ES2259143T3 - Sistema de escape por fundicion. - Google Patents
Sistema de escape por fundicion.Info
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Abstract
Sistema de escape por fundición para turbina de gas o motores de combustión interna que comprende componentes resistentes a la presión que comprenden una aleación de fundición fundida con aire, sustancialmente libre de grafito y nitrógeno que comprende la composición siguiente: Carbono 0,01 a 0,4% en peso Silicio 0,5 a 6% en peso Manganeso 0,1 a 1,5% en peso Fósforo 0,01 a 0,08% en peso Níquel 13 a 38% en peso Cromo 0,5 a 6% en peso Molibdeno 0,1 a 4% en peso y opcionalmente cobre máx. 8% en peso Niobio máx. 5% en peso Titanio máx. 1% en peso Aluminio máx. 1% en peso Tungsteno máx. 4% en peso Circonio máx. 4% en peso Vanadio máx. 4% en peso Azufre máx. 0,12% en peso Nitrógeno máx. 0,02% en peso Hierro resto a 100%
Description
Sistema de escape por fundición.
La presente invención se refiere a un sistema de
escape por fundición para turbinas de gas o motores de combustión
interna que comprende componentes resistentes a la presión que
comprenden una aleación de fundición fundida con aire,
sustancialmente exenta de grafito y nitrógeno que es resistente a la
oxidación y/o a la corrosión. El sistema de escape puede utilizarse
en turbinas de gas, motores de combustión interna de gasolina y
diesel, bombas, válvulas, accesorios, compresores u otros
componentes. Además, se da a conocer un procedimiento para la
producción de dichas aleaciones.
El documento
JP-A-06093381 y los documentos
US-A-3.294.527 y
US-A-4.585.707 dan a conocer
aleaciones de hierro que comprenden altos contenidos de Ni y que
presentan composiciones similares a las de la presente invención.
No se menciona la utilización de fundiciones o de sistemas de
escape.
Las aleaciones convencionales resistentes de Ni
son aceros grafíticos austeníticos muy aleados. Las concentraciones
de carbono de las aleaciones resistentes de Ni están comprendidas
típicamente en el intervalo entre 2,0 y 3,0 por ciento en peso, y
el grafito en escamas o esferoidal está presente a propósito en la
microestructura.
Las aleaciones de grafito en escamas, o las
fundiciones grises austeníticas, se desarrollaron en los años 30.
Posteriormente, se inventó el hierro dúctil y se desarrollaron
calidades de hierro austenítico dúctil.
Los hierros austeníticos dúctiles presentan
propiedades mecánicas superiores en comparación con las fundiciones
grises austeníticas debido a la presencia de la morfología
esferoidal o modular del grafito, más que a una morfología en
escama del grafito. Las partículas esferoidales de grafito son menos
dañinas que el grafito en escamas para la resistencia y ductilidad
de las aleaciones. La producción de una microestructura de grafito
esferoidal uniforme es más difícil que la producción de una
microestructura de grafito en escamas. El control del proceso
inadecuado en la producción de aceros austeníticos dúctiles puede
producir una mezcla de microestructuras de grafito en escamas y
esferoidal, con un efecto dañino en las propiedades mecánicas
esperadas.
El control correcto de la morfología del grafito
en las secciones transversales de fundición variables puede ser
difícil. A medida que la relación volumen/área superficial de la
fundición aumenta, es más difícil producir grafito esferoidal
debido a la velocidad de enfriamiento limitada. Algunos diseños del
componente de fundición presentan variaciones drásticas en las
transiciones entre las secciones transversales, que producen
dificultades en la producción de una morfología uniforme de grafito
esferoidal en toda la fundición. Algunos diseños de componente de
escape de motor son ejemplos de fundiciones que podrían beneficiarse
de la eliminación del problema del control de la morfología del
grafito.
