[发明专利]奥氏体不锈钢合金和由不锈钢合金形成的涡轮增压器运动部件

说明书

本申请涉及奥氏体不锈钢合金和由不锈钢合金形成的涡轮增压器运动部件。提供了奥氏体不锈钢合金和涡轮增压器运动部件。奥氏体不锈钢合金按重量计包含大约23%至大约27%的铬，大约18%至大约22%的镍，大约0.5%至大约2.0%的锰，大约1.2%至大约1.4%的碳，大约1.6%至大约1.8%的硅，大约0.2%至大约0.4%的氮，大约0%至大约0.5%的钼，小于大约0.01%的量的硫，小于大约0.04%的量的磷，和余量的铁，以及以痕量存在的其它不可避免/无法避免的杂质。所述涡轮增压器运动部件至少部分使用该不锈钢合金制成。

技术领域

本公开一般地涉及铁基合金，例如奥氏体不锈钢合金，以及由其形成的制造制品。更特别地，本公开涉及用于(例如)涡轮机(turbine)和涡轮增压器运动部件(kinematiccomponents)的不锈钢合金，其中此类运动部件在升高的(涡轮增压器运行)温度下表现出提高的耐磨性。

背景技术

在涡轮发动机的情况中，涡轮增压器使用发动机废气的热和体积流动来对进入燃烧室的进气空气流进行加压或升压。具体而言，来自发动机的废气被引入涡轮增压器涡轮机壳体中。涡轮机安装在所述壳体内，并且废气流使涡轮机旋转。涡轮机安装在轴的一端上，该轴具有安装在其相对端上的径流式空气压缩机。因此，涡轮机的旋转动作也使空气压缩机旋转。空气压缩机的旋转动作使进气空气进入压缩机壳体并在进气空气与燃料混合和在发动机燃烧室内燃烧之前被加压或升压。

涡轮增压器内的各种系统包括摩擦界面，即在涡轮增压器运行时彼此相互作用并相对移动的部件的表面。此类部件—通常被称为运动部件—可能容易发生摩擦和磨损，尤其在升高的温度下，这降低了它们的使用寿命。可包括运动部件的涡轮增压器系统的例子包括废气门系统(waste-gate systems)，其将废气转移离开涡轮机以调节到涡轮机的气流，和可变几何系统(variable geometry systems)，其包括一排可移动的入口叶片以实现相同的目的。这些系统通常包括各种部件例如轴、衬套、阀等等，它们是运动部件，因为它们彼此相互作用并相对移动，并因此它们发生摩擦磨损。在现有技术中，可能已经使用了具有高镍或钴分数的相对更昂贵的合金。

因此，合意的是提供适用于制造涡轮发动机的运动部件的材料，其在升高温度运行期间能耐磨损。此外，结合附图和本发明主题的这种背景，本发明主题的其它合意特征和特性由本发明主题的后续详述和所附权利要求将变得显而易见。

发明内容

提供了奥氏体不锈钢合金和由此类合金制造的涡轮增压器运动部件。

在一个实施方案中，仅作为例子，奥氏体不锈钢合金按重量计包含以下成分或由以下成分组成：大约23%至大约27%的铬，大约18%至大约22%的镍，大约0.5%至大约2.0%的锰，大约1.2%至大约1.4%的碳，大约1.6%至大约1.8%的硅，大约0.2%至大约0.4%的氮，大约0%至大约0.5%的钼，小于大约0.01%的量的硫，小于大约0.04%的量的磷，和余量的铁，以及以痕量存在的其它不可避免/无法避免的杂质。

对于前述合金实施方案：铬的量可以限制为大约24%至大约26%；或者或此外，镍的量可以限制为大约19%至大约21%；或者或此外，锰的量可以限制为大约1.0%至大约1.5%；或者或此外，碳的量可以限制为大约1.25%至大约1.35%；或者或此外，硅的量可以限制为大约1.65%至大约1.75%；或者或此外，氮的量可以限制为大约0.25%至大约0.35%、或大约0.3%；以及，或者或此外，钼的量可以限制为大约0.05%至大约0.3%。

在另一实施方案中，仅作为例子，至少部分使用奥氏体不锈钢合金制造涡轮增压器运动部件，所述奥氏体不锈钢合金按重量计包含以下成分或由以下成分组成：大约23%至大约27%的铬，大约18%至大约22%的镍，大约0.5%至大约2.0%的锰，大约1.2%至大约1.4%的碳，大约1.6%至大约1.8%的硅，大约0.2%至大约0.4%的氮，大约0%至大约0.5%的钼，小于大约0.01%的量的硫，小于大约0.04%的量的磷，和余量的铁，以及以痕量存在的其它不可避免/无法避免的杂质。