CH662130A5 - Legierung auf kobaltbasis, insbesondere fuer ventile und ventilsitze an verbrennungsmotoren. - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Legierung auf Kobaltbasis, insbesondere für Ventile und Ventilsitze an Verbindungsmotoren. Dabei geht es um Legierungen mit sehr hoher Härte bei hohen Temperaturen und mit hohem Widerstand gegen Temperaturwechselrisse und Bleikalkkorrosion. Die Legierung soll ferner für das Giessen und das Aufbau-schweissen bei der Herstellung von Ventilen und Ventilsitzen an Verbrennungsmotoren geeignet sein, bei welchen derartige Eigenschaften besonders wichtig sind.
Bisher wurden Legierungen auf Kobaltbasis gemäss den Vorschriften der American Welding Society, nämlich 5.13 RCoCr-A, 5.13 RCoCr-B usw. verwendet, die nachfolgend als «herkömmliche Legierungen auf Kobaltbasis» bezeichnet sind. Diese Legierungen wurden beim Aufbauschweissen zur
Herstellung von Ventilen und Ventilsitzen an Verbrennungsmotoren benutzt.
Die Legierung 5.13 RCoCr-A enthält 0,9 bis 1,4% C, 2,0% oder wengier Si, 1,0% oder weniger Mn, 3,0 bis 6,0% W, 26 bis 32% Cr, 3,0% oder weniger Ni, 3,0% oder weniger Fe, 1,0% oder weniger Mo, während der Rest aus Kobalt und unvermeidbaren Begleitstoffen, alles in Gew.-%, besteht.
Die Legierung 5.13 RCoCr-B enthält 1,2 bis 1,7% C, 2,0% oder weniger Si, 1,0% oder weniger Mn, 7,0 bis 9,5% W, 26 bis 32% Cr, 3,0% oder weniger Ni, 3,0% oder weniger Fe und 1,0% oder weniger Mo, während der Rest aus Kobalt und unvermeidbaren Begleitstoffen, alles in Gew.-%, besteht.
In der Zwischenzeit, insbesondere in der letzten Zeit, haben Leistungsverbesserungen an Verbrennungsmotoren stattgefunden, was zu höheren Anforderungen an die Ventile und die Ventilsitze geführt hat. Neuerdings müssen diese unter Aufschweissbedingungen bei einer Temperatur von 800 °C eine Hochtemperaturhärte nach Vickers von 285 oder höher aufweisen, während der Temperaturwechsel widerstand 7 oder mehr wiederholte Aufwärmungs- und Abschreckungszyklen aushalten muss, bevor Risse beim Aufbauschweissen entstehen. Dabei bestand ein Zyklus aus einer Temperatur von 700 °C während 15 Minuten, wonach eine Abschreckung in Wasser durchgeführt wurde. Dabei betrug der Bleikalkkor-rosionswiderstand 0,09 g/cm2/Stunde oder weniger Gewichtsreduktion nach einem Eintauchen während mehr als einer Stunde in geschmolzenen Bleikalk, der auf eine Temperatur von 915 °C erhitzt war. Derartige Werte sind für das Giessen von Ventilen und Ventilsitzen an Verbrennungsmotoren erforderlich.
Obschon die vorgenannten, herkömmlichen Legierungen auf Kobaltbasis die obengenannten Anforderungen bezüglich der Hochtemperaturhärte erfüllen, genügen sie nicht den obengenannten Erfordernissen bezüglich des Widerstandes gegen die Beanspruchung durch Temperaturwechel und Bleikalkkorrosion. Infolgedessen haben herkömmliche Legierungen auf Kobaltbasis gegenwärtig nicht eine befriedigende Lebensdauer, so dass sie für Aufbauschweissen und Giessen bei der Herstellung von Ventilen und Ventilsitzen für Verbrennungsmotoren für hohe Leistungen verwendet werden können.
