DE102009004189A1

DE102009004189A1 - Gusseisenlegierung für Zylinderköpfe

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Publication number: DE102009004189A1
Application number: DE200910004189
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. Müller; Ulf Dipl.-Ing. Schmidtgen; Falk Dr.-Ing. Schönfeld
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2009-01-09
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2029-01-10
Also published as: EP2242599A1; CN102015158A; RU2010142184A; US9132478B2; WO2010079146A1; BRPI1002808A2; DE102009004189B4; EP2242599B1; BRPI1002808B1; US20110132314A1; CN102015158B; RU2491363C2

Abstract

Beschrieben wird eine Gusseisenlegierung mit Lamellengraphit, die als Zusätze aufweist 2,80 Gew.-%-3,60 Gew.-% Kohlenstoff (C), 1,00 Gew.-%-1,70 Gew.-% Silizium (Si), 0,10 Gew.-%-1,20 Gew.-% Mangan (Mn), 0,03 Gew.-%-0,15 Gew.-% Schwefel (S), 0,05 Gew.-%-0,30 Gew.-% Chrom (Cr), 0,05 Gew.-%-0,30 Gew.-% Molybdän (Mo), 0,05 Gew.-%-0,20 Gew.-% Zinn (Sn) und übliche Verunreinigungen, sowie einen daraus erhältlichen Zylinderkopf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gusseisenlegierung mit Lamellengraphit sowie einen daraus gegossenen Zylinderkopf.
Derartige Gusseisenlegierungen bzw. Zylinderköpfe sind bekannt. Ein Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus der DE-A-100 12 918 bekannt. Diese beschreibt einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, der aus legiertem Gusseisen mit Lamellengraphit gegossen ist und als Zusätze 3,30 Gew.-% bis 3,60 Gew.-% Kohlenstoff, 1,73 Gew.-% bis 1,92 Gew.-% Silizium, 0,60 Gew.-% bis 0,90 Gew.-% Mangan, maximal 0,055 Gew.-% Phosphor, maximal 0,10 Gew.-% Schwefel, 0,20 Gew.-% bis 0,32 Gew.-% Chrom, 0,40 Gew.-% bis 0,90 Gew.-% Kupfer, 0,08 Gew.-% bis 0,10 Gew.-% Zinn, 0,035 Gew.-% bis 0,55 Gew.-% Molybdän und 0,01 Gew.-% bis 0,014 Gew.-% Titan enthält. Ferner sind Zylinderköpfe aus legiertem Grauguss bekannt, beispielsweise aus der MAN Werknorm M 3422, April 2000, die als Zusätze 3,30 Gew.-% bis 3,55 Gew.-% Kohlenstoff, 1,80 Gew.-% bis 2,30 Gew.-% Silizium, 0,55 Gew.-% bis 0,80 Gew.-% Mangan, maximal 0,20 Gew.-% Phosphor, maximal 0,13 Gew.-% Schwefel, 0,10 Gew.-% bis 0,15 Gew.-% Chrom, 0,10 Gew.-% bis 0,20 Gew.-% Molybdän, 0,08 Gew.-% bis 0,12 Gew.-% Zinn und maximal 0,15 Gew.-% Kupfer enthalten.
Zur ständigen Verbesserung der Verbrennung bei Motoren werden die Zünddrücke innerhalb des Zylinders ständig weiter erhöht. Der schwächste Bereich ist hier der Ventilsteg des den Verbrennungsraum abschließenden Zylinderkopfes. Zwar sind verschiedene Methoden zur Einstellung der gewünschten Eigenschaften durch Zulegieren von bestimmten Legierungselementen bekannt. Jedoch ist es bisher nicht gelungen, Gusseisenlegierungen bzw. Zylinderköpfe bereitzustellen, die sowohl hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften als auch in Bezug auf die Wärmeleitfähigkeit die gesteigerten Anforderungen, insbesondere hinsichtlich Dauerfestigkeit bzw. Lebensdauer, erfüllen. Hinzu kommt, dass bekannte Legierungen das Zulegieren von teuren Legierungselementen erfordern.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderten Legierungen bzw. Zylinderköpfe so weiter zu bilden, dass die beschriebenen Nachteile weitgehend ausge schlossen sind. Dabei soll es insbesondere möglich sein, eine Legierung bzw. einen Zylinderkopf bereit zu stellen, der verbesserte mechanische Eigenschaften und eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit, insbesondere bei niederen Temperaturen, d. h. bei Temperaturen von etwa 100 bis etwa 400, aufweist. Es ist auch wünschenswert, die Kosten bekannter Legierungen bzw. Zylinderköpfe zu senken.