Las propiedades mecánicas de dichas aleaciones
pueden mejorarse más y pueden evitarse varios problemas de
producción relacionados con el mantenimiento de una correcta
morfología del grafito mediante la eliminación del grafito. Este es
uno de los objetivos de la presente invención. La aleación dada a
conocer en la presente memoria es una alternativa para una aleación
de hierro dúctil ASTM A439 D5B de molibdeno modificada.
Para la aleación de la presente invención, se
han reducido las concentraciones de carbono para producir acero en
lugar de hierro de fundición.
Además, la aleación dada a conocer es fácilmente
soldable, lo que beneficia inmediatamente a todas las operaciones
de fabricación posteriores.
El objetivo de la presente invención consiste en
proporcionar un sistema de escape por fundición que comprende una
aleación de fundición sustancialmente libre de grafito y de
nitrógeno con propiedades mecánicas mejoradas y sin disminución de
las demás propiedades deseadas, en particular, resistencia a la
corrosión, resistencia a temperaturas elevadas, resistencia a la
oxidación y características no magnéticas, en comparación con las
aleaciones de la técnica anterior. El sistema de escape deberá ser
fácilmente soldable con una reducción máxima del coeficiente de
expansión térmica (CTE) a la vez que se mantiene una buena calidad
de la fundición.
La presente invención está definida en la
reivindicación 1. El sistema de escape comprende una aleación
sustancialmente libre de grafito y nitrógeno, envejecida o no
envejecida mediante temple por precipitación, especialmente
adaptada para turbinas de gas o motores de combustión interna, que
comprende una microestructura exenta de grafito en la composición
siguiente:
\newpage
| Carbono | máx. 0,4% en peso |
| Silicio | 0,5 a 5,5% en peso |
| Manganeso | 0,1 a 1,5% en peso |
| Fósforo | 0,01 a 0,08% en peso |
| Níquel | 13 a 38% en peso |
| Cromo | 0,50 a 6,00% en peso |
| Molibdeno | 0,1 a 4% en peso |
| Azufre | máx. 0,12% en peso |
| Nitrógeno | máx. 0,02% en peso |
El hierro, aparte de los contenidos opcionales
de elementos de aleación adicionales como los mencionados a
continuación, equilibra el balance.
Los elementos opcionales de la aleación
adicional pueden comprender un máximo de 1% en peso de cobre o cobre
en un intervalo entre 0,5 y 8% en peso y en la que la concentración
de níquel está comprendida en un intervalo entre 13 y 22% en
peso.
Los elementos opcionales de la aleación
adicional pueden comprender, en una forma de realización particular
de la presente invención,
| Niobio | 1 a 5% en peso |
| Titanio | máx. 1% en peso |
| Aluminio | máx. 1% en peso |
En otra forma de realización determinada de la
presente invención, los elementos opcionales pueden comprender
| Niobio | máx. 2% en peso |
| Tungsteno | máx. 4% en peso |
| Circonio | máx. 1% en peso |
| Vanadio | máx. 1% en peso |
Además, se da a conocer un procedimiento para la
fabricación de la composición en el que dicha aleación se refuerza
mediante endurecimiento por precipitación de
(Ni_{3}[Al,Ti]), (Ni_{3}[Nb,Al,Ti]), o
(Ni_{3}Nb).
En una forma de realización determinada de la
presente invención se da a conocer un procedimiento para la
fabricación de la composición en el que dicha aleación se refuerza
mediante endurecimiento por precipitación de Mo_{2}C.
En otra forma de realización determinada de la
presente invención se da a conocer el procedimiento para la
fabricación de la composición de la presente invención en el que
dicha aleación no se refuerza por envejecimiento ni endurecido por
precipitación
En algunas aplicaciones la microestructura
exenta de grafito deseada se produce limitando el contenido en
carbono de la aleación a concentraciones muy bajas, de manera que
son versiones de la aleación esencialmente libres de carbono. En
otras aplicaciones es deseable la solución sólida de refuerzo de las
aleaciones mediante carbono intersticial. Están previstos los
contenidos en carbono por encima del límite de solubilidad para
cada composición específica. Las aleaciones libres de grafito de la
presente invención están clasificadas como aceros de alta aleación
en lugar de aceros de fundición.
