DE102004040056A1 - High- and wear-resistant, corrosion-resistant cast iron material - Google Patents

High- and wear-resistant, corrosion-resistant cast iron material Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gusseisenwerkstoff. Die Erfindung ist insbesondere gekennzeichnet durch eine Matrix, die > 50% nadeligen Ferrit, < 20% Austenit, < 30% Martensit, < 50% Perlit und < 15% Karbide umfasst.The present invention relates to a cast iron material. The invention is characterized in particular by a matrix which comprises> 50% of needle-like ferrite, <20% of austenite, <30% of martensite, <50% of pearlite and <15% of carbides.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gusseisenwerkstoff und insbesondere Kolbenringe, die als Grundkörper einen derartigen Gusseisenwerkstoff aufweisen. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen neuen Gusseisenwerkstoff, der nadeligen Ferrit mit bestimmten Anteilen aus Austenit, Martensit und/oder Perlit umfasst.The The present invention relates to a cast iron material, and more particularly Piston rings acting as a basic body have such a cast iron material. The present invention in particular concerns a new cast iron material, the needle-like Ferrite with certain proportions of austenite, martensite and / or Perlite includes.

Gusseisenwerkstoffe können in verschiedenen Mikrostrukturen vorliegen, die durch Verwendung spezieller Zusammensetzungs- und/oder Verfahrensparameter eingestellt werden können.Cast iron materials can exist in various microstructures that can be obtained by use set special composition and / or process parameters can be.

Ein Gusseisenwerkstoff, der ein bainitisches bis martensitisches Grundgefüge aufweist, das durch eine Wärmebehandlung erzugt ist, wird beispielsweise in der DE 24 28 821 A beschrieben. In dem Grundgefüge sind lamellare bis knötchenförmige Graphitausscheidungen enthalten, um Notlaufeigenschaften zu gewährleisten.A cast iron material having a bainitic to martensitic base structure, which is obtained by a heat treatment, is used, for example, in US Pat DE 24 28 821 A described. The basic structure contains lamellar to nodular graphite precipitates to provide runflat properties.

Ein Verfahren zur Herstellung eines perlitischen und/oder ferritischen Gusseisens wird in der US 3,565,698 beschrieben. Hier wird das Ausgangsmaterial in der Schmelze mit Mischmetall versetzt und zu einem Rohling gegossen. Der Rohling wird nach dem Gießen bei einer Temperatur in einem Bereich von 900 °C und 1050 °C geglüht, um den Zementit in Lösung zu setzen, um einen schwarzen Temperguss zu erzeugen. Wie in der US 3,000,770 beschrieben wird, kann die Glühzeit durch das Zugeben von Schwefel in einer bedeutenden Menge zu dem Ausgangsmaterial reduziert werden.A process for producing a pearlitic and / or ferritic cast iron is disclosed in US patent no US 3,565,698 described. Here, the starting material is mixed with molten metal in the melt and poured into a blank. The blank after annealing is annealed at a temperature in the range of 900 ° C and 1050 ° C to dissolve the cementite to produce a black malleable cast iron. Like in the US 3,000,770 described, the annealing time can be reduced by adding sulfur in a significant amount to the starting material.

Gusseisenwerkstoffe bzw. Gusseisenlegierungen werden gewöhnlich zur Herstellung hoch beanspruchter Teile von Verbrennungskraftmotoren, wie beispielsweise Kolbenringe, verwendet. Kolbenringe unterliegen in hochbeanspruchten Motoren einer zunehmenden Belastung, wie beispielsweise Kompressionsdruck, Verbrennungstemperatur, Schmierfilmreduzierung, die deren Funktionseigenschaften wie Verschleiß, Brandspurbeständigkeit, Microweßding, Korrosionsbeständigkeit maßgeblich beeinflussen.Cast iron materials or cast iron alloys usually become high for manufacturing claimed parts of internal combustion engines, such as Piston rings, used. Piston rings are subject to high stress Engines of increasing load, such as compression pressure, Combustion temperature, lubricating film reduction, their functional properties such as wear, fire resistance, Microweßding, corrosion resistance decisively influence.

