etwas o.t.: Aus welchem Material sind Krümmerschrauben?

[ATAQE]

Jeder in der Szene nutzt sie seit einer Ewigkeit, kosten viel Geld sind es aber wert

 

[DSpecial]

Jeder in der Szene nutzt sie seit einer Ewigkeit, kosten viel Geld sind es aber wert

Also eher was fürs gute Gefühl als das es nötig wäre...

 

[DL_SYS]

Definitiv nicht @DSpecial. ARP Bolzen werden grundsätzlich bei so gut wie allen Hochleistungsmotoren verwendet.

In diesem Fall wären die Bolzen aus Edelstahl und verfügen über eine Streckgrenze von über 1000MPa.

Zum Vergleich - selbst die 25CrMo4 Bolzen liefern gerade mal ein Minimum von 440MPa.

Aber da wir hier nicht alle so viel Kohle haben, mal ein weiterer Einwurf. Ich habe bei AliExpress mal geguckt und es gibt dort tatsächlich Titanbolzen für ca. 2-3€ pro Stück. Diese sollen aus Gr5 gefertigt sein. Alternativ gibt es Stainless 304.

Da mir ein Bolzen gerissen ist, werde ich mir mal ein paar bestellen. Mal schauen, ob die was taugen und inwieweit diese mit ARP konkurrieren können. Zumindest waren meine bisherigen Erfahrungen in puncto Stahl mit Chinesen immer durchweg positiv.

Es wäre jedenfalls mal schön die Bolzen gegeneinander "antreten" zu lassen und zu schauen, ab wann sie reißen.

 

[DSpecial]

Definitiv nicht @DSpecial. ARP Bolzen werden grundsätzlich bei so gut wie allen Hochleistungsmotoren verwendet.

Das ist doch das was ich meine. Fährt hier irgendwer einen "Hochleistungsmotor"? Ich glaube kaum. Wenn ich bei ein top-fuel Dragster sehe, dass da nach jeder! 1/4 Meile der Motor in antemberaubend schneller Zeit komplett zerlegt wird, kann ich mir durchaus vorstellen, dass man da keine Standardbolzen verwenden kann die nach einer Hochbelastung gleich abreißen. Gerade wenn man an einem WE den Motor mehrfach zerlegt.
Das ist allerdings nicht das typische Anforderungsprofil einen Alltagsautos...

Mich erinnert das ein bisschen an Leute die sich für 100k Euro ein Bulthaupt Küche mit Gaggenau Geräten zulegen um dann nur Dosenravioli zu kochen. Kann man machen, nötig ist es aber nicht.

Das soll jetzt nicht als Kritik verstanden werden, falls man die Dinger unbedingt verbauen möchte.

 

[Flemming]

Also mir ist es lieber wenn an der Stelle in Zweifelsfall so ein Bolzen versagt! Da unnötig hochfest einzusetzen halte ich für kontraproduktiv. Natürlich auch nicht groß schwächer, sonst reißen für ja ständig ab.

 

[erik]

Ich sehe das ein wenig selektiv. Habe selbst auch schon ARP-Bolzen verbaut, aber am Rallye-Auto. Da also eher bestimmungsgemäßer Einsatz.

Wenn es aber z.B. nur noch Krümmerstehbolzen in schlechter Qualität am Markt gibt, dann würde ich im Zweifel lieber solche ARP-Teile einbauen, statt mich über immer wieder abreißende Aftermarkt-Sch**** zu ärgern.

 

[Leon96]

Also mir ist es lieber wenn an der Stelle in Zweifelsfall so ein Bolzen versagt! Da unnötig hochfest einzusetzen halte ich für kontraproduktiv. Natürlich auch nicht groß schwächer, sonst reißen für ja ständig ab.

Wenn im Beispiel des Z19DTH der Bolzen nicht reißt reißt dafür der Krümmer.

 

[Joschy]

Wie werden ARP-Bolzen in der gängigen Nomenklatur genannt?

