DE602006000160T2

DE602006000160T2 - Hitzbeständige Legierung für bei 900oC nachhaltige Auslassventile und Auslassventile aus dieser Legierung

Info

Publication number: DE602006000160T2
Application number: DE602006000160T
Authority: DE
Inventors: Shigeki c/o Daido Steel Co. Ltd. Minami-ku Nagoya Ueta; Seiji c/o Daido Steel Co. Ltd. Minami-ku Nagoya Kurata; Tetsuya c/o Daido Steel Co. Ltd. Minami-ku Nagoya Shimizu; Toshiharu c/o Daido Steel Co. Ltd. Minami-ku Nagoya Noda; Katsuhiko Wako-shi Saitama Tominaga; Makoto Wako-shi Saitama Asami
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-01-19
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2026-01-18
Also published as: JP4830466B2; DE602006000160D1; EP1696108B1; US20060157171A1; JP2006225756A; EP1696108A1

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND
Industrielles Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Auslassventile für Brennstoffmaschinen, typischerweise Automobil-Benzinmotoren, welche bei so hohen Temperaturen wie 900°C beständig sind, und gute Ermüdungseigenschaften und eine Oxidationsbeständigkeit darlegen. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine hitzebeständige Legierung, welche als das Material für die obigen Auslassventile verwendet wird, als auch das Verfahren zum Herstellen von Auslassventilen mit der Legierung.
Stand der Technik
Als das Material für die Auslassventile von Automobil-Benzinmotoren wurden weit verbreitet Ni basierte hitzebeständige Legierungen, wie beispielsweise NCF751 und NCF80A, verwendet. Um die Anforderung nach einer höheren Festigkeit einzuhalten, ist eine weitere Ni basierte Legierung ( japanische Patentoffenbarung 61-119640 ) geeignet. Diese Legierung wurde durch den Anmelder mit einem Neben-Anmelder vorgeschlagen und enthält, neben den geeigneten Mengen von C, Si und Mn, im Gewichtsanteil Cr: 15–25%, Mo + 0,5 W: 0,5–5,0%, Nb + Ta: 0,3–3,0%, Ti: 1,5–3,5%, Al: 0,5–2,5% und B: 0,001–0,02%. Ferner wurde eine weitere Ni basierte Legierung entwickelt und offenbart ( japanische Patentveröffentlichung 05-059472 ), welche, zusätzlich zu den geeigneten Mengen von C, Si und Mn, im Gewichtsanteil enthält Co: 2,0–8,0%, Cr: 17,0–23,5%, Mo + 0,5 W: 2,0–5,5%, Al: 1,0–2,0%, Ti: 2,5–5,0%, B: 0,001–0,020% und Zr: 0,005–0,15%.
Wie bereits bekannt ist, ist es zum Zwecke einer Beibehaltung von einer Beständigkeit von Auslassventilen für die Ventile notwendig, einer wiederholt gegebenen Biegebelastung zu widerstehen. Die 10⁸-Zyklen-Ermüdungsfestigkeit von den oben erwähnten neu entwickelten Legierungen beträgt, bis die Nutztemperatur auf bis zu 850°C ist, gleich 245 MPa oder mehr. In den Maschinen der heutigen Zeit wird beabsichtigt, eine Verbrennung unter nahezu der Stöchiometrie zu realisieren, und dies erfordert manchmal eine Hitzebeständigkeit der Ventile bei einer solch hohen Temperatur wie 900°C. Jedoch nimmt die Ermüdungsfestigkeit von den bekannten hitzebeständigen Legierungen für Auslassventile bei 900°C auf weniger als 245 MPa ab, und die bekannten Legierungen sind hinsichtlich der Festigkeit als das Material für die Maschinen der gewünschten Hochleistung unzufriedenstellend.
