DE3916378A1

DE3916378A1 - Legierung auf nickelbasis fuer die elektroden von zuendkerzen fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3916378A1
Application number: DE3916378A
Authority: DE
Inventors: Kensho Sahira; Hideo Kitamura; Akira Mimura; Nobuyoshi Kurauchi
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1988-07-25
Filing date: 1989-05-17
Publication date: 1990-02-01
Also published as: GB8911072D0; GB2221222A; GB2221222B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Legierung auf Nickelbasis, die sowohl eine besonders hohe Festigkeit bei erhöhten Temperaturen als auch eine hervorragende Abbrandfestigkeit, eine Widerstandsfähigkeit bei erhöhten Temperaturen gegen Korrosion und eine Widerstandsfähigkeit gegen Funken erosion aufweist, wie es für die Verwendung bei Elektroden für Zündkerzen bei Brennkraft maschinen verlangt wird.

Die Materialien zur Herstellung von Elektroden für Zündkerzen für Brennkraftmaschinen, zum Beispiel für Kraftfahrzeugmotoren, müssen eine hohe Festigkeit bei erhöhten Temperaturen eine gute Abbrandfestigkeit, eine hohe Korrosions festigkeit bei erhöhten Temperaturen und eine hohe Funkenerosionsfestigkeit haben.

Eine Nickellegierung, die diese Eigenschaften aufweist, wie beispielsweise in der japanischen Patentschrift No. 43 897/85 entsprechend der US-PS 40 80 174 beschrieben, wurde üblicherweise für Zündkerzenelektroden verwendet und besteht auf der Basis von Gewichtsprozenten haupt sächlich aus 0,2 bis 3% Si, weniger als 0,5% Mn, mindestens zwei Elementen, die aus der Gruppe bestehend aus 0,2 bis 3% Cr, 0,2 bis 3% Al und 0,01 bis 1% Y ausgewählt sind und für den Rest aus Nickel und zufälligen Verunreinigungen.

Da allerdings die Temperaturen der Atmosphäre in der Brennkammer bei in letzter Zeit ent wickelten Motoren aufgrund der hohen Rotations geschwindigkeit und der Verwendung von Benzin mit hohen Oktanwerten sehr viel höher wurden, sind die Elektroden der Zündkerzen einer sehr hohen Temperatur der Brennraumatmosphäre ausgesetzt.

Obwohl die oben beschriebene bekannte Legierung auf Nickelbasis eine gute Abbrandfestigkeit, eine gute Widerstandsfähigkeit bei hohen Temperaturen gegen Korrosion und eine gute Funkenerosionsfestigkeit bei hohen Verbrennungs temperaturen aufweist, ist ihre Festigkeit bzw. Widerstandsfähigkeit bei erhöhten Tempera turen nicht angemessen. Daher können Zündkerzen elektroden, die aus dieser bekannten Nickelbasis legierung hergestellt sind, nicht für einen langen Zeitraum der praktischen Verwendung unter solchen harten Betriebsbedingungen wider stehen und daher ist die Lebensdauer natürlicher weise recht kurz.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue Legierung auf Nickelbasis für Zündkerzen elektroden von Brennkraftmaschinen, die eine verbesserte Festigkeit bei erhöhten Tempera turen zeigt und auf der Basis von Gewichts prozenten im wesentlichen besteht aus 0,1 bis 1,5% Si, 0,1 bis 0,65% Mn, 3,1 bis 5% Al, 0 bis 2% Cr, 0 bis 0,5% von einem oder mehreren Elementen, die aus der Gruppe bestehend aus Y und seltenen Erden Elementen ausgewählt sind, 0 bis 5% Co und 0 bis 0,5% Hf und/oder Re und als Rest aus Ni und zu fälligen Verunreinigungen.

Unter Berücksichtigung der oben erwähnten Umstände haben die Erfinder viele Studien mit dem Ziel durchgeführt, ein Material zu finden, das nicht nur die üblichen für Zünd kerzenelektroden verlangten Eigenschaften aufweist, sondern auch eine verbesserte Festigkeit bei erhöhten Temperaturen zeigt, und sie haben gefunden, daß eine Legierung auf Nickelbasis mit 0,1 bis 1,5% Si, 0,1 bis 0,65% Mn und 3,1 bis 5% Al und zufälligen Verunreinigungen als Rest besonders hohe Festigkeit bei erhöhten Temperaturen sowie eine günstige Abbrandfestigkeit, Korrosions festigkeit bei erhöhten Temperaturen und Funkenerosionsfestigkeit zeigt. Wenn daher diese Legierung für Zündkerzenelektroden für Brennkraftmaschinen verwendet wird, zeigt sie hervorragende Eigenschaften für eine lange Zeitdauer, selbst in der Verbrennungsgas atmosphäre bei erhöhten Temperaturen.