Las ventajas de las aleaciones ASTM
A439-83 y ASTM A436-84 en
comparación con los aceros de fundición convencionales son las
propiedades de resistencia a la corrosión, resistencia a altas
temperaturas, resistencia a la oxidación y no magnéticas para
algunas calidades. Ninguno de estos atributos debería afectarse por
la eliminación del grafito de la microestructura. La matriz de la
aleación resistente de Ni convencional tiene por objetivo asegurar
tan estrechamente como sea posible que se mantienen estos
atributos.
Una aleación D5B modificada que contiene 1% en
peso de Mo se seleccionó para los experimentos iniciales. Se
produjo una versión exenta de carbono de esta composición inicial.
Esta aleación se denominó DX35BM para su identificación
experimental.
| Carbono | 2,4% en peso |
| Silicio | 1-2,8% en peso |
| Manganeso | máx. 1% en peso |
| Fósforo | máx. 0,08% en peso |
| Níquel | 34-36% en peso |
| Cromo | máx. 0,1% en peso |
| Molibdeno | 1% en peso |
| Hierro | resto a 100% |
\vskip1.000000\baselineskip
| Carbono | máx. 0,1% en peso |
| Silicio | 1,00 a 2,8% en peso |
| Manganeso | máx. 1,00% en peso |
| Fósforo | máx. 0,04% en peso |
| Níquel | 34 a 36% en peso |
| Cromo | 2,00 a 3,00% en peso |
| Molibdeno | 0,7 a 1% en peso |
| Azufre | máx. 0,04% en peso |
| Hierro | resto a 100% |
\vskip1.000000\baselineskip
Las coladas experimentales de DX35BM se
produjeron con una concentración en carbono del 0,01% en peso. Los
resultados de la propiedad mecánica para la aleación DX35BM libre de
carbono son excepcionales. Tanto la resistencia a la tracción como
la elongación cumplen la especificación de las propiedades mecánicas
del sistema de escape, superando el resultado de la elongación la
especificación mínima por un gran margen. El límite de elasticidad
y la dureza sin embargo, son inferiores a los de la especificación
mínima. Las coladas de prueba con una concentración en carbono del
0,1% en peso indicaban que el límite de elasticidad mínimo del
sistema de escape puede conseguirse con un aumento modesto en la
concentración de carbono. La concentración de carbono tuvo que
aumentarse más para conseguir la especificación mínima de
dureza.
Se realizó otra colada de prueba con un objetivo
de concentración de carbono del 0,25% en peso. Todas las
propiedades mecánicas para esta colada reúnen la especificación de
las partes del sistema de escape requerida para las aleaciones D5B
w/Mo, que sobrepasan los valores mínimos requeridos por un margen
holgado.
Este aumento en el contenido en carbono es
suficiente para aumentar el límite de elasticidad y la dureza de la
matriz, pero por debajo de los niveles que se producirían en una
segunda fase grafítica en la microestructura.
\vskip1.000000\baselineskip
| Carbono | 0,2 a 0,4% en peso |
| Silicio | 1,00 a 2,8% en peso |
| Manganeso | máx. 1,00% en peso |
| Fósforo | máx. 0,04% en peso |
| Níquel | 34 a 36% en peso |
| Cromo | 2,00 a 3,00% en peso |
| Molibdeno | 0,7 a 1% en peso |
| Azufre | máx. 0,04% en peso |
| Hierro | resto a 100% |
Se han preparado dos tablas, una de propiedades
mecánicas típicas de D5, D5B y DX35BM y otra de propiedades a
temperatura elevada de D5B, D5B+Mo y DX35BM.