Die Erfinder beabsichtigen eine hitzebeständige Legierung bereitzustellen, welche die hitzebeständige Bedingung von „eine 10⁸-Zyklen- Ermüdungsfestigkeit bei 900°C beträgt 245 MPa oder mehr" erfüllt, und bemerkten als Ergebnis der Untersuchung, dass Materialien für Scheiben und Schaufeln von Gasturbinen eine Hitzebeständigkeit haben, welche höher als jene von herkömmlichen Legierungen für Auslassventile ist. Genaue Untersuchungen auf die Eigenschaften von den Legierungen für Gasturbinen enthüllten, dass sie im Allgemeinen als die Materialien für die Auslassventile verwendet werden könnten. Die bemerkten hitzebeständigen Legierungen werden als „Waspaloy" und „Udimet 520" bezeichnet, welche die folgenden typischen Legierungszusammensetzungen (in Gewichtsanteil) haben:
Waspaloy Ni – 19 Cr – 4,3 MO – 14 Co – 1,4 Al – 3 Ti – 0,003 B
Udimet 520 Ni – 20 Cr – 6 Mo – 1 W – 12 Co – 2 Al – 3 Ti – 0,003 B
Die Erfinder haben ferner gelernt, dass sich die Beständigkeit von diesen Legierungen in den Gasturbinen und den Auslassventilen von Maschinen unterscheidet, und dass es notwendig ist, sich dieser Unterscheidung gegenüberzustellen. Genauer gesagt ist eine Hochtemperatur-Kriecheigenschaft für das Gasturbinen-Material erforderlich, während die Hochtemperatur-Ermüdungsfestigkeit für die Auslassventil-Materialien wesentlich ist, und daher müssen nicht nur die Legierungszusammensetzung, sondern ebenfalls Bedingungen zur Verarbeitung und Wärmebehandlung derart ausgewählt werden, um die gewünschten Eigenschaften zu erlangen.
Im Hinblick darauf, die höchste Ermüdungsfestigkeit zu erzielen, suchten die Erfinder die Wege, um die Eigenschaften der Gasturbinen-Materialien zu verbessern, und entdeckten, dass, indem die Mo- und W-Inhalte auf solch relativ hohe Bereiche wie Mo + W: 3–10% gewählt werden, der Co-Gehalt auf eine geeignete Größe gewählt wird, und die Größen von Al und Ti im Atomaranteil auf Al + Ti: 6,3–8,5% angeordnet werden und das Ti/Al-Verhältnis auf 0,4–0,8 angeordnet wird, die obige Erfordernis für die Ermüdungsfestigkeit, nämlich die 10⁸-Zyklen Biqege-Ermüdungsfestigkeit beträgt gleich 245 MPa oder mehr, erfüllt werden kann. Die Erfinder haben ebenfalls entdeckt, dass eine Hinzufügung einer geringen Menge von Cu wirksam ist, um die Oxidationsbeständigkeit bei 900°C zu verbessern.
UMRISS DER ERFINDUNG
Es ist eine allgemeine Aufgabe von der vorliegenden Erfindung, basierend auf der obigen Kenntnis, welche die Erfinder erlangt haben, eine hitzebeständige Legierung für Auslassventile bereitzustellen, welche bei einer solch hohen Temperatur wie 900°C verwendet werden kann, und eine hohe Ermüdungsfestigkeit als auch eine hohe Oxidationsbeständigkeit hat. Es ist eine spezifische Aufgabe von der vorliegenden Erfindung, eine hitzebeständige Legierung bereitzustellen, welche eine besonders hohe Ermüdungsfestigkeit hat, mit anderen Worten, eine Legierung, welche viel mehr Testzyklen bei dem gleichen erforderlichen Festigkeitspegel darlegt. Die Bereitstellung eines Verfahrens zum Herstellen von Auslassventilen mit der vorliegenden hitzebeständigen Legierung ist ebenfalls Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
Die hitzebeständige Legierung für die Auslassventile, welche die obige Aufgabe erzielt, welche bei der Temperatur von 900°C beständig ist, enthält gemäß der Erfindung im Wesentlichen im Gewichtsanteil: C: 0,01–0,15%, Si: bis zu 2,0%, Mn: bis zu 1,0%, P: bis zu 0,02%, S: bis zu 0,01%, Co: 0,1–15%, Cr: 15–25%, ein oder zwei aus Mo: 0,1–10% und W: 0,1–5%, in einer Größe von: Mo + 1/2W: 3–10%, Al: 1,0–3,0%, Ti: 2,0–3,5%, mit der Maßgabe, dass im Atomaranteil ein Al + Ti: 6,3–8,5% und ein Ti/Al Verhältnis gilt von 0,4–0,8, und ferner durch ein Gewichtsanteil von B: 0,001–0,01%, Fe: bis zu 3%, und die Ausgeglichenheit von Ni und unvermeidbaren Fremdkörpern.
