[发明专利]涡轮增压器以及用于该涡轮增压器的部件

说明书

说明了一种用于涡轮增压器应用的部件，特别是在柴油发动机中，该部件由一种具有铁奥氏体基础结构的铁基合金组成，该奥氏体基础结构包括一种碳化物结构。

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮增压器应用、特别是柴油发动机中的涡轮增压器应用的部件，并且还涉及包括一个部件的一种排气涡轮增压器。

背景技术

排气涡轮增压器是旨在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。功率的提高是由于提高每个工作冲程中的混合气通过量的结果。

一个涡轮增压器主要由带有一个轴的一个排气涡轮机和一个压缩机组成，其中这个被安排在发动机的进气道中的压缩机被连接到该轴上，并且位于该排气涡轮机的壳体中的这些叶轮和该压缩机进行旋转。在一个涡轮增压器具有可变涡轮几何形状的情况下，多个调节叶片被额外地可旋转地安装在一个叶片支承环中并且由被安排在该涡轮增压器的涡轮机壳体中的一个调节环移动。

关于涡轮增压器的这些部件的、并且特别是该涡轮增压器的运动学部件或废气门部件的、或者在VTG涡轮增压器的情况下还有其VTG部件的材料提出了极高的要求。这些部件的材料必须是耐热的，即，这种材料甚至在非常高的直至大约1000℃或更高的温度下仍然必须能提供足够的强度并且因此提供尺寸稳定性。此外，这种材料必须具有高的耐磨性并且还具有适当的抗氧化性能，以使该材料的腐蚀或磨损甚至在几百摄氏度的高工作温度下也被降低，并且因此在极端工作条件下该材料的耐受性仍然得到确保。

DE 10 2004 062 564 A1披露了一种用于涡轮增压器的具有良好的热稳定性以及低的滑动磨损的叶片支承环。在这种类型的叶片支承环中，使用了奥氏体材料，这是一种具有高的含硫量以用于改善该部件的润滑作用的铁基合金。由于这种特定的组成，提高了该材料的抗蠕变性能并且因此实现了在850℃以上的温度下该叶片支承环的尺寸稳定性的提高。

发明内容

鉴于此，本发明的一个目的是提供一种用于涡轮增压器应用的部件并且还提供一种涡轮增压器，该部件和涡轮增压器具有改善的耐温性和抗氧化性能并且因此还具有非常好的尺寸稳定性和高温强度、并且还具有蠕变强度、断裂强度和耐腐蚀性，其突出之处为最佳的摩擦学特性并且额外地展示出降低的磨损敏感性，甚至在高达1020℃的温度下也是如此。

该材料的改善的耐温性并且特别是改善的滑动磨损特性及其降低的氧化趋势是通过根据本发明的、处于用于涡轮增压器应用的部件或者包括这样一种部件的排气涡轮增压器的形式的实施例来实现的，该部件由具有一种奥氏体基础结构的铁基合金组成，该奥氏体基础结构包括一种特定的碳化物结构。此外，该材料的蠕变强度还有断裂强度被提高。在本发明的背景中，碳化物结构被理解为在此情况下是指：在晶粒中以及在该奥氏体铁基合金的晶粒边界处形成的一种微结构碳化物析出相。该碳化物结构特别地是一种枝晶微结构，其结果是还实现了该材料的、并且因此该部件的非常好的抗变形性和耐磨性。因此提供了一种用于涡轮增压器应用的部件、或者一种包括至少一个根据本发明的部件的排气涡轮增压器，该部件具有出色的高达1020℃的耐温性、还具有高的高温强度、高的耐磨性、抗氧化性能和耐腐蚀性，并且此外其突出之处为非常好的滑动特性以及非常好的蠕变强度和断裂强度，特别是在高的工作温度下。在此提及的用于涡轮增压器应用的部件的或该排气涡轮增压器的特性在该部件或该涡轮增压器的整个使用寿命期间均被实现，甚至在高达1020℃的温度下的连续工作过程中也是如此。

在不受限于理论的情况下，假定在该奥氏体铁基合金中存在碳化物结构(即，碳化物析出物)相当大地提高了该合金材料的稳定性并且因此提高了该部件的稳定性(特别是对于摩擦磨损而言)并且由于这种独特的结构还提高了它们的高温强度。