DE1302975C2 - Verwendung eines austenitischen chromnickel-stahls fuer durch kaltverformung hergestellte auslassventile - Google Patents
Verwendung eines austenitischen chromnickel-stahls fuer durch kaltverformung hergestellte auslassventileInfo
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-
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Description
Das Auslaßventil ist eines der höchstbeanspruchten Teile der Verbrennungskraftmaschine, und ein Ventilwerkstoff
muß bis zu seiner höchsten Beanspruchungstemperatur insbesondere aufweisen: Hohe Zug-,
Dauerstand- und Wechselfestigkeit, Zunderbestän-' digkeit und Korrosionsbeständigkeit gegen Bleiverbindungen.
Es ist bereits bekannt, derartige Ventile oder andere, zur Verwendung bei sehr hohen Temperaturen
vorgesehene Teile aus ^ustenitischen Chrom-Nickel-Stählen herzustellen (siehe z.B. USA.-Patentschrift
2 562 854 und »Werkstoff-Handbuch Stahl und Eisen«, 3. Auflage, BL Ql-I. Diese bekannten Stähle müssen
jedoch unter Warmverformung verarbeitet werden. Die vorliegende Erfindung sieht nun die Herstellung
solcher Ventile durch Kaltverformung oder bei Temperaturen nahe Raumtemperatur vor. Das hat den
Vorteil, daß es möglich ist, gewisse zusätzliche Stuten (Bearbeitung, Schleifen, Reinigen), die zur Zeit bei
der Herstellung von Motorenventilen angewandt werden, entfallen können.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist somit die Verwendung eines austenitischen Chrom-Nickel-Stahls,
bestehend aus 13 bis 25% Chrom, 8 bis 20% Nickel, bis 3% Mangan, bis 2% Kupfer, 0,01 bis
0.25% Niob, Vanadin, Titan, Aluminium und/oder Zirkonium mit der Maßgabe, daß der Niobgehalt
maximal 0,15% beträgt, bis 0.25% Silicium, bis 0,08%
Kohlenstoff, bis 0,05% Stickstoff, bis 0,08% Kohlenstoff + Stickstoff, 0,0005 bis 0,025% Bor, Rest Eisen
und zufalligen Verunreinigungen, als Werkstoff für durch Kaltverformung hergestellte Auslaßventile in
Verbrennungskraftmaschinen. Für die erfindungsgemäßen Zwecke wird also ein austenitischer Chrom-Nickel-Stahl
verwendet, der so modifiziert ist, daß ei geringe verstärkende Mengen an Niob und Bor,
einen geringen Ciehalt an Silicium zur Erzielung guter Korrosionsbeständigkeit und einen geringen Gehalt
an Kohlenstoff plus Stickstoff zur Erreichung guter KaltverformbarLeit enthält. Durch die geringe Kupfermenge
wird die Kalt verformbarkeit verbessert und in einigen Fällen die Beständigkeit gegenüber Verformung
bei erhöhten Temperaturen erhöht. Niob kann durch geringe Mengen anderer verstärkender
Elemente, wie Titan, Vanadium, Zirkonium und
4V
Almninium, ersetzt werden. DieCTfindungsgemäß verwendeten
Stable sind vorzugsweise vollkommen und beständig austenitisch, und sie zeigen mindestens
eine gleich gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber
Verbrennungaprodukten von bleihaltigen Kraftstoffen
und eine gleich gute Dauerstandsfestigkeit bei hohen
Temperaturen wie die bekannten Ventilstähle, darüber
hinaus eine gute KaltverformbarkeiL
Die Zusammensetzung besonders günstiger und
ίο speziell bevorzugter Stähle ist in der nachfolgenden
Tabelle 1 angegeben, in welcher die Zahlen Gewichtsprozente bedeuten.