Das Verfahren zum Herstellen der Auslassventile unter Verwendung der oben erwähnten hitzebeständigen Legierung als das Material enthält ein Verarbeiten des Materials, um ein Auslassventil auszubilden, welches einen Schaft und einen Kopf enthält, durch ein Schmieden bei 1000–1200°C, und ein Unterwerfen des erzeugten Zwischenproduktes einer feste Lösung Behandlung bei 1000–1200°C und eine Alterungsbehandlung bei 700–950°C.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN VON DER ERFINDUNG
Die hitzebeständige Legierung für Auslassventile gemäß der Erfindung kann, zusätzlich zu den oben erwähnten grundlegenden Legierungsbestandteilen, im Gewichtsanteil ein oder mehreres aus V: 0,5–1,5% Nb: 0,5–1,5% und Ta: 0,5–1,5% in einer solchen Größe, dass, im Atomaranteil gilt Al + Ti + Nb + Ta + V: 6,3–8,5% enthalten. Die Beanspruchbarkeit von der Legierung wird durch Zusatz des Elements oder der Elemente erhöht.
Die hitzebeständige Legierung für Auslassventile der Erfindung kann, zusätzlich zu den oben erwähnten Bestandteilen, ein oder mehreres aus Mg: 0,001–0,03% Ca: 0,001–0,03%, Zr: 0,001–0,1% und REM: 0,001–0,1% enthalten. Durch ein Hinzufügen des Elements oder der Elemente wird eine Hitzeverarbeitbarkeit von der Legierung verbessert. REM verbessert, zusätzlich zu diesem Effekt, eine Oxidationsbeständigkeit von der Legierung.
Die vorliegende hitzebeständige Legierung für Auslassventile kann ferner Cu: 0,01–2% enthalten. Ein Zusatz von Cu verbessert die Oxidationsbeständigkeit von den erzeugten Ventilen.
Im Folgenden werden die Gründe zum Auswählen der oben beschriebenen Zusammensetzung von der hitzebeständigen Legierung für die Auslassventile gemäß der Erfindung in der Reihenfolge der wesentlichen Elemente und der optional hinzugefügten Elemente erläutert.
C: 0,01–0,15%
Kohlenstoff, kombiniert mit Ti, Nb und Ta, um MC-Karbit auszubilden und mit Cr, Mo und W, um M₂₃C₆, M₆C-Karbide auszubilden, welche hilfreich sind, um eine Vergröberung der Körnungen zu verhindern, und die Korngrenzen zu verbessern. Um diese Vorzüge zu erlangen, sind zumindest 0,01% von Kohlenstoff notwendig. Zu viel Kohlenstoff bildet eine zu hohe Menge von Karbiden aus, welches die Verarbeitbarkeit bei der Ausbildung der Ventile, die Zähigkeit und die Formbarkeit von der Legierung verringert. Somit ist 0,15% das obere Limit des C-Inhalts.
Si: bis zu 2%
Silizium ist ein Element, welches als das Deoxidationsmittel beim Schmelzen und Veredeln der Legierung verwendet wird, und kann, wenn notwendig, verwendet werden. Silizium ist ebenfalls hilfreich zur Erhöhung der Oxidationsbeständigkeit von der Legierung. Jedoch verringert ein zu hoher Gehalt von Si die Fähigkeit und die Verarbeitbarkeit von der Legierung, und die Hinzufügung sollte in einer Größe von bis zu 2,0% sein.
Mn: bis zu 1,0%
Mangan übernimmt ebenfalls die Rolle eines Deoxidationsmittels wie Silizium und kann, wenn notwendig, hinzugefügt werden. Eine zu hohe Hinzufügung zerstört die Verarbeitbarkeit und die Hochtemperatur-Oxidationsbeständigkeit von der Legierung, und daher sollte die Größe der Hinzufügung im Bereich von bis zu 1,0% gewählt werden.
