CH664161A5 - Alliage de haute durete resistant a la chaleur. - Google Patents
Alliage de haute durete resistant a la chaleur. Download PDFInfo
- Publication number
- CH664161A5 CH664161A5 CH369/85A CH36985A CH664161A5 CH 664161 A5 CH664161 A5 CH 664161A5 CH 369/85 A CH369/85 A CH 369/85A CH 36985 A CH36985 A CH 36985A CH 664161 A5 CH664161 A5 CH 664161A5
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- alloy
- weight
- hardness
- content
- alloys
- Prior art date
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title description 49
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title description 49
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 9
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 8
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 7
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- -1 Aluminum Molybdenum Boron Titanium Cobalt Nickel Chemical compound 0.000 description 1
- 229910020630 Co Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000979 O alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
- C22C19/055—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 20% but less than 30%
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3033—Ni as the principal constituent
- B23K35/304—Ni as the principal constituent with Cr as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
- C22C19/056—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 10% but less than 20%
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Lift Valve (AREA)
Description
664 161
2
REVENDICATION Alliage de haute dureté résistant à la chaleur, comprenant en poids 13— 17% de Cr, 2 — 6% d'Ai, 0,1 — 8% de Mo, 1,5 — 3,5% de B, 0,5 — 3% de Ti et 4 — 7% de Co, les composants restants de l'alliage étant Ni et les inévitables impuretés.
DESCRIPTION
La présente invention concerne des alliages de haute dureté résistants à la chaleur, et plus particulièrement un alliage de haute dureté résistant à la chaleur susceptible d'être utilisé dans les soupapes d'échappement des grands moteurs diesel à basse vitesse.
Avec de grands moteurs diesel à basse vitesse, dans lesquels des carburants de basse qualité sont utilisés, il se produit souvent que des résidus de combustion adhèrent à des parties de contact d'un corps de soupape et d'un siège de soupape dans une soupape d'échappement, de sorte que des bosselures et des dépressions peuvent se former sur les deux parties de contact lorsque la soupape est fermée. Lorsque ces bosselures ou dépressions sont ainsi formées, les parties en question ne peuvent plus venir en bon contact mutuel lorsque la soupape d'échappement est fermée. Ainsi, dans des conditions de combustion sévères, des gaz de combustion dans le moteur peuvent passer non brûlés dans le carter à travers les bosselures ou dépressions, ce qui contribue à un nouvel endommagement des surfaces de contact. En raison de ce qui précède, il a été de pratique usuelle de réaliser de telles parties de contact à partir d'un alliage à base de Co ou de Ni possédant une haute dureté et une haute résistance à la s chaleur (haute résistance en température), en déposant par soudure un tel alliage. Toutefois, avec de telles surfaces de contact, les soupapes d'échappement habituelles ne sont pas encore suffisamment protégées contre les dommages dus aux bosselures et au passage de gaz non brûlés dans le carter, io Une autre difficulté rencontrée avec de telles soupapes est qu'elles sont sujettes au fendillement par fatigue thermique, ce qui diminue leur durée de service.
Le but de la présente invention est de réaliser un alliage de haute dureté résistant à la chaleur qui ne comporte pas les i5 désavantages susmentionnés des alliages usuels. Pour atteindre ce but, l'invention réalise un alliage de haute dureté résistant à la chaleur, comprenant en poids 13 —17% de Cr, 2-6% d'Ai, 0,1-8% de Mo, 1,5-3,5% de B, 0,5-3% de Ti et 4—7% de Co, les composants restants de l'alliage étant 2o Ni et les inévitables impuretés.
L'invention va être décrite en détail ci-après avec référence au dessin dans lequel:
Les figures la — le sont des vues microphotographiques montrant les microstructures de deux types d'alliages selon 25 l'invention et d'un alliage de comparaison, et
La figure 2 est un diagramme montrant la caractéristique dureté-température de ces trois types d'alliages.
L'alliage de haute dureté résistant à la chaleur selon l'invention a la composition indiquée en table 1.
Table 1
Elément Chrome Aluminium Molybdène Bore Titane Cobalt Nickel composant Cr Al Mo B Ti Co Ni contenu
% 13-17 2-6 0,1-8 1,5-3,5 0,5-3 4-7 reste en poids
Les proportions des éléments composants individuels dans l'alliage sont spécifiées comme indiqué pour les raisons suivantes.
Cr:
Treize à dix-sept pour-cent en poids de chrome sont nécessaire pour former avec le bore B un borure en quantité suffisante pour donner une bonne résistance à l'oxydation et à la corrosion. Si le contenu en chrome est moins que 13% en poids, l'alliage est moins résistant à la corrosion. Si le contenu en chrome est supérieur à dix-sept pour-cent en poids, l'alliage est susceptible de devenir cassant.
