без роликов). Суспензия может быть в виде порошка (например, после высыхания влажной пленки с образованием сухой пленки суспензии на подложке). Оператор рукой в нитриловой перчатке протирает поверхность подложки, покрытую суспензией. Количество протираний в нитриловых перчатках, достаточное для практически полного удаления покрытия, можно использовать как показатель стойкости покрытия. Если суспензия практически полностью удаляется менее чем за 10 проходов при минимальном давлении, суспензия может не выдержать процесс нанесения покрытия (например, покрытие валиком). Покрытия из суспензии, используемые в описанных здесь способах, выдерживают более 100 протираний пальцами в перчатках.

[00360] Хотя здесь были показаны и описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области будет очевидно, что такие варианты осуществления приведены только в качестве примера. Не предполагается, что изобретение ограничивается конкретными примерами, представленными в описании. Хотя изобретение было описано со ссылкой на вышеупомянутую спецификацию, описания и иллюстрации вариантов осуществления здесь не предназначены для толкования в ограничительном смысле. Специалистам в данной области будут очевидны многочисленные вариации, изменения и замены, не отходящие от изобретения. Кроме того, следует понимать, что все аспекты изобретения не ограничены конкретными изображениями, конфигурациями или относительными пропорциями, изложенными в настоящем документе, которые зависят от множества условий и переменных. Следует понимать, что различные альтернативы вариантам осуществления изобретения, описанным здесь, могут быть использованы при практическом применении 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 объема этой формулы изобретения и их эквиваленты охватываются ими.

Иллюстрации к изобретению RU 2 833 014 C1

Реферат патента 2025 года МОДИФИЦИРОВАННЫЕ СОСТАВЫ МЕТАЛЛА И ОТНОСЯЩИЕСЯ К НИМ СПОСОБЫ

Группа изобретений относится к металлическим материалам и металлическому рулону, который может быть выполнен из каждого из указанных металлических материалов. Упомянутый металлический рулон включает металлические витки, при этом два или более витков удалены друга от друга на среднее расстояние менее 350 мкм. В первом варианте металлический материал включает металлический диффузионный слой, металлургическим способом связанный с основным слоем. Упомянутый металлический материал характеризуется как минимум двумя элементами (i)-(v): (i) пределом текучести 19 килофунтов на квадратный дюйм, (ii) прочностью при растяжении 42-46 килофунтов на квадратный дюйм или 57-65 килофунтов на квадратный дюйм, (iii) относительным удлинением 41-44%, (iv) показателем деформационного упрочения n при вытяжке и/или растяжении, составляющем 0,21-0,32, и (v) значением коэффициента пластической деформации 1,8-3,0. Во втором варианте выполнения металлического материала как минимум 80% зерен от объема металлического диффузионного слоя образованы столбчатыми кристаллами и как минимум 80% зерен от объема основного слоя образованы равноосными зернами. В третьем варианте выполнения металлического материала поверхностный слой включает хром в концентрации 30-45 мас.% и металлический диффузионный слой содержит хром в концентрации 12-45 мас.%. Обеспечивается металлический материал с уменьшенной шероховатостью поверхности и с улучшенной коррозионной стойкостью. 4 н. и 24 з.п. ф-лы, 17 ил., 9 табл., 30 пр.

Формула изобретения RU 2 833 014 C1

1. Металлический материал, включающий металлический диффузионный слой, металлургическим способом связанный с основным слоем, при этом металлический диффузионный слой включает диффузионную границу, образуемую основным слоем, прилегающим к нему, отличающийся тем, что упомянутый металлический материал характеризуется как минимум двумя элементами (i)-(v):

(i) пределом текучести 19 килофунтов на квадратный дюйм,

(ii) прочностью при растяжении 42-46 килофунтов на квадратный дюйм или 57-65 килофунтов на квадратный дюйм,

(iii) относительным удлинением 41-44%,

(iv) показателем деформационного упрочения n при вытяжке и/или растяжении, составляющем 0,21–0,32, и

(v) значением коэффициента пластической деформации 1,8-3,0.

2. Металлический материал по п. 1, отличающийся тем, что он характеризуется одним или обоими элементами (ii) и (v).

3. Металлический материал по п. 1 или 2, отличающийся тем, что определенные посредством растровой электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (OM) как минимум 80%, например как минимум 85%, 90%, 95% или 99%, зерен от объема металлического диффузионного слоя представляют собой столбчатые кристаллы, например, при температуре 1-50 °С, например в диапазонах 5-45 °С или 10-40 °C.