P: bis zu 0,2% S: bis zu 0,01%
Phosphor und Schwefel sind unvermeidbare Unreinheiten von der Ni-Legierung von der Erfindung und nicht gewünscht, weil sie die Hitze-Verarbeitbarkeit von der Legierung verringern. Insbesondere ist der praktische Bereich von Verarbeitungsbedingungen der Hitzebearbeitung von der Legierung der Erfindung aufgrund des niedrigen Ni-Gehaltes schmal. Im Hinblick einer Sicherstellung der Hitze-Verarbeitbarkeit werden die erlaubbaren Grenzen von P und S wie oben bestimmt.
Co: 0,1–15%
Kobalt stabilisiert eine γ'-Phase bei einer hohen Temperatur und festigt die Matrix, um bei der Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit beizutragen. Andererseits führt eine Hinzufügung einer zu hohen Menge von Kobalt zu erhöhten Kosten, und darüber hinaus gestaltet ein Übermaß an Kobalt die Austenit-Phase instabil. Somit ist eine Menge an Hinzufügung von Kobalt im obigen Bereich, vorzugsweise bei 2–15%, weiter vorzugsweise bei 8–14%.
Cr: 15–25%
Chrom ist wesentlich, um die Hitzebeständigkeit von der Legierung zu erhöhen, und die notwendige Menge an Hinzufügung beträgt zu diesem Zweck zumindest 15%. Weil eine Hinzufügung von Cr, welche 20% übersteigt, eine Ausfällung der σ-Phase bewirkt, welches zu einer Abnahme in der Zähigkeit und hohen Temperaturfestigkeit führt, sollte eine Menge von bis zu 25% gewählt werden. Eine bevorzugte Menge von Cr ist in einem relativ niedrigen Bereich, nämlich bei 15–20%.
Ein oder mehreres aus Mo: 0,1–10% und W: 0,1–5% vorausgesetzt, das gilt Mo + 0,5 W: 3–10%.
Molybdän und Wolfram sind Elemente, welche die hohe Temperaturfestigkeit von der Legierung verbessern, indem die feste Lösung von der Matrix erhöht wird, und sind daher wichtige Bestandteile für die hohe Ermüdungsfestigkeit bei 900°C, wie durch die Erfinder beabsichtigt. Um diesen Zweck zu erzielen, werden beide Elemente in den jeweiligen Mengen von zumindest 0,1% hinzugefügt. Eine Hinzufügung von hohen Mengen bewirkt erhöhte Kosten und eine verringerte Verarbeitbarkeit, und somit sind die oberen Grenzen wie oben vorgegeben. Eine bevorzugte Menge von Mo ist für gewöhnlich im höheren Bereich von 5–10%. Jedoch ist eine übermäßige Hinzufügung aufgrund einer verringerten Oxidationsbeständigkeit nicht vorteilhaft.
Al: 1,0–3,0%, Ti: 2,0–3,5%
Aluminium ist ein wichtiges Element in Kombination mit Nickel, um eine γ'-Phase auszubilden. Bei einem Al-Gehalt von weniger als 1,0% ist eine Ausfällung der γ'-Phase derart unzureichend, dass die gewünschte hohe Temperaturfestigkeit nicht erlangt werden kann. Andererseits, bei einem Al-Gehalt, welcher 3,0% übersteigt, ist eine Hitze-Verarbeitbarkeit von der Legierung gering.
Titan verbindet sich ebenfalls mit Nickel, um die γ'-Phase auszubilden, welches hilfreich ist, um die hohe Temperaturfestigkeit zu verbessern. In einem Fall, bei welchem der Ti-Gehalt so klein wie weniger als 2,0% ist, wird eine feste Lösung Temperatur von der γ'-Phase niedrig, und daraus folgend kann eine ausreichend hohe Temperaturfestigkeit nicht erlangt werden. Ein Hinzufügen von Ti bei einer solch hohen Menge wie mehr als 3,5% verringert die Verarbeitbarkeit und bewirkt eine Ausfällung von einer η-Phase (Ni₃Ti), welches die hohe Temperaturfestigkeit und die Zähigkeit von der Legierung verringert. Ebenfalls wird eine Hitzeverarbeitung von der Legierung schwierig.