\newpage
| Propiedades mecánicas típicas de las aleaciones resistentes de Ni | |||
| Tipo D-5 | Tipo D-5B | DX35BM | |
| Resistencia a la tracción, ksi | 55-60 | 55-65 | 80-95 |
| Límite de elasticidad, ksi (desbalance del 0,2% en peso) | 30-35 | 30-35 | 40-45 |
| Elongación, % en peso en 2'' | 20-40 | 6-12 | 20-40 |
| Límite proporcional, ksi | 9,5-11 | 10,5-13 | - |
| Módulo de elasticidad, psi \times 10^{6} | 16-20 | 16-17,5 | 18-22 |
| Dureza, BHN | 130-180 | 140-190 | 140-170 |
\vskip1.000000\baselineskip
| Comparación de propiedades a temperatura elevada | ||||
| Fuente de datos | DIS | DIS | WA | |
| Aleación | D5B | D5B+Mo | DX35BM | |
| Resistencia a la tracción, ksi | ||||
| 70ºF | 60,8 | 61,2 | 86,6 | |
| 1.000ºF | 47,2 | 48,8 | 67,0 | |
| 1.200ºF | 40,6 | 46,4 | - | |
| 1.400ºF | 24,9 | 31,1 | - | |
| Límite de elasticidad, ksi | ||||
| 70ºF | 41,0 | 41,0 | 41,6 | |
| 1.000ºF | 25,8 | 28,6 | 30,0 | |
| 1.200ºF | 24,2 | 29,9 | - | |
| 1.400ºF | 18,6 | 24,3 | - | |
| Elongación, % en peso | ||||
| 70ºF | 7,0 | 7,5 | 26,0 | |
| 1.000ºF | 9,0 | 7,5 | 58,0 | |
| 1.200ºF | 6,5 | 6,5 | - | |
| 1.400ºF | 24,5 | 12,5 | - |
El coeficiente de expansión térmica y el módulo
de elasticidad de DX35BM están cerca de los de D5B w/Mo por encima
del intervalo de temperaturas de funcionamiento del motor. Este
factor es importante en esta aplicación de la aleación debido a
consideraciones de resistencia térmica.
Las propiedades a temperatura ambiente se
mejoraron de forma significativa, pero la ventaja de DX35BM sobre
D5B w/Mo disminuyó al aumentar la temperatura. Estas propiedades de
la tracción de DX35BM a 540ºC (1.000ºF) superaron sólo ligeramente
a las de D5B (w/Mo). Estos resultados se confirmaron mediante la
prueba de una parte del ensayo y DX35BM podría ser una sustitución
potencial directa para D5B (w/Mo).
DX35BM ofrece propiedades mecánicas y físicas
comparables a las de D5B w/Mo, en tanto que elimina algunos
problemas potenciales con el control de la morfología del
grafito.
La aleación D5B (w/Mo) convencional que puede
sustituirse por la aleación de la presente invención, no se
considera una aleación soldable. Uno de los objetivos de la presente
invención consistía en producir una aleación que fuese fácilmente
soldable. Una aleación soldable facilita la reparación de los
defectos que no se han contemplado durante el proceso de
fabricación, reduce los índices de residuos y los costes de
fabricación.
Una mejora adicional dada a conocer en la
presente invención es una versión limitada al nitrógeno de la
aleación DX35BM dada a conocer anteriormente. La motivación de
dicha aleación DX35BM baja en nitrógeno consiste en asegurar la
solidez interna y evitar los defectos de las picaduras
superficiales.