Die Aufgabe der Erfindung ist somit die Schaffung einer Legierung auf Kobaltbasis, welche die Nachteile der herkömmlichen Ausführung nicht aufweist.
Dabei wurden Anstrengungen zur Schaffung einer Legierung unternommen, die ausgezeichnete Eigenschaften in Bezug auf Hochtemperaturhärte sowie Widerstand gegen Temperaturwechselrisse und Bleikalkkorrosion aufweist, die für Ventile und Ventilsitze an Verbrennungsmotoren, insbesondere Hochleistungsmotoren, von grosser Bedeutung sind. Dabei wurden Legierungen geschaffen, die für das Aufbauschweissen und das Giessen dieser Produkte geeignet sind, was in der Folge näher erläutert wird.
Die Legierung auf Kobaltbasis enthält die folgenden Gewichts-%: 0,5 bis 3,5% C, 0,1 bis 3,0% Si, 10 bis 37% Cr, 0,1 bis 17,0% W, 0,1 bis 10,0% Mo, 0,01 bis 4,50% Ti, 0,01 bis 5,50% AI plus, nach Bedarf, eins oder mehrere der folgenden Elemente: 0,01 bis 2,0% Mn, 8 bis 32% Ni, 1 bis 16% Fe, 0,01 bis 1,50% Nb und 0,001 bis 1,50% B, während der Rest aus Kobalt und unvermeidbaren Begleitstoffen besteht, wobei der Kobaltanteil 40% oder mehr betragen kann. Dabei wurde eine extrem hohe Vickershärte von 310 und darüber bei Temperaturen von 800 °C erreicht. Der Temperaturwechselriss-Wider-stand betrug 8 und mehr Zyklen bevor ein Riss feststellbar war. Ein Zyklus bestand in einer Erhitzung auf 700 °C während 15 Minuten mit einer nachfolgenden Abschreckung in Wasser, wobei ein ausgezeichneter Bleikalkkorrosionswider-stand von 0,039 g/cm2/Stunde oder geringere Gewichtsre5
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duktion nach Eintauchen in Bleikalk von 915 °C während einer Stunde erreicht wurde. Die Legierung ist ferner für Aufbauschweissen und Giessen geeignet. Infolgedessen zeigen diese Legierungen auf Kobaltbasis andauernd ausgezeichnete Eigenschaften bei Verwendung für Ventile und Ventilsitze.
Die Erfindung basiert auf der obengenannten Erkenntnis, wobei die Gründe für eine anteilsmässige Begrenzung der Legierungszusätze nachfolgend erläutert werden.
a) Kohlenstoff C
Kohlenstoff-Zusätze werden in Verbindung mit Cr, W, Mo und Nb usw. zur Bildung von Karbid verwendet und erhöhen die Härte der Legierung bei Raumtemperaturen und höheren Temperaturen. Jedoch können Mengen unter 0,5% nicht die erwünschte Härte bringen, während Mengen über 3,5% dazu neigen, den Temperaturwechsel-Widerstand ungünstig zu beeinflussen. Deshalb wurden Mengen im Bereich von 0,5 bis 3,50% gewählt.
b) Silizium Si
Silizium-Zusätze bewirken eine Verbesserung der Giess-barkeit, des Aufbauschweissens und der Fliessfähigkeit des geschmolzenen Metalls. Anteile unter 0,1% bewirken aber keine Verbesserung, während Anteile über 3,0% keine zusätzliche Verbesserung bewirken. Deshalb wurde der Bereich auf 0,1 bis 3,0% festgelegt.
c) Chrom Cr
Chrom-Zusätze bewirken eine Erstarrung mit den Basismetallen zum einen und bilden ferner Karbid im Restmaterial. Das bewirkt insbesondere eine Verbesserung der Härte bei hohen Temperaturen, wodurch der Abnutzungswiderstand bei hohen Temperaturen und zudem der Widerstand gegen Bleioxydkorrosion verbessert wird. Jedoch bringen Anteile von weniger als 10% nicht die erwünschte Wirkung, während Anteile über 37% zu einer Herabsetzung des Widerstandes gegen Temperaturwechselrisse führen. Deshalb wurde der Bereich auf 10 bis 37% festgelegt.
