WO2007141108A1 - Gusseisenlegierung mit guter oxydationbeständigkeit bei hoher temperaturen - Google Patents

Gusseisenlegierung mit guter oxydationbeständigkeit bei hoher temperaturen Download PDF

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Leonhard F. Zeipper
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Georg Fischer Eisenguss Gmbh
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    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a cast iron alloy for cast iron products having a high oxidation resistance at high surface temperatures.
  • EP 0 76 701 B1 discloses a heat-resistant, ferritic spheroidal graphite cast iron.
  • the alloy contains up to 3.4 wt% C, 3.5 to 5.5 wt% Si, to 0.6 wt% Mn, 0.1 to 0.7 wt% Cr, 0.3 to 0.9 wt.% Mo and up to 0.1 wt.% Of a spheroidal graphite-forming component.
  • the alloy is used to make turbocharger housings in automotive engineering.
  • EP 1 386 976 B1 discloses an alloy for cast iron products with a high temperature resistance. The alloy consists of 2.5 to 2.8% by weight of C, 4.7 to 5.2% by weight of Si, 0.5 to 0.9% by weight of Mo, 0.5 to 0.9% by weight.
  • the alloy is used for exhaust manifold and turbocharger housing in motor vehicle construction.
  • This object is achieved by a cast iron alloy for cast iron products with a high oxidation resistance at surface temperatures of 800 to 950 0 C with the chemical components 2.8 to 3.6 wt.% C, 2.0 to 3.0 wt.% Si, 2 , 5 to 4.3% by weight of Al, up to 1.0% by weight of Ni, up to 0.8% by weight of Mo, up to 0.3% by weight of Mn, 0.002 to 0.1% by weight of Ce , 0.023 to 0.06 wt.% Mg, up to 0.01 wt.% S, balance Fe and common impurities.
  • the castings stretch as regularly as possible elastically at the operating temperature. This is achieved by the temperature of the transformation from ferritic to austenitic phase of the alloy being above 880 ° C. This is also achieved by the fact that the thermal expansion of the alloy samples measured in dilatometer up to a temperature of 880 0 C is uniform and constant. This is also achieved in that the alloy has a thermal expansion coefficient of 8 to 12 10 '6 / K at 25 0 C and 13.5 to 15.5 10 ' 6 / K at 900 0 C. These are values that, above the Temperature applied, constant about 30% below the values of so-called Ni-resist alloys with the standard designations D5S or GJSA XNiSiCr35-5-2 lie.
  • the castings do not become brittle at room temperature.
  • the toughness of the cast iron alloy proposed here corresponds to the mean value of commercially available ferritic materials, but not at temperatures above 86 ° C. 0 C can be used.
  • the castings are easy to work. This is achieved by the alloy samples having a Brinell hardness of 220 to 250.
  • the alloy is composed of inexpensive elements as possible. This is achieved by the alloy containing less than 0.8 wt% Mo, less than 1 wt% Cr, and less than 1 wt% Ni.
  • Ni-resist alloys typically contain about 30 to 35 wt% Ni and about 2 to 5% Cr.
  • Ductile iron alloys alloyed with molybdenum normally contain about 0.8% by weight molybdenum.
  • the castings are thermally insensitive as possible. This is achieved in that the alloy samples have a thermal conductivity of about 23 W / mK at 25 ° C. and a thermal conductivity of about 26 W / mK at 900 ° C. Ni-resist alloys have a 20 to 50% lower thermal conductivity at 400 ° C.
  • the gist of the invention is to provide a cast iron alloy which permitting the highest possible service temperature with a high level of scale resistance in turbocharger housings and exhaust manifolds, as cost-effectively and as simply as possible in a casting process can be produced.
  • Previous standard solutions for higher operating temperatures are the use of more expensive cast steel and austenitic cast iron or in the use of more expensive to manufacture sheet metal structures.
  • An exhaust manifold for an internal combustion engine of a ductile iron passenger car having the following chemical composition in weight percent: 3.02 C, 2.96 Si, 2.53 Al, 0.79 Ni, 0.65 Mo, 0.23 Mn, 0.04 Cu, 0.031 P, 0.026 Cr, 0.023 Mg, 0.017 Ti, less than 0.01 S and 0.002 Ce has a ferritic microstructure.