En las aleaciones con bajo contenido en carbono,
la absorción de nitrógeno y el contenido de la fusión no se suprime
por altas concentraciones de carbono en la solución, por esta razón,
la aleación de la presente invención puede producirse con materias
primas de bajo contenido en nitrógeno. Otras maneras de conseguir
concentraciones bajas en nitrógeno son las técnicas de fusión que
impiden la picadura por nitrógeno en la atmósfera y los procesos de
refino que eliminan el nitrógeno de la fusión. Ejemplos no
limitativos de dichas técnicas y procedimientos son la protección
mediante gas inerte, el programa de adiciones de cromo en masa, el
refino por descarburización con argón y oxígeno (AOD) y el refino en
hornos y cuchara de colada que utiliza una escoria especial que
elimina el nitrógeno de la composición. Estas técnicas y
procedimientos pueden aplicarse tanto en conjunto como por
separado. La aleación de esta forma de realización de la presente
invención se refiere típicamente a concentraciones de nitrógeno
comprendidas entre el 0,002 en peso y el 0,01% en peso. En la
aleación solidificada, la concentración en nitrógeno no debería
exceder del 0,02% en peso. Las concentraciones de nitrógeno en
exceso de 0,02% en peso en dichas aleaciones conducen a cantidades
mayores de mejora de calidad y de reparación de la soldadura, que
no son deseadas por el cliente.
Otro método para producir partes mejores a las
concentraciones de nitrógeno ligeramente superiores es la adición
de cantidades de formadores de nitruro. Ejemplos no limitativos de
dicho formador de nitruro son Ti, V o Zr. No obstante, estos
elementos influyen en el CTE de la aleación y deberían limitarse a
una cantidad máxima del 1%, y preferentemente del 0,5%.
El inventor desarrolló y perfeccionó los
procedimientos de soldadura con arco metálico de gas (GMAW) y de
soldadura con arco de tungsteno de gas (GTAW) para BX35BM utilizando
electrodos de soldadura disponibles en el mercado que contienen
aproximadamente la misma concentración de níquel.
El objetivo de la presente invención consiste en
proporcionar una aleación sustancialmente libre de grafito y
nitrógeno con propiedades mecánicas mejoradas a altas temperaturas
que pueden sustituirse directamente para los aceros austeníticos
dúctiles y de fundición grises similares. Un segundo objetivo de la
presente invención consiste en proporcionar versiones modificadas
de DX35BM con resistencias superiores a entre 540 y 700ºC (1.000ºF
y 1.300ºF). Resistencias superiores a estas temperaturas permitirían
aumentar la temperatura de operación del motor y mejorar la
eficacia.
El mecanismo de reforzamiento para mejorar la
resistencia a alta temperatura de una aleación DX35BM modificada es
el endurecimiento por precipitación (PH). Se han investigado
claramente diferentes mecanismos de endurecimiento por
precipitación, en modificaciones claramente diferentes de la
aleación.
Una primera forma de realización de la presente
invención consiste en una versión de DX35BM exenta de grafito y
nitrógeno que es una sustitución demostrada para
D5-B w/Mo de ASTM A439.
Una segunda forma de realización de la presente
invención consiste en una versión de DX35BM endurecida por
precipitación, exenta de grafito reforzada mediante la precipitación
controlada del carburo Mo_{2}C.
Un estudio de las secciones del diagrama en fase
ternaria Fe-C-Mo al 2% en peso y 4%
en peso de Mo indica que el carburo Mo_{2}C es el carburo del
equilibrio a aproximadamente 0,25% en peso de C, hasta casi 750ºC
(1.400ºF). Esto proporciona una base para la investigación de la
reacción de precipitación con Mo_{2}C en DX35BM y su utilización
como segunda fase estable para el endurecimiento por precipitación
en el intervalo de temperatura de servicio deseado de 650 a 700ºC
(1.200º a 1.300ºF).
La composición térmica deseada está acoplada con
ciclos de tratamiento térmico apropiado para conseguir el efecto
deseado de endurecimiento por precipitación. El ciclo de tratamiento
térmico aplicado originalmente a la aleación DX35BM es un
tratamiento térmico de estabilización a temperatura elevada,
servicio similar al utilizado para D5B+Mo. La aleación inalterada
en la condición endurecida de la solución responde a tratamientos
de envejecimiento, incluso si no tan óptimamente como la
modificación aleada mayor de la composición. El tratamiento térmico
de aleación + envejecimiento de la solución produce el
endurecimiento por precipitación suficiente para mejorar las
propiedades mecánicas, especialmente en el intervalo comprendido
entre 540 y 700ºC (1.000º-1.300ºF).