Vorstehende Aufgabe wird durch eine Gusseisenlegierung mit Lamellengraphit gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gusseisen als Zusätze aufweist 2,80 Gew.-%–3,60 Gew.-% Kohlenstoff (C), 1,00 Gew.-%–1,70 Gew.-% Silizium (Si), 0,10 Gew.-%–1,20 Gew.-% Mangan (Mn), 0,03 Gew.-%–0,15 Gew.-% Schwefel (S), 0,05 Gew.-%–0,30 Gew.-% Chrom (Cr), 0,05 Gew.-%–0,30 Gew.-% Molybdän (Mo), 0,05 Gew.-%–0,20 Gew.-% Zinn (Sn) und übliche Verunreinigungen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Gusseisenlegierung, insbesondere deren Einsatz als Zylinderkopf, gehen aus den nachstehenden noch näher erläuterten Unteransprüchen 2 bis 9 hervor.
Die erfindungsgemäße Legierung bzw. der erfindungsgemäße Zylinderkopf besitzt eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Wärmeleitfähigkeit und eine verbesserte Zugfestigkeit, insbesondere Festigkeit im Ventilsteg. Durch die Kombination hohe Wärmeleitfähigkeit und hohe Festigkeit wird das Auftreten von thermischen Ermüdungsrissen reduziert bzw. deren Verlauf gestoppt oder sogar verhindert. Insbesondere werden Erfolge im Bereich von niederen Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen von etwa 100 bis etwa 400°C erzielt. Der Einsatz der erfindungsgemäßen Legierung führt dazu, dass Risse, die im hohen Temperaturbereich entstehen, im niederen Temperaturbereich nicht weiterlaufen können, d. h. stehen bleiben. Die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Legierung bzw. des erfindungsgemäßen Zylinderkopfes ist somit erhöht. Hinzu kommt, dass die erfindungsgemäße Legierung bzw. der erfindungsgemäße Zylinderkopf kostengünstiger ist als aus dem Stand der Technik bekannte Legierungen bzw. Zylinderköpfe.
Vorzugsweise ist die Matrix des Gefüges der erfindungsgemäßen Gusseisenlegierung bzw. des erfindungsgemäßen Zylinderkopfes aus Perlit mit höchstens etwa 5%, insbesondere höchstens etwa 3%, Ferrit aufgebaut. Ferrit ist hier als Gefüge benannt und nicht als Phase wie in Perlit. Die %-Angaben beziehen sich hier wie bei allen hier erwähnten Gefügeangaben auf den % Anteil im ebenen Schliff. Im Kern liegt der Lamellengraphit in Form I, mit mehr als 80-%, vorzugsweise mehr als 90.-% in Anordnung A, und in Größe 3 oder feiner vor (EN ISO 945:1994-09). Das spezielle Gefüge hat den Vorteil, dass die gewünschten Eigenschaf ten, d. h. Beibehaltung der mechanischen Eigenschaften sowie Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit, weiter verbessert werden. Lamellengraphit in Form I, in Verteilung A und Größe 2 ist aufgrund mangelnder Impfung nur in Bereichen geringer Belastung zulässig. Im Kern kann der Lamellengraphit auch in geringen Anteilen der Verteilung B, C, D und/oder E vorliegen. In Randbereichen bis zu einer Tiefe von 3 mm ist aufgrund des Formstoffeinflusses die Verteilung D + E bis 100% zulässig.