Kolbenringe dichten den zwischen Kolbenkopf und Zylinderwand vorhandenen Spalt gegenüber dem Brennraum ab. Bei der Auf- und Abbewegung des Kolbens gleitet der Kolbenring einerseits mit seiner äußeren Umfangsfläche in ständiger federnder Anlage gegen die Zylinderwand, andererseits gleitet der Kolbenring, bedingt durch die Kippbewegungen des Kolbens, oszillierend in seiner Kolbenringnut, wobei seine Flanken wechselnd an der oberen oder unteren Nutenflanke der Kolbenringnut anliegen. Bei den jeweils gegeneinander laufenden Gleitpartnern tritt in Abhängigkeit des Materials ein mehr oder weniger starker Verschleiß auf, der bei einem Trockenlauf zu sogenannten Fressern, Riefenbildung und schließlich zu einer Zerstörung des Motors führen kann. Um das Gleitverhalten von Kolbenringen gegenüber der Zylinderwand zu verbessern, wurden diese an deren Umfangsfläche mit Beschichtungen aus unterschiedlichen Materialien versehen.piston rings seal the gap between the piston head and the cylinder wall across from from the combustion chamber. During the up and down movement of the piston slides the piston ring on the one hand with its outer peripheral surface in constant sprung Plant against the cylinder wall, on the other hand, the piston ring slides, due to the tilting movements of the piston, oscillating in his Piston ring groove, with its flanks alternating at the top or abut lower groove flank of the piston ring groove. At each against each other running sliding partners occurs in dependence a more or less severe wear on the material, the in a dry run to so-called munching, scoring and after all to a destruction lead the engine can. To the sliding behavior of piston rings opposite the Cylinder wall to improve, they were with their peripheral surface with Coatings made of different materials provided.

Kompressionsringe in hoch beanspruchten Motoren, wie beispielsweise Dieselmotoren oder 2-Takt Dieselmotoren, werden beispielsweise bevorzugt als Gusskolbenringe mit einer Laufflächenbeschichtung, beispielsweise Chrom-Keramik-Beschichtung, thermische Spritzschicht, PVD-Schicht oder Einlaufschicht, ausgelegt.compression rings in highly stressed engines, such as diesel engines or 2-stroke diesel engines, for example, are preferred as cast piston rings with a tread coating, for example, chrome-ceramic coating, thermal spray coating, PVD layer or inlet layer, designed.

Weiterhin ist in der EP 1 384 794 A1 ein Gusseisenwerkstoff für Kolbenringe beschrieben, der eine spezifische chemische Zusammensetzung aufweist und einer Wärmebehandlung unterworfen wird, die eine Austenisierungsbehandlung, gefolgt von einem isothermalen Härtungsverfahren, umfasst. Durch den Einsatz von Kugelgraphitbildenden Zusätzen wird ein sphärolitischer Werkstoff erhalten. Bei Kolbenringen muss der Gusseisenwerkstoff eine Matrix aus Perlit mit geringen Anteilen von Ferrit aufweisen, um eine optimale Wärmebehandlung zu erfahren. Durch eine derartige Wärmebehandlung können zwar die mechanischen Eigenschaften von Gusseisenwerkstoffen verbessert werden, aber die Kosten der Wärmebehandlung verteuern das Produkt.Furthermore, in the EP 1 384 794 A1 discloses a cast iron material for piston rings which has a specific chemical composition and is subjected to a heat treatment comprising an austenizing treatment followed by an isothermal hardening process. Through the use of spheroidal graphite forming additives a spherulitic material is obtained. For piston rings, the cast iron material must have a matrix of pearlite with small amounts of ferrite for optimum heat treatment. Although such a heat treatment can improve the mechanical properties of cast iron materials, the cost of the heat treatment makes the product more expensive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Gusseisenwerkstoff bereitzustellen, der eine erhöhte Verschleißbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweist, ohne dass die Herstellungskosten erhöht sind sowie einen Kolbenring bereitzustellen, der ein vermindertes Bruchrisiko aufweist und bei gestiegener mechanisch-dynamischer Belastung das weitere Funktionsverhalten über lange Lebensdauern garantiert.task the present invention is to provide a cast iron material, the increased wear resistance and corrosion resistance has, without the production costs are increased and a piston ring to provide, which has a reduced risk of breakage and at Increased mechanical-dynamic load the further functional behavior over a long time Lifetimes guaranteed.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Gusseisenwerkstoff gemäß Anspruch 1, einen Kolbenring gemäß Anspruch 11 gelöst.According to the invention Task by a cast iron material according to claim 1, a piston ring according to claim 11 solved.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung enthalten.In the dependent claims are advantageous embodiments of the invention.