Im Atomaranteil Al + Ti: 6,3–8,5%; Ti/Al-Verhältnis: 0,4–0,8
Wie anhand des Obigen zu erkennen, ist die Menge von Al + Ti (+Nb) ein Maß für die Größe der γ'-Phase bei 900°C. In einem Fall, bei welchem die Menge von Al + Ti (+Nb) klein ist, ist die Ermüdungsfestigkeit von der Legierung gering, während in einem Fall, bei welchem die Menge hoch ist, eine Hitzeverarbeitung schwierig wird. Dies ist der Grund dafür, weshalb der Bereich, im Atomaranteil, bei 6,3–8,5%, gewählt ist.
Das Ti/Al-Verhältnis ist ein wichtiger Faktor, um die γ'-Phase bei 900°C zu stabilisieren und die Ermüdungsfestigkeit zu erhöhen. Bei einem solch niedrigen Wert des Verhältnisses wie weniger als 0,4, ist ein Alterungseffekt so klein, dass die ausreichende Festigkeit nicht erlangt werden kann. Andererseits bewirkt ein solch hoher Wert wie mehr als 0,8 eine Ausfällung der η-Phase und die Festigkeit von der Legierung wird niedrig werden. Ein bevorzugtes Verhältnis im obigen Bereich beträgt 0,6–0,8, in welchem die beabsichtigte Verbesserung in der Ermüdungsfestigkeit wirksam erzielt werden wird.
B: 0,001–0,01%
Bor trägt zur Verbesserung bei der Hitze-Verarbeitbarkeit von der Legierung bei und verbessert ferner die Ermüdungsfestigkeit durch eine Absonderung an den Körnergrenzen, um die Festigkeit von den Körnergrenzen zu erhöhen. Somit wird B in einer Menge von 0,001% oder mehr hinzugefügt, bei welcher die obigen Wirkungen erlangt werden können. Eine übermäßige Hinzufügung von B verringert den Schmelzpunkt von der Matrix, welches die Hitze-Verarbeitbarkeit zerstört, und daher sollte eine hinzugefügte Menge bis zu 0,01% sein.
Fe: bis zu 3%
Eisen ist ein Bestandteil, welcher, unabhängig von der Wahl der Materialien, unweigerlich in die Produkt-Legierung kommt. Dann, wenn der Fe-Gehalt hoch ist, wird die Festigkeit von der Legierung niedrig werden, und daher ist ein niedrigerer Fe-Gehalt bevorzugt. Als die erlaubbare Grenze sind die obigen 3% vorgegeben. Es wird empfohlen, den Fe-Gehalt auf weniger als 1% zu begrenzen, welches vorgenommen werden kann, wenn die Materialien ausgewählt werden.
Ein oder mehreres aus V: 0,2–1,0% Nb: 0,5–1,5% und Ta: 0,5–1,5% im Atomaranteil Al + Ti + Nb + Ta + V: 6,3–8,5%
Niob, Tantal und Vanadium, alle mit Al und Ni zusammengefasst, um die γ'-Phase zu festigen. Vanadium trägt ebenfalls zur Lösungshärtung bei. Wenn diese Effekte erwartet werden, wird empfohlen, ein oder mehrere dieser Elemente in einer Menge oder in Mengen von der obigen unteren Grenze oder mehr hinzuzufügen. Weil ein übermäßiger Gehalt oder Gehalte die Zähigkeit von der Legierung verringern werden, sollte die Hinzufügung in der Menge oder den Mengen bis zu den jeweiligen oberen Grenzen, und nicht die begrenzte Gesamtmenge überschreitend, vorgenommen werden.
Ein oder mehreres aus Mg: 0,001–0,03% Ca: 0,001–0,03% Zr: 0,001–0,1% und REM: 0,001–0,1%
Eine Hinzufügung dieser Elemente verbessert die Hitze-Verarbeitbarkeit von der Legierung. Zirkonium weist ebenfalls die Wirkung einer Verbesserung der Korngrenzen durch Absonderung an den Korngrenzen auf. REM (Seltenerden-Metalle) verbessern nicht nur die Hitze-Verarbeitbarkeit, sondern ebenfalls die Oxidationsbeständigkeit von der Legierung. Um diese Vorzüge zu erlangen, wird empfohlen, das Element oder die Elemente in einer Menge oder in Mengen von zumindest der unteren Grenze oder den Grenzen hinzuzufügen. Übermäßige Gehalte erstellen die Temperatur, bei welcher ein Schmelzen von der Legierung beginnt, niedriger, welches zu der verringerten Hitze-Verarbeitbarkeit führt, und daher sollte eine Hinzufügung derart vorgenommen werden, dass die Menge oder die Mengen von dem Element oder den Elementen nicht die jeweiligen oberen Grenzen übersteigen, bzw. übersteigen.