4. Металлический материал по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что определенные посредством растровой электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (OM) как минимум 80%, например как минимум 85%, 90%, 95% или 99%, зерен от объема основного слоя представляют собой равноосные зерна, например, при температуре 1-50 °С, например, в диапазонах 5-45 °С или 10-40 °C.

5. Металлический материал, включающий металлический диффузионный слой, металлургическим способом связанный с основным слоем, при этом металлический диффузионный слой включает диффузионную границу, образуемую основным слоем, прилегающим к нему, отличающийся тем, что как минимум 80% зерен от объема металлического диффузионного слоя образованы столбчатыми кристаллами и как минимум 80% зерен от объема основного слоя образованы равноосными зернами.

6. Металлический материал по любому из пп. 3-5, отличающийся тем, что столбчатые кристаллы преимущественно как минимум 90%, 95% или 98% от объема ориентированы перпендикулярно диффузионной границе, при этом разница между двумя видами ориентации столбчатых кристаллов в металлическом диффузионном слое составляет 10 градусов или менее, например 5 градусов или менее, причем указанная разница определена посредством растровой электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (OM).

7. Металлический материал по любому из пп. 3-6, отличающийся тем, что столбчатые кристаллы являются ферритовыми, например, при температуре 1-50 °С, например в диапазонах 5-45 °С или 10-40 °С.

8. Металлический материал по любому из пп. 4-7, отличающийся тем, что посредством растровой электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (OM) определена зернистость равноосных зерен, например средняя длина или ширина зерен составляет от 2 до 200 мкм, например 2-150 мкм, 2-100 или 2-50 мкм.

9. Металлический материал по любому из пп. 4-8, отличающийся тем, что равноосные зерна становятся ферритовыми при температуре 1-50 °С, например в диапазонах 5-45 °С или 10-40 °С, причем упомянутые равноосные зерна становятся аустенитными при температуре 750-1100 °С.

10. Металлический материал по любому из пп. 5-9, отличающийся тем, что он характеризуется как минимум одним элементом (i)-(v), например (ii) и/или (v):

(i) пределом текучести 19 килофунтов на квадратный дюйм,

(ii) прочностью при растяжении 42-65 килофунтов на квадратный дюйм, например 52-56 килофунтов на квадратный дюйм,

(iii) относительным удлинением 32-44%, например 32-38%,

(iv) показателем деформационного упрочения n при вытяжке и/или растяжении, составляющим 0,21-0,32, например 0,29-0,32, и

(v) значением коэффициента пластической деформации 1,8-3,0.

11. Металлический материал по любому из пп. 1-10, дополнительно включающий поверхностный слой, металлургическим способом связанный с основным слоем посредством металлического диффузионного слоя, при этом поверхностный слой включает хром (Cr) в концентрации 20-45 мас.%, например в диапазоне 30-45 мас.%, которая варьируется менее чем на 10 мас.% в пределах упомянутого поверхностного слоя, причем упомянутая концентрация, например, определена посредством энергодисперсионного микроанализа на растровом электронном микроскопе (SEM-EDS), рентгенофлуоресцентного анализа (XRF) или масс-спектрометрии тлеющим разрядом (GDMS).

12. Металлический материал по любому из пп. 1-11, в котором металлический диффузионный слой включает хром (Cr) в концентрации 12-45 мас.% например в диапазонах 20-45 мас.%, 25-45 мас.% или 30-45 мас.%, которая варьируется менее чем на 5 мас.% в пределах этого диффузионного слоя в направлении в сторону диффузионной границы, причем упомянутая концентрация, например, определена за счет энергодисперсионного микроанализа на растровом электронном микроскопе (SEM-EDS), рентгенофлуоресцентного анализа (XRF) или масс-спектрометрии тлеющим разрядом (GDMS).

13. Металлический материал, включающий поверхностный слой, металлургическим способом связанный с основным слоем посредством металлического диффузионного слоя, причем металлический диффузионный слой включает диффузионную границу, образуемую основным слоем, прилегающим к нему, отличающийся тем, что поверхностный слой включает хром (Cr) в концентрации 30-45 мас. %, которая варьируется менее чем на 10 мас.% в пределах упомянутого поверхностного слоя, и металлический диффузионный слой содержит хром (Cr) в концентрации 12-45 мас.%, которая варьируется менее чем на 5 мас.% в пределах этого диффузионного слоя в направлении в сторону диффузионной границы, причем упомянутая концентрация, например, определена за счет энергодисперсионного микроанализа на растровом электронном микроскопе (SEM-EDS), рентгенофлуоресцентного анализа (XRF) или масс-спектрометрии тлеющим разрядом (GDMS).

