DE19621091B4

DE19621091B4 - Verwendung von Hochtemperaturlegierungen auf Eisenbasis für Teile von Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE19621091B4
Application number: DE19621091A
Authority: DE
Inventors: Xuecheng Marinette Liang; Gary R. Menominee Strong
Original assignee: Alloy Technology Solutions Inc
Current assignee: Winsert Inc
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2016-05-25
Also published as: GB2301116A; US5674449A; DE19621091A1; GB9610004D0; GB2301116B

Abstract

Verwendung einer Hochtemperaturlegierung auf Eisenbasis, die besteht aus: Element Gew.-% C 1,6 – 2,0 Cr 6,0 – 9,0 W 0,0 – 14,0 Mo 0,0 – 14,0 V 1,0 – 8,0 Nb 0,5 – 5,0 Co 2,0 – 12,0 Fe 56,0 – 88,5

sowie herstellungsbedingten Verunreinigungen
wobei W und Mo zusammen 6-14% der Legierung ausmachen, als Werkstoff zur Herstellung von Teilen in Verbrennungsmotoren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft bestimmte Verwendungen von Legierungen auf Eisenbasis, die eine hohe Verschleißfestigkeit bei erhöhten Temperaturen aufweisen. Die Legierungen werden für Motorteile verwendet, wie beispielsweise Ventileinsätze. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung die Teile, die aus derartigen Legierungen hergestellt wurden, entweder gegossen, Oberflächen-vergütet oder als Pulver gepreßt und gesintert.
Die gegenwärtig verfügbaren Legierungen auf Eisenbasis für Auslaßventileinsätze sind Werkzeugstähle, wie beispielsweise M2 Werkzeugstähle (nach der AISI-Bezeichnung), und Stähle mit hohem Kohlenstoff- und Chromgehalt. Ventileinsätze aus diesen Legierungen zeigen heftige Verschleißprobleme der Sitzfläche bei bestimmten Anwendungen in Hochleistungsmotoren. Legierungen auf Kobalt- und Nickelbasis sind die am meisten eingesetzten Materialien für Ventileinsätze bei diesen Hochleistunganwendungen. Diese Legierungen sind jedoch infolge des hohen Gehaltes an kostspieligen Kobalt- und Nickelelementen teuer.

Das U.S.Patent Nr. 4729872 offenbart einen Werkzeugstahl, der ohne Rißbildung thermisch und mechanisch beansprucht werden kann. Das ist besonders für Anwendungen des Werkzeugstahls bei Werkzeugformen nützlich, wo die Lebensdauer einer Werkzeugform hauptsächlich durch die Bildung von Rissen an den scharfen Kanten der Werkzeugform verkürzt wird. Der Stahl weist ein niedriges Niveau an Kohlenstoff auf, weil ein höherer Kohlenstoffgehalt zur Rißbildung infolge von zu vielen Carbiden führen wird.

Das U.S.Patent Nr. 3859147 betrifft martensitische rostfreie Stähle der Serie 440, die einen Gehalt an Chrom von mindestens 13% und einen Gehalt an Kohlenstoff von mindestens 0,6% erfordern. Der Gehalt an Molybdän ist auf 3 begrenzt, weil mehr Molybdäncarbide eine Legierung mit einer "schlechten Bearbeitbarkeit" erzeugen würden, was bedeutet, daß die Legierung im warmen Zustand schwer zu schmieden oder zu formen ist.

JP 6-330225 A beschreibt eine pulvermetallurgische Legierung, die insbesondere für Bauteile von Rotationskompressoren bestimmt ist. Sie ist aus einer Matrixlegierung zusammengesetzt, der ein Hartmetallpulver (Mo-Cr-(Ni, Co)) zugesetzt ist, um ihre Verschleißfestigkeit zu verbessern, was bedeutet, daß die Mikrostruktur des Materials aufgrund der zugesetzten harten Teilchen (Mo-Cr-(Ni, Co)) nicht homogen ist. Der Cr-Gehalt aller in Beispielen beschriebenen Legierungen liegt außerhalb eines Bereichs von 6 bis 9%.