d) Wolfram W
Wolfram-Zusätze bewirken eine Verfeinerung des Karbides, d.h., dass es selbst das Karbid macht und eine feste Lösung mit den Basismetallen bildet, wodurch eine Erhöhung der Festigkeit des Basismetalls bewirkt wird. Dadurch werden die Härte und die Festigkeit der Legierung bei hohen Temperaturen erhöht. Jedoch können Mengen unterhalb von 0,1% nicht die erwünschte Wirkung bringen, während Mengen über 17,0% das Aufbauschweissen und die maschinelle Bearbeitung ungünstig beeinflussen. Deshalb wurde der Anteil auf 0,1 bis 17,0% festgelegt.
e) Molybden Mo
Molybden-Zusätze bewirken, dass eine Legierung aus Basismetall und Wolfram erstarrt, während die Festigkeit ansteigt, während gleichzeitig Karbid entsteht, und sowohl die Härte als auch die Festigkeit bei hohen Temperaturen ansteigen (Abnutzung bei hohen Temperaturen) Jedoch bringt ein Anteil von weniger als 0,1% nicht die erwünschte Wirkung, während mehr als 10% eine Abnahme des Temperaturwechsel-Widerstandes und der Zähigkeit bewirkt. Infolgedessen wurde die Menge auf 0,1 bis 10,0% festgelegt.
f) Titan Ti
Titan-Zusätze bewirken nicht nur eine verminderte Bildung von kristallinen Granulaten im Basismetall, sondern verfeinern die kristallinen Granulate und bilden Karbide auf Nitride des MC-Typs sowie intermetallische Mischungen aus Ni3 (Al, Ti) durch Kombination mit Ni und AI, so dass die
Hochtemperatur-Härte, der Temperaturwechselriss-Widerstand, die Hochtemperatur-Festigkeit und die Zähigkeit verbessert werden. Ein Anteil von weniger als 0,0l°o erbringt aber nicht die erwünschte Wirkung, während ein Anteil von mehr als 4,50% zu allzu viel Karbid und zu einer Abnahme des Temperaturwechsel-Widerstandes und der Zähigkeit führt. Da femer auch der Widerstand gegen Bleikalkkorrosion abnimmt, wurde der Bereich auf 0,01 bis 4,50% festgelegt.
g) Aluminium AI
Aluminium-Zusätze verbessern zusammen mit Chrom den Widerstand gegen Bleikalkkorrosion und bilden zusammen mit Cr intermetallische Mischungen aus Ni3 (Al, Ti) durch Kombination mit Ni und Ti, wie oben erwähnt, und zudem Karbid. Dies bewirkt eine Erhöhung der Härte bei Raum-und Hochtemperatur, so dass auch der Abnutzungswiderstand, der Widerstand gegen Temperaturwechselrisse und die Hochtemperatur-Festigkeit ansteigen. Mit einem Anteil von weniger als 0,01% wird nicht die erwünschte Wirkung erreicht, wogegen ein Anteil vom mehr als 5,50% nicht nur die Fliessfähigkeit und die Giessbarkeit des geschmolzenen Metalls herabsetzt, sondern auch zu einer Abnahme der Schweissbarkeit und der Zähigkeit führt, so dass die Nützlichkeit abnimmt. Infolgedessen wurde der Bereich auf 0,01 bis 5,50% festgelegt.
