RU2491363C2 - Чугунный сплав для головок цилиндров - Google Patents
Чугунный сплав для головок цилиндров Download PDFInfo
- Publication number
- RU2491363C2 RU2491363C2 RU2010142184/02A RU2010142184A RU2491363C2 RU 2491363 C2 RU2491363 C2 RU 2491363C2 RU 2010142184/02 A RU2010142184/02 A RU 2010142184/02A RU 2010142184 A RU2010142184 A RU 2010142184A RU 2491363 C2 RU2491363 C2 RU 2491363C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- weight
- cast iron
- iron alloy
- cylinder head
- alloy according
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/0009—Cylinders, pistons
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
- C22C37/06—Cast-iron alloys containing chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
- C22C37/06—Cast-iron alloys containing chromium
- C22C37/08—Cast-iron alloys containing chromium with nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
- C22C37/10—Cast-iron alloys containing aluminium or silicon
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2251/00—Material properties
- F05C2251/04—Thermal properties
- F05C2251/048—Heat transfer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к составам чугунов с пластинчатым графитом. Может использоваться для изготовления головок цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Чугунный сплав с пластинчатым графитом содержит, вес.%: 2,80-3,60 углерода, 1,00-1,70 кремния, 0,10-1,20 марганца, 0,03-0,15 серы, 0,05-0,30 хрома, 0,05-0,30 молибдена, 0,05-0,20 олова, железо и обычные загрязняющие примеси - остальное. Обеспечивается повышение теплопроводности, прочности на разрыв, снижение вероятности появления усталостных трещин, обеспечивающее увеличение долговечности. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 4 пр.
Description
Изобретение относится к чугунному сплаву с пластинчатым графитом, а также к отлитой из него головке цилиндров.
Подобные чугунные сплавы и, соответственно, головки цилиндров известны. Головка цилиндров для двигателя внутреннего сгорания известна, например, из патентного документа DE-A-100 12 918. В нем описана головка цилиндра для двигателя внутреннего сгорания, которая отлита из легированного чугуна с пластинчатым графитом и в качестве добавок содержит от 3,30% по весу до 3,60% по весу углерода, от 1,73% по весу до 1,92% по весу кремния, от 0,60% по весу до 0,90% по весу марганца, не более 0,055% по весу фосфора, не более 0,10% по весу серы, от 0,20% по весу до 0,32% по весу хрома, от 0,40% по весу до 0,90% по весу меди, от 0,08% по весу до 0,10% по весу олова, от 0,035% по весу 0,55% по весу молибдена и от 0,01% по весу до 0,014% по весу титана. Далее, известны головки цилиндров из легированного серого чугуна, например, из Стандарта предприятия MAN Werknorm М 3422, апрель 2000 года, причем в качестве добавок предусмотрено: от 3,30% по весу до 3,55% по весу углерода, от 1,80% по весу до 2,30% по весу кремния, от 0,55% по весу до 0,80% по весу марганца, не более 0,20% по весу фосфора, не более 0,13% по весу серы, от 0,10% по весу до 0,15% по весу хрома, от 0,10% по весу до 0,20% по весу молибдена, от 0,08% по весу до 0,12% по весу олова и не более 0,15% по весу меди.
Для постоянного улучшения условий сгорания в двигателях продолжают еще более повышать максимальное давление цикла внутри цилиндра. Самым слабым местом при этом является перемычка между клапанами на головке цилиндра, накрывающей камеру сгорания. Правда, известны различные способы придания желательных свойств путем введения легирующих добавок из определенных легирующих элементов. Однако до сих пор не удалось изготовить чугунные сплавы и, соответственно, головки цилиндров, которые удовлетворяли бы повышенным требованиям как относительно механических характеристик, так и в отношении теплопроводности, в особенности в плане предела усталости и долговечности. К этому следует добавить, что известные сплавы необходимо легировать дорогостоящими легирующими элементами.
Поэтому в основу изобретения положена задача так усовершенствовать описанные вначале сплавы и, соответственно, головки цилиндров, чтобы в значительной степени исключить указанные недостатки. При этом в особенности должно быть возможным получение сплава и, соответственно, головки цилиндров, которые имеют улучшенные механические характеристики и улучшенную теплопроводность, в особенности при пониженных температурах, то есть, при температурах от около 100 до около 400. Желательно также снизить стоимость известных сплавов и, соответственно, головок цилиндров.
Вышеупомянутая задача решена предоставлением чугунного сплава с пластинчатым графитом, который отличается тем, что чугун в качестве добавок содержит от 2,80% по весу до 3,60% по весу углерода (C), от 1,00% по весу до 1,70% по весу кремния (Si), от 0,10% по весу до 1,20% по весу марганца (Mn), от 0,03% по весу до 0,15% по весу серы (S), от 0,05% по весу до 0,30% по весу хрома (Cr), от 0,05% по весу до 0,30% по весу молибдена (Mo), от 0,05% по весу до 0,20% по весу олова (Sn), и обычные загрязняющие примеси.