JP 1-156453 beschreibt eine pulvermetallurgische Legierung mit 1 bis 4% C, 10 bis 40% Mo, 3 bis 20% Cr, 1 bis 10% Ni, wenigstens einem von 0,05 bis 1,0% Nb, 0,3 bis 5% W und 0,1 bis 3% V, wobei Eisen den Rest der Legierung bildet. Nickel muß stets vorhanden sein, während kein Anteil an Kobalt vorgesehen ist.

JP 5-59500 A bzw. das entsprechende US-Patent 5,466,276 beschreibt eine pulvermetallurgische Legierung zur Verwendung für Ventilsitze. Zur Erzielung einer guten spanabhebenden Bearbeitbarkeit ist der Kohlenstoffgehalt auf 0,2 bis 1,2% abgesenkt, wobei er in den Legierungen der Beispiele nur im Bereich von 0,2 bis 0,8% liegt. Gleichzeitig ist zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit eine Sekundärhärtung durch Zugabe von Elementen vom Ni-Typ (6 bis 18% Nickel in den Legierungen der Beispiele) und Hilfselementen vorgesehen.

JP 62-63646 beschreibt ein neues Verfahren zur Herstellung einer pulvermetallurgischen Legierung, bei dem ein Vermischen von verschiedenen Pulvern von Ferro-Legierungen wie beispielsweise Fe-Cr, Fe-V, Fe-W, Fe-Nb, Fe-Mo, Fe-Nb-Ta, Fe-Ti unter Zugabe von Ni und/oder Cu-Pulver (0,5 bis 20,0%) als Bindemittel erfolgt, um zuerst Preßkörper zu bilden, der dann gesintert wird, um die endgültigen Komponenten herzustellen. Das führt dazu, daß die Mikrostruktur der Materialien im mikroskopischen Maßstab nicht homogen ist Es gibt natürlich viele andere Legierungen auf Eisenbasis, die für besondere Anwendungen entwickelt wurden. Für eine hohe Verschleißfestigkeit bei erhöhten Temperaturen wurden jedoch bisher nur die kostspieligen Legierungen mit Kobalt und Nickel als geeignet angesehen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Verwendung neuer weniger kostspieliger Legierungen, die eine hohe Verschleißfestigkeit bei erhöhten Temperaturen zeigen, zur Herstellung von Teilen für Verbrennungsmotoren, insbesondere Ventilsitze, und solche Ventilsitze vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch die Verwendung einer Hochtemperaturlegierung auf Eisenbasis, die besteht aus:

Element	Gew.-%
C	1,6 – 2,0
Cr	6,0 – 9,0
W	0,0 – 14,0
Mo	0,0 – 14,0
V	1,0 – 8,0
Nb	0,5 – 5,0
Co	2,0 – 12,0
Fe	56,0 – 88,5

sowie herstellungsbedingten Verunreinigungen, wobei W und Mo zusammen 6-14% der Legierung ausmachen, als Werkstoff zur Herstellung von Teilen in Verbrennungsmotoren.

Vorteilhafte Verwendungsformen werden durch die Ansprüche 2 bis 12 hervorgehoben. Anspruch 13 stellt auf die bei der erfindungsgemäßen Verwendung erhaltenen Teile ab.

Im Rahmen der Erfindung wurde eine Legierung auf Eisenbasis erfunden, die Eigenschaften aufweist, die den kostspieligeren Legierungen auf Nickel- und Kobaltbasis gleichen, insbesondere mit einer hohen Verschleißfestigkeit bei erhöhten Temperaturen.

Aus einer solchen Legierung werden Metallteile hergestellt, wie beispielsweise durch Gießen oder Formen aus einem Pulver und Sintern, oder die Legierung kann auch benutzt werden, um die Oberfläche der Teile zu vergüten.