h) Mangan Mn
Mangan-Zusätze bewirken eine Verbesserung der Auf-bauschweissbarkeit, weshalb dieses Metall nach Bedarf hinzugefügt wird, wenn diese Fähigkeit speziell verlangt wird. Ein Anteil von weniger als 0,015% bringt aber nicht die erwünschte Wirkung zur Verbesserung der Aufbauschweiss-barkeit, während ein Anteil von mehr als 2,0% keine weitere Verbesserung bewirkt. Deshalb wurde der Bereich auf 0,01 bis 2,0% festgelegt.
i) Nickel Ni
Nickel-Zusätze führen nicht nur zu einer Stabilisierung des austenitischen Basismetalls, sondern bewirken eine Erhöhung des Widerstandes gegen Temperaturwechselriss sowie der Zähigkeit und bilden intermetallische Mischungen Ni3 (Al, Ti) durch Kombination mit AI und Ti zur Verbesserung der Hochtemperatur-Härte (Widerstand gegen Hochtemperatur-Abnutzung) und der Hochtemperatur-Festigkeit, und verbessern ferner den Widerstand gegen Bleikalkkorrosion zusammen mit Cr. Deshalb wird Nickel hinzugefügt, wenn diese Eigenschaften besonders wichtig sind. Anteile von weniger als 8% erbringen nicht die erwünschte Wirkung, während Anteile über 32% keine weitere Verbesserungen zeigen. Deshalb wurde der Bereich auf 8 bis 32% festgelegt.
j) Eisen Fe
Eisen-Zusätze bewirken eine weitere Verbesserung des Widerstandes der Legierung gegen Temperaturwechsel und werden demzufolge nach Bedarf hinzugefügt, wenn diese Eigenschaft besonders wichtig ist. Ein Anteil von weniger als 1% erbringt nicht die erwünschte Wirkung in der Verbesserung des Widerstandes gegen Temperaturwechsel, während ein Anteil von mehr als 16% zu einer Abnahme der Hochtemperatur-Härte führt. Deshalb wurde der Bereich auf 1 bis 16% festgelegt.
k) Niob Nb und Bor B
Diese Zusätze bewirken eine Verbesserung der Hochtemperatur-Härte (Widerstand gegen Abnutzung bei hoher Temperatur) sowie der Hochtemperatur-Festigkeit, weshalb sie nach Bedarf hinzugefügt werden, wenn diese Eigenschaften
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besonders wichtig sind. Ein Anteil von jedem Metall unter 0,001% führt nicht zur erwünschten Verbesserung, während Anteile von mehr als 1,50% eine Reduktion des Widerstandes gegen den Temperaturwechsel bewirkt. Deshalb wurde der Bereich für Niob auf 0,01 bis 1,50% und für Bor auf 0,001 bis 1,50% festgelegt.
Die Legierungen auf Kobaltbasis gemäss der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend auf Grund von Beispielen näher erläutert, während gleichzeitig auf andere Beispiele Bezug genommen wird.
Beispiele
Die Legierungen auf Kobaltbasis von Nr. 1 bis 52, die vergleichenden Legierungen auf Kobaltbasis von Nr. 1 bis 10 und die herkömmlichen Legierungen auf Kobaltbasis Nr. 1 mit der Zusammensetzung gemäss den vorgenannten, herkömmlichen Legierungen, mit einer Zusammensetzung nach Tabelle 1 wurden geschmolzen und dann zu Schweissstäben mit einem Durchmesser von 4,8 mm als Strangguss unter normalen Bedingungen gegossen. Die vergleichenden Legierungen auf Kobaltbasis von Nr. 1 bis 10 haben Zusammensetzungen, in welchen die Anteile einzelner Zusätze ausserhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung liegen. Diese Fälle sind in Tabelle 1 mit einem Stern gekennzeichnet.