Zusätzlich haben die Erfinder die folgenden Erkenntnisse gefunden. Wenn Cr in die Legierung auf Nickelbasis in einer Menge von weniger als 2% eingeschlossen wird, zeigt die resultieren de Legierung auf Nickelbasis eine noch bessere Korrosionsfestigkeit. Wenn eines oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe bestehend aus Y und Seltenen Erden ausgewählt sind, in die Nickellegierung in einer Gesamtmenge von weniger als 0,5% aufgenommen sind, erfreut sich die resultierende Nickellegierung einer noch besseren Abbrandfestigkeit und Korro sionsfestigkeit bei erhöhten Temperaturen. Wenn Co in die Legierung auf Nickelbasis in einer Menge von weniger als 5% aufgenommen ist, zeigt die resultierende Nickellegierung eine noch bessere Festigkeit bei erhöhten Temperaturen.

Diese Erfindung wurde auf der Basis dieser Erkenntnis ausgeführt und bezieht sich auf eine neue Legierung auf Nickelbasis mit einer insbesonderen hervorragenden Festigkeit bei erhöhten Temperaturen, derart, daß sie ge eignet gemacht wird für die Verwendung bei Zündkerzenelektroden für Brennkraftmaschinen, wobei sie in Gewichtsprozenten im wesentlichen besteht aus 0,1 bis 1,5% Si, 0,1 bis 0,65% Mn, 3,1 bis 5% Al, wahlweise 0 bis 2% Cr, 0 bis 0,5% von mindestens einem Element, das aus der Gruppe bestehend aus Y und Seltenen Erden Elementen ausgewählt wird, 0 bis 5% Co und 0 bis 0,5% Hf und/oder Re und als Rest aus Nickel und zufälligen Verunreinigungen.

Die oben erwähnten Legierungselemente sind in den folgenden Bereichen wegen der weiter unten beschriebenen technischen Gründe ent halten.

(a) Si

Das Si in der Nickellegierung verbessert stark die Hochtemperatur-Korrosionsfestigkeit und die Funkenerosionsfestigkeit, ohne die Abbrand festigkeit zu verringern. Wenn der Si Gehalt weniger als 0,1% ist, kann die gewünschte Verbesserung dieser Eigenschaften nicht erzielt werden. Andererseits, wenn der Si Gehalt 1,5% überschreitet, dann neigt die Abbrandfestigkeit der Legierung auf Nickelbasis dazu abzunehmen. Daher wird der Si Gehalt so festgelegt, daß er im Bereich von 0,1 bis 1,5% liegt.

(b) Mn

Mn ist eine unerläßliche Komponente, die eine deoxidierende und entschwefelnde Wirkung zeigt, wenn sie der geschmolzenen Legierung auf Nickel basis zugesetzt wird. Wenn der Mn Gehalt weniger als 0,1% ist, kann die gewünschte deoxidierende und entschwefelnde Wirkung nicht erzielt werden, während andererseits im Falle, daß der Mn Gehalt größer als 0,65% ist, die Korrosionsfestigkeit bei hohen Temperaturen stark verringert wird. Daher wird der Mn Gehalt dahingehend definiert, daß in den Bereich von 0,1 bis 0,65% fällt.

(c) Al

Das in der Legierung auf Nickelbasis enthaltene Al erhöht merkbar die Festigkeit und die Korrosionswiderstandsfähigkeit bei erhöhten Temperaturen. Wenn der Al Gehalt weniger als 3,1% ist, kann das gewünschte Niveau der genannten Eigenschaften nicht erzielt werden. Andererseits, wenn der Al Gehalt mehr als 5% beträgt, wird die Bearbeitbarkeit der resulierenden Legierung auf Nickelbasis verschlechtert. Daher wird der Al Gehalt dahingehend bestimmt, daß er in den Bereich von 3,1 bis 5% fällt.