Zusätzlich zur hohen Verschleißfestigkeit gewährleisten die bevorzugt verwendeten Legierungen der vorliegenden Erfindung auch noch eine gute Warmhärte und Oxidationsbeständigkeit.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden im Hinblick auf die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung und die beigefügten Zeichnungen besser verstanden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die 1 und 2 sind grafische Darstellungen, die die Ergebnisse der Verschleißprüfung für die Teile zeigen, die unter Verwendung von Legierungen der vorliegenden Erfindung und von kommerziell erhältlichen Legierungen nach dem bishe rigen Stand der Technik hergestellt wurden.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen und bevorzugte Ausführungen

Die Schadensanalyse von verschlissenen Ventileinsätzen aus einer Legierung auf Eisenbasis zeigte, daß ein übermäßiger verschleiß durch Oxidation und ein Verschleiß durch ein Gleiten von Metall auf Metall die üblichen Verschleißvorgänge für Ventileinsätze aus Legierungen auf Eisenbasis sind. Die vorliegende Erfindung ist auf eine Legierung auf Eisenbasis mit einer verbesserten Verschleißfestigkeit ausgerichtet, insbesondere für eine Verwendung in Ventileinsätzen für Verbrennungsmotoren. Die vorliegende Erfindung basiert auf dem experimentellen Beweis, daß die Verschleißfestigkeit von Legierungen auf Eisenbasis durch eine Verbesserung der primären Carbidverteilung und ein sorgfältiges Abstimmen des Gehaltes an Chrom, des gesamten Volumenanteils des Carbides und der Härte des Grundmaterials verbessert werden kann.

Der gesamte Volumenanteil des Carbides betrifft den Anteil des Volumens der Carbide zum gesamten gemessenen Volumen der Legierung (Carbide plus Grundmaterial). Eine Erhöhung des Volumenanteils des Carbides soll die Möglichkeit eines Verschleißes durch Haftreibung verringern, weil der Verschleiß durch Haftreibung hauptsächlich zwischen den Grundmetallflächen auftritt.

Das Eisen wird 56 bis 88,5 Gew.-%, vorzugsweise 60 bis 70 Gew.-%, der Legierung ausmachen. Zur Eisenbasis der Legierung wird Chrom in einer Menge von 6 bis 9 Gew.-% zugegeben. Dieser Gehalt an Chrom in der Legierung auf Eisenbasis verbessert in bedeutendem Maße die Oxidationsbeständigkeit, indem eine dichtere und dünnere Oxidschicht gebildet wird. Diese Oxidationsschicht reduziert zusammen mit der Trägersubstanz aus einem festeren Grundmaterial den Verschleißgrad durch Oxidation und erhöht ebenfalls die Übergangslast vom schwachen Verschleiß durch Oxidation zum starken metallischen Verschleiß. Die Übergangslast betrifft die Höhe der mechanischen Kraft oder Last, bei der die Schutzschicht zu versagen beginnt und die plastische Verformung des Metalls anfängt, was zu einem beschleunigten Verschleiß führt. Eine übermäßige Menge an Chrom im Grundmetall kann jedoch für die Verschleißfestigkeit nachteilig sein, indem eine Mikrorißbildung der Oberflächenschicht hervorgerufen wird, wodurch die Übergangslast verringert wird. Der zulässige maximale Gehalt an Chrom ist vom gesamten Volumenanteil des Carbides und der gewünschten Härte des Grundmaterials abhängig.

Molybdän und Wolfram sind in der Legierung jeweils in einer Menge von bis zu 14 Gew.-% vorhanden, wobei der gesamte Prozentwert der beiden zusammen im Bereich von 6 – 14 Gew.-% liegt, vorzugsweise 10 – 14 Gew.-%. Vorzugsweise werden sowohl Molybdän als auch Wolfram in einem Verhältnis von Mo:W von zwischen 1:10 und 10:1 eingeschlossen. Molybdän und Wolfram bilden die harten komplexen Carbide M₆C (M=Fe, Mo, W), die die Basis für die hohe Verschleißfestigkeit der Schnellwerkzeugstähle sind. Die M₆C-Carbide sind stabil, zeigen einen Widerstand gegen die Erweichung des Stahls bei hohen Temperaturen und werden nur teilweise bei Temperaturen über 982 °C aufgelöst. Molybdän und Wolfram begünstigen die Beständigkeit gegen eine Erweichung des Grundmaterials durch eine feste Lösung und sind für die Hochtemperatureigenschaften der Legierung der vorliegenden Erfindung wichtig.

