ISSN:
0933-5137
Keywords:
Chemistry
;
Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Valve Materials for Combustion EnginesAn overview is being given on production numbers, requirements and properties of valve materials. Their development from the beginning till today's state of the art is reviewed with a focus on Chromium-Manganese-Nitrogen-alloys. Valve materials are grouped by the criteria of density - heavy, lightweight - and alloying elements. The multiple stresses of the material in the valve are being met with a few standardised grades and specific ways of manufacture. The path of the material from bar stock to the finished valve is being followed. Engine development in the past decades increased the load on the valves which could be met by continuously developing their structural strength. Also the strength of all valve materials could be raised to nominal strength above 1100 Mpa by applying specific methods. Higher strength at the surface is being effectuated by work hardening effects. The technology to increase reliability of hollow valves and new aspects of valve seat facing including residual stress is explicitly discussed. General aspects of alloy utilisation is followed by a discussion of lightweight valve materials as Titanium alloys, intermetallic Titaniumaluminide alloys and ceramic materials, spec. Silicon Nitride, which all have a potential as forthcoming valve materials capable of reducing fuel consumption of the engines.
Notes:
Nach einem Überblick über Produktionszahlen, allgemeine Anforderungen und Eigenschaften von Ventilen für Verbrennungsmotoren, wird in einem Rückblick die Werkstoffentwicklung für die Ventilstähle von den ersten Anfängen bis zum heutigen Stand aufgezeigt. Schwerpunktmäßig wird die Gruppe der Chrom-Mangan-Stickstoff-Stähle behandelt. Daneben werden die Ventilwerkstoffe geordnet nach schweren und leichten und innerhalb dieser Gruppen nach Legierungsmerkmalen beschrieben. Es wird über die vielfältigen Werkstoffanstrengungen am Ventil informiert, die mit wenigen genormten Werkstoffgüten und speziellen Fertigungsverfahren problemlos mit niedrigsten Fehlerraten beherrscht werden. Der Weg des Werkstoffes vom Halbzeug bis zum fertigen Ventil wird in allen Schritten verfolgt. Die in den letzten Dekaden forcierte Motorenentwicklung führte zu verschärften Betriebsbedingungen auch für die Ventile, die mit einer kontinuierlichen Weiterentwicklung bestehender Werkstoffgüten und Verbesserungen der Gestaltsfestigkeit der Ventile aufgefangen wurden. In diesem Zusammenhang werden spezielle Lösungen zur Festigkeitssteigerung aller Ventilwerkstoffe bis in den Bereich von über 1100 MPa erläutert, die nach bekannten metallkundlichen Gesetzen ermöglicht wurden. Als wesentliches Prinzip werden ortsabhängig, besonders an der Oberfläche, erhöhte Festigkeits- und Verschleißeigenschaften zur Optimierung der Gestalts- und Betriebsfestigkeit eingesetzt. Über Entwicklungen zur Technologie der Hohlventile und von erweiterten Lösungen beim Auftragschweißen von Ventilsitzen im Zusammenhang mit Eigenspannungen wird ausführlich berichtet. Einer kurzen allgemeinen Betrachtung zum Legierungsaufwand der wichtigsten Ventilwerkstoffe folgt ein Kapitel über Titan, Intermetallische Verbindungen und Keramik, die möglicherweise als zukünftige leichte Ventilwerkstoffe Verwendung finden können.
Additional Material:
38 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19980290304
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