Al:
Deux à six pour-cent en poids d'aluminium sont nécessaires pour la formation de NÌ3AI dans la matrice afin de donner à l'alliage une bonne résistance élevée en température. Si le contenu en aluminium est inférieur à 2% en poids, il n'est pas possible d'obtenir une résistance à haute température satisfaisante. Si le contenu en aluminium est supérieur à 6% en poids, l'alliage se soude moins facilement.
Mo:
Le molybdène se combine avec le bore pour former un borure, ce qui contribue à augmenter la dureté. Il faut noter toutefois, que le molybdène n'est efficace pour augmenter la dureté de l'alliage que s'il est contenu avec au moins 0,1 % en poids dans celui-ci et qu'une augmentation de la dureté n'est pas à attendre, même si le contenu en molybdène dépasse 8% en poids. En outre, le molybdène est partiellement dispersé dans la matrice pour améliorer la résistance à haute température de l'alliage.
45
B:
Un contenu de 1,5 à 3,5% en poids de bore est nécessaire pour la formation de particules ou grains de borure dispersés afin de donner une dureté améliorée et une résistance à
50 l'abrasion. Si le contenu en bore est inférieur à 1,5% en poids, l'alliage a une résistance insuffisante, tandis que si le contenu de bore dépasse 3,5% en poids, l'alliage devient cassant.
55
Ti:
Le titane est nécessaire pour la formation de NÌ3TÌ dans la matrice afin d'augmenter la résistance à haute température. Il faut noter toutefois, que si le contenu en titane est
60 inférieur à 0,5% en poids, il n'est pas possible d'atteindre une résistance à haute température satisfaisante, alors que si le contenu en titane dépasse 3% en poids, l'alliage se soude moins bien.
65 Co:
Une addition de cobalt est nécessaire pour que l'alliage se soude plus facilement. Un contenu de cobalt inférieur à 4% en poids n'apporte qu'une amélioration insuffisante de la
3
664 161
soudabilité et résulte en une ténacité insuffisante de l'alliage, La limite supérieure du contenu de cobalt est fixée à 7% en; poids par raison d'économie.
Des observations et des mesures faites avec deux types
Elément composant C Cr Al
Invention alliage (A) - 15,0 5,0
Invention alliage (B) - 15,0 5,0 Comparaison alliage (C) 0,74 15,59 -(Höganäs 1—60)
Les figures la— le sont des vues microphotographiques montrant respectivement des microstructures des alliages (A) et (B) selon l'invention et de l'alliage de comparaison (C). Les photographies montrent que les alliages (À) et (B) selon l'invention ont chacun des borures de Cr et de Mo dispersés de manière plus uniforme et plus dense que le borure de Cr dans l'alliage de comparaison (C) dans une matrice de Ni contenant Al et Ti. Cette dispersion plus grande et plus uniforme représente les effets du contenu en Mo, indiquant que l'alliage possède une haute dureté à haute température ou en d'autres termes, qu'il a une haute résistance à l'abrasion.
La figure 2 montre les résultats de tests de dureté à haute température réalisés avec les alliages (A) et (B) selon l'invention et avec l'alliage de comparaison (C). La figure montre que l'alliage (A) selon l'invention a une plus grande dureté que l'alliage de comparaison (C) à des températures allant de la température ambiante jusqu'à environ 700 °C, et qu'il présente de ce fait une excellente résistance à l'abrasion. L'alliage (B) selon l'invention a une dureté plus faible que l'alliage de comparaison (C) dans la plage de température allant de la température ambiante jusqu'à environ 350 °C mais il présente une plus grande dureté que ce dernier à hau-
d'alliages (A), (B) de haute dureté résistants à la chaleur selon l'invention et avec un alliage de comparaison (C), avec les compositions respectives indiquées en table 2 ci-après sont discutées ci-dessous.
contenus % en poids
B
Ti
Co
Si
Ni
3,0
1,5
6,0
-
reste
3,0
1,5
6,0
-
reste
2,93
_
—
4,33
reste te température, indiquant une résistance plus élevée à l'abrasion. —
20 Comme indiqué en table 3, il n'existe que peu de différence entre les coefficients de dilatation thermique des alliages (A) et (B) selon l'invention et l'alliage de comparaison (C), tous ces alliages présentant peu de dilatation thermique.
25 Table 3
coefficient de dilatation thermique (373-973 =K)
30 Invention, alliage (A) 14,4 x IO-6 K-1
Invention, alliage (B) 13,6 x 10~6 K_I
Comparaison alliage (C) (Höganäs) 13 x IO-6 K"1
35
En comparant les tables 2 et 3, il est visible que dans le cas des alliages (A) et (B) selon l'invention, le coefficient de dilatation thermique peut être diminué en augmentant le • contenu en molybdène de 2% en poids à 8% en poids.