Vanadium wird in einer Menge von 1 bis 8 Gew.-% zugesetzt, vorzugsweise 3 bis 6 Gew.-%. Niob ist ebenfalls in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-% vorhanden, vorzugsweise 0,8 bis 4 Gew.-%. Die Zugabe von Vanadium und Niob kann die Verschleißfestigkeit weiter erhöhen, weil sie die MC-Carbide bilden, die eine größere Verschleißfestigkeit aufweisen als die M₆C-Carbide. Die MC-Carbide sind härter, weisen eine gute Wärmebeständigkeit und eine gute Zwischenschichtfestigkeit zwischen dem Carbid und dem Grundmetall auf. Die Zugabe von Niob kann ebenfalls die primäre Carbidverteilung im Grundmaterial verbessern, weil sich die (Nb, V) C-Carbide in den Grundbereichen im M₆C-Carbidnetz bilden, was für die Verschleißfestigkeit der Legierung auf Eisenbasis vorteilhaft ist.

Kohlenstoff ist in der Legierung in einer Menge von 1,6 bis 2 Gew.-% vorhanden. Der Kohlenstoff wird benötigt, um die Carbide zu bilden, und um die Festigkeit des Grundmaterials durch eine Wärmebehandlung zu beeinflussen. Der Kohlenstoffgehalt wird auf der Basis des Gehaltes an Chrom und der Härte des Grundmaterials ausgewählt, die gewünscht werden, um eine maximale Verschleißfestigkeit zu erreichen.

Kobalt wird in einer Menge von 2 bis 12 Gew.-% zugegeben, um eine zusätzliche Warmhärte zu bewirken, und um die Fähigkeit der Kaltverfestigung des Grundmetalls bei erhöhten Temperaturen von 316 bis 649 °C zu verbessern. Die Zugabe von Kobalt trägt zur Leistungsfähigkeit der Legierungen der vorliegenden Erfindung bei. Nach einer gewissen Vorprüfung bevorzugt man die Verwendung von 2 bis 8 Gew.-% Kobalt, am vorteilhaftesten 3 bis 6 Gew.-%.

Nickel kann bis zu einer Höhe von 4 bis 18 Gew.-% zugegeben werden, wenn eine austenitische Legierung gewünscht wird. Eine derartige Legierung wird eine höhere Warmfestigkeit und Warmhärte aufweisen als die Legierung ohne Nickel. Wenn Nickel verwendet wird, werden vorzugsweise mindestens 4 Gew.-% Nickel zugegeben. Legierungen mit einem hohen Nickelgehalt führen zu höheren Geschwindigkeiten des Verschleißes bei niedrigeren Temperaturen, und Ni wird daher nur für spezielle Situationen zugegeben.

Die Elemente Silizium und Mangan können bis zu einer Höhe von 1,5 Gew.-% zugegeben werden, um das Grundmaterial zu verfestigen, und um, wenn die Legierung in Gußstücken eingesetzt wird, die Desoxidation des Metalls zu fördern. Weitere Elemente können in größeren oder kleineren Mengen in Abhängigkeit von ihrem Vorhandensein in den Rohmaterialien oder der Schrottmischung vorhanden sein, die eingesetzt werden, um die Legierung dieser Erfindung herzustellen.

Die Vorteile der Erfindung werden in den folgenden Beispielen geschildert, bei denen alle Teile und Prozentwerte nach dem Gewicht angegeben werden.