  • the exhaust manifolds are poured directly into the molds from a melt which has been pretreated with magnesium in the GF converter. A subsequent time-consuming heat treatment such as solution annealing or tempering is not necessary.
  • the treatment with magnesium has a favorable influence on the sulfur content of the alloy and ensures the formation of the graphite in the spherical or vermicular form.
  • the Mg content of about 0.025 wt% is ideal at the present Al content of about 2.5 wt%.
  • the alloy samples have a specific weight that is at least 5% lower than the specific gravity of conventional comparable cast iron alloys.
  • the carbon content of 2.8 to 3.6% by weight ensures a composition close to the eutectic. Less than 2.8% C is unfavorable for feeding the castings. More than 3.6% C is unfavorable to the high temperature properties of the alloy.
  • Cerium is added in amounts of 0.002 to 0.1% by weight as a nucleating agent. More than 0.1% Ce is unfavorable and leads to the formation of so-called chunky graphite.
  • the content of silicon of 2 to 3% by weight in the present alloy has a positive influence on the formation of the ferritic phase, improves the flowability of the melt, increases the yield strength and improves the heat resistance of the castings. Less than 2% Si is unfavorable to the depth of the wisdom radiation. More than 3% Si increases the brittleness of the castings.
  • the content of aluminum from 2.5 to 4.3 wt.% also has a positive influence on the formation of the ferritic phase and neutralizes the nitrogen. Less than 2.5% Al is unfavorable for graphite stabilization. More than 4.3% AI is unfavorable for the formation of nodular graphite.
  • the content of nickel of 0.1 to 1 wt.% Increases the yield strength without significantly increasing the brittleness and improves the corrosion resistance. Less than 0.1% Ni is unfavorable for graphite stabilization. More than 1% Ni is unfavorable for the formation of bainite and martensite in thinner areas of the castings. Nickel is a relatively expensive alloying element.
  • the content of molybdenum from 0.4 to 0.8% by weight has a positive influence on the increase in the yield strength, the heat resistance, the creep resistance and thus on the thermal shock resistance. Less than 0.4% Mo is unfavorable for graphite stabilization. More than 0.8% Mo is unfavorable for the formation of carbides and gas bubbles. Molybdenum is a very expensive alloying element.
  • the manganese content of up to 0.3% by weight has a positive influence on the setting of sulfur. More than 0.3% Mn is unfavorable for the formation of Grain boundary carbides and worsens the nucleation state. Too much Mn promotes the formation of perlite in the crystal structure. The bainitic structure is becoming increasingly brittle.
  • the chromium content of up to 1% by weight has a positive influence on the creep resistance and the heat resistance of the castings.
  • lower levels of the admixtures are beneficial in reducing the formation of grain boundary carbides and brittleness at room temperature. This is the case, for example, for the contents of copper and titanium.
  • melt temperatures in ductile iron are lower by 100 to 200 ° C. This means that less energy is consumed and that fewer alloying elements are released by evaporation to the environment.
  • Figure 1 shows the transformation from the ferritic to austenitic phases of the present alloy as a function of temperature. Here it can be seen how at about 900 0 C takes place an equilibrium phase transformation. It can also be seen here how the alloy changes its state of aggregation at a melting temperature of 1240 to 1280 ° C.
  • Figure 2 shows the coefficient of thermal expansion of the new alloy SiMoI OOOplus, measured as a function of temperature, in comparison with other cast iron alloys.
  • FIG. 3 shows the thermal conductivity of the SiMo1000plus alloy in comparison with other cast iron alloys as a function of temperature.
  • D5S stands here for the so-called Ni-Resist alloys
  • GJV SiMo and SiMoNi stand for the previously known with approximately 1% Mo alloyed nodular cast iron alloys.

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Abstract

Es wird eine Gusseisenlegierung vorgeschlagen für Gusseisenprodukte mit einer hohen Oxidationsbeständigkeit bei Oberflächentemperaturen von 800 bis 950 °C mit den chemischen Bestandteilen 2,8 bis 3,6 Gew. % C, 2,0 bis 3,0 Gew. % Si, 2,5 bis 4,3 Gew. % Al, bis zu 1,0 Gew. % Ni, bis zu 0,8 Gew. % Mo, bis zu 0,3 Gew. % Mn, 0,002 bis 0,1 Gew. % Ce, 0,023 bis 0,06 Gew. % Mg, bis zu 0,01 Gew. % S, Rest Fe und üblichen Verunreinigungen.