Danach wurde ein kreisförmiger Schweisswulst mit einem Durchmesser von 100 mm, einer Breite von 20 mm und einer Dicke von 5 mm durch Aufbauschweissen mit doppeltem Durchgang auf eine Fläche aus einem rostfreien Stahlsubstrat (SUS316) mit einem Durchmesser von 120 mm und einer Dicke von 20 mm mit einer automatischen Schweissmaschine vom Typ TIG aufgebaut. Dabei wurde jeder Schweissstab dei Legierung auf Kobaltbasis gemäss der Erfindung von Nr. 1 bis 52 verwendet, und als vergleichende Legierungen auf Kobaltbasis Nr. 1 bis 10 sowie als herkömmliche Legierungen s auf Kobaltbasis Nr. 1 bis 2 benutzt, die in der Weise hergestellt wurden.
Danach wurde jeder auf dem Substrat hergestellte Wulst einer Härtemessung in Rockwell-Härte (C-Skala) unterworfen, und die Härte bei 800 °C in Vickers-Härte gemessen, io Danach wurde ein Temperaturwechsel-Widerstandstest durchgeführt, bei dem das Substrat mit dem ringförmigen Wulst auf 700 °C erwärmt und bei dieser Temperatur während 15 Minuten gehalten wurde. Danach wurde das Substrat als ein Zyklus in Wasser abgeschreckt, wobei dieser Zyklus '5 wiederholt wurde. Die Anzahl der Zyklen bis ein Riss feststellbar war, wurden gezählt.
In ähnlicher Weise wurde, durch Verwendung aller Stäbe aus der Legierung auf Kobaltbasis, ein Schweissaufbau mit einer Dicke von 5 mm durch Aufbauschweissen mit doppel-20 tem Durchgang auf eine Endfläche eines Stabes aus rostfreiem Stahl (SUS316) mit einem Durchmesser von 15 mm und einer Länge von 100 mm aufgebaut. Von diesem Schweissaufbau wurde ein Prüfling mit einem Durchmesser von 12 mm und einer Dicke von 12 mm hergestellt. Der Prüf-25 ling wurde einem Bleikalkkorrosions-Widerstandstest unterworfen, bei dem der Prüfling in 40 g geschmolzenen Bleikalk eingetaucht wurde, der während einer Stunde auf 915 °C erhitzt wurde, wobei die Gewichtsabnahme nach dem Eintauchen gemessen wurde. Die Resultate aus diesen Tests sind in 30 Tabelle 1 aufgezeichnet.
Art der Zusammensetzung in Gew.-%
Legierung
C Si Cr W Mo Ti
Tabelle 1
AI Mn Ni Fe Nb B Co
Härte bei Hoch- Tempera- Widerstand Zimmer- temp.- turwechsel- gegen temp. Härte Widerstand Bleihaltekorrosion
(HrC) (Hv) (Zyklen) (g/cm2/h)
Legierungen auf Kobaltbasis gemäss der Erfindung
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28,2
10,23 2,10
0,74
0,28
-
_
Rest
52
349
21