(d) Cr

Cr wird wahlweise der Legierung auf Nickelbasis zugesetzt, da es merkbar die Korrosionsfestig keit bei erhöhten Temperaturen verbessert. Wenn der Cr Gehalt weniger als 0,1% beträgt, kann das gewünschte Niveau der Korrosionsfestigkeit bei erhöhten Temperaturen nicht erzielt werden. Wenn andererseits der Cr Gehalt 2% über schreitet, dann neigt die Abbrandfestigkeit der resultierenden Legierung auf Nickelbasis dazu abzunehmen. Der bevorzugte Bereich des Cr Gehaltes wird daher zwischen 0,1% und 2% festgelegt.

(e) Y und Seltene Erden Elemente

Diese Elemente werden wahlweise der Legierung auf Nickelbasis zugesetzt, da sie sowohl die Abbrandfestigkeit als auch die Korrosionsfestigkeit bei erhöhten Temperaturen verbessern. Wenn der Gehalt an einem oder mehreren dieser Elemente weniger als 0,001% beträgt, kann die resul tierende Legierung nicht die verlangten Eigen schaften in dem gewünschten Ausmaß zeigen. Wenn andererseits eines oder mehrere der Elemente 0,5% überschreiten, dann können keine weiteren Verbesserungen in den Eigen schaften erreicht werden. Mengen an Y und Elementen von Seltenen Erden werden somit im Bereich von 0,001 bis 0,5% unter Berücksichti gung der Notwendigkeit nach Wirtschaftlichkeit festgelegt.

(f) Co

Das in der Legierung auf Nickelbasis enthaltene Co verbessert die Festigkeit bei erhöhten Tempera turen in einem sehr viel größeren Ausmaß als diejenige, die durch das koexistierende Aluminium erzielt wird. Wenn die Menge an Co weniger als 0,5% beträgt, wird die resultierende Le gierung nicht die verlangte und gewünschte Hochtemperaturfestigkeit erreichen. Wenn anderer seits die Menge an Co 5% überschreitet, kann keine weitere Verbesserung der Hochtemperatur festigkeit erzielt werden. Daher wird der Gehalt an Co festgelegt zu 0,5 bis 5%.

(g) Hf und Re

Diese Elemente verbessern in starkem Maße die Hochtemperaturfestigkeit der Nickelbasislegierung. Wenn die Menge jedes oder beider Elemente weniger als 0,001% beträgt, wird die resultierende Legierung nicht die verlangte Hochtemperaturfestigkeit in dem gewünschten Ausmaß zeigen. Wenn anderer seits die Menge an Hf und/oder Re mehr als 0,5% beträgt, verschlechtert sich die Bearbeit barkeit der resultierenden Legierung. Die Gesamt mengen an Hf und/oder Re sind daher so festgelegt, daß sie in den Bereich von 0,001 bis 0,5% fallen.

Einige Ausführungsbeispiele von in Überein stimmung mit der vorliegenden Erfindung herge stellten Legierungen auf Nickelbasis werden im folgenden näher erläutert.

Beispiel 1

Eine Reihe von Nickelbasislegierungen ent sprechend der vorliegenden Erfindung, Proben Nos. 1 bis 18, eine andere Reihe von Vergleichs legierungen auf Nickelbasis, Proben Nos. 1 bis 4 und noch eine andere Reihe von üblichen und bekannten Legierungen auf Nickelbasis, Proben Nos. 1 bis 4, wurden in einem gewöhnlichen Vakuumschmelzofen geschmolzen und dann in einem Vakuum in Blöcke gegossen. Die Zusammensetzung jede dieser Legierungen ist in Tabelle 1 gezeigt.

Jeder der resulierenden Blöcke wurde in eine runde Stange mit einem Durchmesser von 10 mm heiß geschmiedet und in unterschiedliche Formen (a) bis (d), wie weiter unten beschrieben, geschnitten, gezogen oder geschmiedet.