Description

GUSSEISENLEGIERUNG MIT GUTER OXYDATIONBESTÄNDIGKEIT BEI HOHER TEMPERATUREN
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gusseisenlegierung für Gusseisenprodukte mit einer hohen Oxidationsbeständigkeit bei hohen Oberflächentemperaturen.
Die Automobilhersteller sind gezwungen, die neuen Abgasnormen einzuhalten. Die Katalysatoren arbeiten besser, wenn die Abgastemperaturen höher sind. Als Katalysatormetall kann Palladium statt Platin eingesetzt werden und die maximale Abgastemperatur wird von heute 850 0C bis auf 950 0C steigen. Bei diesen Temperaturen gibt es bei den bisher bekannten Gusseisenlegierungen Probleme mit der Zunderbeständigkeit. Bei den bisherigen ferritischen Legierungen findet bei Temperaturen ab ca. 860 0C eine Phasenumwandlung von einem ferritischen zu einem austenitischen Gefüge statt. Das Dehnungsverhalten eines ferritischen Gefüges unterscheidet sich vom Dehnungsverhalten eines austenitischen Gefüges. Weil der Wärmeausdehnungskoeffizient des austenitischen Gefüges grösser ist und sich stärker ändert als der Wärmeausdehnungskoeffizient des ferritischen Gefüges, erfolgt bei der Umwandlungstemperatur eine Volumenänderung. Diese Volumenänderung führt zu unregelmässigem Dehnungsverhalten und Mikrorissbildung der Gussteile. Die Gussteile, die einem häufigen Temperaturwechsel unterworfen sind, werden durch diese unregelmässige Dehnung und Rissbildung mechanisch beansprucht. Als Folge davon lösen sich dünne Oxidschichten (= Zunder) von der Oberfläche des Gussteiles ab. An den dem Abgas ausgesetzten Flächen des Turboladergehäuses und/oder des Auspuffkrümmers soll sich idealerweise eine dünne Oxidschicht bilden, die gut haften bleibt und die Sauerstoffdiffusion blockiert.
Aus der EP 076 701 B1 ist ein hitzebeständiges, ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit bekannt. Die Legierung enthält bis zu 3,4 Gew. % C, 3,5 bis 5,5 Gew. % Si, bis 0,6 Gew. % Mn, 0,1 bis 0,7 Gew. % Cr, 0,3 bis 0,9 Gew. % Mo und bis zu 0,1 Gew. % einer Kugelgraphit bildenden Komponente. Die Legierung wird verwendet zur Herstellung von Turboladergehäusen im Kraftfahrzeugbau. Aus der EP 1 386 976 B1 ist eine Legierung für Gusseisenprodukte mit einer hohen Temperaturbeständigkeit bekannt. Die Legierung besteht aus 2,5 bis 2,8 Gew. % C, 4,7 bis 5,2 Gew. % Si, 0,5 bis 0,9 Gew. % Mo, 0,5 bis 0,9 Gew. % AI, bis zu 0,04 Gew. % Mg, bis zu 0,02 Gew. % S, 0,1 bis 1 ,0 Gew. % Ni, 0,1 bis 0,4 Gew. % Zr, Rest Fe und üblichen Verunreinigungen. Die Legierung wird für Auspuffkrümmer und Turboladergehäuse im Kraftfahrzeug bau verwendet.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Gusseisenlegierung anzugeben, die bei möglichst hohen Temperaturen eingesetzt werden kann, die möglichst kostengünstig herstellbar ist und eine möglichst lange Lebensdauer bei häufigem Temperaturwechsel gewährleistet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Gusseisenlegierung für Gusseisenprodukte mit einer hohen Oxidationsbeständigkeit bei Oberflächentemperaturen von 800 bis 950 0C mit den chemischen Bestandteilen 2,8 bis 3,6 Gew. % C, 2,0 bis 3,0 Gew. % Si, 2,5 bis 4,3 Gew. % AI, bis zu 1 ,0 Gew. % Ni, bis zu 0,8 Gew. % Mo, bis zu 0,3 Gew. % Mn, 0,002 bis 0,1 Gew. % Ce, 0,023 bis 0,06 Gew. % Mg, bis zu 0,01 Gew. % S, Rest Fe und üblichen Verunreinigungen.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Es ist von Vorteil, dass die Gussteile sich bei der Betriebstemperatur möglichst regelmässig elastisch dehnen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Temperatur der Umwandlung von ferritischer in austenitische Phase der Legierung oberhalb von 880 0C liegt. Dies wird auch dadurch erreicht, dass die Wärmeausdehnung der Legierungsproben gemessen im Dilatometer bis zu einer Temperatur von 880 0C gleichmässig und konstant verlaufend ist. Dies wird auch dadurch erreicht, dass die Legierung einen Wärmeausdehnungskoeffizient von 8 bis 12 10'6/K bei 25 0C und 13,5 bis 15,5 10'6/K bei 900 0C aufweist. Dies sind Werte, die, über der Temperatur aufgetragen, konstant etwa 30 % unter den Werten von sogenannten Ni-Resist-Legierungen mit den Normbezeichnungen D5S oder GJSA XNiSiCr35-5- 2 liegen.