Welchen Wärmeausdehnungskoeffizient haben diese?
Passt das zum Material Krümmer, Zylinderkopf?
Welche Anzugsdrehmomente sind dann erforderlich?

 

[erik]

ARP ist der Hersteller / Anbieter. Kommen aus US of A.

 

[Joschy]

ARP ist der Hersteller / Anbieter. Kommen aus US of A.

Sowas dachte ich mir
Jeder kennt's, aber keiner weiss genau, was es ist.
Die Krümmerdichtung sollte man auch in die Flanschverbindung mit einbeziehen, die muss nicht zwingend das Drehmoment bewältigen können.

 

[Scomber]

Wie werden ARP-Bolzen in der gängigen Nomenklatur genannt?[...]

...kommt drauf an welche: https://arp-bolts.com/p/technical.php#p7TPMc1_5
Die am häufigsten angebotenen "ARP-Bolzen" dürften jene aus "8740 CHROME MOLY" sein, was SAE 8740 bedeutet und wiederum nach DIN EN einem 40NiCrMo2-2 (Werkstoffnr. 1.6546) entspricht, ein niedriglegierter Vergütungsstahl.

[...]
Aber da wir hier nicht alle so viel Kohle haben, mal ein weiterer Einwurf. Ich habe bei AliExpress mal geguckt und es gibt dort tatsächlich Titanbolzen für ca. 2-3€ pro Stück. Diese sollen aus Gr5 gefertigt sein. Alternativ gibt es Stainless 304.[...]

"Gr5", also Grade 5 (TiAl6V4 (3.7164)), und "Stainless 304", also X5CrNi18-10 (1.4301, Standardaustenit, in des Volkes Munde auch gerne V2A genannt) sind jeweils die Standard-Wurst-Käse-Legierung unter den Titan- bzw. CrNi-Stahllegierungen. Beide sind nicht gerade für ausufernde Warmfestigkeit bekannt...

Die Festigkeitsklassen (z.B.: 8.8, 10.9, 12.9) sind zur Warmfestigkeit nicht aussagekräftig. Die Festigkeitseigenschaften kommen durch Vergütung, also Härten & Anlassen zustande. Wird im Einsatz die Anlasstemperatur-Bereich (in der Regel 380°C-425°C) erreicht bzw. überschritten, gehen diese Eigenschaften wieder verloren. Je höher die Temperatur und die Einwirkzeit, desto schneller und stärker... Die Norm, welche die Festigkeitsklassen beschreibt (DIN EN 898-1) beschränkt dessen Gültigkeit sogar auf +10°C bis +35°C (siehe "Einführungsbeitrag"), was aber wohl eher juristischen Spitzfindigkeiten vorbeugen soll. Hersteller und Vertriebe legen die Grenze meist bei 150°C bis 300°C an.
So oder so: Für Krümmer/Turbo-Nähe sind die Festigkeitswerte uninteressant!

Beispiele für warmfeste Schrauben-Legierungen:

 

[DL_SYS]

Danke für den ausführlichen Beitrag.
Werde definitiv mal einige der aufgelisteten Materialien suchen und ebenso ausprobieren.

Die ARP Bolzen sind auch nur aus Stainless 300er Stahl gefertigt, so wie ich das aus dem Produktdatenblatt entnommen habe.

Was mich darüber hinaus irritiert - wieso wird dann gerade V2A für Fächerkrümmer verwendet? Wäre da nicht etwas anderes zu empfehlen?

Nachtrag:
V2A ist für 600°C-700°C im Dauerbetrieb ausgelegt, so wie ich das nun mehreren Produktdatenblättern entnommen habe. Wären diese also nun zu empfehlen?

 

[der41kater]

Und wenn der hochfeste Stahlbolzen abreisst...bitte einen passenden Bohrer für die Entfernung mitbestellen.
Denn bei einem neuen Zylinderkopf, weil der Stehbolzen standhaft ist und nicht rauskommt...ist der Preis für alle Arbeiten plötzlich sehr relativ.
Ich frage mich immer, was wollt ihr denn? Für 20 Pfennig im ersten Rang im Kino???...gibbet nich.
Vorher nachdenken, kalkulieren...wat kann ich denn...und dann fragen....fände ich okay.
"aber ihr macht eh, was ihr wollt".