Предпочтительные варианты исполнения этого чугунного сплава, в частности, его использование в качестве головки цилиндра, следуют из приведенных далее более подробно зависимых пунктов 2-9 формулы изобретения.
Соответствующий изобретению сплав и соответствующая изобретению головка цилиндра, по сравнению с предшествующим уровнем техники, обладают улучшенной теплопроводностью и улучшенной прочностью на разрыв, в особенности прочностью в перемычке между клапанами. Благодаря сочетанию высокой теплопроводности и высокой прочности снижается вероятность появления термических усталостных трещин, и, соответственно, прекращается или даже предотвращается их распространение. В особенности достигнуты успехи в области пониженных температур, в частности, температур от около 100 до около 400°С. Использование соответствующего изобретению сплава приводит к тому, что трещины, которые возникают в диапазоне высоких температур, при пониженных температурах не могут распространяться далее, то есть, остаются неизменными. Долговечность соответствующего изобретению сплава и в той же мере соответствующей изобретению головки цилиндров тем самым увеличивается. К этому следует добавить, что соответствующий изобретению сплав и в той же мере соответствующая изобретению головка цилиндров являются более экономичными, чем известные из уровня техники сплавы и, соответственно, головки цилиндров.
Предпочтительно структура матрицы соответствующего изобретению чугунного сплава и в той же мере соответствующей изобретению головки цилиндров составлена перлитом с содержанием феррита не более, чем около 5%, в особенности не более, чем около 3%. Феррит здесь обозначен как структурная составляющая, а не как фаза, включенная в перлит. Процентные данные здесь, как и для всех упомянутых здесь структурных параметров, относятся к процентной доле в плоском шлифе. В сердцевине находится пластинчатый графит в форме I (пластинчатая прямолинейная), с содержанием более 80%, предпочтительно более 90% структуры А (равномерной), и с размером зерна 3 (250-500 мкм) или меньше (стандарт EN ISO 945:1994-09). Эта особенная структура имеет то преимущество, что еще более улучшаются желательные свойства, то есть, сохранение механических характеристик, а также повышение теплопроводности. Пластинчатый графит в форме I, в состоянии распределения А и с размером зерна 2 (500-1000 мкм), ввиду отсутствия затравок является допустимым только в областях незначительной нагрузки. В сердцевине могут находиться также незначительные количества пластинчатого графита в состоянии распределения В (розеточном), С (неравномерном), D и/или Е (междендритном). В краевых областях до глубины 3 мм допустимо наличие до 100% графита в состоянии распределения D+E ввиду влияния формовочного материала.
Предпочтительные структурные параметры имеют существенное значение в особенности в термомеханически высоконагруженных областях соответствующего изобретению чугунного сплава и соответствующей изобретению головки цилиндра с перепадом температур и термической длительной нагрузкой 20-480° и долговременным воздействием температур 300-450°С. В других местах таковые скорее являются второстепенными.
В отношении головок цилиндров оптимальные характеристики обеспечиваются, когда вышеуказанная структура сформирована в перемычках между отверстиями впускных и выпускных клапанов, а также между перемычками в многоклапанных головках.
Возможная необязательная термическая обработка путем целенаправленного охлаждения или отжига для снятия внутренних напряжений, однако, не оказывает влияния на металлографические параметры структуры.
Желательные свойства достигаются в особенности с помощью комбинации вводимых добавок, а также их количеств, то есть, в их совместном действии проявляется синергетический эффект.
Углерод вводят в количестве от 2,80% по весу до 3,60% по весу, предпочтительно от 3,20% по весу до 3,50% по весу, и в особенности предпочтительно от 3,30% по весу до 3,50% по весу. Слишком низкое содержание углерода ведет к образованию усадочных микрораковин, в то время как слишком высокое содержание углерода обусловливает тот недостаток, что сплав имеет пониженную прочность.
Кремний вводят в количестве от 1,00% по весу до 1,70% по весу, предпочтительно в количестве от 1,20% по весу до 1,60% по весу, и в особенности предпочтительно в количестве от 1,30% по весу до 1,50% по весу. Слишком низкое содержание кремния ведет к отбеливанию чугуна, тогда как слишком высокое содержание кремния обусловливает тот недостаток, что резко снижается теплопроводность.
Марганец вводят в количестве от 0,10% по весу до 1,20% по весу, предпочтительно в количестве от 0,30% по весу до 0,80% по весу, и в особенности предпочтительно в количестве от 0,50% по весу до 0,60% по весу. Марганец требуется для связывания серы, в каковом случае в соответствующем изобретению сплаве сера должна присутствовать не в свободном состоянии, а только в составе сульфида марганца. Слишком высокое содержание марганца ведет к отбеливанию.