(a) Proben zur Auswertung der Hochtemperatur zugfestigkeit, mit einem jeweiligen Quer schnitt von 6 mm×2 mm; Proben für den Hochtemperaturermüdungstest entsprechend JIS Z 2275, die jeweils eine Abmessung von 6 mm Dicke (t)×30 mm R×25 mm Klemmbreite (b) aufweisen,
(b) Proben für Tests der Hochtemperaturkorrosions festigkeit, die jeweils eine Abmessung von 5 mm Durchmesser×50 mm Länge aufweisen,
(c) Drahtproben für die Mittelelektroden von Zündkerzen und für die Bewertung der Funkenerosionsfestigkeit mit jeweils 2,5 mm Durchmesser und Drahtproben für die Masseelektrode mit einem Querschnitt von 2,5 mm×1,4 mm,
(d) Proben zur Messung der Temperatur, bei der das Niederschmelzen beginnt und zur Bewertung der Abbrandfestigkeit mit einem Querschnitt von 2,5 mm×1,4 mm.

Diese Proben wurden den folgenden unterschiedlichen Tests unterworfen.

Ein Hochtemperaturzerreißversuch wurde bei 800°C zur Messung der Zugfestigkeit durchge führt.

Ein Hochtemperaturermüdungsversuch wurde bei einer Temperatur von 800°C bei einer Biege kraft von 5 Kgf/mm² und mit einer Lastwechsel geschwindigkeit von 2000 Mal/min und die Anzahl der Zyklen bis zum Bruch wurden in jedem Fall gemessen.

Ein Hochtemperaturkorrosionsversuch wurde wie folgt durchgeführt: Jede Probe wurde auf ein Tonerdeboot gelegt, das in einer mit Verbrennungs gas gefüllte Vorrichtung angeordnet wurde. Jedwede Pb-Verbindung, die in der Lage ist, PbO als Verbrennungsprodukt zu erzeugen, wurde kontinuierlich bei einer konstanten Zufuhrge schwindigkeit in die Verbrennungsgasatmosphäre eingeführt. Jede Probe wurde aufgeheizt und verblieb für 50 Stunden bei 800°C in der Vorrichtung. Danach wurde die sich auf der Probe bildende Kruste bzw. Schicht mit einer Drahtbürste abgerieben. Die dem Korrosions versuch unterzogene entkrustete Probe wurde hinsichtlich ihres Gewichtes mit einer Probe, die nicht dem Korrosionsversuch unterworfen war, verglichen, wodurch der Gewichtsverlust festge stellt wurde.

Ein Funkenerosionsversuch wurde wie folgt durchge führt. Sowohl die Mittelelektrode als auch die Masseelektrode wurden in einer Zündkerze mit einem Ausgangselektrodenabstand von 0,8 mm angeordnet. Diese Zündkerze wurde in einen Benzinmotor mit 2000 cm³ mit einem Turbolader eingesetzt. Der Motor wurde bei einer Dreh geschwindigkeit von 5500 U/min für 100 Stunden angetrieben. Anschließend wurde die Vergrößerung des Elektrodenabstandes gemessen.

In einem Versuch zur Bestimmung des Abbrandes bzw. des Schmelzverlustes wurde die Temperatur, bei der das Niederschmelzen begann, gemessen.

Alle diese Versuchsergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

Es ist aus den in Tabelle 1 gezeigten Versuchs ergebnissen offensichtlich, daß alle Proben Nos. 1 bis 18 der Legierung auf Nickelbasis entsprechend der Erfindung eine Hochtemperatur korrosionsfestigkeit, Funkenerosionsfestigkeit und Abbrandfestigkeit zeigen, die ebenso gut sind wie die der Vergleichsproben Nos. 1 bis 4 und eine noch bessere Hochtemperaturbruchfestigkeit haben als die der Vergleichsproben. Andererseits zeigen die Vergleichsproben Nos. 1 bis 4, die außerhalb des Erfindungsbereiches hinsichtlich des Gehaltes an mindestens einem der Elemente (in Tabelle 1 mit * bezeichnet) im Vergleich zu den Proben der Erfindung liegen, schlechtere Ergebnisse hinsichtlich mindestens einer dieser drei Eigenschaften.

Wie im einzelnen oben beschrieben, da die Legie rungen auf Nickelbasis entsprechend der vor liegenden Erfindung besonders hervorragend hinsichtlich der Hochtemperaturbruchfestigkeit sind und ebenso gute Eigenschaften in bezug auf die Hochtemperaturkorrosionsfestigkeit, Funkenerosionsfestigkeit und Abbrandfestigkeit aufweisen, kann die hohe Leistungsfähigkeit von Zündkerzenelektroden für Brennkraftmaschinen, die aus den Legierungen auf Nickelbasis gemäß der Erfindung hergestellt sind, für einen sehr langen Zeitraum aufrechterhalten werden, selbst wenn sie harten Betriebsbedingungen ausgesetzt sind.