Cu: 0,01–2%
Wie oben erwähnt, erhöht eine Hinzufügung von Kupfer die Oxidationsbeständigkeit von der Legierung und verbessert die Haltbarkeit von den erzeugten Ventilen. Eine Hinzufügung in der Menge von 0,01% oder mehr wird empfohlen. Eine übermäßige Hinzufügung von Cu führt zu einer verringerten Hitze-Verarbeitbarkeit, und daher muss eine Hinzufügung bis zu 2,0% betragen.
Die hitzebeständige Legierung für Auslassventile gemäß der vorliegenden Erfindung weist, nachdem sie der Lösungsbehandlung und der Alterung unterworfen ist, eine 10⁸-Zyklen-Ermüdungsfestigkeit bei 900°C von 245 MPa oder mehr auf, und die Gewichtszunahme nach einem Unterwerfen eines Oxidationstestes bei einer Beibehaltung bei 900°C für 400 Stunden beträgt 5 mg/cm² oder weniger. Die Auslassventile, welche aus der vorliegenden Legierung erstellt sind, können einer solch hohen Temperatur wie 900°C widerstehen, welche die Ventile, welche aus herkömmlichen Materialien gemacht sind, nicht widerstehen können. Somit haben die Ventile eine hohe Haltbarkeit, welche durch eine hohe Ermüdungsfestigkeit und eine hohe Oxidationsbeständigkeit gegeben wird, und entsprechen dem Wunsch nach einer erhöhten Leistung von Automobil-Motoren.
BEISPIELE
Ni basierte Legierungen, welche die Legierungs-Zusammensetzungen haben, welche in Tabelle 1 (Arbeitsbeispiele) und Tabelle 2 (Steuerbeispiele) gezeigt sind, werden in einem 50 kg HF-Induktionsofen vorbereitet und in Gussblöcke abgegossen. Die Ni basierten Legierungen, welche für den Vergleich vorbereitet sind, sind jene, welche als das Material der herkömmlichen Auslassventile verwendet oder vorgeschlagen sind, welche aus den folgenden Stahl-Kennzeichen sind.

Steuerung 1: NCF751
Steuerung 2: NCF80
Steuerung 3: Ni basierte Legierung, wie in der japanischen Patentoffenbarung 61-119640 offenbart
Steuerung 4: Ni basierte Legierung, wie in der japanischen Patentoffenbarung 05-059472 offenbart

Die jeweiligen Gussblöcke werden geformt und auf Stäbe eines Durchmessers von 16 mm gerollt. Die Stäbe werden einer feste Lösung Behandlung einer Erhitzung bei 1050°C für 1 Stunde, gefolgt durch eine Wasserabschreckung und einer Alterung bei einer Erhitzung bei 750°C für 4 Stunden, gefolgt durch eine Luftkühlung, unterworfen. Die erlangten Materialien werden einer Zerreißprüfung und einem Drehbiegungs-Ermüdungstest bei 900°C und einem kontinuierlichen Oxidationstest für 400 Stunden unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 (Arbeitsbeispiele) und Tabelle 4 (Steuerbeispiele) zusammen mit den Werten von Ti/Al-Verhältnissen und Atomaranteil von Al + Ti gezeigt.