De la misma manera, otros elementos formadores
de carburo pueden añadirse a la aleación para realizar el
reforzamiento por endurecimiento por precipitación como tungsteno,
vanadio, circonio y niobio en porcentajes hasta del 4% en peso de
cada uno.
Una forma de realización adicional de la
presente invención consiste en una aleación DX35BM endurecida por
precipitación exenta de grafito con alto contenido en Mo reforzada
mediante la precipitación controlada de Mo_{2}C. Elevando
únicamente el contenido en molibdeno de DX35BM del 2 al 4% en peso,
el inventor pudo aprovechar el endurecimiento por precipitación
aumentado por la precipitación de Mo_{2}C.
Una forma de realización adicional de la
presente invención consiste en una versión de DX35BM exenta de
grafito que contiene Nb y adiciones de titanio y aluminio.
Esta aleación está reforzada mediante la
precipitación de varias fases que incluyen: gamma prima, \gamma'
(Ni_{3}[Al,Ti]), gamma segunda, \gamma''
(Ni_{3}[Nb,Al,Ti]) y delta, \delta (Ni_{3}Nb), siendo
Nb rico en \gamma'' y \delta las fases secundarias deseadas
para el reforzamiento. La aleación propuesta contiene 0,02% en peso
máximo de carbono y aproximadamente el 4% en peso de Nb. Se necesita
un contenido muy bajo en carbono para minimizar la formación de los
carburos de Nb. El contenido en silicio de DX35BM se reduce a menos
del 1,0% en peso para minimizar la formación de siliciuros de
Nb.
Las adiciones de Al y Ti utilizadas típicamente
para la formación principalmente de las fases secundarias \gamma'
y \gamma'' producen una fusión muy sensible a la oxidación. Por lo
tanto, las fusiones de las aleaciones reforzadas con
\gamma'/\gamma'' se funden casi globalmente y se vierten en
hornos al vacío o en atmósfera inerte. El Al y Ti se utilizan de
forma rutinaria en la fundición como adiciones de desoxidación pero
a concentraciones relativamente bajas en la composición final de las
aleaciones fundidas con aire. Las concentraciones de Al y Ti
utilizadas típicamente para la formación de \gamma' y \gamma''
no son muy deseables desde un punto de vista de la fundición. Los
contenidos en Al y Ti de la aleación propuesta están ambos limitados
al 1% en peso máximo para facilitar la fusión en aire.
Una forma de realización de un acero que no
forma parte de la presente invención es una aleación libre de
grafito en una versión de D5S libre de carbono. La versión de D5S
libre de grafito es una versión de la aleación libre de carbono con
menos del 0,10% en peso de carbono, porque el alto contenido en
silicio de D5S limita la solubilidad del carbono en la matriz.
| Carbono | 2,3% en peso |
| Silicio | 4,9-5,5% en peso |
| Manganeso | máx. 1% en peso |
| Fósforo | máx. 0,08% en peso |
| Níquel | 34-37% en peso |
| Cromo | máx. 1,75-2,25% en peso |
| Hierro | resto a 100% |
| Carbono | máx. 0,1% en peso |
| Silicio | 4,9-5,5% en peso |
| Manganeso | máx. 1% en peso |
| Fósforo | máx. 0,08% en peso |
| Níquel | 34-37% en peso |
| Cromo | máx. 1,75-2,25% en peso |
| Nitrógeno | máx. 0,02% en peso |
| Hierro | resto a 100% |
Una forma de realización adicional de un
material que no forma parte de la presente invención es una aleación
que lleva cobre libre de grafito como sustituto del tipo 1
resistente de Ni y del tipo 1b que son aleaciones de fundición gris
de la técnica anterior que contienen 13,5 a 17,5% en peso de níquel
y 5,5 a 7,5% en peso de cobre. Estas aleaciones están adaptadas
típicamente para producir componentes para bombas y válvulas.
