DE731128C

DE731128C - Verwendung von Nickel-Chrom-Eisen-Legierungen fuer Auspuffventile und aehnliche Maschinenteile

Info

Publication number: DE731128C
Application number: DEK154829D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Gerhard Bandel
Original assignee: Krupp Stahl AG
Current assignee: Krupp Stahl AG
Priority date: 1939-06-22
Filing date: 1939-06-22
Publication date: 1943-02-09

Description

Verwendung von Nickel-Chrom-Eisen-Legierungen für Auspuffventile und ähnliche Maschinenteile Den Gegenstand der Erfindung bildet die Verwendung von Legierungen, bestehend aus

0,05 bis I %, insbesondere o,o5 bis o,I5 % Kohlenstoff,

4o bis go %a insbesondere 50 bis S2 % Nickel,

5 bis 30 %o, insbesondere Io bis 2o % Chrom,

mehr als I bis 5 %, insbesondere , I,5 bis 3,5 % Titan,

o,I bis 3 % Mangan,

o,I bis 3 % Silicium.

lest Eisen mit oder ohne die üblichen Verunreinigungen, als Baustoff fürAuspuffventile für hochbeanspruchte Motoren, insbesondere Flugmotoren, und ähnlich beanspruchte Maschinenteile.

Es hat sich gezeigt, daß die aus diesen Legierungen hergestellten Gegenstände eine besonders große Dauerstandfestigkeit und besonders große Warmzerreißfestigkeit aufweisen, wie sie in dieser Höhe bisher noch nicht bekannt waren. Der erzielte Fortschritt ist aus der nachstehenden Zahlentafel I ersichtlich, in der die Dauerstandfestigkeit zweier gemäß der Erfindung zu verwendendenLegierungen inVergleich gesetzt sind zudenDauerstandfestigkeiten einiger für Auspuffventile bereits benutzter oder vorgeschlagener Legierungen. Als Dauerstandfestigkeit ist hierbei eine Belastung angegeben. die eine Delngeschwindligkeitvon höchstens I o X I o-4 ° @/S td. in der 25. bis 35. Belastungsstunde oder eine bleib ende Dehnung von höchstens o,2 l % nach 5o Belastungsstunden hervorruft.

Zahlentafel I

Le- Ilestanclteile in I)auerstanclfestigkeit in kg; mni2

gie-

rang (' Si 'Mn Cr Ni Ti \\" Mo he bei 6oo' C bei 700' C bei Zoo - C

. I

I 0,od o,0 2,8 16 67.4 2.7 - - I Rest > 44 20.5 > 7

2 0,14 0,() 0,6 15,6 58 2,0 - - 41 23 > 6

3 o,Io o.5 0,6 17 73 - 9,9 6 I,8

4 15 o,II 0,14 1,2 I.0 tJ,B 0.8 : 1 16 16 57 56 - - - - - 7 - - I 915 5 IO 7,5 -

6 0,50 1,9 I,I J 15,3 13#5 - 2.4 - - 20 9 2,8

7 0.50 1.0 0,7 "=8 30 2,5 - - - 3o bis 35 1 5 bis 18 2.5 bis 3

,8 o,io I,0 . o,6 I5 30 2,4 - - - 4o 20 5,5

Es ergibt sich hieraus, daß die nach der lErfindutng zu benutzenden Legierungen I und 2 eine mindestens zwei- bis dreimal so große Datuerstandfestigkeit besitzen wie -die centsprechenden titanfreien Legierungen 3 und 4 und die bisher für Auspuffventile für hochbeanspruchte Flugmotoren üblichen bzw. vorgleschlagenen Legierungen 5 und 6. Auch den titanhaltigen, jedoch nickelärmeren Legierungen 7 und 8 sind die Legierungen I und 2 hinsichtlich der Dauerstandfestigkeit überlegen, imn besonderen aber auchi deshalb, weil sie bei läingeremn Glühen bei hohen Temperaturen unter Last nicht verspröden. So zeigten Probestäbe, die I2o bis 5oo Stunden lang bei 6oo bis 8oo)° C ohne oder unter Belastung geglüht worden waren, bei 2o° C die aus der nachstehenden Zahlentafel 2 ersichtlichen Festigkeitswerte:

Zahlentafel 2

Streckgrenze Zugfestigkeit Dehnung FEinschnürung

Legierung hg/inni= kg[mml 5 . d u,."