Beispiele und Prüfung
Die Legierungsprobekörper wurden als Ringe, Stiftzylinder oder Scheibenzylinder gegossen und maschinell bearbeitet, wie sie benötigt werden, um die Messungen der speziellen Eigenschaften der Probekörper durchzuführen. Vier verschiedene Legierungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, drei Legierungen nach dem bisherigen Stand der Technik in ihrer kommerziell verfügbaren Form und zwei kommerziell verfügbare Legierungen für die Oberflächenvergütung, die mit 10% Eisen gestreckt wurden, wurden verwendet, um die verschiedenen Probeteile herzustellen. Die Nennzusammensetzungen der geprüften Probekörper werden in der Tabelle I angegeben.
Tabelle I Elemente in Gew.-% (Nennwert)
"Stellite" ist ein Markenname der Deloro Stellite, Kokomo, IN, und "Eatonite" wurde von der Eaton Corp. of Marshal, MI, entwickelt. M2 Werkzeugstahl wurde für den Probekörper Nr. 5 als Vergleich ausgewählt, weil er als hauptsächliche verschleißfeste Legierung auf Eisenbasis betrachtet wird. Eatonite und Stellite sind die wichtigsten Legierungen auf Nickel- und Kobaltbasis, die für Anwendungen bei hoher Temperatur, bei denen eine Verschleißfestigkeit erforderlich ist, eingesetzt werden, wie beispielsweise für Hartmetallauflagen von Ventilen und Ventileinsätze. Für die Probekörper Nr. 8 und 9 verkörpern Stellite 1 und Stellite 6 mit jeweils 10% zugesetztem Eisen die typische chemische Zusammensetzung eines Motorventils, das mit Stellite 1 und Stellite 6 oberflächenvergütet wurde, da der Auftragsvorgang im typischen Fall zu einer 10%igen Streckung des Materials für die Oberflächenvergütung der Sitzfläche mit dem Eisengrundmetall führt.
Warmhärteprüfung
Die Warmhärteprüfung wurde bei verschiedenen Temperaturen an Probekörpern in Ringform vorgenommen, die in einer erwärmten Kammer angeordnet wurden, die eine Argonatmosphäre aufweist. Bei Anwendung der ASTM Standard Test Method E92-72 wurden die Härtemessungen in verschiedenen Temperaturstufen vorgenommen, nachdem der Probekörper 30 Minuten lang bei der Temperatur warmgehalten wurde. Die Härte wurde bei Verwendung eines keramischen Eindringkörpers in Pyramidenform gemessen, wobei die Vickers-Diamantpyramide einen Winkel an der Spitze von 136 Grad aufwies, und es wurde eine Belastung von 10 kg angewandt, um 5-10 Vertiefungen um die obere Fläche des Ringes herum anzubringen.
Nachdem der Probekörper auf Raumtemperatur abgekühlt wurde, wurden die Diagonalen der Vertiefungen bei Benutzung einer Fadenskala unter einem Lichtmikroskop gemessen, und die Werte wurden bei Benutzung einer Standardumrechnungstabelle in die Vickershärtezahl umgerechnet (Diamantpyramidhärte). Die mittlere Härte der Probekörper bei den verschiedenen Temperaturen wird in der Tabelle II umgerechnet in Rockwell C-Härte angegeben. Die Umrechnungen wurden bei Benutzung der ASTM E140-78 Standardhärteumrechnungstabellen für Metalle vorgenommen.
Tabelle II Warmhärteeigenschaften, in Rockwell C-Härte angegeben
Wie in der Tabelle II zu sehen ist, zeigen die Werte für die Legierungen der Beispiele 1, 2 und 3 bei der Warmhärte im Bereich von 538-760 °C eine Verbesserung gegenüber dem normalen M2 Werkzeugstahl; eine Gruppe, zu der die Legierungen der vorliegenden Erfindung am unmittelbarsten gehören. Die austenitische Version der Erfindung im Beispiel 4 zeigt eine Härte, die sich der der Eatonite-Legierung auf Nickelbasis nähert.
Stift-auf-Scheibe-Verschleißprüfung