0,014
12
0,92
1,47
28,0
16,84 0,16
0,75
0,27
-
_ _ _
Rest
64
387
9
0.011
13
0,95
0,97
30,1
8,9
0,12
0,56
0,63
-
_ _ _
Rest
46
328
24
0,009
14
0,96
0,98
30,4
1,06 9,78
0,54
0,65
-
_ _
Rest
57
362
11
0,016
15
1,51
0,21
25,1
6,1
3,1
0,011
3,06
-
_ _ _
Rest
48
328
28
0,009
16
1,50
0,22
25,0
6,1
3,2
2,35
1,51
-
_ _
Rest
50
335
24
0,012
17
1,52
0,21
25,1
6,0
3,0
3,26
1,03
-
_ _ _
Rest
57
360
17
0,023
18
1,50
0,20
25,4
5,9
3,1
4,47
0,08
-
_ _ _
Rest
62
375
10
0,039
19
1,53
0,30
25,7
2,8
5,6
3,56
0,012
-
_ _ _
Rest
47
332
22
' 0,026
20
1,54
0,31
25,6
2,9
5,8
1,72
2,69
-
_ _
Rest
51
347
18
0,014
21
1,52
0,31
25,6
3,0
5,5
1,01
3,65
-
_ _ _
Rest
60
365
14
0,009
22
1,50
0,30
25,2
2,7
5,4
0,05
5,41
-
_ _ _
Rest
64
378
8
0,004
23
2,01
2,51
30,1
7,4
2,9
1,20
0,1
0,013
_ _ _
Rest
46
326
29
0,011
24
2,02
2,53
30,0
7,5
2,7
1,19
0,13
0,68
_ _ _
Rest
49
338
24
0,014
25
2,01
2,52
30,3
7,3
2,7
1,20
0,10
1,86
_ _ _
Rest
51
342
20
0,016
26
2,51
1,04
15,1
2,6
3,0
0,89
1,53
-
8,8 - -
Rest
45
329
31
0,010
27
2,52
1,03
15,2
2,4
3,2
0,86
1,52
-
20,4 - -
Rest
50
347
26
0,012
28
2,50
1,05
15,0
2,7
3,1
0,88
1,54
-
31,4 - - -
Rest
52
353
22
0,013
5
662 130
Art der Zusammensetzung in Gew.-%
Härte bei
Hoch-
Tempera
Widerstand
Legie
Zimmer-
temp.-
turwechsel-
gegen rung
temp.
Härte
Widerstand Bleihalte-
korrosion
C
Si
Cr
W
Mo
Ti
Al
Mn
Ni
Fe
Nb
B
Co
(HrC)
(Hv)
(Zyklen)
(g/cm2/h)
29
3,31
1,80
20,4
10,3
2,5
1,70
2,01
1,2
Rest
51
346
18
0,008
30
3,30
1,83
20,3
10,0
2,4
1,68
2,03
-
-
15,6
-
-
Rest
47
328
32
0,015
31
1,25
1,35
29,7
3,5
1,6
2,52
3,04
-
-
-
0,012
-
Rest
46
330
26
0,012
32
1,24
1,36
29,6
3,7
1,5
2,50
3,01
-
-
-
0,77
-
Rest
50
349
20
0,014
33
1,22
1,35
29,4
3,4
1,5
2,51
3,02
-
-
-
1,46
-
Rest
54
360
12
0,015
34
1,03
2,01
26,6
1,5
0,7
0,92
0,56
-
-
-
-
0,011
Rest
45
328
31
0,016
35
1,04
2,03
26,4
1,6
0,8
0,91
0,51
-
-
-
-
0,69
Rest
48
339
22
0,013
36
1,01
2,00
26,2
1,6
0,5
0,93
0,53
-
-
-
-
1,46
Rest
53
355
11
0,010
37
1,24
0,61
15,1
5,1
3,0
1,16
2,53
-
-
-
0,83
0,062
Rest
49
336
24
0,006
38
1,26
0,60
14,9
5,3
3,2
1,20
2,50
0,80
28,7
-
-
-
Rest
50
341
28
0,008
39
1,26
0,62
15,0
5,1
3,1
1,21
2,52
1,52
-
14,9
-
-
Rest
48
327
33
0,016
40
1,27
0,61
15,1
5,0
3,1
1,19
2,50
0,43
-
-
1,27
-
Rest
49
335
24
0,015
41
1,23
0,59
15,1
4,9
3,0
1,16
2,49
-0,24
-
-
-
1,261
Rest
51
341
18
0,011
42
1,27
0,61
15,0
5,1
3,1