Die bevorzugten Gefügeeigenschaften sind insbesondere in den thermomechanisch stark belasteten Bereichen mit Temperaturwechsel- und thermischer Dauerbeanspruchung von 20–480° und dauerhaft 300–450°C der erfindungsgemäßen Gusseisenlegierung bzw. des erfindungsgemäßen Zylinderkopfes von Bedeutung. An anderen Stellen sind diese eher nachrangig.
Im Zusammenhang mit Zylinderköpfen bedeutet dies optimale Eigenschaften wenn vorstehend spezifiziertes Gefüge an den Stegen zwischen den Ein- und Auslassventilöffnungen, bzw. bei Mehrventilen zwischen den Stegen vorliegt.
Eine Wärmebehandlung durch gezieltes Abkühlen oder Glühbehandlung ist zum Eigenspannungsabbau optional möglich, beeinflusst den metallographischen Gefügeaufbau jedoch nicht.
Die gewünschten Eigenschaften stellen sich insbesondere durch die Kombination der angegebenen Zusätze sowie deren Mengen ein, d. h. diese wirken in synergistischer Weise zusammen.
Kohlenstoff wird in einer Menge von 2,80 Gew.-% bis 3,60 Gew.-%, vorzugsweise 3,20 Gew.-% bis 3,50 Gew.-% und besonders bevorzugt 3,30 Gew.-% bis 3,50 Gew.-% eingesetzt. Ein zu niedriger Kohlenstoffgehalt führt zur Bildung von Mikrolunkern, während ein zu hoher Kohlenstoffgehalt den Nachteil aufweist, dass die Legierung eine zu geringe Festigkeit aufweist.
Silizium wird in einer Menge von 1,00 Gew.-% bis 1,70 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 1,20 Gew.-% bis 1,60 Gew.-% und besonders bevorzugt in einer Menge von 1,30 Gew.-% bis 1,50 Gew.-% eingesetzt. Ein zu niedriger Siliziumgehalt führt zur Weißeinstrahlung, während ein zu hoher Siliziumgehalt den Nachteil aufweist, dass die Wärmeleitfähigkeit stark abfällt.
Mangan wird in einer Menge von 0,10 Gew.-% bis 1,20 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 0,30 Gew.-% bis 0,80 Gew.-% und besonders bevorzugt in einer Menge von 0,50 Gew.-% bis 0,60 Gew.-% eingesetzt. Mangan wird benötigt um den Schwefel abzubinden, denn es soll in der erfindungsgemäßen Legierung kein reiner Schwefel sondern nur Mangansulfid vorliegen. Ein zu hoher Mangangehalt führt zur Weißeinstrahlung.
Schwefel wird in einer Menge von 0,03 Gew.-% bis 0,15 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 0,05 Gew.-% bis 0,14 Gew.-% und besonders bevorzugt in einer Menge von 0,08 Gew.-% bis 0,12 Gew.-% eingesetzt. Schwefel in der Verbindung von MnS wird benötigt, um eine gute Berarbeitbarkeit zu gewährleisten. Zu wenig Schwefel führt dazu, dass die erfindungsgemäße Legierung schlecht zu bearbeiten ist. Ein zu hoher Schwefelgehalt führt zu Gefügefehlern.
Chrom wird in einer Menge von 0,05 Gew.-% bis 0,30 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 0,08 Gew.-% bis 0,20 Gew.-% und besonders bevorzugt in einer Menge von 0,08 Gew.-% bis 0,15 Gew.-% eingesetzt. Chrom hat die Aufgabe den Perlit bei Temperaturen > 550°C zu stabilisieren. Ein zu hoher Chromgehalt führt zu Weißeinstrahlung.
Molybdän wird in einer Menge von 0,05 Gew.-% bis 0,30 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 0,10 Gew.-% bis 0,25 Gew.-% und besonders bevorzugt in einer Menge von 0,10 Gew.-% bis 0,20 Gew.-% eingesetzt. Molybdän gewährleistet die Warmfestigkeit, in der Zylinderkopfanwendung bevorzugt im Bereich von 300°C bis 400°C. Ein zu hoher Molybdängehalt erhöht die Legierungskosten und führt zu Lunkerneigung.
