[发明专利]奥氏体铁基合金、由其制成的涡轮增压器以及部件

说明书

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的奥氏体铁基合金，涉及如权利要求6的前序部分所述的、由奥氏体铁基合金制成的用于涡轮增压器应用、特别是用于具有高达1050℃的排气温度的柴油或火花点火发动机的部件，并且还涉及如权利要求7的前序部分所述的一种包含部件的排气涡轮增压器。 

排气涡轮增压器是旨在用于提高活塞式发动机的功率的系统。在排气涡轮增压器中，排气的能量被用于提高功率。功率的提高是每个工作冲程中混合物吞吐量的增加的结果。 

一台涡轮增压器主要由一个带有轴的排气涡轮机和一个压缩机组成，其中被安排在发动机的进气管中的压缩机连接到这个轴上并且位于该排气涡轮机的壳体中的这些叶片叶轮以及该压缩机进行旋转。在具有可变涡轮机几何形状的涡轮增压器的情况下，多个调节叶片被额外地可旋转地安装于一个叶片支承环中并且是通过安排在该涡轮增压器的涡轮机壳体中的一个调节环来移动的。 

特别对于涡轮增压器的这些部件的、并且在此情况下对于暴露于高温或高度摩擦中的这些部件的材料具有极高的要求。这些部件的材料必须是耐热的，即，它必须在即使非常高的、高达约1050℃的温度下仍提供足够的强度并且因此提供足够的尺寸稳定性。此外，该材料必须具有高的抗磨损性和良好的抗氧化性，因而即使在几百℃的高运行温度下该材料的腐蚀或磨损仍被减小，并且因此在这些极端运行条件下仍确保该材料的耐受性。 

满足这些要求中的至少一些的典型材料是具有高镍含量的奥氏体铁基合金。在此方面，镍稳定了奥氏体结构并且使得这样的合金有可能具有高的热稳定性。其中的缺点是，镍的材料成本非常高并且此外经受高的波动，这使得详细的成本规划是困难的。 

因此，本发明的一个目的是提供如权利要求1的前序部分所述的一种奥氏体铁基合金、如权利要求6的前序部分所述的一种由奥氏体铁基合金制成的用于涡轮增压器应用的部件、还以及如权利要求7的前序部分所述的一种 涡轮增压器，这些产品的突出之处在于非常高的温度和氧化耐受性因此还有非常好的尺寸稳定性和高的高温强度、还有抗腐蚀性和减小的磨损敏感性，并且之外还具有相对低的材料成本、以及该材料的价格上的小波动。 

这一目的是通过权利要求1、6和7的特征来实现的。 

在除了作为基础材料的铁之外还包含按重量计最多10％并且特别地按重量计最多5％的镍(在各自情况下均是基于该铁基喝酒的总重量)以及锰的奥氏体铁基合金的形式下，根据本发明的实施例提供了以下材料：该材料的突出之处在于非常好的物理、化学还有机械特性，并且因此特别适合用于生产暴露于高温或高摩擦力中的部件。这样的部件具体包括用于机动车辆的部件，例如用于排气涡轮增压器应用的部件。然而相比之下，在用于这种类型的应用的常规奥氏体铁基合金中通常为按重量计远高于20％的高镍含量(例如，根据EN10295的材料编号1.4848)是常见的，特别地用于提供该合金材料的必须的高温耐受性因此还提供其在高温下的尺寸稳定性，而在根据本发明的铁基合金中，镍至少部分地被锰替代。已经出乎意料地发现，在根据本发明的奥氏体铁基合金中使用锰作为镍的替代物同样得到了这样的材料：该材料的突出之处在于出色的热稳定性因此还有在高温下的尺寸稳定性还以及高温强度，该材料在最大的可能程度上抵抗氧化还有高温氧化和腐蚀并且还具有良好的磨损性能。因此，根据本发明的铁基合金满足了一般用于暴露于极端运行条件下的部件的高性能材料的所有要求。通过用锰代替镍来稳定该奥氏体铁基合金，该铁基合金的材料成本并且因此还有用于生产由此形成的部件的成本都在最大的可能程度上变得独立于镍的高的、波动性的市场价格。即使镍含量减少约50％，即，基于该铁基合金的总重量给出按重量计10％的最大镍含量并且甚至更好地给出按重量计5％的镍含量，仍有可能在该材料的成本方面展现可观的减小，其中材料成本在长时间内是在最大的可能程度上稳定的并且事实上不再受到镍的价格波动的影响。该铁基合金中的镍含量越低，这些正面效果就越突出。根据本发明的铁基合金中的镍含量因此优选地为按重量计0％，这样使得除了不可避免的杂质之外，其中不存在镍，其中基于该铁基合金的总重量，估计杂质代表了按重量计小于1％的最大镍含量。 

根据本发明奥氏体铁基合金可以通过常规的方法来生产。 

从属权利要求涉及本发明的有利的改进。 

除非另外指出，否则数量的表示是相对于该铁基合金的总重量。