Es ist weiter von Vorteil, dass die Gussteile bei Raumtemperatur nicht spröde werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die Legierung Festigkeitswerte für die Zugfestigkeit Rm 500 bis 650 MPa, für die Streckgrenze Rp0.2 470 bis 620 MPa und für die Bruchdehnung A5 2,0 bis 4,0 % aufweist. Dies sind Festigkeitswerte, die etwa 1 ,3 bis 1 ,5 mal so hoch wie bei den sogenannten Ni-Resist-Legierungen Ne- gen. Die Zähigkeit der hier vorgeschlagenen Gusseisenlegierung entspricht dem Mittelwert der marktüblichen ferritischen Werkstoffe, die jedoch nicht bei Temperaturen über 86O0C eingesetzt werden können.
Es ist auch von Vorteil, dass die Gussteile leicht bearbeitbar sind. Dies wird da- durch erreicht, dass die Legierungsproben eine Brinell-Härte von 220 bis 250 aufweisen.
Es ist auch von Vorteil, dass die Legierung aus möglichst kostengünstigen Elementen zusammengesetzt ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Legierung we- niger als 0,8 Gew. % Mo, weniger als 1 Gew. % Cr und weniger als 1 Gew. % Ni enthält. Ni-Resist-Legierungen enthalten typisch etwa 30 bis 35 Gew. % Ni und etwa 2 bis 5 % Cr. Mit Molybdän legierte Sphärogusslegierungen enthalten normalerweise etwa 0,8 Gew. % Molybdän.
Es ist weiter auch von Vorteil, dass die Gussteile thermisch möglichst unempfindlich sind. Dies wird dadurch erreicht, dass die Legierungsproben bei 25 0C eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 23 W/mK und bei 900 0C eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 26 W/mK aufweisen. Ni-Resist-Legierungen haben bei 400 0C eine 20 bis 50 % niedrigere Wärmeleitfähigkeit.
Der Kerngedanke der Erfindung ist es, eine Gusseisenlegierung anzugeben, die eine möglichst hohe Einsatztemperatur mit einer hohen Zunderbeständigkeit in Turboladergehäusen und Auspuffkrümmern zulässt, möglichst kostengünstig und möglichst einfach in einem Giessverfahren hergestellt werden kann. Bisherige Standardlösungen für höhere Einsatztemperaturen liegen in der Verwendung von teurerem Stahlguss und austenitischem Gusseisen oder in der Verwendung von aufwendiger herzustellenden Blechkonstruktionen.
Beispiel
Ein Auspuffkrümmer für einen Verbrennungsmotor eines Personenkraftwagens aus Sphäroguss mit der folgenden chemischen Zusammensetzung in Gewichtsprozenten: 3,02 C, 2,96 Si, 2,53 AI, 0,79 Ni, 0,65 Mo, 0,23 Mn, 0,04 Cu, 0,031 P, 0,026 Cr, 0,023 Mg, 0,017 Ti, weniger als 0,01 S und 0,002 Ce weist ein ferritisches Gefüge auf. Die Auspuffkrümmer werden direkt in die Formen gegossen aus einer Schmelze, die im GF-Konverter mit Magnesium vorbehandelt wurde. Eine nachträgliche zeitaufwendige Wärmebehandlung wie Lösungsglühen oder Austempern ist nicht notwendig.