Zinn wird in einer Menge von 0,05 Gew.-% bis 0,20 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 0,05 Gew.-% bis 0,15 Gew.-% und besonders bevorzugt in einer Menge von 0,08 Gew.-% bis 0,12 Gew.-% eingesetzt. Zinn dient zur Unterdrückung der Ferritbildung. Ein zu hoher Zinngehalt führt zu Versprödung. Ganz besonders bevorzugt liegt Zinn in einer Menge von 0,08–0,12 Gew.-% vor.
Die erfindungsgemäße Gusseisenlegierung bzw. der erfindungsgemäße Zylinderkopf kann übliche Verunreinigungen enthalten. Als Verunreinigungen kommen beispielsweise Nickel, Kupfer, Titan, Vanadium, Niob, Stickstoff, Phosphor in Frage. Der Begriff Verunreinigung schließt Impfmittel mit ein, sofern nicht eines oder mehrere der Elemente des Impfmittels notwendig sind um die Legierungseigenschaften darzustellen.
Vorzugsweise beträgt die Menge an Nickel bis zu 1 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu 0,30 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt < 0,1%.
Kupfer liegt vorzugsweise in einer Menge bis zu 1 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu 0,30 Gew.-% vor. Ganz besonders bevorzugt < 0,30 Gew.-%. Eine zu hohe Kupfermenge führt zu Ausscheidungsproblemen und ist teuer. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Einsatz von Kupfer gar nicht notwendig bzw. enthält die erfindungsgemäße Legierung nur das aus dem Schrott kommende Kupfer.
Titan liegt vorzugsweise in einer Menge von max. 0,020 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu max. 0,010 Gew.-%, vor. Ein zu hoher Titangehalt verschlechtert die Bearbeitbarkeit der Gusseisenlegierung.
Vanadium liegt vorzugsweise in einer Menge von bis zu 0,2 Gew.-%, besonders bevorzugt von bis zu 0,1 Gew.-% vor. Ganz besonders bevorzugt < 0,10 Gew.-% Ist der Vanadiumgehalt zu hoch, dann nimmt die Zähigkeit und die Wärmeleitfähigkeit ab.
Niob liegt vorzugsweise in einer Menge von bis zu 0,2 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu 0,1. Gew.-%, vor. Ganz besonders bevorzugt < 0,10 Gew.-% Ein zu hoher Niobanteil erhöht die Kosten wenn bewusst zulegiert und führt zu einer Verschlechterung der Wärmeleitfähigkeit.
Stickstoff liegt vorzugsweise in einer Menge von bis zu 0,03 Gew.-% vor, besonders bevorzugt bis zu 0,0080 Gew.-%, vor. Ein zu hoher freier Stickstoffgehalt hat den Nachteil, dass Porositäten im Gussteil vorliegen können.
Phosphor liegt vorzugsweise in einer Menge von bis zu 0,15 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von bis zu 0,06 Gew.-% vor. Ein zu hoher Phosphorgehalt führt zu einer Abnahme der Zähigkeit.
Die Impfung der Legierung erfolgt vorzugsweise mit Barium, Zirkonium oder Metallen der seltenen Erden. Diese werden in Mengen von 0,0005 Gew.-% bis 0,0500 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,0010 Gew.-% bis 0,00125 Gew.-%, eingesetzt. Besonders bevorzugt ist Barium, da dieses als Graphitkeimbildner eine graue Erstarrung bewirkt. Barium ist auch deshalb besonders bevorzugt geeignet, da es die geringe Siliziummenge als Promotor der stabilen Erstarrung kompensiert. Barium kommt in den vorstehend genannten Mengen zum Einsatz.

