DE730161C

DE730161C - Hochbeanspruchte Auspuffsammler, Abgasleitungen, Schall- und Flammendaempfer fuer Hoehenmotoren und andere Hoechstleistungsmotoren

Info

Publication number: DE730161C
Application number: DED76773D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hermann Josef Schiffler
Original assignee: DEUTSCHE ROEHRENWERKE AG
Current assignee: DEUTSCHE ROEHRENWERKE AG
Priority date: 1937-12-09
Filing date: 1937-12-09
Publication date: 1943-01-07

Description

Hochbeanspruchte Auspuffsammler, Abgasleitungen, Schall- und Flammendämpfer für Höhenmotoren und andere Höchstleistungsmotoren Die Auspuffsammler der Flugzeugmotoren sind von Jahr zu Jahr verwickelter und zu wesentlicheren Teilen des Flugzeuges geworden, da sie mit der Erhöhung der Fluggeschwindigkeit den aerodynamischen Forderungen in ihrer Gestaltung angepaßt werden müssen. Die Auspuffsammler und Abgasleitungen, wozu, was die Werkstoffe anbetrifft, neuerdings auch die Heizanlagen, die Schall- und Flammendämpfer gezählt werden können, erfordern ganz besondere Werkstoffe, die gleichzeitig folgende Eigenschaften aufweisen müssen: i. Hitzebeständigkeit, d. h. erhöhte Beständigkeit gegen die heißen korrodierenden Abgase der Motoren sowie .erhöhte Warmfestigkeit, 2. erhöhte Beständigkeit gegen Kondensationsprodukte, die sich aus den Abgasen bilden können, und gegen Luftfeuchtigkeit, 3. gute Kaltverformbarkeit, da die Einzelteile meistens durch Tiefziehen. Prägen, Drükken, Kalthämmern usw. hergestellt werden. Es wird dabei an den Werkstoff die Forderung gestellt; daß mehrere Arbeitsgänge ohne Zwischenglühung vorgenommen werden können, gute Gasschmelzschweißbarkeit, gegebenenfalls auch mittels Arcatomverfahren, 5. Fehlen von kritischen Temperaturgebieten bis zu der höchsten Gebrauchstemperatur, um Sprödigkeitserscheinungen im Betrieb auszuschalten.
Außerdem verlangt man heute Freiheit von stark devisenverbrauchenden Elementen, vor allem Nickel.
Für die genannten Teile von Motoren mit nicht zu hohen Abgastemperaturen, z. B. bei Motoren bis zu etwa 25o-PS-Leistung, und für solche, bei denen infolge des Fehlens einer Verkleidung eine sehr starke Kühlung eintritt, genügen Werkstoffe, die nicht oder nur ganz niedrig legiert sind.
Für höher beanspruchte Abgasleitungen hat g man früher hauptsächlich austenitische Chrom-Nickel-Stähle vom Typus des i 8j'8-Stahles (i 8 0'o Chrom, 8 u 0 Nickel) verwendet, die sich 7 wegen ihrer hohen Dehnung und Tiefziehfähigkeit leicht verarbeiten lassen und bis etwa 8oo bis 85o` C hitzebeständig sind. Volkswirtschaftlich gesehen ist der hohe Nikkelgebalt der Stähle jedoch ein schwertwiegender Nachteil. Außerdem haben in einzelnen Fällen Sprödigkeitserscheinungen, die bei der Beanspruchung im Temperaturgebiet zwischen 6oo und 750' C auftreten können, deren Ursache aber nicht immer restlos geklärt werden konnte, zu Schäden geführt.
In letzter Zeit hat man mit Erfolg an Stelle des austenitischen Chrom-Nickel-Stahles einen niedrig legierten ferritisch-perlitischen nickelfreien Stahl auf der Basis Chrom-Aluininium-Silicium mit etwa 80%o Legierungsbestandteilen gegenüber etwa 26% beim vorgenannten i 8.# 8-Stahl verwendet. Dieser Stahl ist nicht wesentlich geringer hitzebeständig als der 18 "8-Chrom-Nickel-Stahl.