Die Behandlung mit Magnesium hat einen günstigen Einfluss auf den Schwefelge- halt der Legierung und gewährleistet eine Ausbildung des Graphits in der Kugeloder Vermikularform. Magnesium wirkt entschwefelnd, es muss jedoch genügend Mg in Lösung bleiben um das Wachstum der Sphärolithen (= Kugelgraphitteilchen) zu begünstigen. Der Mg-Gehalt von etwa 0,025 Gew. % ist bei dem vorliegenden AI-Gehalt von etwa 2,5 Gew. % ideal. Die Legierungsproben haben ein spezifi- sches Gewicht, das mindestens 5% niedriger ist als das spezifische Gewicht herkömmlicher vergleichbarer Gusseisenlegierungen.
Der Kohlenstoffgehalt von 2,8 bis 3,6 Gew. % gewährleistet eine Zusammensetzung, die nahe dem Eutektikum liegt. Weniger als 2,8 % C ist ungünstig für die Speisung der Gussteile. Mehr als 3,6 % C ist ungünstig für die Hochtemperatureigenschaften der Legierung. Cer wird in Mengen von 0,002 bis 0,1 Gew. % als Keimbildner zugegeben. Mehr als 0,1 % Ce ist ungünstig und führt zur Ausbildung von so genanntem Chunkygraphit.
Der Gehalt an Silizium von 2 bis 3 Gew. % hat in der vorliegenden Legierung einen positiven Einfluss auf die Bildung der ferritischen Phase, verbessert die Fliessfähigkeit der Schmelze, steigert die Streckgrenze und verbessert die Hitzebeständigkeit der Gussteile. Weniger als 2 % Si ist ungünstig für die Tiefe der Weisseinstrahlung. Mehr als 3 % Si erhöht die Sprödigkeit der Gussteile.
Der Gehalt an Aluminium von 2,5 bis 4,3 Gew. % hat ebenfalls einen positiven Einfluss auf die Bildung der ferritischen Phase und neutralisiert den Stickstoff. Weniger als 2,5 % AI ist ungünstig für die Graphitstabilisierung. Mehr als 4,3 % AI ist ungünstig für die Bildung von Kugelgraphit.
Der Gehalt an Nickel von 0,1 bis 1 Gew. % steigert die Streckgrenze ohne wesentliche Erhöhung der Sprödigkeit und verbessert die Korrosionsbeständigkeit. Weniger als 0,1 % Ni ist ungünstig für die Graphitstabilisierung. Mehr als 1 % Ni ist ungünstig für die Bildung von Bainit und Martensit in dünneren Bereichen der Gussteile. Nickel ist ein verhältnismässig teures Legierungselement.
Der Gehalt an Molybdän von 0,4 bis 0,8 Gew. % hat einen positiven Einfluss auf die Erhöhung der Streckgrenze, der Warmfestigkeit, der Kriechbeständigkeit und damit auf die Temperaturwechselbeständigkeit. Weniger als 0,4 % Mo ist ungünstig für die Graphitstabilisierung. Mehr als 0,8 % Mo ist ungünstig für die Bildung von Karbiden und Gasblasen. Molybdän ist ein sehr teures Legierungselement.
Der Gehalt an Mangan von bis zu 0,3 Gew. % hat einen positiven Einfluss auf die Abbindung von Schwefel. Mehr als 0,3 % Mn ist ungünstig für die Bildung von Korngrenzkarbiden und verschlechtert den Keimbildungszustand. Zu viel Mn fördert die Bildung von Perlit im Kristallgefüge. Das bainitische Gefüge wird zunehmend spröder.
Der Gehalt an Chrom von bis zu 1 Gew. % hat einen positiven Einfluss auf die Kriechbeständigkeit und die Warmfestigkeit der Gussformteile.
Allgemein sind niedrigere Gehalte der Zulegierungen günstig für die Verringerung der Bildung von Korngrenzkarbiden und der Sprödigkeit bei Raumtemperatur. Dies ist beispielsweise der Fall bei den Gehalten an Kupfer und Titan.