Серу вводят в количестве от 0,03% по весу до 0,15% по весу, предпочтительно в количестве от 0,05% по весу до 0,14% по весу, и в особенности предпочтительно в количестве от 0,08% по весу до 0,12% по весу. Сера должна находиться в связанном состоянии в виде MnS, чтобы обеспечивалась хорошая обрабатываемость. Слишком низкое содержание серы ведет к тому, что соответствующий изобретению сплав имеет плохую обрабатываемость. Слишком высокое содержание серы ведет к нарушениям структуры.
Хром вводят в количестве от 0,05% по весу до 0,30% по весу, предпочтительно в количестве от 0,08% по весу до 0,20% по весу, и в особенности предпочтительно в количестве от 0,08% по весу до 0,15% по весу. Хром предназначен для стабилизации перлита при температурах более 550°С. Слишком высокое содержание хрома ведет к отбеливанию.
Молибден вводят в количестве от 0,05% по весу до 0,30% по весу, предпочтительно в количестве от 0,10% по весу до 0,25% по весу, и в особенности предпочтительно в количестве от 0,10% по весу до 0,20% по весу. Молибден обеспечивает теплостойкость при использовании в головках цилиндров преимущественно в диапазоне от 300°С до 400°С. Слишком высокое содержание молибдена увеличивает стоимость сплава и обусловливает склонность к образованию усадочных раковин.
Олово вводят в количестве от 0,05% по весу до 0,20% по весу, предпочтительно в количестве от 0,05% по весу до 0,15% по весу, и в особенности предпочтительно в количестве от 0,08% по весу до 0,12% по весу. Олово служит для подавления образования феррита. Слишком высокое содержание олова ведет к охрупчиванию. В особенности предпочтительно количество олова варьирует в диапазоне 0,08-0,12% по весу.
Соответствующий изобретению сплав и в той же мере соответствующая изобретению головка цилиндров могут содержать обычные загрязняющие примеси. В качестве загрязняющих примесей могут быть упомянуты, например, никель, медь, титан, ванадий, ниобий, азот, фосфор. Понятие «загрязняющая примесь» включает в себя материал в той мере, насколько один или более элементов материала не требуются для формирования свойств сплава.
Количество никеля предпочтительно составляет до 1% по весу, в особенности предпочтительно до 0,30% по весу, наиболее предпочтительно менее 0,1%.
Медь предпочтительно присутствует в количестве до 1% по весу, в особенности предпочтительно до 0,30% по весу. Наиболее предпочтительно содержание менее 0,30% по весу. Слишком высокое содержание меди ведет к проблемам ее выделения и ведет к увеличению стоимости сплава. В предпочтительном варианте исполнения введение меди совершенно не требуется, и соответствующий изобретению сплав содержит только ту медь, которая попала из металлолома.
Титан предпочтительно присутствует в количестве не более 0,020% по весу, в особенности предпочтительно до максимального значения 0,010% по весу. Слишком высокое содержание титана ухудшает обрабатываемость чугунного сплава.
Ванадий предпочтительно присутствует в количестве до 0,2% по весу, в особенности предпочтительно до 0,1% по весу. Наиболее предпочтительно содержание менее 0,10% по весу. Если содержание ванадия слишком высокое, снижается вязкость и теплопроводность.
Ниобий предпочтительно присутствует в количестве до 0,2% по весу, в особенности предпочтительно до 0,1% по весу. Наиболее предпочтительно содержание менее 0,10% по весу. Слишком высокое содержание ниобия повышает стоимость при преднамеренном легировании и ведет к ухудшению теплопроводности.
Азот предпочтительно присутствует в количестве до 0,03% по весу, в особенности предпочтительно до 0,0080% по весу. Слишком высокое содержание свободного азота имеет тот недостаток, что может обусловливать пористость отливки.
Фосфор предпочтительно присутствует в количестве до 0,15% по весу, в особенности предпочтительно до 0,06% по весу. Слишком высокое содержание фосфора ведет к снижению вязкости.
Затравливание сплава преимущественно производят барием, цирконием или редкоземельными металлами. Таковые вводят в количествах от 0,0005% по весу до 0,0500% по весу, предпочтительно в количествах от 0,0010% по весу до 0,00125% по весу. В особенности предпочтительным является барий, поскольку он действует как зародышеобразователь для графита при кристаллизации серого чугуна. Поэтому барий также в особенности предпочтителен тем, что он компенсирует незначительное содержание кремния в качестве активатора стабильной кристаллизации. Барий применяют в вышеуказанных количествах.