| Carbono | máx. 3% en peso |
| Silicio | 1,00 a 2,8% en peso |
| Manganeso | 0,5 a 1,5% en peso |
| Níquel | 13,5 a 17,5% en peso |
| Cobre | 5,5 a 7,5% en peso |
| Cromo | 1,5 a 2,5% en peso |
| Hierro | resto a 100% |
| Carbono | máx. 3% en peso |
| Silicio | 1,00 a 2,8% en peso |
| Manganeso | 0,5 a 1,5% en peso |
| Níquel | 13,5 a 17,5% en peso |
| Cobre | 5,5 a 7,5% en peso |
| Cromo | 1,75 a 3,5% en peso |
| Hierro | resto a 100% |
Estas composiciones no pueden producirse como
hierro dúctil porque el cobre interfiere en la formación del
grafito nodular. La mejora de las propiedades mecánicas entre la
aleación convencional de grafito en escamas y una versión DX16
libre de grafito fuera de la presente invención es
significativa.
| Carbono | máx. 0,4% en peso |
| Silicio | máx. 2,8% en peso |
| Manganeso | máx. 1,5% en peso |
| Níquel | 13 a 18% en peso |
| Cobre | 5 a 8% en peso |
| Cromo | 1,5 a 3,5% en peso |
| Nitrógeno | máx. 0,02% en peso |
| Hierro | resto a 100% |
Una forma de realización adicional de un
material según la presente invención consiste en una aleación que
lleva cobre exento de grafito como sustituto del tipo 6 resistente
de Ni que es una aleación de fundición gris de la técnica anterior
que contiene 18 a 22% en peso de níquel y 3,5 a 5,5% en peso de
cobre. Esta aleación está adaptada típicamente para producir
componentes para bombas y válvulas.
| Carbono | máx. 3% en peso |
| Silicio | 1,50 a 2,50% en peso |
| Manganeso | 0,5 a 1,5% en peso |
| Níquel | 18 a 22% en peso |
| Cobre | 3,5 a 5,5% en peso |
| Cromo | 1,0 a 2,0% en peso |
| Molibdeno | máx. 1,0% en peso |
| Hierro | resto a 100% |
Esta composición no puede producirse como hierro
dúctil porque el cobre interfiere en la formación del grafito
nodular. La mejora de las propiedades mecánicas entre la aleación
convencional de grafito en escamas y una versión DX20 libre de
grafito según la presente invención es significativa.
| Carbono | máx. 0,4% en peso |
| Silicio | máx. 2,50% en peso |
| Manganeso | máx. 1,5% en peso |
| Níquel | 18 a 22% en peso |
| Cobre | 3 a 6% en peso |
| Cromo | 1,0 a 2,0% en peso |
| Molibdeno | máx. 1,0% en peso |
| Nitrógeno | máx. 0,2% en peso |
| Hierro | resto a 100% |
Ejemplos de las composiciones según la presente
invención
| Carbono | máx. 0,4% en peso |
| Silicio | máx. 2,8% en peso |
| Manganeso | máx. 1,00% en peso |
| Fósforo | máx. 0,04% en peso |
| Níquel | 34 a 38% en peso |
| Cromo | 0,50 a 3,00% en peso |
| Molibdeno | 0,5 a 4% en peso |
| Tungsteno | máx. 4% en peso |
| Niobio | máx. 2% en peso |
| Circonio | máx. 1% en peso |
| Vanadio | máx. 1% en peso |
| Azufre | máx. 0,04% en peso |
| Nitrógeno | máx. 0,02% en peso |
| Hierro | resto a 100% |
| Carbono | máx. 0,1% en peso |
| Silicio | 4,90 a 5,5% en peso |
| Manganeso | máx. 1,00% en peso |
| Fósforo | máx. 0,08% en peso |
| Níquel | 34 a 38% en peso |
| Cromo | 1,75 a 2,25% en peso |
| Molibdeno | máx. 2% en peso |
| Azufre | máx. 0,04% en peso |