Im Vergleich zu Stahlguss liegen die Schmelzetemperaturen bei Sphäroguss um 100 bis 200 0C niedriger. Dies bedeutet, dass weniger Energie verbraucht wird und dass weniger Legierungselemente durch Abdampfen an die Umwelt abgege- ben werden.
In Figur 1 ist die Umwandlung von der ferritischen in die austenitische Phase der vorliegenden Legierung in Abhängigkeit der Temperatur dargestellt. Hier ist ersichtlich, wie bei ca. 900 0C eine Gleichgewichtsphasenumwandlung stattfindet. Hier ist auch ersichtlich, wie die Legierung bei einer Schmelztemperatur von 1240 bis 1280 0C den Aggregatszustand wechselt.
In Figur 2 ist der Wärmeausdehnungskoeffizient der neuen Legierung mit der Bezeichnung SiMoI OOOplus, gemessen als Funktion der Temperatur, im Vergleich mit anderen Gusseisenlegierungen dargestellt.
In Figur 3 ist die Wärmeleitfähigkeit der Legierung SiMo1000plus im Vergleich mit anderen Gusseisenlegierungen als Funktion der Temperatur dargestellt. D5S steht hier für die sogenannten Ni-Resist-Legierungen, GJV SiMo und SiMoNi stehen für die bisher bekannten mit etwa 1 % Mo legierten Sphärogusslegierungen.

Claims

Patentansprüche
1. Gusseisenlegierung für Gusseisenprodukte mit einer hohen Oxidationsbestän- digkeit bei Oberflächentemperaturen von 800 bis 950 0C mit den chemischen Be- standteilen 2,8 bis 3,6 Gew. % C, 2,0 bis 3,0 Gew. % Si, 2,5 bis 4,3 Gew. % AI, bis zu 1 ,0 Gew. % Ni, bis zu 0,8 Gew. % Mo, bis zu 0,3 Gew. % Mn, 0,002 bis 0,1 Gew. % Ce, 0,023 bis 0,06 Gew. % Mg, bis zu 0,01 Gew. % S, Rest Fe und üblichen Verunreinigungen.
2. Gusseisenlegierung nach dem Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0,1 bis 1 Gew. % Ni, 0,4 bis 0,8 Gew. % Mo und bis zu 1 ,0 Gew. % Cr enthält.
3. Gusseisenlegierung nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Umwandlung von der ferritischen in die austenitische Phase der Legierung oberhalb von 880 0C liegt.
4. Gusseisenlegierung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeausdehnung der Legierung gemessen im DiIa- tometer bis zu einer Temperatur von 880 0C gleichmässig und konstant verlaufend ist.
5. Gusseisenlegierung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung einen Wärmeausdehnungskoeffizient von 8 bis 12 10"6 /K bei 25 0C und 13,5 bis 15,5 10"6 /K bei 900 0C aufweist.
6. Gusseisenlegierung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung Festigkeitswerte für die Zugfestigkeit Rm 500 bis 650 MPa, für die Streckgrenze Rpo.2 470 bis 620 MPa und für die Bruchdeh- nung A5 2,0 bis 4,0 % aufweist.
7. Gusseisenlegierung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung eine Brinell-Härte von 220 bis 250 aufweist.
8. Gusseisenlegierung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung bei 25 0C eine Wärmeleitfähigkeit von 20 bis 25 W/mK und bei 900 0C eine Wärmeleitfähigkeit von 23 bis 29 W/mK aufweist.
9. Gusseisenlegierung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung ein spezifisches Gewicht aufweist, das min- destens 5% niedriger ist als das spezifische Gewicht herkömmlicher vergleichbarer Gusseisenlegierungen.
10. Verfahren zur Herstellung einer Gusseisenlegierung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung in einem Magnesiumkonverter mit Magnesium derart behandelt wird, dass eine sehr schwefelarme Legierung erhalten wird.
11. Verfahren zur Herstellung einer Gusseisenlegierung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung nach der Vorbehandlung im Magnesiumkonverter in die Formen abgegossen wird und keiner thermischen Nachbehandlung unterworfen wird.