Как в особенности благоприятные, отмечены следующие точные составы с конкретно указанными долями легирующих элементов:
Состав 1 (в весовых процентах) | Состав 2 (в весовых процентах) | |
Углерод | 3,43 | 3,44 |
Кремний | 1,42 | 1,40 |
Марганец | 0,56 | 0,49 |
Сера | 0,10 | 0,11 |
Хром | 0,12 | 0,15 |
Молибден | 0,22 | 0,14 |
Олово | 0,071 | 0,076 |
Никель | 0,079 | 0,065 |
Медь | 0,16 | 0,12 |
Титан | 0,005 | 0,006 |
Ванадий | 0,0011 | 0,015 |
Ниобий | 0,005 | 0,004 |
Азот | 0,0055 | 0,005 |
Фосфор | 0,029 | 0,012 |
Алюминий | 0,003 | 0,001 |
Магний | 0,002 | 0,001 |
Мышьяк | 0,005 | 0,005 |
Бор | <0,0001 | <0,0001 |
Свинец | <0,003 | <0,003 |
Кобальт | 0,016 | 0,025 |
Сурьма | 0,003 | 0,001 |
Вольфрам | 0,002 | <0,001 |
Цинк | <0,001 | <0,001 |
Висмут | 0,0014 | 0,0010 |
Кальций | 0,0008 | 0,0008 |
Теллур | 0,0003 | 0,0003 |
Церий | 0,0010 | 0,008 |
Барий | 0,0008 | 0,0009 |
При вышеуказанных конкретных составах графит присутствует в сердцевине в форме I (пластинчатой прямолинейной), в состоянии распределения А (равномерном) и с размером зерна 3 (250-500 мкм) или мельче.
Соответствующий изобретению чугунный сплав и в той же мере соответствующая изобретению головка цилиндра отвечают требуемым механическим характеристикам, например, таким как вязкость и твердость. Более того, измерения теплопроводности показали, что соответствующий изобретению чугунный сплав и в той же мере соответствующая изобретению головка цилиндра именно в температурном диапазоне от около 100 до около 400°С имеют неожиданно высокое значение теплопроводности. Соответствующий изобретению чугунный сплав и в той же мере соответствующая изобретению головка цилиндров преимущественно имеют теплопроводность на уровне 47 Вт/м.К в области 200°С, и в диапазонах температур выше 400°С вполне соответствуют известным чугунным сплавам и головкам цилиндров. Предел прочности при растяжении по сравнению с известными сплавами также увеличен или по меньшей мере равнозначен.
Как уже было многократно упомянуто, изобретение также относится к головке цилиндра. При этом речь преимущественно идет о головке цилиндра двигателя внутреннего сгорания. В особенности головка цилиндра скомпонована как головка рядного блока цилиндров для одно- или многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания, в особенности с самовоспламенением топлива, однорядной или V-образной конструкции.
Оптимизация теплопроводности при сохранении всех прочих требуемых механических характеристик становится основополагающей для деталей с водяным охлаждением, поскольку здесь в зоне контакта с потоком воды имеют место температуры от около 100°С до около 350°С, в особенности до около 250°С, и повышенная теплопроводность в этой области сильнее снижает температуру детали.
Далее изобретение дополнительно разъясняется с помощью примеров. Однако примеры никоим образом не являются лимитирующими или ограничивающими для предмета настоящего изобретения.
Примеры 1-4
Были обычным путем приготовлены следующие чугунные сплавы из легированного чугуна с пластинчатым графитом при использовании бария в качестве затравочного материала (Примеры 1 и 2) и, соответственно, без затравочного материала (Сравнительные примеры 3 и с эталоном 4 с неизвестным затравливанием):
Пример 1 (в весовых процентах) | Пример 2 (в весовых процентах) | Сравнительный пример 3 (в весовых процентах) | Сравнительный пример 4 (в весовых процентах) | |
Углерод | 3,43 | 3,44 | 3,56 | 3,36 |
Кремний | 1,42 | 1,40 | 2,22 | 1,96 |
Марганец | 0,56 | 0,49 | 0,73 | 0,58 |
Сера | 0,10 | 0,11 | 0,08 | 0,095 |
Хром | 0,12 | 0,15 | 0,10 | 0,32 |
Молибден | 0,22 | 0,14 | 0,098 | 0,023 |
Олово | 0,071 | 0,076 | 0,076 | 0,020 |
Никель | 0,079 | 0,065 | 0,066 | 0,078 |
Медь | 0,16 | 0,12 | 0,16 | 0,43 |
Титан | 0,005 | 0,006 | 0,006 | 0,01 |
Ванадий | 0,011 | 0,015 | 0,009 | 0,015 |
Ниобий | 0,005 | 0,004 | 0,006 | 0,005 |
Азот | 0,0055 | 0,005 | - | 0,0064 |
Фосфор | 0,029 | 0,012 | 0,26 | 0,063 |
Алюминий | 0,003 | 0,001 | 0,002 | 0,002 |
Магний | 0,002 | 0,001 | 0,003 | <0,001 |
Мышьяк | 0,005 | 0,005 | 0,011 | 0,015 |
Бор | <0,0001 | <0,0001 | <0,0001 | <0,001 |
Свинец | <0,003 | <0,003 | <0,003 | <0,003 |
Кобальт | 0,016 | 0,025 | 0,021 | 0,012 |
Сурьма | 0,003 | 0,001 | 0,004 | 0,004 |
Вольфрам | 0,002 | <0,001 | 0,002 | 0,002 |
Цинк | <0,001 | <0,001 | <0,001 | <0,001 |
Висмут | 0,0014 | 0,0010 | - | <0,001 |
Кальций | 0,0008 | 0,0008 | - | - |
Теллур | 0,0003 | 0,0003 | - | - |
Церий | 0,0010 | 0,008 | - | - |
Барий | 0,0008 | 0,0009 | - | - |
- = не определено |
Структура матрицы в Примерах 1 и 2 состоит из перлита с примерно 5% феррита. Пластинчатый графит в Примерах 1 и 2 находится в форме I, в состоянии распределения А и с размером зерна 3 и меньше. В Сравнительных примерах 3 и 4 пластинчатый графит находится в форме I, в состоянии распределения А и с зернением 3-5.
