[發明專利]用于渦輪增壓器的奧氏體合金

有效

• 申請號: 201811328516.3
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN111041386B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: G·沙爾;I·迪特里希;A·基弗;R·費施
• 申請（專利權）人: 博格華納公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/02;C22C38/34;C22C38/48;C22C38/46;C22C38/44;C22C38/54;C22C38/42
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 范莉

本披露涉及一種用于渦輪增壓器殼體的鐵基奧氏體合金以及其制備方法。

技術領域

本發明涉及一種包含鐵基奧氏體合金的用于內燃機的渦輪增壓器殼體。本發明進一步涉及一種用于制備此類渦輪增壓器殼體的方法。

背景技術

排氣渦輪增壓器是旨在提高活塞式發動機的功率的系統。在排氣渦輪增壓器中，排氣的能量被用于提高功率。功率的提高是由于提高每個工作沖程中的混合氣通過量的結果。渦輪增壓器主要由帶有軸的排氣渦輪機和壓縮機組成，其中安排在發動機的進氣道中的壓縮機被連接到所述軸上，并且位于所述排氣渦輪機的外殼中的這些葉輪和所述壓縮機進行旋轉。在渦輪增壓器具有可變渦輪幾何形狀的情況下，多個調節葉片被額外地可旋轉地安裝在葉片支承環中并且借助于安排在所述渦輪增壓器的渦輪機外殼中的調節環移動。

用于渦輪增壓器部件的材料必須滿足極高的要求。此外，這些要求因部件而異，即，對葉輪的要求與對渦輪機殼體的要求相當顯著不同。出于這個原因，在現代渦輪增壓器中，用于渦輪增壓器的不同部分的材料是由各自都針對任務經過優化的不同材料制成的。

例如，渦輪增壓器殼體暴露于高排氣溫度，因此其部件的材料必須是耐熱且耐腐蝕的。同時，渦輪增壓器殼體在環境溫度至高達約1050℃的操作溫度下的尺寸穩定性必須是優異的。此外，所述殼體在暴露于機械負荷的同時也暴露于快速溫度變化，因此必須足以抵抗熱機械疲勞。最后，所述殼體構成渦輪增壓器的非常大的質量部分，因此，材料的成本也是重要的考慮。

在現有技術中，用于非常高溫渦輪增壓器殼體的材料包括具有相對高鎳含量的奧氏體鐵基合金。在常用于這種類型的應用的奧氏體鐵基合金中(例如，根據DIN EN 10295的鋼1.4848，可從德國Eisenwerk HasencleverSohn GmbH公司獲得)，按重量計大于20％的高鎳含量是常見的。鎳穩定了奧氏體結構并且使得這樣的合金有可能具有高的熱穩定性。缺點是，鎳的材料成本非常高并且此外受制于高的波動，這使得長期成本規劃是困難的。

為了解決這些問題，現有技術提出了具有相對低鎳含量的奧氏體渦輪機殼體合金。WO 2012/158332 A2披露了一種鐵基渦輪增壓器殼體，其包含具有按重量計小于10％、尤其是按重量計小于1％的鎳的合金。由于沒有鎳或有相對低量的鎳，由此種材料制成的渦輪機殼體具有相對低的材料成本，并且價格波動小。在其實例中，WO 2012/158332 A2提出了一種渦輪增壓器殼體，其由以下元素組成：C：按重量計0.25％至0.35％，Cr：按重量計15％至16.5％，Mn：按重量計15％至17％，Si：按重量計0.5％至1.2％，Nb：按重量計0.5％至1.2％，W：按重量計2％至3％，N：按重量計0.2％至0.4％，其余部分：Fe。WO 2012/158332 A2的合金可代表標準含鎳殼體合金的適當替代物，例如鋼1.4848(根據DIN EN 10295)。

發明內容

在一個方面，本披露涉及一種用于內燃機的渦輪增壓器殼體，其包含由以下組成組成的鐵基奧氏體合金：

C：約0.2wt.-％至約0.6wt.-％，

Cr：約17wt.-％至約25wt.-％，

Mn：約8wt.-％至約13wt.-％，

Ni：約2wt.-％至約6wt.-％，

Si：約0.5wt.-％至約3wt.-％，

Nb：約0.2wt.-％至約1wt.-％，

V：約0.2wt.-％至約1wt.-％，

Mo：約0.2wt.-％至約1.5wt.-％

N：約0.01wt.-％至約0.6wt.-％；

任選地，以下量的以下元素中的一種或多種：