[发明专利]涡轮增压器套筒钢

说明书

本发明公开了涡轮增压器套筒钢，以质量%计，含C 0.4‑0.8%、Si 2.‑3.5%、S 0.3‑0.8%、P≤0.045%、M n0.8‑1.5%、Ni 18‑21%、Nb1.0‑2.5%、Cr23‑26%、W2‑4%、Mo 1.0‑2.5%、V 0.2‑0.6%、N 0.1‑0.5%、CU≤0.5%、CO≤1.0%、Fe余量。本发明具有极佳的1000℃高温低膨胀系数，硬度及耐磨性超过同类材质，填补国内同类材料的空白。

技术领域

本发明涉及钢材领域，更具体地说，它涉及一种高温工作条件下高强度高耐磨性低变形的涡轮增压器套筒钢。

背景技术

机械行业是世界上所有行业的龙头，而铸造行业是机械行业的基础。我国年产铸件约5000万吨，是世界第一铸造大国。但国内铸造行业整体技术水平落后，材料使用全部依赖客户指定，缺乏自主研发能力。

带涡轮增压系统的汽车在行驶过程中，瞬间提速，涡轮增压系统介入工作，筒套与摇臂配合，通过传动机构，带动阀开合或关闭，阀系统不停开合或关闭，摇臂与套筒不停摩擦极易磨损，此时就需要套筒具备较高的耐磨性能，套筒避免了摇臂与涡壳直接接触，造成涡壳磨损报废，降低汽车维修成本。涡轮增压器阀传动系统工作时温度高达800-1020℃，套筒与摇臂配合公差只有0.1mm左右，高温条件下材料膨胀，如果膨胀系数过大，极易造成摇臂与套筒卡死，那么就需要套筒具备高温条件下，极小且稳定的膨胀系数。

当今涡轮增压器阀系统的配套材料基本采用的标准为德标/日标/美标等，核心产品材料如：套筒材料（PL26/ST33-12等）均被注册专利，所有相关产品使用到该材料均需被授权，提升了产品成本，且受制于人。 本项目市场前景可观，但目前国内还没有企业或研发机构参与此类项目的研发。本申请对于提高企业竞争力，拓展市场拥有不可超越的优势。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种解决上述问题的涡轮增压器套筒钢，具有极佳的高温低膨胀系数，硬度及耐磨性超过同类材质。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

涡轮增压器套筒钢材，以质量%计，含C 0.4-0.8%、Si 2.-3.5%、S 0.3-0.8%、P≤0.045%、M n0.8-1.5%、Ni 18-21%、Nb1.0-2.5%、Cr23-26%、W2-4%、Mo 1.0-2.5%、V 0.2-0.6%、N 0.1-0.5%、CU≤0.5%、CO≤1.0%、Fe余量。

本发明有益效果：

钢材的优异性能是元素微量组合的结果，失之毫厘，差之千里。本发明相应提升了碳含量，有效增加产品硬度及其抗拉强度，但材料中C、Si、Cr、S含量较高，又会造成韧性不足，本材料中添加了1%-2.5%的Mo，钼能保持钢有比较稳定的硬度，增加对变形、开裂和磨损等的抗力，使零件可以在较高温度下回火，从而更有效地消除（或降低）残余应力，提高塑性；同时材料中添加0.2-0.6%的V，有效细化晶粒，平衡材料中由于Mn、S含量过高，形成熔点较高的MnS，造成钢晶粒粗化的倾向和回火脆性敏感性。且Co合金的使用有效提高钢的硬度与抗拉力性能，使其与材料中的Mo结合，可以获得超高硬度和良好综合力学性能。本发明材料与同类型材料（PL26/ST33-12）对比，硬度、强度明显得到提升，1100℃高温条件下，热膨胀系数变低，此项结论已经得到北京钢研纳克实验室测试及客户端装机验证。

具体实施方式

本发明材料编号为CH-17，以及同类钢材（PL26、ST33-12）比较例材质设计见表1：其中CH-17（1）、CH-17（2）、CH-17（3）分别为具体实施例1、实施例2、实施例3。

表1 材质设计