Механические свойства, а также теплопроводность чугунных сплавов Примера 1, а также Сравнительных примеров 3 и 4 были определены обычным путем.
Результаты приведены в нижеследующей таблице, а также на фигуре 1.
Измерения теплопроводности (по коэффициенту температуропроводности способом лазерной вспышки) и значения предела прочности при растяжении (Rm согласно стандарту DIN EN 10002-1) | |||
Пример 1 | Сравнительный пример 3 | Сравнительный пример 4 | |
20°С | 55,17 | 55,14 | 47,95 |
100°С | 51,22 | 45,86 | 45,4 |
200°С | 47,89 | 39,96 | 43,58 |
400°С | 42,28 | 39,01 | 40,23 |
500°С | 40,06 | 38,24 | 39,02 |
550°С | 38,83 | 37,66 | 38,03 |
600°С | 37,86 | 37,27 | 36,82 |
Rm [МПа] | 292-328 | 217-257 | 270-310 |
Значения предела прочности при растяжении (согласно стандарту DIN EN 10 002) с образцом для испытания на разрыв по стандарту DIN EN 1561, твердости по Бринеллю (согласно стандарту DIN EN ISO 6506) Примера 1 соответствуют значениям Сравнительных примеров 3 и 4.
Показано, что соответствующий изобретению чугунный сплав Примера 1 в отношении предела прочности при растяжении и твердости соответствует чугунным сплавам согласно Сравнительным примерам 3 и 4, но что соответствующий изобретению чугунный сплав явно превосходит Сравнительные примеры 3 и 4 по теплопроводности.
Claims (10)
1. Чугунный сплав с пластинчатым графитом, отличающийся тем, что содержит в качестве добавок:
от 2,80% по весу до 3,60% по весу углерода (С),
от 1,00% по весу до 1,70% по весу кремния (Si),
от 0,10% по весу до 1,20% по весу марганца (Мn),
от 0,03% по весу до 0,15% по весу серы (S),
от 0,05% по весу до 0,30% по весу хрома (Сr),
от 0,05% по весу до 0,30% по весу молибдена (Мо),
от 0,05% по весу до 0,20% по весу олова (Sn)
и обычные загрязняющие примеси,
причем структура матрицы чугуна состоит из перлита с содержанием феррита не более чем около 5%.
от 2,80% по весу до 3,60% по весу углерода (С),
от 1,00% по весу до 1,70% по весу кремния (Si),
от 0,10% по весу до 1,20% по весу марганца (Мn),
от 0,03% по весу до 0,15% по весу серы (S),
от 0,05% по весу до 0,30% по весу хрома (Сr),
от 0,05% по весу до 0,30% по весу молибдена (Мо),
от 0,05% по весу до 0,20% по весу олова (Sn)
и обычные загрязняющие примеси,
причем структура матрицы чугуна состоит из перлита с содержанием феррита не более чем около 5%.
2. Чугунный сплав по п.1, отличающийся тем, что кремний (Si) содержится в количестве от 1,00% по весу до 1,50% по весу.
3. Чугунный сплав по п.1, отличающийся тем, что содержит в качестве добавок
от 3,20% по весу до 3,50% по весу углерода (С),
от 1,30% по весу до 1,50% по весу кремния (Si),
от 0,50% по весу до 0,60% по весу марганца (Мn),
от 0,08% по весу до 0,12% по весу серы (S),
от 0,10% по весу до 0,15% по весу хрома (Сr),
от 0,20% по весу до 0,25% по весу молибдена (Мо),
от 0,05% по весу до 0,10% по весу олова (Sn)
и обычные загрязняющие примеси.