14. Металлический материал по любому из пп. 11-13, отличающийся тем, что поверхностный слой в нем включает хром (Cr) в концентрации 30-45 мас.%, 30-40 мас.%, 30-35 мас.%, 35-45мас.%, 35-40 мас.% или 40-45 мас.%, которая варьируется менее чем на 9 мас.%, 8 мас.%, 7 мас.%, 6 мас.%, 5 мас.%, 4 мас.%, 3 мас.%, 2 мас.% или 1 мас.% в пределах этого поверхностного слоя, причем упомянутая концентрация, например, определена посредством энергодисперсионного микроанализа на растровом электронном микроскопе (SEM-EDS), рентгенофлуоресцентного анализа (XRF) или масс-спектрометрии тлеющим разрядом (GDMS).

15. Металлический материал по любому из пп. 11-14, отличающийся тем, что металлический диффузионный слой в нем содержит хром (Cr) в концентрации 12-45 мас.%, например в диапазонах 20-45 мас.%, 25-45 мас.% или 30-45 мас.%, которая варьируется менее чем на 4 мас.%, 3 мас.%, 2 мас.% или 1 мас.% в пределах этого диффузионного слоя в направлении в сторону диффузионной границы.

16. Металлический материал по любому из пп. 13-15, отличающийся тем, что посредством растровой электронной микроскопии (SEM) или оптической микроскопии (OM) определено, что как минимум 80%, например как минимум 85%, 90%, 95% или 99%, зерен от объема металлического диффузионного слоя образованы столбчатыми кристаллами, например, при температуре 1-50 °С, например в диапазонах 5-45 °C или 10-40 °C.

17. Металлический материал по любому из пп. 13-16, отличающийся тем, что как минимум 80%, например как минимум 85%, 90%, 95% или 99%, зерен от объема основного слоя образованы равноосными зернами со средней зернистостью 7 единиц или менее, например, при температуре 750-1100 °С.

18. Металлический материал по любому из пп. 13-17, отличающийся тем, что столбчатые кристаллы становятся ферритовыми, например, при температуре 750-1100 °С и/или равноосные зерна становятся ферритовыми при температуре 1-50 °С, например в диапазонах 5-45 °С или 10-40 °С, при этом равноосные зерна становятся аустенитными при температуре 750-1100 °С.

19. Металлический материал по любому из пп. 13-18, отличающийся тем, что он характеризуется как минимум одним элементом (i)-(v), например (ii) и/или (v):

(i) пределом текучести 19 килофунтов на квадратный дюйм,

(ii) прочностью при растяжении 42-65 килофунтов на квадратный дюйм, например 47-56 килофунтов на квадратный дюйм или 52-56 килофунтов на квадратный дюйм,

(iii) относительным удлинением 32-44 %, например 32-38%,

(v) значением коэффициента пластической деформации 1,8-3,0.

20. Металлический материал по любому из пп. 1-19, отличающийся тем, что его питтинговый потенциал составляет 50 мВ или более, например 100 мВ, 150 мВ, 200 мВ или более, 100-800 мВ, 150-800 мВ или 200-800 мВ.

21. Металлический материал по любому из пп. 1-20, отличающийся тем, что отношение толщины, например средней толщины его металлического диффузионного слоя, к толщине, например средней толщине металлического материала, составляет от 70:500 до 70:2200.

22. Металлический материал по любому из пп. 1-21, отличающийся тем, что его толщина, например средняя толщина или средняя измеренная толщина, составляет 0,0005-0,250 дюйма, например 0,0005-0,125 дюйма, 0,0005-0,100 дюйма или 0,0005-0,050 дюйма.

23. Металлический материал по любому из пп. 1-22, отличающийся тем, что толщина его диффузионного слоя, например средняя толщина или средняя измеренная толщина, составляет 50-100 мкм, например 50-90 мкм, 60-80 мкм, 65-75 мкм или 70 мкм.

24. Металлический материал по любому из пп. 1-23, отличающийся тем, что он выполнен в виде металлического листа шириной, например средней шириной, 1-100 дюймов, например 5-90 дюймов, 5-80 дюймов или 8-72 дюйма.

25. Металлический материал по п. 24, отличающийся тем, что длина металлического листа, например средняя длина, составляет 500-20000 футов.

26. Металлический материал по любому из пп. 11-25, отличающийся тем, что его поверхностный слой включает карбид, например карбид хрома с массовой долей максимум 0,01%, например максимум 0,001, 0,0005 или 0,0001%.

27. Металлический материал по любому из пп. 1-26, отличающийся тем, что его металлический диффузионный слой, например промежутки между зернами в этом слое, включает карбид, например карбид хрома, с массовой долей максимум 0,1%, например максимум 0,01, 0,001 или 0,0001%.