Beispiel 2

Eine Reihe von Nickelbasislegierungen entsprechend der vorliegenden Erfindung (Proben Nos. 1 bis 12), eine andere Reihe von Vergleichslegierungen auf Nickelbasis, Proben Nos. 1 bis 5, und noch eine andere Reihe von konventionellen Legierungen auf Nickelbasis, Proben Nos. 1 bis 4, wurden in einem gewöhnlichen Vakuumschmelzofen geschmolzen und unter Vakuum in Blöcke ge gossen. Die Zusammensetzung einer jeden der Legierungen sind in Tabelle 2 dargestellt.

Jeder der resultierenden Blöcke wurde in runde Stangen mit einem Durchmesser von 10 mm heiß geschmiedet und in unterschiedliche Formen (a) bis (d), wie unten beschrieben, geschnitten, gezogen oder geschmiedet.

(a) Proben zur Bewertung der Hochtemperaturzug festigkeit mit jeweiligem Querschnitt von 6 mm×2 mm; Proben für einen Hochtemperatur ermüdungsversuch entsprechend JIS Z 2275 mit jeweiligen Abmessungen von 6 mm Dicke (t)×30 mm R×25 mm Klemmbreite (b),
(b) Proben für einen Hochtemperaturkorrosions versuch mit den Abmessungen von 5 mm Durchmesser×50 mm Länge,
(c) Drahtproben für die Mittelelektroden von Zündkerzen und zur Bestimmung der Funkenerosionsfestigkeit mit einem Durch messer von 2,5 mm und Drahtproben für Masseelektroden, die einen Querschnitt von 2,5 mm×1,4 mm aufweisen,
(d) Proben zur Messung der Temperatur, bei der das Niederschmelzen beginnt, und zur Bestimmung der Abbrandfestigkeit, wobei die Proben einen Querschnitt von 2,5 mm ×1,4 mm haben.

Diese Versuchsproben wurden verschiedenen, im folgenden beschriebenen Versuchen unterworfen.

Der Hochtemperaturzugversuch wurde bei 700°C durchgeführt, um die Bruchfestigkeit zu messen.

Die Hochtemperaturwechselfestigkeitsprüfung wurde bei einer Temperatur von 700°C bei Biegekräften von 6 KgF/mm² und mit einer Geschwindigkeit der Wechselbeanspruchungen von 3000 Mal/min durchgeführt und die Anzahl der Wechselbeanspruchungen bis zum Bruch wurde in jedem Falle gemessen.

Der Hochtemperaturkorrosionsversuch wurde wie folgt durchgeführt: Jede der Versuchsproben wurde auf ein Tonerdeboot gelegt, das seinerseits in eine mit Verbrennungsgas gefüllte Vorrichtung eingesetzt wurde. Eine Pb-Verbindung, die als Verbrennungsprodukt PbO bilden kann, wurde kontinuierlich bei konstanter Zufuhrgeschwindig keit der Verbrennungsgasatmosphäre zugesetzt. Jede Probe wurde aufgeheizt und verblieb für 100 Stunden bei 700°C in der Vorrichtung. Danach wurde die Kruste oder die Schicht, die sich auf der Probe gebildet hatte, mit einer Drahtbürste abgerieben. Die entkrustete Probe, die dem Korrosionsversuch unterworfen worden war, wurde hinsichtlich des Gewichts mit einer Probe verglichen, die nicht dem Korrosionsversuch unterzogen wurde, um den Gewichtsverlust fest zustellen.

Der Funkenerosionstest wurde wie folgt durchge führt: Eine Zündkerze wurde mit einer Mittel elektrode und einer Masseelektrode mit einem Ausgangselektrodenabstand von 0,8 mm versehen. Diese Zündkerze wurde dann in einen 1800 cm³ Benzinmotor mit Turbolader eingesetzt. Dieser Benzinmotor wurde während 100 Stunden mit einer Drehgeschwindigkeit von 5500 U/min ange trieben. Anschließend wurde die Vergrößerung des Elektrodenabstandes gemessen.