от 3,20% по весу до 3,50% по весу углерода (С),
от 1,30% по весу до 1,50% по весу кремния (Si),
от 0,50% по весу до 0,60% по весу марганца (Мn),
от 0,08% по весу до 0,12% по весу серы (S),
от 0,10% по весу до 0,15% по весу хрома (Сr),
от 0,20% по весу до 0,25% по весу молибдена (Мо),
от 0,05% по весу до 0,10% по весу олова (Sn)
и обычные загрязняющие примеси.
4. Чугунный сплав по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что из обычных загрязняющих примесей присутствуют никель (Ni) до 1% по весу, медь (Cu) до 1% по весу, титан (Ti) до 0,2% по весу, ванадий (V) до 0,2% по весу, ниобий (Nb) до 0,2% по весу, азот (N) до 0,03% по весу, и фосфор (Р) до 0,15% по весу.
5. Чугунный сплав по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что структура матрицы чугуна состоит из перлита с содержанием феррита не более, чем около 3%.
6. Чугунный сплав по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что пластинчатый графит присутствует в сердцевине в форме I, с содержанием более 80%, предпочтительно более 90% структуры А и с размером зерна 3 или тоньше по стандарту EN ISO 945:1994-09.
7. Чугунный сплав по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что он получен путем затравливания барием в количестве от 0,0005% по весу до 0,0500% по весу, предпочтительно от 0,0010% по весу до 0,00125% по весу.
8. Головка цилиндра, отлитая из чугунного сплава по любому из пп.1-7.
9. Головка цилиндра по п.8, отличающаяся тем, что она является головкой цилиндра двигателя внутреннего сгорания.
10. Головка цилиндра по п.8 или 9, отличающаяся тем, что головка цилиндра скомпонована как головка рядного блока цилиндров для многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания, в особенности двигателя с самовоспламенением топлива.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200910004189 DE102009004189B4 (de) | 2009-01-09 | 2009-01-09 | Bauteil aus einer Gusseisenlegierung, insbesondere für Zylinderköpfe |
DE102009004189.3 | 2009-01-09 | ||
PCT/EP2010/000089 WO2010079146A1 (de) | 2009-01-09 | 2010-01-11 | Gusseisenlegierung für zylinderköpfe |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010142184A RU2010142184A (ru) | 2012-04-20 |
RU2491363C2 true RU2491363C2 (ru) | 2013-08-27 |
Family
ID=42101626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010142184/02A RU2491363C2 (ru) | 2009-01-09 | 2010-01-11 | Чугунный сплав для головок цилиндров |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9132478B2 (ru) |
EP (1) | EP2242599B1 (ru) |
CN (1) | CN102015158B (ru) |
BR (1) | BRPI1002808B1 (ru) |
DE (1) | DE102009004189B4 (ru) |
RU (1) | RU2491363C2 (ru) |
WO (1) | WO2010079146A1 (ru) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2602312C1 (ru) * | 2015-05-27 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) | Серый антифрикционный чугун |
RU2629405C1 (ru) * | 2016-12-13 | 2017-08-29 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
RU2629404C1 (ru) * | 2016-12-13 | 2017-08-29 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
RU2629407C1 (ru) * | 2016-12-13 | 2017-08-29 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
RU2635031C1 (ru) * | 2017-03-06 | 2017-11-08 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
RU2636291C1 (ru) * | 2017-03-06 | 2017-11-21 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
RU2637031C1 (ru) * | 2017-02-27 | 2017-11-29 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
RU2642223C1 (ru) * | 2017-04-27 | 2018-01-24 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
WO2019161463A1 (en) * | 2018-02-26 | 2019-08-29 | Tupy S.A. | Gray cast iron alloy, and internal combustion engine head |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5150654B2 (ja) * | 2010-01-28 | 2013-02-20 | 株式会社木村鋳造所 | 鋳鉄溶湯中の不純物除去方法および鋳鉄原料 |
SE535043C2 (sv) * | 2010-12-02 | 2012-03-27 | Scania Cv Ab | Gråjärnslegering samt bromsskiva innefattande gråjärnslegering |
CN102676912A (zh) * | 2012-05-30 | 2012-09-19 | 河南中原吉凯恩气缸套有限公司 | 一种低碳低硅气缸套及其制备方法 |