| Nitrógeno | máx. 0,02% en peso |
| Hierro | resto a 100% |
| Carbono | máx. 0,4% en peso |
| Silicio | máx. 2,8% en peso |
| Manganeso | máx. 1,5% en peso |
| Fósforo | máx. 0,04% en peso |
| Níquel | 13 a 18% en peso |
| Cromo | 2,00 a 3,00% en peso |
| Molibdeno | máx. 2% en peso |
| Cobre | 5 a 8% en peso |
| Azufre | máx. 0,04% en peso |
| Nitrógeno | máx. 0,02% en peso |
| Hierro | resto a 100% |
| Carbono | máx. 0,4% en peso |
| Silicio | máx. 2,5% en peso |
| Manganeso | máx. 1,5% en peso |
| Fósforo | máx. 0,04% en peso |
| Níquel | 18 a 22% en peso |
| Cromo | 1,00 a 3,00% en peso |
| Molibdeno | máx. 2% en peso |
| Cobre | 3 a 6% en peso |
| Azufre | máx. 0,04% en peso |
| Nitrógeno | máx. 0,02% en peso |
| Hierro | resto a 100% |
(no forma parte de la
invención)
| Carbono | máx. 0,10% en peso |
| Silicio | máx. 1,00% en peso |
| Manganeso | máx. 1,00% en peso |
| Fósforo | máx. 0,04% en peso |
| Níquel | 34 a 38% en peso |
| Cromo | 0,5 a 3,0% en peso |
| Niobio | 1 a 5% en peso |
| Titanio | máx. 1% en peso |
| Aluminio | máx. 1% en peso |
| Azufre | máx. 0,04% en peso |
| Nitrógeno | máx. 0,02% en peso |
| Hierro | resto a 100% |
Claims (10)
1. Sistema de escape por fundición para turbina
de gas o motores de combustión interna que comprende componentes
resistentes a la presión que comprenden una aleación de fundición
fundida con aire, sustancialmente libre de grafito y nitrógeno que
comprende la composición siguiente:
2. Sistema de escape por fundición según la
reivindicación 1, que comprende 1% en peso máximo de cobre.
3. Sistema de escape por fundición según la
reivindicación 1, que comprende cobre en un intervalo comprendido
entre 0,5 y 0,8% en peso y en el que la concentración de níquel está
en el intervalo comprendido entre 13,5 y 22% en peso.
4. Sistema de escape por fundición según la
reivindicación 1, que comprende
5. Sistema de escape por fundición según la
reivindicación 1, que comprende
6. Sistema de escape por fundición según la
reivindicación 1, en el que dicha aleación está envejecida por
endurecimiento por precipitación.
7. Sistema de escape por fundición según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha aleación
de fundición está reforzada por endurecimiento por precipitación de
Mo_{2}C.
8. Sistema de escape por fundición según la
reivindicación 4, en el que dicha aleación de fundición está
reforzada por endurecimiento por precipitación de
Ni_{3}[Al,Ti], Ni_{3}[Nb,Al,Ti] o Ni_{3}Nb.
9. Procedimiento para la fabricación de un
sistema de escape por fundición según la reivindicación 1, 2 ó 3,
en el que dicha aleación de fundición está reforzada por
endurecimiento por precipitación de Mo_{2}C.
10. Procedimiento para la fabricación de un
sistema de escape por fundición según la reivindicación 4, en el
que dicha aleación de fundición está reforzada por endurecimiento
por precipitación de (Ni_{3}[Al,Ti]),
(Ni_{3}[Nb,Al,Ti]) o (Ni_{3}Nb).
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