Erfindungsgemäß wird ein Gusseisenwerkstoff bereitgestellt, der eine Matrix aufweist, die nadeligen Ferrit und/oder Martensit mit Anteilen aus Austenit und/oder Perlit umfasst. Insbesondere weist die Matrix Phasenanteile auf, die im Matrixgefüge derart eingestellt sind, dass ein Phasengemisch > 50 % nadeligen Ferrit, < 20 % Austenit, < 30 % Martensit, < 50 % Perlit und < 15 % Karbide umfasst. Bei bevorzugten Ausführungsformen sind die Anteile des Phasengemischs wie folgt: > 65 % nadeligen Ferrit, < 5 % Austenit, < 10 % Martensit, < 10 % Perlit und < 7 % Karbide. Bei dem Ferrit kann es sich dabei um zementitfreien nadeligen Ferrit oder zementithaltigen nadeligen Ferrit und deren Mischungen handeln.According to the invention is a Cast iron material provided having a matrix, the acicular ferrite and / or martensite with proportions of austenite and / or Perlite includes. In particular, the matrix has phase components, those in the matrix structure are set so that a phase mixture comprises> 50% needle-like ferrite, <20% austenite, <30% martensite, <50% perlite and <15% carbides. In preferred embodiments the proportions of the phase mixture are as follows:> 65% acicular ferrite, <5% austenite, <10% martensite, <10% perlite and <7% carbides. at the ferrite may be cementite - free needle ferrite or cemented acetic ferrite and their mixtures.

Der erfindungsgemäße Gusseisenwerkstoff weist bevorzugt die folgende chemische Zusammensetzung in Gew.-% auf: Kohlenstoff 3,0 bis 4,2; Silizium 1,0 bis 3,5; Mangan max. 1,0; Phosphor max. 0,4; Schwefel max. 0,1; Chrom max. 5,0; Kupfer max. 3,0; Magnesium max. 0,08; Zinn max. 0,3; Molybdän max. 3,0; Vanadium max. 1,0, Nickel 1,0 bis 6,0; Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen. Dieser Gusseisenwerkstoff zeichnet sich insbesondere durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit, Verschleißbeständigkeit und Biegebruchfestigkeit aus. Gleichzeitig verfügt der erfindungsgemäße Gusseisenwerkstoff über eine hervorragende Zähigkeit, was sich insbesondere positiv auf die Bruchneigung auswirkt.Of the Cast iron material according to the invention preferably has the following chemical composition in% by weight on: carbon 3.0 to 4.2; Silicon 1.0 to 3.5; Manganese max. 1.0; Phosphorus max. 0.4; Sulfur max. 0.1; Chrome max. 5.0; copper Max. 3.0; Magnesium max. 0.08; Tin max. 0.3; Molybdenum max. 3.0; Vanadium max. 1.0, nickel 1.0 to 6.0; Remaining iron and production-related Impurities. This cast iron material stands out in particular by a high corrosion resistance, Wear resistance and Bending strength from. At the same time, the cast iron material according to the invention has a excellent toughness, which in particular has a positive effect on the tendency to breakage.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Gusseisenwerkstoff die folgende Zusammensetzung in Gew.-% auf Kohlenstoff 3,0 bis 4,0; Silizium 1,0 bis 3,0; Mangan max. 1,0; Phosphor max. 0,3; Schwefel max. 0,05; Chrom max. 0,5; Kupfer 0,5 bis 3,0; Magnesium max. 0,08; Zinn max. 0,25; Vanadium max. 0,1, Molybdän max. 0,08; Nickel 1,0 bis 4,0; Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen.In a preferred embodiment the cast iron material has the following composition in% by weight on carbon 3.0 to 4.0; Silicon 1.0 to 3.0; Manganese max. 1.0; Phosphorus max. 0.3; Sulfur max. 0.05; Chrome max. 0.5; Copper 0.5 to 3.0; Magnesium max. 0.08; Tin max. 0.25; Vanadium max. 0.1, molybdenum max. 0.08; Nickel 1.0 to 4.0; Remaining iron and manufacturing impurities.