TABELLE 3 Testergebnisse, Arbeitsbeispiele

Nr.	Ti/Al Atomarverhältnis	Al + Ti + (Nb + Ta + V) (Atomaranteil)	900°C Zerreissprüfung (MPa)	900°C 10-Zyklen Ermüdungsfestigkeit (MPa)	900°C × 400 Stunden Gewichtszunahme durch Oxidation (mg/cm²)
A	0.77	7.05	582	270	1.4
B	0.62	8.01	609	284	1.7
C	0.66	6.93	571	265	1.3
D	0.75	6.64	548	250	1.3
E	0.64	8.42	620	294	1.8
F	0.44	8.05	583	265	1.3
G	0.75	6.26	624	294	1.6
H	0.69	6.67	546	250	1.2
I	0.54	6.91	557	250	1.4
J	0.64	8.09	585	274	1.4
K	0.76	8.41	627	299	1.1
L	0.72	6.56	556	252	1.4

TABELLE 4 Testergebnisse, Steuerbeispiele

Nr.	Ti/Al Atomarverhältnis	Al + Ti + (Nb + Ta + V) (Atomaranteil)	900°C Zerreissprüfung (MPa)	900°C 10-Zyklen Ermüdungsfestigkeit (MPa)	900°C × 400 Stunden Gewichtszunahme durch Oxidation (mg/cm²)
1	1.18	5.41	333	89	1.7
2	1.05	5.91	380	104	1.4
3	1.01	5.89	436	142	1.5
4	0.77	7.55	479	196	1.5

Claims

Hitzebeständige Legierung für Auslassventile, welche bei 900°C beständig sind, welche im Gewichtsanteil im Wesentlichen enthält: C: 0,01–0,15%, Si: bis zu 2,0%, Mn: bis zu 1,0%, P: bis zu 0,02%, S: bis zu 0,01%, Co: 0,1–15%, Cr: 15–25%, ein oder zwei aus Mo: 0,1–10% und W: 0,1–5%, in einer Größe von: Mo + 1/2W: 3–10%, Al: 1,0–3,0%, Ti: 2,0–3,5%, mit der Maßgabe, dass im Atomaranteil ein Al + Ti: 6,3–8,5% und ein Ti/Al Verhältnis gilt von 0,4–0,8, und ferner durch ein Gewichtsanteil von B: 0,001–0,01%, Fi: bis zu 3%, und die Ausgeglichenheit von Ni und unvermeidbaren Fremdkörpern.
Hitzebeständige Legierung für Auslassventile nach Anspruch 1, wobei die Legierung ferner im Gewichtsanteil ein oder mehreres aus V: 0,2–1,0%, Nb: 0,5–1,5% und Ta: 0,5–1,5% in einer solchen Größe, wie im Atomanteil von Al + Ti + Nb + TA + V: 6,3–8,5% enthält.
Hitzebeständige Legierung für Auslassventile nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Legierung ferner im Gewichtsanteil ein oder mehreres aus Mg: 0,001–0,03%, Ca: 0,001–0,3%, Zr: 0,001–0,1% und REM: 0,001–0,1% enthält.
Hitzebeständige Legierung für Auslassventile nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Legierung ferner im Gewichtsanteil Cu: 0,01–2% enthält.
Hitzebeständige Legierung für Auslassventile nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Legierung nach einer Behandlung durch eine feste Lösung und einer Alterung eine 10⁸-Zyklen Ermüdungsfestigkeit bei 900°C von 245 MPa oder mehr aufweist, und die Gewichtszunahme nach einem Unterwerfen eines Oxidationstests bei einer Beibehaltung von 900°C für 400 Stunden gleich 5 mg/cm² oder kleiner ist.
Verfahren zum Herstellen eines Auslassventils, welches ein Verarbeiten der Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durch ein Schmieden bei 1000°C bis 1200°C, um ein Zwischenprodukt auszubilden, welches die Form von einem Auslassventil hat, welches einen Schaft und einen Kopf enthält, und dann ein Unterwerfen des Zwischenprodukts einer feste Lösung Behandlung durch ein Erhitzen bei 1000°C bis 1200°C, und eine Alterungsbehandlung durch Erhitzen auf 700°C bis 950°C enthält.
Verfahren zum Herstellen einer Auslassventils, welches ein Zusammenführen von einer Schaftspitze, welche aus martensitisch oder austenitisch hitzebeständigem Stahl gemacht ist, an das Schaftende von dem Zwischenprodukt des Auslassventils, welches durch das Verfahren nach Anspruch 6 gemacht ist, durch eine Reibbindung enthält.