'5 Chemische Zusammensetzung der erfifldungsgemäß
verwendeten Stähle
| llemcnt | tnger Bereich | Bevorzugter Bereich |
| 20 Kohlenstoff .. | bis zu 0.08 | 0,01 bis 0.05 |
| Mangan | bis zu 2.0 | bis zu 2,0 |
| Silicium | bis zu 0.12 | 0,05 bis 0,12 |
| Nickel | 8 bis 20 | 8 bis 20 |
| 25 Chrom | 16 bis 25 | 16 bis 25 |
| Kupfer | bis zu 2,0 | 1,0 bis 2,0 |
| Niob | 0,01 bis 0,15 | 0,06 bis 0,15 |
| Bor | 0,0005 bis 0,010 | 0,002 bis 0,009 |
| 3° Stickstoff | bis zu 0,05 | 0,02 bis 0,05 |
| Kohlenstoff | ||
| + Stickstoff | bis zu 0,08 | bis zu 0,06 |
| Eisen | Rest, bis auf Verunreinigungen |
Niob kann durch geringe Mengen, z. B. 0,01 bis 0,25%, anderer Elemente, wie Aluminium, Titan.
Vanadium oder Zirkonium, ersetzt werden. Wenn das geschieht, dann verbessert der Zusatz von etwa
1 bis 2% Kupfer die Widerstandsfähigkeit gegenüber Verformung unter Belastung bei erhöhten Temperaturen.
Beispiele von Eigenschaften von erfindungsg^mäß kaltverformen Stählen sind in den nachfolgenden
Tabellen 2 und 3 angegeben.
Tabelle 2 Zusammensetzung der untersuchten Stähle
Stahlkennzeichcn
V-I
V-I
V-7
V-27A
V-28A
V-29A
V-30A
| C | Mn · | Si | Ni |
| 0,021 | 1.31 | 0,01 | 12,34 |
| 0,024 | 1,29 | 0,02 | 11,96 |
| 0,070 | 1,32 | 0,08 | 11,84 |
| 0,058 | 1,43 | 0,02 | 12,08 |
| 0,054 | 1,41 | 0,03 | 11,96 |
| 0,063 | 1,39 | 0,01 | 11,96 |
Cr
17,76
17,94
18,04
18,04
18,24
18,!'.
18,!'.
18,32
Cu
0,02
1,97
1,81
1,81
1,79
1,87
1,87
1,84
| B | N | Andere |
| 0,004 | 0,003 | 0,11 Nb |
| 0,005 | 0,003 | 0,09 Nb |
| 0,006 | 0,003 | 0,15 V |
| 0,006 | 0,003 | 0,036 Zr |
| 0,005 | 0,003 | 0,09 Ti |
| 0,006 | 0,003 | 0,09 Al |
Tabelle 3
Ergebnisse mit den untersuchten Stäk*:;n
Ergebnisse mit den untersuchten Stäk*:;n
Stahlfcennzeichen
V-27A
V-28A
V-29A
V-30A
Bedeutende
Veränderung
in der Zusammen
setzung
0,02 Cu
0,09 Nb
0,15 V
0,04Zr
0,09 Ti
0,09 Al
0,09 Nb
0,15 V
0,04Zr
0,09 Ti
0,09 Al
Relative
Kallver-
formbarkcit
(Beurteilung)
mäßig
gut
gut
sehr gut
sehr gut
sehr gut
gut
sehr gut
sehr gut
gut
Durchschnitllichei Gewichtsverlust im
PbO-Test bei 913-C in einer
Stunde
(g/dm2)
9,61 11,16
9,6!
9,46 11,31
9,46
Bleibende Verformung
bei 732'C 422 kg/cm2
in iOO Stunden
IO
0,08 0,05 0,07 0,08 0,09 0,09 in eine Preßform gestaucht wurden, wbei ein 25 mm
freies Ende in einer Presse von 3Ö48 cm/min deformiert
wurde. Der Durchmesser des Kopfes war nach dem Stauchen 2,6- bis 2,7mal so stark wie der
Durchmesser des Kopfes vor dem Stauchen. Die Proben wurden dann auf Risse untersucht, und
die Beurteilung der relativen Kaltverformbarkeit wurde vorgenommen, wie es die folgende Tabelle 4
zeigt.