RU2488641C1 (ru) * | 2012-07-17 | 2013-07-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
RU2488640C1 (ru) * | 2012-07-17 | 2013-07-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
CN103667861B (zh) * | 2012-08-30 | 2016-10-05 | 日本活塞环株式会社 | 气缸套 |
RU2491364C1 (ru) * | 2012-09-03 | 2013-08-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
RU2499074C1 (ru) * | 2012-11-06 | 2013-11-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
CN103225038B (zh) * | 2013-04-11 | 2015-12-23 | 芜湖乐锐思信息咨询有限公司 | 一种含铜量少的高碳当量高合金灰铸铁 |
EP3099834B1 (en) * | 2014-01-28 | 2017-12-20 | Wärtsilä Finland Oy | A spheroidal graphite iron for cylinder heads and method for manufacturing it |
KR102148756B1 (ko) * | 2014-03-12 | 2020-08-27 | 두산인프라코어 주식회사 | 내열 구상흑연주철, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 엔진 배기계 |
CN104357734A (zh) * | 2014-09-19 | 2015-02-18 | 上海材料研究所 | 一种高强度灰铸铁减摩材料 |
CN104313456A (zh) * | 2014-10-20 | 2015-01-28 | 熊荣鑫 | 一种抗疲劳铁合金 |
CN105714184A (zh) * | 2016-04-12 | 2016-06-29 | 陈雪琴 | 一种高强度高韧性的球墨铸铁材料及其制备方法 |
CN105908064A (zh) * | 2016-05-05 | 2016-08-31 | 太仓小小精密模具有限公司 | 一种耐高温模具材料 |
CN107779736B (zh) * | 2016-08-30 | 2019-11-12 | 中国石油天然气集团公司 | 一种合金铸铁及其制备方法和应用 |
KR101794876B1 (ko) | 2016-09-05 | 2017-11-07 | 티피알 가부시키가이샤 | 편상 흑연 주철제 원통 부재 |
BR102016021139B1 (pt) | 2016-09-13 | 2021-11-30 | Tupy S.A. | Liga de ferro fundido vermicular e cabeçote de motor a combustão interna |
CN110343945B (zh) * | 2019-08-24 | 2020-12-18 | 浙江瓯赛汽车部件铸造有限公司 | 一种覆膜砂壳型铸造工艺 |
CN110512137A (zh) * | 2019-10-14 | 2019-11-29 | 江苏康达顺精密汽车附件制造有限公司 | 一种用于液压件生产的合成铸铁及其制备方法 |
RU2720271C1 (ru) * | 2019-11-28 | 2020-04-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | Высокопрочный легированный антифрикционный чугун |
CN113930663B (zh) * | 2020-07-14 | 2022-12-02 | 定州市天泰汽车零部件有限公司 | 一种具有高热导率和高强度的灰铸铁 |
US11879168B2 (en) * | 2021-08-31 | 2024-01-23 | GM Global Technology Operations LLC | High-modulus, high-strength, low alloy gray cast iron for cylinder liners and automotive applications |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2428821A1 (de) * | 1974-06-14 | 1975-12-18 | Goetzewerke | Verschleissfeste gusseisenlegierung mit lamellarer bis knoetchenfoermiger graphitausscheidung |
SU910828A1 (ru) * | 1980-08-04 | 1982-03-07 | Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Литейного Производства | Чугун |
RU2048583C1 (ru) * | 1993-11-24 | 1995-11-20 | Карачаровский механический завод | Чугун |
WO2004083474A1 (en) * | 2003-03-19 | 2004-09-30 | Volvo Lastvagnar Ab | Grey cast iron for engine cylinder block and cylinder head |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE301913C (ru) * | ||||
GB893528A (en) * | 1958-12-29 | 1962-04-11 | Gen Motors Corp | Improvements in and relating to the manufacture of cast members adapted to form parts of combustion chambers |
FR2702687B1 (fr) * | 1993-03-19 | 1995-04-28 | Renault | Procédé de traitement d'une fonte à graphite lamellaire destinée à la fabrication des arbres à cames. |
DE19654893C2 (de) | 1996-07-25 | 1999-06-10 | Federal Mogul Burscheid Gmbh | Kolbenringe von Verbrennungskraftmaschinen aus einer Gußeisenlegierung |
US5948353A (en) * | 1996-12-20 | 1999-09-07 | Hayes Lemmerz International, Inc. | Gray iron composition and brake components formed thereof |
DE10012918A1 (de) | 2000-03-16 | 2001-09-20 | Deutz Ag | Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine |
US6511554B1 (en) * | 2001-07-05 | 2003-01-28 | Yutaka Kawano | Stainless spheroidal carbide cast iron material |
US7611590B2 (en) * | 2004-07-08 | 2009-11-03 | Alloy Technology Solutions, Inc. | Wear resistant alloy for valve seat insert used in internal combustion engines |
DE102005010090A1 (de) * | 2005-03-04 | 2006-09-07 | Federal-Mogul Friedberg Gmbh | Gusseisen-Werkstoff mit Graphitausbildung |
CN100567541C (zh) * | 2008-06-03 | 2009-12-09 | 襄汾县恒泰制动器有限公司 | 一种生产高碳当量、低合金、中高强度灰铸铁的方法 |
-
2009
- 2009-01-09 DE DE200910004189 patent/DE102009004189B4/de active Active
-
2010
