[发明专利]一种提高了高温机械性能的高镍奥氏体耐热球铁

说明书

技术领域

涡轮增压器涡壳材质高镍奥氏体耐热球铁铸件合金含量的改进。

背景技术

内燃发动机的减污节能重要配件涡轮增压器，是利用发动机排气做为动力，驱动涡轮高速旋转，对吸入空气进行增压，随着发动机功率和转速的不断提升，排气温度也上升到超过1000℃，现在轿车的增压器已广泛采用耐热钢的铸件做为增压器涡壳的材质。

上海菱重增压器公司的通用C10T项目由于降低成本的需要，将涡壳(件号M49130-12500)材质由耐热钢更换为D5S奥氏体耐热球铁。在1500次的GETC发动机热实验后，涡壳出现裂纹并发生局部氧化膨胀，涡壳内部孔口膨胀造成与涡轮叶片碰擦卡住叶片，以致增压器失效。

后虽经增设加强筋以加强裂纹处强度及减少壁厚以利散热的改进，仍无明显改善作用。

发明内容

本发明的目的是一种针对D5S高镍奥氏体耐热钢球铁的氧化膨胀及产生裂纹，重新调整耐热球铁合金的比例，通过固熔强化，晶界强化及沉淀强化的措施，使材质的高温机械强度及抗氧化膨胀性能能显著提高。

本发明的技术方案是，一种提高高温机械性能的高镍奥氏体耐热球铁，在D5S的基础上，增加Si(硅)、稀土Ce和Ni(镍)的加入量，减少Mn(锰)的加入量，新增添Mo(钼)、V(钒)、Nb(铌)和Sb(锑)的成份，使用含Zr(锆)和Sr(锶)的孕育剂，采用在850℃保温的沉淀强化热处理工艺。

本发明的显著效果是经过调整D5S标准中合金的加入量以及孕育剂和热处理工艺的改进。一种新的高镍奥氏体耐热球铁，其抗氧化、抗疲劳和高温机械强度均得到提高。除抗拉强度与D5S持平外，其他如屈服强度、延伸率和硬度均得到明显向强化作用改善。经在1500次的GETC发动机热实验，如开裂、热膨胀叶轮擦壳等均未出现。

附图说明

图1改进前后高镍奥氏体耐热球铁合金加入成份对照表(％)。

具体实施方式

一种提高高温机械性能的高镍奥氏体耐热球铁。在D5S合金成份的基础上，C的加入量≤2.3持平，Si的加入量提高为5.0-6.0，Mn的加入量减少为≤0.6，P、S、Mg和Cr基本持平，Ni的加入量提高为35-37，另外增加Mo的加入量为0.5-2，V的加入量为0.05-1，Nb的加入量为0.05-1，Sb的加入量为0.01-0.015，稀土Ce加入量提高到0.003-0.0045，采用Zr及Sr孕育剂，沉淀强化热处理采用850℃保温4小时出炉空冷的工艺。