1,15
2,51
-
15,6
10,2
-
-
Rest
49
344
29
0,013
43
1,25
0,60
15,2
5,0
3,1
1,17
2,53
-
21,1
-
0,76
-
Rest
51
350
26
0,013
44
1,25
0,60
15,1
4,9
3,0
1,15
2,50
-
26,0
-
0,08
0,802
Rest
53
357
22
0,011
45
1,24
0,65
15,2
5,1
3,1
1,20
2,51
-
-
9,8
-
0,503
Rest
50
336
30
0,012
46
1,25
0,62
15,1
5,0
3,2
1,18
2,50
-
-
10,2
1,07
-
Rest
49
334
31
0,016
47
1,27
0,63
15,3
5,1
3,2
1,16
2,52
1,02
9,7
3,2
-
-
Rest
50
347
29
0,014
48
1,27
0,61
15,1
5,3
3,1
1,17
2,53
0,51
20,4
-
0,56
0,009
Rest
52
350
24
0,012
49
1,26
0,61
15,0
5,1
3,1
1,20
2,51
-
22,7
5,8
-
0,011
Rest
52
353
28
0,012
50
1,27
0,62
15,1
5,0
3,0
1,16
2,53
0,68
-
4,9
1,40
-
Rest
51
340
30
0,017
51
1,24
0,60
15,2
5,1
3,0
1,15
2,50
0,11
-
7,2
-
1,02
Rest
53
348
28
0,011
52
1,25
0,61
15,1
5,0
3,1
1,12
2,51
0,09
15,1
9,9
0,54
0,031
Rest
54
351
26
0,012
Legierungen auf Kobaltbasis zum Vergleich
1
0,36* 0,68
15,1
5,0
3,3
1,09
2,51
-
-
-
-
-
Rest
42
299
45
0,007
2
3,69* 0,67
15,2
5,1
3,1
1,10
2,48
-
-
-
-
-
Rest
62
380
1
0,012
3
1,04
0,45
8,6*
2,7
5,8
2,02
1,03
-
-
-
-
-
Rest
43
305
30
0,019
4
1,05
0,42
39,1*
2,6
5,6
2,01
1,01
-
-
-
-
-
Rest
59
360
4
0,002
5
0,91
1,51
28,3
_*
9,01 0,76
0,31
-
-
-
-
-
Rest
43
304
28
0,024
6
0,96
0,97
30,1
9,8
_*
0,58
0,62
-
-
-
-
-
Rest
44
306
23
0,008
7
0,95
0,96
30,3
1,10 11,2* 0,60
0,64
-
-
-
-
-
Rest
59
370
4
0,023
8
1,50
0,22
25,3
6,1
3,0
_*
3,00
-
-
-
-
-
Rest
45
305
8
0,007
9
1,51
0,21
25,5
6,0
3,2
4,71* 0,09
-
-
-
-
-
Rest
64
378
3
0,046
10
1,54
0,31
25,9
2,7
5,7
3,50
_*
-
-
-
-
-
Rest
45
302
20
0,040
Herkömmliche Legierungen uaf Kobaltbasis
1
1,01
1,47
28,1
4,03
-
-
-
0,78
-
-
-
-
Rest
44
280
5
0,109
2
1,37
1,49
29,0
8,01
-
-
-
0,79
-
-
-
-
Rest
47
291
3
0,103
Aus Tabelle 1 geht eindeutig hervor, dass die Legierungen auf Kobaltbasis gemäss der Erfindung, die unter Nr. 1 bis 52 festgehalten sind, besser abschneiden als die herkömmlichen Ausführungen in Bezug auf Hochtemperatur-Härte sowie auf den Widerstand gegen Temperaturwechselrisse und Bleikalkkorrosion. Andererseits zeigen die vergleichenden Legierungen auf Kobaltbasis Nr. 1 bis 10, dass, wenn der Anteil von einem der Zusätze ausserhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung liegt, mindestens die erwähnte der obengenannten Eigenschaften dazu neigt, unterhalb derjenigen der Legierung auf Kobaltbasis gemäss der Erfindung zu liegen.