12. Gusseisenlegierung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass sie für Auspuffkrümmer und/oder Turboladergehäuse im Automobilbau verwendet wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101899609B (zh) * 2010-08-31 2012-11-14 卫辉熔金高温材料有限责任公司 利用耐热球墨铸铁加工钢包滑动水口机构滑托的方法
CN102851575B (zh) * 2012-09-24 2014-04-23 苏州东海玻璃模具有限公司 抗氧化性合金化灰口铸铁及其制备方法
JP2014148694A (ja) * 2013-01-31 2014-08-21 Daihatsu Motor Co Ltd 鋳鉄
WO2014185455A1 (ja) * 2013-05-14 2014-11-20 東芝機械株式会社 高強度高減衰能鋳鉄
KR102148758B1 (ko) * 2014-02-21 2020-08-27 두산인프라코어 주식회사 엔진 배기계 부품용 구상흑연 주철
CN103898397B (zh) * 2014-04-14 2016-03-30 天津新伟祥工业有限公司 汽车涡轮壳及排气管用高硅钼铝铁素体耐热球墨铸铁
WO2016084021A1 (en) * 2014-11-26 2016-06-02 Honeywell International Inc. Cast silicon molybdenum aluminium ferritic ductile iron
CN106435343A (zh) * 2016-10-18 2017-02-22 河池学院 用于伺服机械手的滑轨的合金
RU2623513C1 (ru) * 2016-10-31 2017-06-27 Юлия Алексеевна Щепочкина Чугун
CN107164706A (zh) * 2017-05-11 2017-09-15 安徽大德中电科技发展股份有限公司 一种适用于高速电机的合金钢转轴
CN107287497B (zh) * 2017-08-02 2019-01-29 马鞍山市万鑫铸造有限公司 高珠光体高韧性球墨铸铁
US11667995B2 (en) 2021-09-21 2023-06-06 Ford Global Technologies, Llc Cast iron alloy for automotive engine applications with superior high temperature oxidation properties
CN117604371B (zh) * 2023-12-12 2024-07-12 河北京东管业有限公司 一种球墨铸铁及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2885285A (en) * 1957-08-22 1959-05-05 Allis Chalmers Mfg Co Alloyed nodular iron
EP0821073A1 (de) * 1996-07-25 1998-01-28 Federal-Mogul Burscheid GmbH Gusseisenlegierung für die Herstellung von Kolbenringen von Verbrennungskraftmaschinen
WO2002095081A1 (en) * 2001-05-24 2002-11-28 Wescast Industries, Inc. High temperature oxidation resistant ductile iron
US20040091383A1 (en) * 2001-05-16 2004-05-13 Suzuki Motor Corporation Ferrite-based spheroidal graphite cast iron and exhaust system component using the same

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS517657A (ja) * 1974-07-10 1976-01-22 Kito Kk Cheenburotsuku
JPS52135820A (en) * 1976-05-08 1977-11-14 Tsnii Tefunorojii Mashinosutor Heat resistance iron
JPS5672151A (en) * 1979-11-17 1981-06-16 Toyo Chuko Kk Pseudo flaky graphite cast iron for glass molding metal mold
JPS6053736B2 (ja) 1981-10-05 1985-11-27 日産自動車株式会社 耐熱用球状黒鉛鋳鉄
JPH03215649A (ja) * 1990-01-18 1991-09-20 Kobe Chutetsusho:Kk 高アルミニウム鋳鉄棒
DE10233732A1 (de) 2002-07-24 2004-02-05 Georg Fischer Fahrzeugtechnik Ag Gusseisenlegierung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2885285A (en) * 1957-08-22 1959-05-05 Allis Chalmers Mfg Co Alloyed nodular iron
EP0821073A1 (de) * 1996-07-25 1998-01-28 Federal-Mogul Burscheid GmbH Gusseisenlegierung für die Herstellung von Kolbenringen von Verbrennungskraftmaschinen
US20040091383A1 (en) * 2001-05-16 2004-05-13 Suzuki Motor Corporation Ferrite-based spheroidal graphite cast iron and exhaust system component using the same
WO2002095081A1 (en) * 2001-05-24 2002-11-28 Wescast Industries, Inc. High temperature oxidation resistant ductile iron

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BUTSEL K T ET AL: "Cast iron containing carbon, silicon, manganese, aluminum, cerium, and iron", CAPLUS, 1976, XP002384548 *

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