Tabelle 4
Beurteilung der relativen Kaltverformbarkeit
Beurteilung der relativen Kaltverformbarkeit
Handelsübliche Ventilstähle, wie sie zur Zeit weitgehend verwendet werden (21 Cr-4 Ni-9 Mn 0,40 N).
zeigen unter den gleichen Untersuchungsbedingungen einen Gewichtsverlust von etwa 18,6 g/dm2.
Die Werte für die relative Kaltverformbarkeit wurden dadurch bestimmt, daß getemperte Stahlproben
(12,7 mm Durchmesser auf 50,8 mm Länge)
|
Grundlage
'5 der Beurteilung |
Sehr gut | Gut | Mäßig | Schlecht | Sehr schlecht |
| Gesamtzahl | |||||
| an Scher- | |||||
| ,„ rissen ... | 0-2 | 2-3 | 3-7 | 7-10 | 10 |
| oder mehr | |||||
| Anzahl an | |||||
| ernst | |||||
| haften | |||||
| 25 Scher | |||||
| rissen ... | 0-1 | 1-2 | 2-5 | 2-5 | 5 |
| oder mehr |
Claims (3)
1. Verwendung eines austenitischen Chrom-Nickel-StaHs,
bestehend aus 13 bis 25% Chrom, 8 bis 20% Nickel, bis 3% Mangan, bis 2% Kupfer,
0,01 bis 0,25% Niob, Vanadin, Titan, Aluminium und/oder Zirkonium mit der Maßgabe, daß der
Niobgehalt maximal 0,15% beträgt, bis 0,25% Silicium, bis 0,0S% Kohlenstoff, bis 0,05% Stickstoff,
bis 0,08% Kohlenstoff + Stickstoff, 0,0005 bis 0,025% Bor, Rest Eisen und zufälligen Verunreinigungen,
als Werkstoff für durcl; Kaltverformung
hergestellte Auslaßventile in Verbrennungskraftmaschinen.
2. Verwendung eines austenitischen Chrom-Nickel-Stahls mit den Gehalten an Nickel, Kupfer,
Kohlenstoff, Stickstoff sowie Kohlenstoff + Stickstoff nach Anspruch 1, der 16 bis 25% Chrom,
bis 2% Mangan, 0,01 bis 0,15% Niob, bis 0,12% Silicium, 0,0005 bis 0,010% Bor, Rest Eiser und
zufällige Verunreinigungen enthält, als Werkstoff Tür den in Anspruch 1 genannten Zweck.
3. Verwendung eines austenitischen Chrom-Nickel-Stahls mit eirijn Nickelgehalt nach Anspruch
1, der 16 bis 25% Chrom, bis 2% Mangan, 0,06 bis 0,15% Niob, 0,05 bis 0,12% Silicium,
0,01 bis 0,05% Kohlenstoff, 0,02 bis 0,05% Stickstoff, bis 0,06% Kohlenstoff + Stickstoff, 0,002
bis 0009% Bor, Rest Eisen und zufällige Verunreinigungen enthält, als Werkstoff für den in
Anspruch 1 genannten Zweck.
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|---|---|---|---|
| US30431063 | 1963-08-26 | ||
| US38952464 | 1964-08-11 | ||
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|---|---|---|---|
| DENDAT1302975D Expired DE1302975C2 (de) | 1963-08-26 | Verwendung eines austenitischen chromnickel-stahls fuer durch kaltverformung hergestellte auslassventile |
Country Status (1)
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|---|---|
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR950009223B1 (ko) * | 1993-08-25 | 1995-08-18 | 포항종합제철주식회사 | 프레스 성형성, 열간가공성 및 고온내산화성이 우수한 오스테나이트계 스테인레스강 |
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|---|---|---|---|
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