Ferner wird darauf hingewiesen, dass, obschon die Resultate der Legierungen auf Kobaltbasis gemäss der Erfindung bei Verwendung als Materialien für das Aufbauschweissen gezeigt wurden, es nur natürlich ist, dass diese Legierungen auch beim Giessen ausgezeichnete Eigenschaften aufweisen. ; Wie bereits erwähnt haben die Legierungen auf Kobaltbasis gemäss der vorliegenden Erfindung ausgezeichnete Eigenschaften in Bezug auf Hochtemperatur-Härte, sowie bezüglich Widerstand gegen Temperaturwechselrisse und Bleikalkkorrosion, wobei diese Eigenschaften den hohen Anforderun-) gen an Ventile und an Ventilsitze in Hochleistungs-Verbren-nungsmotoren genügen. Infolgedessen leisten diese Teile unter höchster Belastung während langer Zeit zuverlässigen Dienst, sofern Materialien gemäss der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
o
Claims (17)
- 6621302PATENTANSPRÜCHE1. Legierung auf Kobaltbasis, insbesondere für Ventile und Ventilsitze an Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,5 bis 3,5% C, 0,1 bis 3,0% Si, 10 bis 37% Cr, 0,1 bis 17% W, 0,1 bis 10,0% Mo, 0,01 bis 4,50% Ti und 0,01 bis 5,50% AI, jeweils in Gew.-%, sowie Kobalt und weitere Bestandteile aufweist.
- 2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Bestandteile unvermeidliche Begleitstoffe einschliessen.
- 3. Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein, zwei oder mehr der folgenden Elemente: 0,01 bis 2,0% Mn, 8 bis 32% Ni, 1 bis 16% Fe, 0,01 bis 1,50% Nb und 0,001 bis 1,50% B aufweist.
- 4. Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie 8 bis 32% Ni aufweist.
- 5. Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie 1 bis 16% Fe aufweist.
- 6. Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,01 bis 1,50% Nb und/oder 0,001 bis 1,50% B aufweist.
- 7. Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,01 bis 2,0% Mn und 8 bis 32% Ni aufweist.
- 8. Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,01 bis 2,0% Mn und 1 bis 16% Ni aufweist.
- 9. Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,01 bis 1,50% Nb und/oder 0,01 bis 1,50% B aufweist.
- 10. Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie 8 bis 32% Ni und 1 bis 16% Fe aufweist.
- 11. Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie 8 bis 32% Ni und 0,01 bis 1,50% Nb und/oder 0,001 bis 1,50% B aufweist.
- 12. Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie 1 bis 16% Fe und 0,01 bis 1,50% Nb und/oder 0,001 bis 1,50% B aufweist.
- 13. Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,01 bis 2,0% Mn und 1 bis 16% Fe aufweist.
- 14. Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,01 bis 2,0% Mn, 8 bis 32% Ni und 0,01 bis 1,50% Nb und/oder 0,001 bis 1,50% B aufweist.
- 15. Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie 8 bis 32% Ni und 1 bis 16% Fe, sowie 0,01 bis 1,50% Nb und/oder 0,001 bis 1,50% B aufweist.
- 16. Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,01 bis 2,0% Mn, 1 bis 16% Fe und 0,01 bis 1,50% Nb und/oder 0,001 bis 1,50% B aufweist.
- 17. Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,01 bis 2,0% Mn, 8 bis 32% Ni sowie 1 bis 16% Fe und 0,01 bis 1,50% Nb und/oder 0,001 bis 1,50% B aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58006099A JPS59129746A (ja) | 1983-01-18 | 1983-01-18 | エンジンバルブおよび同バルブシ−ト用Ｃｏ基合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH662130A5 true CH662130A5 (de) | 1987-09-15 |
Family
ID=11629053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH4428/84A CH662130A5 (de) | 1983-01-18 | 1984-01-17 | Legierung auf kobaltbasis, insbesondere fuer ventile und ventilsitze an verbrennungsmotoren. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4765955A (de) |
| JP (1) | JPS59129746A (de) |
| KR (1) | KR890002282B1 (de) |
| CH (1) | CH662130A5 (de) |
| DE (1) | DE3490022T1 (de) |
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1986
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