Bei dem Versuch zur Bestimmung des Abbrandes bzw. Schmelzverlustes wurde die Temperatur gemessen, bei der das Niederschmelzen begann.

Alle Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle 2 dargestellt.

Aus den Versuchsergebnissen aus Tabelle 2 ist offensichtlich, daß alle Proben Nos. 1 bis 12 der Nickelbasislegierung entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Hochtemperatur korrosionsfestigkeit, Funkenerosionsfestigkeit und Abbrandfestigkeit aufweisen, die denen der Vergleichsproben Nos. 1 bis 4 entsprechen, wobei sie eine noch bessere Hochtemperatur festigkeit als die der Vergleichsproben zeigen. Andererseits sind die Vergleichsproben Nos. 1 bis 5, die hinsichtlich des Gehalts an mindestens einem der Elemente außerhalb des Bereichs der Erfindung (in der Tabelle 2 mit * bezeichnet) liegen, in bezug auf mindestens einer der drei Eigenschaften schlechter als die Proben der vorliegenden Erfindung.

Da, wie oben detailliert beschrieben, die Legierungen auf Nickelbasis gemäß der vor liegenden Erfindung sowohl besonders bemerkens werte Werte in der Hochtemperaturfestigkeit als auch eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Hochtemperaturkorrosion, Funkenerosion und Abbrand aufweisen, kann die hohe Leistungsfähig keit von Zündkerzenelektroden für Brennkraft maschinen, die aus den Legierungen auf Nickel basis gemäß der Erfindung hergestellt sind, für eine lange Zeitdauer aufrechterhalten werden, selbst wenn sie harten Betriebsbedindungen aus gesetzt sind.

Beispiel 3

Eine Reihe von Legierungen auf Nickelbasis ent sprechend der vorliegenden Erfindung, Proben Nos. 1 bis 11, eine weitere Reihe von Vergleichs legierungen auf Nickelbasis, Proben Nos. 1 bis 5, und noch eine weitere Reihe von konventionellen Legierungen auf Nickelbasis, Proben Nos. 1 bis 4, wurden in einem üblichen Vakuumschmelzofen geschmolzen und dann im Vakuum in Blöcke gegossen. Die Zusammensetzung jeder der Legierungen ist in Tabelle 3 dargestellt.

Jeder der resultierenden Blöcke wurde in eine runde Stange mit einem Durchmesser von 10 mm heiß geschmiedet und in verschiedene Formen (a) bis (d), wie weiter unten dargestellt, geschnitten, gezogen oder geschmiedet.

(a) Proben zur Bestimmung der Hochtemperatur zugfestigkeit mit einem Querschnitt von 6 mm ×2 mm; Proben für einen Hochtemperatur ermüdungstest entsprechend JIS Z 2275, wobei jede Probe eine Abmessung von 6 mm Dicke (t)×30 mm R×25 mm Klemmbreite (b) aufweist,
(b) Proben für den Hochtemperaturkorrosionsversuch mit Abmessungen von 5 mm Durchmesser×50 mm Länge,
(c) Drahtproben für die Mittelelektroden von Zündkerzen und zur Bestimmung der Widerstands fähigkeit gegen Funkenerosion mit einem Durchmesser von 2,5 mm und Drahtproben für die Masseelektroden mit einem Querschnitt von 2,5 mm×1,4 mm,
(d) Proben zur Messung der Temperatur, bei der das Niederschmelzen beginnt, und zur Bestimmung der Abbrandfestigkeit, die jeweils einen Querschnitt von 2,5 mm×1,4 mm aufweisen.

Diese Proben wurden verschiedenen Versuchen, wie im folgenden beschrieben, unterworfen.

Der Hochtemperaturzugversuch wurde zur Messung der Zugfestigkeit bei einer Temperatur von 750°C durchgeführt.

Der Hochtemperaturermüdungstest wurde bei einer Temperatur von 750°C unter Biegekräften von 7 Kgf/mm² und mit einer Geschwindigkeit der Wechselbelastungen von 2500 Mal/min durchgeführt, wobei in jedem einzelnen Fall die Anzahl der Wechselbelastungen bis zum Bruch gemessen wurde.