Die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Gusseisenwerkstoffs können weiterhin spezifisch gesteuert werden, in dem die Art der im Werkstoff vorliegenden Graphitausbildung sphärolitisch und/oder vermicullar oder lamellar variiert wird.The Properties of the cast iron material according to the invention can continue to be specifically controlled, in which the nature of the material present graphitic formation spherulitic and / or vermicullar or lamellar is varied.

Vermiculargraphit ist "wurmförmiger" Graphit, welcher in seiner Morphologie zwischen Lamellengraphit und Kugelgraphit liegt und wird im allgemeinen mit GJV abgekürzt. Aufgrund der vermicularen Graphitausbildung weichen die Eigenschaften im wesentlichen vom Ferrit-/Perlit-Verhältnis im Grundgefüge sowie vom Anteil des begleitenden Kugelgraphits ab. Üblich sind hier 80–90% Vermiculargraphit, der Rest besteht aus Kugelgraphit. GJV eignet sich daher für thermisch beanspruchte, insbesondere temperaturwechselbeanspruchte Bauteile wie Kolbenringe.compacted is "worm-shaped" graphite, which in its morphology between lamellar graphite and nodular graphite is and is generally abbreviated to GJV. Due to the vermicularen Graphite formation essentially differs from the properties of Ferrite / pearlite ratio in the basic structure and the proportion of the accompanying nodular graphite. Are common here 80-90% Vermicular graphite, the remainder consists of nodular graphite. GJV is suitable therefore for thermally stressed, in particular temperature-cycled components like piston rings.

Gusseisen mit sphärolitischer bzw. „kugelförmiger" Graphitausbildung ist auch als GJS bekannt. Bei diesem Werkstoff ist der Hauptanteil des Kohlenstoffs im Gusszustand in Form von Kugelgraphit ausgeschieden.cast iron with spherolitic or "spherical" graphite formation is also known as GJS. This material is the main component of the carbon in the casting state in the form of nodular graphite.

Bei Gusseisenwerkstoffen mit lamellarer Graphitausbildung wird der Hauptanteil des Kohlenstoffes im Gusszustand in Form von Lamellen ausgeschieden. Ein derartiger Werkstoff ist auch als GJL bekannt.at Cast iron materials with lamellar graphite formation become the main component The carbon excreted in the cast state in the form of lamellae. Such a material is also known as GJL.

Ein lamellargraphitischer Gusseisenwerkstoff weist einen sehr guten Wärmeleitkoeffizienten und eine sehr gute Dämpfung auf, während ein sphärolitischer Gusseisenwerkstoff den Vorteil einer deutlich geminderten Kerbwirkung und deutlich höheren Zugfestigkeit und Duktilität aufweist. Ein vermiculargraphitischer Gusseisenwerkstoff weist höhere Festigkeitseigenschaften als andere Graphitausbildungen auf. Natürlich ist es möglich, einen Gusseisenwerkstoff mit verschiedenen Graphitausbildungen alleine sowie als Gemisch bereitzustellen. Verfahren sind dem Fachmann bekannt. Eine Graphitüberführung zu einem Gusseisenwerkstoff mit vermicularer Graphitausbildung (GJV) oder sphärolitischer Graphitausbildung (GJS) kann beispielsweise durch eine Mg-Behandlung, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, erreicht werden. Beispiele für Modifikationsverfahren sind GF(Georg-Fischer)-Konverter, Sandwich, Durchfluss, Fülldraht-Injektionsbehandlung.One lamellar graphitic cast iron material has a very good coefficient of thermal conductivity and a very good damping on, while a spherolitic Cast iron material has the advantage of a significantly reduced notch effect and much higher Tensile strength and ductility having. A vermicular graphitic cast iron material has higher strength properties than other graphite formations. Of course it is possible one Cast iron material with different graphite formations alone as well as a mixture. Methods are known in the art. A graphite transfer to a cast iron material with vermicular graphite formation (GJV) or spherulitic Graphite Formation (GJS) can be achieved, for example, by Mg treatment, as is known in the art, can be achieved. Examples for modification procedures are GF (Georg Fischer) converter, sandwich, flow, cored wire injection treatment.