Trotzdem dieser Chrom-AlLiminium-Silicium-Stahl eine Rostbeständigkeit und eine `'Farmfestigkeit besitzt, die geringer sind als die des i8/8-Chrom-Niclkel-Stahles, genügt er in den meisten Fällen durchaus und wird mehr und mehr angewandt unter der genormten Bezeichnung: Sicromal 8, Fliegnorm i 5 i o,9. Dieser Stahl ist bis heute der einzige nickelfreie, zunderbeständige genormte Austauschwerkstoff für obige Zwecke.
Für bestimmte Zwecke des Höhenfluges und andere Sonderaufgaben genügt nun dieser Chrom Aluminium-Silicium-Stahl nicht allen Anforderungen. In solchen Fällen wären hochlegierte austenitische Chrom-Nickel-Stahl-Legierungen mit etwa 25 bis :150'o Legierungsbestandteilen (dabei wenigstens i o bis 250'O Nickel) verwendbar. Aber auch ihre Verwendung ist aus den oben für die Chrom-Nickel-Stahllegierungen nach Art des 18 8-Stahles genannten Gründen nach Möglichkeit zu vermeiden.
Es wurde nun gefunden, daß eine bestimmte nickelfreie Stahllegierung ganz unerwartet alle erhöhten Forderungen bezüglich Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit gegen Kondensationsprodukte und Luftfeuchtigkeit, gute Kaltverformbarkeit in mehreren Arbeitsgängen ohne Zwischenglühung, gute Gasschmelzschweißbarkeit "und Fehlen von kritischen Temperaturgebieten bis zu der höchsten Gebrauchstemperatur gleichzeitig bestens erfüllt.
Daher wird hochbeanspruchte Auspuffsammler, Abgasleitungen, Schall- und Flammendämpfer für Höhenmotoren und andere Höchstleistungsflugmotoren aus Stahllegierungen folgender Zusammensetzung herzustellen o,o5 - o, i 2 o,Ö Kohlenstoff, i l - 1 4., 5 0'o Chrom, 0-,15- 0,5 0% Aluminium, o-,6 --- 11,2 0'o Silicium, o,i _: - o,5 0`o Titan, Rest Eisen mit möglichst niedrigem Schwefelgehalt, üblichem Phosphorgehalt und vorzugsweise an der unteren üblichen Grenze liegendep Mangangehalt mit der Maßgabe, daß die Summe des Aluminium- und Siliciumgehaltes wenigstens etwa o,9 und höchstens etwa i,5% beträgt.
Es ist vorteilhaft, diesen Stahllegierungen noch o,oi bis etwa o,30'o Molybdän zuzusetzen.
Weiterhin ist es günstig, wenn das Verhältnis des Titangehaltes zum Aluminiumgehalt gleich oder größer als i : i ist.
Die Stahllegierungen sollen im Elektroofen sorgfältig erschmolzen werden.
Als Beispiel sei nachstehende Stahllegierung genannt: o,o80'o Kohlenstoff, 13 0,ö Chrom, o, 28 0;'o Aluminium, o,990,'0 Silicium, 0,28% Titan, o, i 10!o Molybdän.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Hochbeanspruchte Auspuffsammler, Abgasleitungen, Schall- und Flammendämpfer für Höhenmotoren und andere Höchstleistungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus nickelfreien Stahllegierungen folgender Zusammensetzung hergestellt sind: 0,05- 0,120`o Kohlenstoff, l i - 1-1,5 % Chrom, o45- o,5 0'o Aluminium, o,6 - 1,2 0`o Silicium, o, i - o,5 0/ä Titan, Rest Eisen reit möglichst niedrigem Schwefelgehalt, üblichem Phosphorgehalt und vorzugsweise an der unteren üblichen Grenze liegendem Mangangehalt mit der Maßgabe, daß die Summe des Aluminium- und Siliciumgehaltes wenigstens etwa o,9 und höchstens etwa i,50;"() i beträgt.
2. Gegenstände nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß sie aus - Stahllegierungen gemäß Anspruch i hergestellt sind, die jedoch zusätzlich o,oi bis etwa 0,3o,'0 Molybdän enthalten.
3. Gegenstände nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus solchen Stahllegierungen gemäß Anspruch i oder z hergestellt sind, in denen der Titangehalt, mindestens so groß ist wie der Aluminiumgehalt.