Der Hochtemperaturkorrosionsversuch wurde wie folgt durchgeführt: Jede Probe wurde auf ein Tonerdeboot gelegt, das seinerseits in einer mit Verbrennungsgas gefüllten Vorrichtung ange ordnet wurde. Eine Pb-Verbindung, die als Ver brennungsprodukt PbO bilden kann, wurde konti nuierlich mit einer konstanten Zufuhrgeschwindig keit der Verbrennungsgasatmosphäre zugesetzt. Jede Probe wurde aufgeheizt und verblieb für 100 Stunden bei 800°C in der Vorrichtung. Danach wurde die Kruste oder die Schicht, die sich auf der Probe gebildet hatte, mit einer Drahtbürste entfernt. Die entkrustete Probe, die dem Korrosionstest unterworfen worden war, wurde hinsichtlich ihres Gewichtes mit einer Probe verglichen, die nicht dem Korrosions test unterzogen wurde, um den Gewichtsverlust festzustellen.

Der Funkenerosionsversuch wurde wie folgt durchgeführt: Eine Zündkerze wurde mit einer Mittelelektrode und einer Masseelektrode mit einem Ausgangselektrodenabstand von 0,8 mm versehen. Diese Zündkerze wurde dann in einen 300 cm³ Benzinmotor mit Turbolader eingesetzt. Der Benzinmotor wurde während 100 Stunden mit einer Drehgeschwindigkeit von 5000 U/min angetrieben. Anschließend wurde der jeweilige Anstieg des Elektroden abstandes gemessen.

In dem Versuch zur Feststellung des Abbrandes oder Schmelzverlustes wurde die Temperatur, bei der das Niederschmelzen begann, gemessen.

Alle Versuchsergebnisse sind in der Tabelle 3 dargestellt.

Aus den Versuchsergebnissen nach Tabelle 3 ist es offensichtlich, daß alle Proben Nos. 1 bis 11 der Legierung auf Nickelbasis entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Hochtemperaturkorrosionsfestigkeit, Funken erosionsfestigkeit und Abbrandfestigkeit zeigen, die gleich denen der Vergleichsproben Nos. 1 bis 4 sind und außerdem eine noch bessere Hochtemperaturfestigkeit als die der Vergleichsproben aufweist. Die Vergleichs proben Nos. 1 bis 5, die außerhalb des Bereichs der Erfindung hinsichtlich des Gehalts an mindestens einem der Elemente (in Tabelle 3 mit * bezeichnet) liegen, sind schlechter als die Proben der Erfindung in bezug auf mindestens einer der drei Eigenschaften.

Da, wie näher oben beschrieben wurde, die Legierungen auf Nickelbasis gemäß der vor liegenden Erfindung besonders gut hinsichtlich der Hochtemperaturfestigkeit sind und ebenfalls eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Hoch temperaturkorrosion, Funkenerosion und Abbrand aufweisen, kann die hohe Leistungsfähigkeit von Zündkerzenelektroden für Brennkraftmaschinen, die aus den Legierungen auf Nickelbasis gemäß der Erfindung hergestellt werden, für einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden, selbst wenn sie harten Betriebsbedingungen ausgesetzt sind.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele erklärt wurde, ist es für den Fachmann selbstverständlich, daß die Erfindung nicht auf derartige Beispiele selbst begrenzt ist und daß viele Abwandlungen und Kombinationen durchgeführt werden können, ohne den Geist und den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Legierung auf Nickelbasis zur Verwendung für Zündkerzenelektroden für Brennkraft maschinen, die auf der Basis von Gewichts prozenten im wesentlichen bestehen aus
0,1 bis 1,5% Si,
0,1 bis 0,65% Mn,
3,1 bis 5% Al,
0 bis 2% Cr,
0 bis 0,5% von einem oder mehreren Elementen, die aus der Gruppe bestehend aus Y und Elementen von Seltenen Erden ausgewählt werden,
0 bis 5% Co,
0 bis 0,5% Hf und/oder Re, und als Rest aus Ni und zufälligen Verunreinigungen.

2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß 0,1 bis 2% Cr enthalten sind.

3. Legierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 0,001 bis 0,5% von einem oder mehreren Elementen enthalten sind, die aus der aus Y und Elementen von Seltenen Erden bestehenden Gruppe ausge wählt sind.

4. Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß 0,5 bis 5% Co enthalten sind.

5. Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß 0,001 bis 0,5% an Hf oder Re oder beiden enthalten sind.