Die Verschleißprüfung mit einem Stift auf einer Scheibe ist eine universelle Möglichkeit für das Messen des Verschleißes zwischen zwei aneinanderpassenden Materialflächen. Es wird im allgemeinen der Verschleiß durch Haftreibung gemessen, der üblichste Verschleißvorgang zwischen dem Ventil und dem Ventileinsatz in Verbrennungsmotoren. Der Stiftprobekörper verkörpert die üblichen Materialien für das Motorventil, und die Scheibe verkörpert die Materialien für den Ventileinsatz des Motors. Die Prüfungen wurden bei Anwendung einer Abwandlung der ASTM Standard Test Method G99-90^ϵl durchgeführt. Das Prüfverfahren wurde abgeändert, indem ein Stiftprobekörper mit einem flachen Ende eingesetzt wurde, und indem die Probekörper in der Ofenkammer auf 427 °C vor und während der Durchführung der Prüfung erwärmt wurden. Die Standardprüfung wird normalerweise bei Raumtemperatur mit einer abgerundeten Spitze durchgeführt. Eine Last von 20,4 kg wurde auf den Stift aufgebracht, während er mit der Scheibe in Berührung ist, die horizontal ausgerichtet wurde. Die Scheibe wurde mit einer Geschwindigkeit von 12,8 m/sec. über einen gesamten Gleitweg von 255 m gedreht. Der Gewichtsverlust wurde sowohl am Stift- als auch am Scheibenprobekörper nach jeder Prüfung gemessen, wobei eine Waage verwendet wurde, die eine Genauigkeit von 0,1 mg aufwies. Zwei Stiftmaterialien und fünf Scheibenmaterialien wurden geprüft. Die Stiftmaterialien verkörpern die üblichen Materialien für Hochleistungsventile. Bei den Versuchen 1-4 bestand der Stift aus dem Material des Probekörpers Nr. 8 (Stellite 1 mit 10% zugegebenem Eisen). Bei den Versuchen 5-9 bestand der Stift aus dem Material des Probekörpers Nr. 9 (Stellite 6 mit 10% zugegebenem Eisen). Die Scheibenmaterialien waren die Probekörper Nr. 1, 3, 5, 6 und 7. Der mittlere Gewichtsverlust von 4-6 Versuchsabläufen für jede Kombination wird in der Tabelle III aufgeführt. Die Ergebnisse der Werte aus der Tabelle III werden in den 1 und 2 veranschaulicht.
Tabelle III Ergebnisse der Verschleißprüfung in Gramm Gewichtsverlust
Das Säulendiagramm in 1 zeigt den Gewichtsverlust des Stiftes, des Scheibeneinsatzmaterials und den gesamten kombinierten Gewichtsverlust für die Versuche 1-4, wobei der Stift aus dem Material des Probekörpers Nr. 8 (Stellite 1 +10% Fe Streckung) in Verbindung mit den verschiedenen Scheibeneinsatzlegierungen verwendet wurde. 2 ist ein Säulendiagramm, das die gleichen Gewichtsverluste für die Versuche 5-9 zeigt, wobei ein Stift aus dem Material des Probekörpers Nr. 9 (Stellite 6. +10% Fe Streckung) eingesetzt wurde.
Aus der Betrachtung der beiden Figuren wird klar, daß die Erfindung, die durch die Beispiele 1 und 2 verkörpert wird, zu einer wesentlichen Reduzierung des Gewichtsverlustes durch Verschleiß führt, wenn man mit dem der Eatonite-Legierung auf Nickelbasis, der Stellite 3-Legierung auf Kobaltbasis und des M2 Werkzeugstahls vergleicht.
Oxidationskorrosion
Ein Oxidationskorrosionsversuch wurde bei Anwendung der normalen Laborpraxis durch Messen der Gewichtszunahme der Probekörper, die auf einer konstanten Temperatur gehalten wurden, bei verschiedenen Zeitsprüngen durchgeführt. Die Probekörper wurden in Magnesiatiegeln angeordnet und bei 427 °C bis zu 500 Stunden warmgehalten. Die Probekörper wurden abgekühlt und in einem Exsikkator angeordnet, bis sie die Raumtemperatur erreichten, und danach wurden sie wieder gewogen. Die Gewichtszunahme wurde als Maß für das gebildete Oxidationsprodukt festgehalten, wobei eine Waage mit einer Genauigkeit von 0,1 mg benutzt wurde. Die Ergebnisse wurden in einen Wert der Gewichtszunahme pro Stunde für die Oberfläche des Probekörpers umgerechnet. Der Durchschnittswert von drei Probekörpern vom 500-Stunden-Versuch wird in der Tabelle IV vorgelegt.
Tabelle IV Mittlere Oxidationsgeschwindigkeit bei 427 °C nach 500 Stunden
Die Ergebnisse zeigen, daß die Legierung aus Beispiel 2 der Erfindung einen annähernd 65 Prozent geringeren Wert der Gewichtszunahme nach 500 Stunden aufweist als der kommerziell verfügbare M2 Werkzeugstahl. Diese Werte verweisen daher darauf, daß der M2 Werkzeugstahl für eine Oxidation um einen Faktor von etwa 2,9:1 empfänglicher ist als die Legierung aus Beispiel 2. Die Materialien Eatonite auf Nickelbasis und Stellite auf Kobaltbasis wurden nicht hinsichtlich der Oxidation geprüft, weil bekannt ist, daß diese Materialien eine ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit aufweisen, und es daher zu einem vernachlässigbaren Wert der Gewichtsveränderung kommen würde.