28. Металлический рулон из металлического материала по любому из пп. 1-27, характеризующийся тем, что он включает металлические витки, при этом два или более витков удалены друга от друга на среднее расстояние менее 350 мкм.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2025 года RU2833014C1

WO 2017201418 A1, 23.11.2017
Способ диффузионного хромирования в вакууме стальных изделий	1990	Коваленко Василий Афанасиевич	SU1731871A1
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННОГО СЛОЯ НА РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЯХ ЗУБЬЕВ ЧУГУННЫХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС	2011	Веселовский Александр Александрович Веселовский Роман Александрович	RU2481936C1
WO 2017156069 A1, 14.09.2017.

RU 2 833 014 C1

Авторы

Дэниел Е. Буллард

Закари М. Детвейлер

Адам Г. Томас

Йосепх Е. Мцдермотт

Даты

2025-01-13—Публикация

2021-08-17—Подача

название	год	авторы	номер документа
МОДИФИЦИРОВАННЫЕ СОСТАВЫ МЕТАЛЛА И ОТНОСЯЩИЕСЯ К НИМ СПОСОБЫ	2021	Томас Адам Г. Детвейлер Закари М. Шоу Тревис В. Буллард Даниель Е. Макдермотт Джозеф Э.	RU2833257C1
МОДИФИЦИРОВАННЫЕ СОСТАВЫ МЕТАЛЛА И ОТНОСЯЩИЕСЯ К НИМ СПОСОБЫ	2021	Детвейлер Закари М. Томас Адам Г. Буллард Дэниел Е.	RU2832802C1
МОДИФИЦИРОВАННЫЕ КОМПОЗИЦИИ ИЗ СТАЛИ И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ	2021	Дейтвеллер, Захари М. Буллард Даниэль Е. Томас Адам Г.	RU2823165C1
ГИПСОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ С ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫМИ ТЕПЛОПОГЛОЩАЮЩИМИ ДОБАВКАМИ	2013	Чан Сезар Сонг Вэйсинь Д. Цао Баньгцзи Розенталь Гай Йу Цян Веерамасунени Шринивас	RU2628347C2
СВЕРХВЫСОКОПРОЧНЫЕ КРИОГЕННЫЕ СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ	1998	Фэйрчайльд Дуглас П.	RU2198771C2
АЛЬФА/БЕТА ТИТАНОВЫЙ СПЛАВ С ВЫСОКОЙ ПРОЧНОСТЬЮ И ПЛАСТИЧНОСТЬЮ	2011	Брайан, Дэвид Дж. Мантион, Джон В. Байха, Томас Д.	RU2616676C2
ШОВНЫЙ ГЕРМЕТИК, СТЕНОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ И СВЯЗАННЫЕ С НИМИ СПОСОБЫ И ПРОДУКТЫ	2013	Негри, Роберт Х. Миклёш, Марк Харгрув, Памела Бари, Рафаэль	RU2575270C1
МАТРИЦА ДЛЯ ТВЕРДОГО КОМПОЗИТНОГО СОЕДИНЕНИЯ	1996	Гарольд Е.Келли Вилльям Е.Силвис Чарльз Дж.Терри Гэри Р.Петерсон	RU2141001C1
ВЫСОКОЧИСТЫЕ ПОРОШКИ И ИЗГОТОВЛЕННЫЕ ИЗ НИХ ПОКРЫТИЯ	2007	Тэйлор Томас А. Фойерштайн Альберт Болкавадж Энн Эпплбай Дэнни Ли Хитчман Нейл Манроу Джеймс	RU2436752C2
ТИТАНОВЫЙ СПЛАВ, ИЗГОТОВЛЕННЫЕ ИЗ НЕГО ДЕТАЛИ И СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ	2015	Счутз Роналд В. Йена Бирендра С.	RU2669959C2

МОДИФИЦИРОВАННЫЕ СОСТАВЫ МЕТАЛЛА И ОТНОСЯЩИЕСЯ К НИМ СПОСОБЫ Российский патент 2025 года по МПК B32B15/01 C23C2/04 C23C10/10 C23C10/38

Описание патента на изобретение RU2833014C1

Похожие патенты RU2833014C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 833 014 C1

Реферат патента 2025 года МОДИФИЦИРОВАННЫЕ СОСТАВЫ МЕТАЛЛА И ОТНОСЯЩИЕСЯ К НИМ СПОСОБЫ

Формула изобретения RU 2 833 014 C1

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2025 года RU2833014C1

RU 2 833 014 C1