I 55 bis 6o So bis ioo 25 bis 35 35 bis 46

2 61 Zoo 27 bis 30 35 bis 36

70 cgo 0,I0 o bis I0

63 bis 69 78 bis Ios .4 bis 17 9 bis iq

Es ist hieraus ersichtlich, daß die Legierungen 7 und 8 durch die Glühbehandlung ihre Zähigkeit verloren haben, während bei den Legierungen I und 2 hohe Dehnungs- und lEinschnürwerte erhalten geblieben sind. Die genmäß der Erfindung zu verwendenden Legierungen bleiben deshalb bei Abkühlung nach längerer Betriebsdauer zäh und halten erneuten schlagartigen und wechselnden Beanspruchun)geln, wie sie bei Auspuffventilen auftreten, stand. Siebesitzen einehohe Wechse lfestigkeit bei hohen Temperaturen, und ihre chemischeWiderstandsfähigkeit gegen dieAl)-gase vder Motoren ist außerordentlich grob, auch wenn inm Benzin bleibromidhaltige Antiklopfmittel enthalten sind.

Außer der Verwendung dieser Legierungen als Werkstoff für Auspuffventile bei hochbeanspruchten IF lugmotoren kommt eine Verwendung für Maschinenteile in Frage, die in ähnlich wechselnder Weise bei hohen Temperaturen beansprucht werden, z. B. Turbinenschaufeln für Abgasturbinen, hochbeanspruchte Teile für die Umwälzung von heilen Gasen u. dgl. Dagegen bezieht sich die Erfindung nicht auf die Verwendung der Legierungen als Werkstoffe für Schußwaffenläufe.
Während ferner die metallurgische Herstellung von titanlialtigen Chronm-Niclkel-Eisen-lLegierungen mit verlhältnisnmiißig niedrigem Nickelgehalt bei hohen Titangehalten. z. B. wegen des Entstehens titanhaltiger Einschlüsse, Schwierigkeiten bereitet. treten bei der Herstellung Gier hochnickelhaltigen L egierangen, die gemäß der Erfindung benutzt werden sollen, solche Schwierigkeiten auch bei hohen Titangehalten nur in stark vertnindertetn Maße auf. Sie können daher mit einem hohen Reinheitsgrad hergestellt werden und weisen eine gute Verarbeitbarkeit auf.
Die gemäß der Erfindung zu benutzenden Legierungen können, abgesehen von den oben bereits angegebenen Bestandteilen, noch his zu Io °% Molybdä n, Wolfram, Tantal, Niob, Vanadium einzeln oder gemischt und/oder bis zu I % Alutninium, Zirkon, Beryllium, Calclunm. Cerium oder andere Erdalkalimetalle oder seltene Erden einzeln oder gemischt enthalten.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Legierungen von oberhalb 9oo° C gelegenen Temperaturen abzukühlen und entweder vor der Inbetriebnahme oder auch erst während des Gebrauchs bei unterhalb 9oo° C gelegene Temperatur'anzulassen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Die Verwendung von Legierungen, bestehend ans o,o5 bis I %, insbesondere o,o5 bis o,I5 % Kohlenstoff, ' 4o bis 9o %, insbesondere 5o bis 82 % Nickel, 5 bis 3o %, insbesondere Io bis 2o % Chrom, mehr als i bis 5 %, insbesondere I,5 bis 3,5 % Titan, o,I bis 3 % Mangan, o,I bis 3 % Silicium.

Rest Eisen mit oder ohne den üblichen Verunreinigungen, als Baustoff für Auspuffventile für hochbeanspruchte Motoren, insbesondere Flugmotoren, und ähnlich beanspruchte Maschinenteile. a. Die Verwendung von Legierungen nach Anspruch I, die noch bis zu Io °% molybdän, Wolfram, Tantal, Niob, Vanadium einzeln oder gemischt enthalten, für den Zweck nach Anspruch I. 3. Die Verwendung von Legierungen nach Anspruch I oder z, die noch bis zu I °% Aluminium, Zirkon, Berylliun, Calciunm. Cerium oder andere Erdalkalimetalle oder seltene Erden einzeln oder gemischt enthalten, für den "Zweck nach Anspruch i. Die Verwendung von Legierungen nach den Ansprüchen i bis 3, die von oberhalb ooo° C gelegenen Temperaturen abgekühlt und entweder vor der Inbetriebnahme oder erst während des Gebrauches bei unterhalb goo° C gelegenen Temperaturen angelassen sind, für den Zweck nach Anspruch