Claims

Verwendung einer Hochtemperaturlegierung auf Eisenbasis, die besteht aus: Element Gew.-% C 1,6 – 2,0 Cr 6,0 – 9,0 W 0,0 – 14,0 Mo 0,0 – 14,0 V 1,0 – 8,0 Nb 0,5 – 5,0 Co 2,0 – 12,0 Fe 56,0 – 88,5

sowie herstellungsbedingten Verunreinigungen wobei W und Mo zusammen 6-14% der Legierung ausmachen, als Werkstoff zur Herstellung von Teilen in Verbrennungsmotoren.
Verwendung einer Hochtemperaturlegierung auf Eisenbasis, die besteht aus: Element Gew.-% C 1,6 – 2,0 Cr 6,0 – 9,0 W 0,0 – 14,0 Mo 0,0 – 14,0 V 1,0 – 8,0 Nb 0,5 – 5,0 Co 2,0 – 12,0 Fe 56,0 – 84,5 Ni 4,0 – 18

sowie herstellungsbedingten Verunreinigungen wobei W und Mo zusammen 6-14% der Legierung ausmachen, für den Zweck von Anspruch 1.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 für den Zweck nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, dass die Teile gegossene Ventileinsätze sind.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoff zwischen 1,6 und 1,8% der Legierung ausmacht.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vanadium 3 bis 6 Gew.-% der Legierung ausmacht.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Niob 0,8 bis 4 Gew.-% der Legierung ausmacht.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kobalt 2 bis 8 Gew.-% der Legierung ausmacht.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisen 60 bis 73 Gew.-% der Legierung ausmacht.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Wolfram und das Molybdän zusammen 10 bis 14 Gew.-% der Legierung ausmachen.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kobalt 3 bis 6 Gew.-% der Legierung ausmacht.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung aus den genannten Bestandteilen in den angegebenen prozentualen Mengen sowie Silicium in einer Menge von 0 bis 1,5 Gew.-% und Mangan in einer Menge von 0 bis 1,5 Gew.-% Mn besteht, wobei W und Mo zusammen 10-14% der Legierung ausmachen.
Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Vanadiums 3 bis 6 Gew.-%, die Menge des Niobs 3 bis 6 Gew.-%, die Menge des Kobalts 3 bis 6 Gew.-% und die Menge des Eisens 60 bis 73 Gew.-% betragen.
Ventileinsätze für Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei der Verwendung der Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 erhalten wurden.