Als besonders günstig haben sich folgende exakte Zusammensetzungen mit genau definierten Anteilen and Legierungselementen herausgestellt:

	Zusammensetzung 1 (in Gew.-%)	Zusammensetzung 2 (in Gew.-%)
Kohlenstoff	3,43	3,44
Silizium	1,42	1,40
Mangan	0,56	0,49
Schwefel	0,10	0,11
Chrom	0,12	0,15
Molybdän	0,22	0,14
Zinn	0,071	0,076
Nickel	0,079	0,065
Kupfer	0,16	0,12
Titan	0,005	0,006
Vanadium	0,0011	0,015
Niob	0,005	0,004
Stickstoff	0,0055	0,005
Phosphor	0,029	0,012
Aluminium	0,003	0,001
Magnesium	0,002	0,001
Arsen	0,005	0,005
Bor	< 0,0001	< 0,0001
Blei	< 0,003	< 0,003
Cobalt	0,016	0,025
Antimon	0,003	0,001
Wolfram	0,002	< 0,001
Zink	< 0,001	< 0,001
Bismuth	0,0014	0,0010
Calcium	0,0008	0,0008
Tellur	0,0003	0,0003
Cer	0,0010	0,008
Barium	0,0008	0,0009

Der Graphit liegt bei diesen oben genannten speziellen Zusammensetzungen im Kern in Form I, Anordnung A und Größe 3 und feiner vor.
Die erfindungsgemäße Gusseisenlegierung bzw. der erfindungsgemäße Zylinderkopf erfüllen die geforderten mechanischen Eigenschaften, wie beispielsweise Zähigkeit und Härte. Darüber hinaus haben Wärmeleitfähigkeitsmessungen gezeigt, dass die erfindungsgemäße Gusseisenlegierung bzw. der erfindungsgemäße Zylinderkopf gerade im Temperaturbereich von etwa 100 bis etwa 400°C unerwartet hohe Wärmeleitfähigkeitswerte besitzen. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Gusseisenlegierung bzw. der erfindungsgemäße Zylinderkopf eine Wärmeleitfähigkeit von 47 W/mk im Bereich von 200°C auf und entspricht in Temperaturbereichen von größer als 400° in etwa bekannten Gusseisenlegierungen bzw. Zylinderköpfen. Die Zugfestigkeit ist gegenüber bekannten Legierungen ebenfalls verbessert oder zumindest gleichwertig.
Wie bereits mehrfach erwähnt, betrifft die Erfindung auch einen Zylinderkopf. Vorzugsweise handelt es sich dabei um einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine. Insbesondere ist der Zylinderkopf als Reihenzylinderkopf für eine ein- oder mehrzylindrige, insbesondere selbstzündende, Brennkraftmaschine in Reihen oder V-Bauweise ausgebildet.
Die Optimierung der Wärmeleitfähigkeit bei Beibehaltung aller andern geforderten mechanischen Eigenschaften kommt besonders bei Bauteilen mit Wasserkühlung zum Tragen, da hier in der Kontaktzone zur Wasserströmung Temperaturen von etwa 100°C bis etwa 350°C, insbesondere bis etwa 250°C, vorliegen, und eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit die Bauteiltemperatur in diesem Bereich stärker absenkt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen weiter erläutert. Die Beispiele sind jedoch in keiner Weise limitierend oder beschränkend für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Beispiele 1 bis 4

Folgende Gusseisenlegierungen aus legierten Gusseisen mit Lamellengraphit wurden unter Verwendung von Barium als Impfmittel (Beispiele 1 und 2) bzw. ohne Impfmittel (Vergleichsbeispiele 3 und mit nicht bekannter Impfung Benchmark 4) in üblicher Weise hergestellt:

	Beispiel 1 (in Gew.-%)	Beispiel 2 (in Gew.-%)	Vergleichsbeispiel 3 (in Gew.-%)	Vergleichsbeispiel 4 (in Gew.-%)
Kohlenstoff	3,43	3,44	3,56	3,36
Silizium	1,42	1,40	2,22	1,96
Mangan	0,56	0,49	0,73	0,58
Schwefel	0,10	0,11	0,08	0,095
Chrom	0,12	0,15	0,10	0,32
Molybdän	0,22	0,14	0,098	0,023
Zinn	0,071	0,076	0,076	0,020
Nickel	0,079	0,065	0,066	0,078
Kupfer	0,16	0,12	0,16	0,43
Titan	0,005	0,006	0,006	0,01
Vanadium	0,011	0,015	0,009	0,015
Niob	0,005	0,004	0,006	0,005
Stickstoff	0,0055	0,005	-	0,0064
Phosphor	0,029	0,012	0,26	0,063
Aluminium	0,003	0,001	0,002	0,002
Magnesium	0,002	0,001	0,003	< 0,001
Arsen	0,005	0,005	0,011	0,015
Bor	< 0,0001	< 0,0001	< 0,0001	< 0,001
Blei	< 0,003	< 0,003	<0,003	< 0,003
Cobalt	0,016	0,025	0,021	0,012
Antimon	0,003	0,001	0,004	0,004
Wolfram	0,002	< 0,001	0,002	0,002
Zink	< 0,001	< 0,001	< 0,001	< 0,001
Bismuth	0,0014	0,0010	-	< 0,001
Calcium	0,0008	0,0008	-	-
Tellur	0,0003	0,0003	-	-
Cer	0,0010	0,008	-	-
Barium	0,0008	0,0009	-	-

- = nicht bestimmt

Die Matrix des Gefüges besteht bei den Beispielen 1 und 2 aus Perlit mit etwa 5% Ferrit. Der Lamellengraphit liegt in den Beispielen 1 und 2 in Form I, Anordnung A und Größe 3 und feiner vor. In den Vergleichsbeispielen 3 und 4 liegt der Lamellengraphit in Form I, Anordnung A und Größe 3–5 vor.
Die mechanischen Eigenschaften sowie die Wärmeleitfähigkeit der Gusseisenlegierungen des Beispiels 1 sowie der Vergleichsbeispiele 3 und 4 wurden in üblicher Weise ermittelt.
Die Ergebnisse sind in anschließender Tabelle 1 sowie in 1 dargestellt.
Tabelle 1