40 -
Table 2
Mo 2,0 -8,0
50
1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58156640A JPS6050135A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 高硬度耐熱合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH664161A5 true CH664161A5 (fr) | 1988-02-15 |
Family
ID=15632080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH369/85A CH664161A5 (fr) | 1983-08-26 | 1985-01-28 | Alliage de haute durete resistant a la chaleur. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4590035A (fr) |
| JP (1) | JPS6050135A (fr) |
| CH (1) | CH664161A5 (fr) |
| DE (1) | DE3502639C1 (fr) |
| GB (1) | GB2170221B (fr) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63125315A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-28 | Toyota Auto Body Co Ltd | 複雑形状成形品の成形方法 |
| DE19508069C1 (de) * | 1995-02-27 | 1996-05-23 | Nu Tech Gmbh | Auslaßventil für eine Diesel-Hubkolben-Brennkraftmaschine |
| US5935350A (en) * | 1997-01-29 | 1999-08-10 | Deloro Stellite Company, Inc | Hardfacing method and nickel based hardfacing alloy |
| US10533240B2 (en) | 2016-12-23 | 2020-01-14 | Caterpillar Inc. | High temperature alloy for casting engine valves |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3677835A (en) * | 1970-10-16 | 1972-07-18 | United Aircraft Corp | Homogeneous nickel-base superalloy castings |
| US4279645A (en) * | 1978-04-19 | 1981-07-21 | Brown Roger K | Heat resistant alloy and method of manufacture |
| JPS5550449A (en) * | 1978-10-03 | 1980-04-12 | Boc Ltd | Surfacing or welding alloy or consumable material |
| JPS5698441A (en) * | 1980-01-10 | 1981-08-07 | Hitachi Zosen Corp | Heat resistant alloy |
-
1983
- 1983-08-26 JP JP58156640A patent/JPS6050135A/ja active Pending
-
1985
- 1985-01-25 GB GB08501903A patent/GB2170221B/en not_active Expired
- 1985-01-26 DE DE3502639A patent/DE3502639C1/de not_active Expired
- 1985-01-28 CH CH369/85A patent/CH664161A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1985-02-05 US US06/698,446 patent/US4590035A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8501903D0 (en) | 1985-02-27 |
| DE3502639C1 (de) | 1986-02-27 |
| GB2170221B (en) | 1988-09-21 |
| GB2170221A (en) | 1986-07-30 |
| JPS6050135A (ja) | 1985-03-19 |
| US4590035A (en) | 1986-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6177046B1 (en) | Superalloys with improved oxidation resistance and weldability | |
| EP1726668A1 (fr) | Alliage de cuivre resistant d'usure pour recouvrement et feuille pour vanne | |
| FR2891553A1 (fr) | Alliage de cuivre a dispersion de particules et procede pour sa production | |
| FR2835850A1 (fr) | Alliage resistant a l'usure contenant de l'austenite residuelle, pour siege de soupape rapporte | |
| NO314667B1 (no) | Sylinderelement og nikkelbaserte belegningslegeringer | |
| FR2478677A1 (fr) | Poudre pour la formation de couches protectrices sur pieces de machines | |
| JP2970670B1 (ja) | 肉盛合金およびエンジンバルブ | |
| JP4603808B2 (ja) | 肉盛耐摩耗銅基合金 | |
| CH664161A5 (fr) | Alliage de haute durete resistant a la chaleur. | |
| CH660703A5 (fr) | Alliage de brasage a base de nickel, utilisation d'un tel alliage et joint brase contenant ledit alliage. | |
| US6096142A (en) | High temperature abrasion resistant copper alloy | |
| EP3698020B1 (fr) | Pièce de turbine en superalliage comprenant du rhénium et procédé de fabrication associé | |
| EP4001460A1 (fr) | Procédé de dépôt d'un revêtement sur un alésage d'une pièce mécanique par procédé cold spray | |
| FR3064648B1 (fr) | Piece de turbine en superalliage et procede de fabrication associe | |
| EP0568598A1 (fr) | Soupape rechargee avec une matiere dure. | |
| JPS6210244A (ja) | 高温耐摩耗性焼結合金 | |
| FR2788710A1 (fr) | Metal d'apport de brasage a resistance superieure a la corrosion et a la chaleur et refroidisseur de type egr brase a l'aide de ce metal | |
| CN1080769C (zh) | 缸体构件及镍基表面加硬用硬合金 | |
| EP0187573B1 (fr) | Alliage à base de nickel | |
| Lane et al. | Developments in sintered valve seat inserts | |
| Maki et al. | Development of a high-performance TiA1 exhaust valve | |
| DK165125B (da) | Varmeresistent legering med hoej haardhed | |
| EP0022734B1 (fr) | Alliages pour rechargement dur résistants à haute température | |
| Hagiwara et al. | Development of nickel-base superalloy for exhaust valves | |
| FR2666848A1 (fr) | Soupape d'echappement de moteur a combustion interne. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased | ||
| PL | Patent ceased |