Der Gusseisenwerkstoff kann weiterhin ein Element enthalten, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Titan, Niob, Tantal, Wolfram, Bor, Tellur oder Bismut oder deren Kombinationen, insbesondere in einer Menge von bis zu 0,1 Gew.-%. Derartige Elemente bilden leicht Karbide und verbessern die Verschleißbeständigkeit. Weiterhin kann der Gusseisenwerkstoff einen Zusatzstoff enthalten, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Kobalt, Antimon, Calcium, Strontium, Aluminium, Lanthan, Cer, Seltenerdmetallen oder deren Kombinationen, bevorzugt in einer Menge von bis zu 0,1 Gew.-%. Seltenerdmetalle. Diese Elemente und Zusatzstoffe können herstellungsbedingte Verunreinigungen sein oder während des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gusseisenwerkstoffs zu der Schmelze zugegeben werden.The cast iron material may further contain an element selected from the group consisting of titanium, niobium, tantalum, tungsten, boron, tellurium or bismuth or combinations thereof, in particular in an amount of up to 0.1% by weight. Such elements easily form carbides and improve wear resistance. Furthermore, the cast iron material may contain an additive which is selected from the group consisting of cobalt, antimony, calcium, strontium, aluminum, lanthanum, cerium, rare earth metals or combinations thereof, preferably in an amount of up to 0.1% by weight. , Rare earth metals. These elements Te and additives may be manufacturing impurities or added to the melt during the process for producing the cast iron material according to the invention.

Weiterhin kann der Gusseisenwerkstoff Blei, Zink, Stickstoff und weitere nicht explizit genannte Inhaltsstoffe in einer Menge von bis zu 0,1 Gew.-% enthalten. Der Anteil an Ausgangsmaterialien, Bestandteilen, Inhaltstoffen, Elementen, Zusatzstoffen kann durch verschiedene, dem Fachmann bekannte Verfahren eingestellt werden. Die chemische Zusammensetzung wird insbesondere in Abhängigkeit vom Gussstückmodul eingestellt.Farther The cast iron material can not lead, zinc, nitrogen and more explicitly mentioned ingredients in an amount of up to 0.1% by weight contain. The proportion of starting materials, ingredients, ingredients, Elements, additives can by various known to those skilled Procedures are set. The chemical composition will especially depending from the casting module set.

Weiterhin ist der Gusseisenwerkstoff gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere zur Herstellung von Kolbenringen geeignet. Zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit können die Kolbenringe ebenfalls teil- oder ganzflächig, an ihren Laufflächen und/oder ihren Flankenflächen induktiv gehärtet, nitriert oder beschichtet sein. Durch die Gehalte an Nickel, Kupfer, Zinn und Chrom wird die Korrosionsbeständigkeit des Werkstoffs positiv beeinflusst. Dies ist insbesondere bei 2-Takt Motoren wichtig, weil die Kolbenringe dort aggressiven Medienausgesetzt sind, deshalb ist der erfindungsgemäße Gusseisenwerkstoff bestens als Grundstruktur für einen Kolbenring geeignet.Farther is the cast iron material according to the present Invention particularly suitable for the production of piston rings. To improve the wear resistance can the piston rings also partially or fully, on their treads and / or their flank surfaces inductively hardened, nitrided or coated. Due to the contents of nickel, copper, Tin and chrome, the corrosion resistance of the material is positive affected. This is especially important for 2-stroke engines because the piston rings are exposed there to aggressive media, therefore is the cast iron material according to the invention Great as a basic structure for a piston ring suitable.