- 2010-01-11 WO PCT/EP2010/000089 patent/WO2010079146A1/de active Application Filing
- 2010-01-11 CN CN201080001293.5A patent/CN102015158B/zh active Active
- 2010-01-11 EP EP10704896.9A patent/EP2242599B1/de active Active
- 2010-01-11 RU RU2010142184/02A patent/RU2491363C2/ru active
- 2010-01-11 US US12/920,246 patent/US9132478B2/en active Active
- 2010-01-11 BR BRPI1002808-0A patent/BRPI1002808B1/pt active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2428821A1 (de) * | 1974-06-14 | 1975-12-18 | Goetzewerke | Verschleissfeste gusseisenlegierung mit lamellarer bis knoetchenfoermiger graphitausscheidung |
SU910828A1 (ru) * | 1980-08-04 | 1982-03-07 | Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Литейного Производства | Чугун |
RU2048583C1 (ru) * | 1993-11-24 | 1995-11-20 | Карачаровский механический завод | Чугун |
WO2004083474A1 (en) * | 2003-03-19 | 2004-09-30 | Volvo Lastvagnar Ab | Grey cast iron for engine cylinder block and cylinder head |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2602312C1 (ru) * | 2015-05-27 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) | Серый антифрикционный чугун |
RU2629405C1 (ru) * | 2016-12-13 | 2017-08-29 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
RU2629404C1 (ru) * | 2016-12-13 | 2017-08-29 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
RU2629407C1 (ru) * | 2016-12-13 | 2017-08-29 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
RU2637031C1 (ru) * | 2017-02-27 | 2017-11-29 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
RU2635031C1 (ru) * | 2017-03-06 | 2017-11-08 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
RU2636291C1 (ru) * | 2017-03-06 | 2017-11-21 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
RU2642223C1 (ru) * | 2017-04-27 | 2018-01-24 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
WO2019161463A1 (en) * | 2018-02-26 | 2019-08-29 | Tupy S.A. | Gray cast iron alloy, and internal combustion engine head |
US11578390B2 (en) | 2018-02-26 | 2023-02-14 | Tupy S. A. | Gray cast iron alloy, and internal combustion engine head |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102015158A (zh) | 2011-04-13 |
US20110132314A1 (en) | 2011-06-09 |
EP2242599A1 (de) | 2010-10-27 |
US9132478B2 (en) | 2015-09-15 |
BRPI1002808A2 (pt) | 2016-02-23 |
BRPI1002808B1 (pt) | 2020-12-22 |
RU2010142184A (ru) | 2012-04-20 |
DE102009004189B4 (de) | 2013-07-25 |
WO2010079146A1 (de) | 2010-07-15 |
CN102015158B (zh) | 2016-06-08 |
DE102009004189A1 (de) | 2010-07-22 |
EP2242599B1 (de) | 2014-12-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2491363C2 (ru) | Чугунный сплав для головок цилиндров | |
US11215090B2 (en) | High performance iron-based alloys for engine valvetrain applications and methods of making and use thereof | |
JP5300118B2 (ja) | アルミニウム合金鋳物の製造方法 | |
KR100856659B1 (ko) | 고온 강도 및 연성이 개선된 내열 및 내식 주조스테인리스 강 | |
CN112135916B (zh) | 用于内燃发动机的活塞和用于内燃发动机的活塞的用途 | |
US20110236247A1 (en) | Heat resistant steel for exhaust valve | |
JP5272020B2 (ja) | 高温強度に優れたエンジンバルブ用耐熱鋼 | |
US9745649B2 (en) | Heat-resisting steel for exhaust valves | |
JPH01180938A (ja) | 耐摩耗性アルミニウム合金 | |
US8741215B2 (en) | Heat-resisting steel for engine valves excellent in high temperature strength | |
JP3458971B2 (ja) | 高温強度および被削性の優れたオーステナイト系耐熱鋳鋼およびそれからなる排気系部品 | |
US5242510A (en) | Alloyed grey iron having high thermal fatigue resistance and good machinability | |
JP3382326B2 (ja) | 鋳鉄製摺動部材 | |
JP5660689B2 (ja) | 鋳造用アルミニウム合金及びアルミニウム合金鋳物 | |
JP3375001B2 (ja) | 鋳造性および被削性の優れたオーステナイト系耐熱鋳鋼およびそれからなる排気系部品 | |
US12018343B2 (en) | Martensitic wear resistant alloy strengthened through aluminum nitrides | |
JPH06228713A (ja) | 高温強度および被削性の優れたオーステナイト系耐熱鋳鋼およびそれからなる排気系部品 | |
EP3974553B1 (en) | Vermicular cast iron alloy, combustion engine block and head | |
JP2564489B2 (ja) | 高強度、高靱性および耐摩耗性を有するロッカ−ア−ム | |
CN101497970A (zh) | 奥氏体合金钢 | |
JP2581025B2 (ja) | 高強度および高靭性を有するロッカーアーム用耐摩耗性Fe基鋳造合金 | |
JPH04147949A (ja) | エンジンバルブ用耐熱合金 | |
JPH11158586A (ja) | 冷鍛性、靭性に優れた耐熱鋼 |