Wärmeleitfähigkeitsmessungen (über Temperaturleitfähigkeit nach der Laser Flash Methode) und Zugfestigkeitswerte (Rm nach DIN EN 10002-1)

	Beispiel	Vergleichsbeispiel 3	Vergleichsbeispiel 4
20°C	55,17	55,14	47,95
100°C	51,22	45,86	45,4
200°C	47,89	39,96	43,58
400°C	42,28	39,01	40,23
500°C	40,06	38,24	39,02
550°C	38,83	37,66	38,03
600°C	37,86	37,27	36,82
Rm [MPa]	292–328	217–257	270–310

Die Werte für die Zugfestigkeit (nach DIN EN 10 002) mit Zugprobe nach DIN EN 1561, die Härte Brinell (nach DIN EN ISO 6506) von Beispiel 1 entsprechen den Werten der Vergleichsbeispiele 3 und 4.
Es zeigt sich, dass die erfindungsgemäße Gusseisenlegierung des Beispiels 1 hinsichtlich Zugfestigkeit und Härte den Gusseisenlegierungen gemäß den Vergleichsbeispielen 3 und 4 entspricht, dass jedoch die erfindungsgemäße Gusseisenlegierung hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit den Vergleichsbeispielen 3 und 4 deutlich überlegen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10012918 A [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- EN ISO 945:1994-09 [0008]
- DIN EN 10 002 [0040]
- DIN EN 1561 [0040]
- DIN EN ISO 6506 [0040]

Claims

Gusseisenlegierung mit Lamellengraphit, dadurch gekennzeichnet, dass die Gusseisenlegierung als Zusätze aufweist 2,80 Gew.-%–3,60 Gew.-% Kohlenstoff (C), 1,00 Gew.-%–1,70 Gew.-% Silizium (Si), 0,10 Gew.-%–1,20 Gew.-% Mangan (Mn), 0,03 Gew.-%–0,15 Gew.-% Schwefel (S), 0,05 Gew.-%–0,30 Gew.-% Chrom (Cr), 0,05 Gew.-%–0,30 Gew.-% Molybdän (Mo), 0,05 Gew.-%–0,20 Gew.-% Zinn (Sn) und übliche Verunreinigungen.
Gusseisenlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Silizium (Si) in einer Menge von 1,00 Gew.-% bis 1,50 Gew.-% vorliegt.
Gusseisenlegierung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gusseisenlegierung als Zusätze aufweist 3,20 Gew.-%–3,50 Gew.-% Kohlenstoff (C), 1,30 Gew.-%–1,50 Gew.-% Silizium (Si), 0,50 Gew.-%–0,60 Gew.-% Mangan (Mn), 0,08 Gew.-%–0,12 Gew.-% Schwefel (S), 0,10 Gew.-%–0,15 Gew.-% Chrom (Cr), 0,20 Gew.-%–0,25 Gew.-% Molybdän (Mo), 0,05 Gew.-%–0,10 Gew.-% Zinn (Sn) und übliche Verunreinigungen.
Gusseisenlegierung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von den üblichen Verunreinigungen Nickel (Ni) bis zu 1 Gew.-%, Kupfer (Cu) bis zu 1 Gew.-%, Titan (Ti) bis zu 0,2 Gew.-%, Vanadium (V) bis zu 0,2 Gew.-%, Niob (Nb) bis zu 0,2 Gew.-%, Stickstoff (N) bis zu 0,03 Gew.-% und Phosphor (P) bis zu 0,15 Gew.-% vorhanden sind.
Gusseisenlegierung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix des Gefüges der Gusseisenlegierung aus Perlit mit höchstens etwa 5%, insbesondere höchstens etwa 3% Ferrit, aufgebaut ist.
Gusseisenlegierung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellengraphit im Kern in Form I, in größer als 80%, vorzugsweise größer als 90% in Anordnung A und in Größe 3 oder feiner vorliegt (EN ISO 945:1994-09).
Gusseisenlegierung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, erhältlich durch Impfung mit 0,0005 Gew.-% bis 0,0500 Gew.-%, vorzugsweise 0,0010 Gew.-% bis 0,00125 Gew.-% Barium.
Zylinderkopf, gegossen aus der Gusseisenlegierung nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
Zylinderkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine handelt.
Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf als Reihenzylinderkopf für eine mehrzylindrige, insbesondere selbstzündende, Brennkraftmaschine ausgebildet ist.