Bei dem Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gusseisenwerkstoffs wird zuerst eine Schmelze hergestellt. Die Schmelze weist bevorzugt die folgende Zusammensetzung in Gew.-% auf Kohlenstoff 3,0 bis 4,2; Silizium 1,0 bis 3,5; Mangan max. 1,0; Phosphor max. 0,4; Schwefel max. 0,1; Chrom max. 5,0; Kupfer max. 3,0; Magnesium max. 0,08; Zinn max. 0,3; Vanadium max. 1,0, Molybdän max. 3,0; Nickel 1,0 bis 6,0; Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen. Anschließend wird ein Rohling unter Erstarrung der Schmelze hergestellt.at the method for producing the cast iron material according to the invention is first a melt produced. The melt preferably has the the following composition in wt .-% of carbon 3.0 to 4.2; Silicon 1.0 to 3.5; Manganese max. 1.0; Phosphorus max. 0.4; sulfur Max. 0.1; Chrome max. 5.0; Copper max. 3.0; Magnesium max. 0.08; Tin max. 0.3; Vanadium max. 1.0, molybdenum max. 3.0; Nickel 1.0 to 6.0; Remaining iron and manufacturing impurities. Subsequently, will a blank produced by solidification of the melt.

Der Rohling kann dann gemäß im Stand der Technik bekannten Methoden zu einem Kolbenring weiterverarbeitet werden.Of the Blank can then according to in the state the technique known methods to a piston ring processed become.

Das Verfahren zur Herstellung des Gusseisenwerkstoffs erfolgt ohne weitere Wärmebehandlung. Bei größeren Abmessungen (Mo 1,5 cm) ist keine zusätzliche Wärmebehandlung erforderlich. Bei kleineren Abmessungen kann ein zusätzliches Anlassen nötig sein, aber ein Vergüten ist nicht mehr notwendig. Das Anlassen erfolgt dann gegebenenfalls bei Temperaturen von < 700 °C.The Process for the production of the cast iron material takes place without further Heat treatment. For larger dimensions (Mo 1.5 cm) is no additional heat treatment required. For smaller dimensions, an additional Tempering necessary be, but a reward is no longer necessary. The tempering then takes place if necessary at temperatures of <700 ° C.

1 zeigt die Gussstruktur eines erfindungsgemäßen Gusseisenwerkstoffs in einer Vergrößerung von 500:1, der mit Nital 2% geätzt worden ist. 1 shows the cast structure of a cast iron material according to the invention in a magnification of 500: 1, which has been etched with Nital 2%.

Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung ohne sie zu beschränken.The the following example explains without limiting the invention.

Beispielexample

  • Gussstückmodul M : 1,5 cmCast module M: 1.5 cm

Chemische Zusammensetzung:Chemical composition:

Das Grundgefüge besteht aus ca. 60 % nadeligem zementreichem und zementitfreiem Ferrit , ca. 20 % Perlit, ca. 10 % Martensit, <3 % Austenit und <7 % Karbiden. Die mechanischen Eigenschaften des Kolbenrings sind wie folgt: Die Härte ist 320HB2,5, die Biegebruchfestigkeit ist >1100 MPa, wobei die exakte Biegebruchfestigkeit aufgrund der hohen Duktilität des Werkstoffs schwer zu ermitteln ist.The basic structure consists of approx. 60% needle-like cement-rich and cementite-free Ferrite, about 20% perlite, about 10% martensite, <3% austenite and <7% carbides. The mechanical properties of the piston ring are as follows: The hardness is 320HB2.5, the bending strength is> 1100 MPa, where the exact bending strength due to the high ductility of the material hard to determine.

Die Gussstruktur des in dem Beispiel aufgezeigten Gusswerkstoffs, der mit Nital 2% geätzt worden ist, ist in 1 in einer Vergrößerung von 500:1 gezeigt.The cast structure of the cast material shown in the example, which has been etched with Nital 2%, is in 1 shown in a magnification of 500: 1.

Claims (12)

Gusseisenwerkstoff, gekennzeichnet durch eine Matrix, die > 50 % nadeligen Ferrit, < 20 % Austenit, < 30 % Martensit, < 50 % Perlit und < 15 % Karbide umfasst.Cast iron material, characterized by a Matrix that> 50% needlelike ferrite, <20 % Austenite, <30 % Martensite, <50 % Perlite and <15 Includes% carbides. Gusseisenwerkstoff gemäß Anspruch 1; gekennzeichnet durch eine Matrix, die >65% nadeligen Ferrit, <5% Austenit, <10% Martensit, < 10% Perlit und < 7% Karbide umfasstCast iron material according to claim 1; marked through a matrix that is> 65% needlelike ferrite, <5% Austenite, <10% Martensite, <10% Perlite and <7% Carbides includes Gusseisenwerkstoff gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung in Gew.-%: C: 3,0 bis 4,2 Si: 1,0 bis 3,5 Mn: max. 1,0 P: max. 0,4 S: max. 0,1 Cr: max. 5,0 Cu: max. 3,0 Mg: max. 0,08 Sn: max. 0,3 Mo: max. 3,0 V: max 1,0 Ni: 1,0 bis 6,0 Rest: Fe und herstellungsbedingte Verunreinigungen.
Cast iron material according to claim 1 or 2, characterized by the following composition in% by weight: C: 3.0 to 4.2 Si: 1.0 to 3.5 mn: Max. 1.0 P: Max. 0.4 S: Max. 0.1 Cr: Max. 5.0 Cu: Max. 3.0 mg: Max. 0.08 Sn: Max. 0.3 Not a word: Max. 3.0 V: max 1.0 Ni: 1.0 to 6.0 Rest: Fe and production-related impurities.
Gusseisenwerkstoff gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung in Gew.-%: C: 3,0 bis 4,0 Si: 1,0 bis 3,0 Mn: max. 1,0
P: max. 0,3 S: max. 0,05 Cr: max. 0,5 Cu: 0,5 bis 3,0 Mg: max. 0,08 Sn: max. 0,25 V: max. 1,0 Mo: max. 0,08 Ni: 1,0 bis 4,0 Rest: Fe und herstellungsbedingte Verunreinigungen.
Cast iron material according to claim 1 or 2, characterized by the following composition in% by weight: C: 3.0 to 4.0 Si: 1.0 to 3.0 mn: Max. 1.0
P: Max. 0.3 S: Max. 0.05 Cr: Max. 0.5 Cu: 0.5 to 3.0 mg: Max. 0.08 Sn: Max. 0.25 V: Max. 1.0 Not a word: Max. 0.08 Ni: 1.0 to 4.0 Rest: Fe and production-related impurities.
Gusseisenwerkstoff gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ferrit zementitfreien nadeligen Ferrit oder zementithaltigen nadeligen Ferrit und deren Mischungen umfasst.Cast iron material according to any one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the ferrite cement-free needle-like ferrite or cemented needle-like ferrite and their Mixtures includes. Gusseisenwerkstoff gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er sphärolitisch und/oder , vermiculargraphitisch oder lamellargraphitisch ist.Cast iron material according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that it is spherulitic and / or vermiculargraphitisch or lamellar graphitic. Gusseisenwerkstoff gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, der weiterhin ein Element enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ti, Nb, Ta, W, Mo, B oder deren Kombinationen.Cast iron material according to one of the preceding claims 1 to 6, which further contains an item that is selected from the group consisting of Ti, Nb, Ta, W, Mo, B or combinations thereof. Gusseisenwerkstoff gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Element in einer Menge von bis zu 0,1 Gew.-% enthalten ist.Cast iron material according to claim 7, characterized in that that the element contained in an amount of up to 0.1 wt .-% is. Gusseisenwerkstoff gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8, der weiterhin einen Zusatzstoff enthält, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Co, Sb, Ca, Ce, Ta, Sr, Al, La, Ce, Seltenerdmetallen oder deren Kombinationen.Cast iron material according to any one of the preceding claims 1 to 8, which further contains an additive that is selected from the group consisting of Ni, Co, Sb, Ca, Ce, Ta, Sr, Al, La, Ce, rare earth metals or their combinations. Gusseisenwerkstoff gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff in einer Menge von bis zu 0,1 Gew.-% enthalten ist.Cast iron material according to claim 9, characterized in that that the additive contained in an amount of up to 0.1 wt .-% is. Kolbenring, der als Grundkörper einen Gusseisenwerkstoff gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 10 umfasst.Piston ring, which as a basic body a cast iron material according to any of the preceding claims 1 to 10. Kolbenring gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin eine Flanken- und Laufflächenbeschichtung umfasst.Piston ring according to claim 11, characterized in that it further comprises a flank and barrel surface coating comprises.
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