 

[DL_SYS]

Was willst du uns damit sagen?
Das solche Bolzen nie mehr rauszukriegen wären?
Das wir doch lieber den völlig überteuerten OEM Rotz kaufen soll oder doch eher das Nachrüstzeug was nicht richtig passt?

Nichts für ungut, aber bisher habe ich selbst mit meinen Lidl Bohrern jede Schraube (ja auch Edelstahl) rausbekommen. Bei letzteren gehen halt mal ein paar Bohrer drauf, aber die Schraube kam raus. Für so was habe ich die Dinger im Endeffekt gekauft.

Zur Not kauft man sich halt einen einzelnen Bohrer in entsprechender Qualität. Die 5€ machen es dann auch nicht mehr aus.

 

[Scomber]

Danke für den ausführlichen Beitrag.
Werde definitiv mal einige der aufgelisteten Materialien suchen und ebenso ausprobieren.

Die ARP Bolzen sind auch nur aus Stainless 300er Stahl gefertigt, so wie ich das aus dem Produktdatenblatt entnommen habe.

Was mich darüber hinaus irritiert - wieso wird dann gerade V2A für Fächerkrümmer verwendet? Wäre da nicht etwas anderes zu empfehlen?

Nachtrag:
V2A ist für 600°C-700°C im Dauerbetrieb ausgelegt, so wie ich das nun mehreren Produktdatenblättern entnommen habe. Wären diese also nun zu empfehlen?

Weder "Stainless 300" noch "V2A" geben Hinweis auf eine konkrete Legierung: "Stainless 300" ist eine Legierungsserie (nach US-amerikanischer Bezeichnung) für diverse austenitische CrNi-Stähle, dahinter kann sich bzgl. der (Warm-)Festigkeit alles mögliche verbergen.
Ähnliches gilt für "V2A". Das ist nicht wie häufig vermutet wird eine bestimmte Stahlgüte, sondern lediglich ein (inzwischen sehr uneinheitlich) verwendeter Markenname. Ursprünglich bezeichnete dies eine von Benno Strauß (Friedrich Krupp AG) entwickelte Legierung, welche er als Versuchsschmelze 2 Austenit bezeichnete. Heute wird der Begriff, wie gesagt, sehr uneinheitlich, meist für Standardaustenite (X5CrNi18-10, X8CrNiS18-9, uvm.) verwendet. Dahinter könnte sich auch mal eine stabilisierte Variante (X6CrNiTi18-10) oder eine kohlenstoffverminderte (X2CrNi19-11), sogenannte ELC-Variante verbergen, welche dann bis max. ca. 600°C verwendbar sind, danach droht Versprödung durch Sigmaphasen-Bildung. Die erstgenannten Standardaustenite sind nur bis max. 300°C einsetzbar (Interkristalline Korrosion durch Chromkarbidausscheidungen an den Korngrenzen)!

"V2A" sagt also zur Warmfestigkeit/Hitzebeständigleit nichts belastbares aus!

[...]Was mich darüber hinaus irritiert - wieso wird dann gerade V2A für Fächerkrümmer verwendet?[...]

Aus mangelnder Sachkenntnis.

 

[erik]

Wenn mir ein Krümmerbolzen abgerissen ist, habe ich die noch jedes mal ohne Bohren raus bekommen. Mutter drauf geschweißt und gemütlich raus gedreht. Klappte bis jetzt immer.

 

[DL_SYS]

Das ist aber der Punkt. Der AliExpress Händler sichert zu, dass es 304er Stahl ist mit einer empfohlenen Anwendungstemperatur von bis zu 700°C.
Genauso steht es auch in den meisten Materialdatenblättern.

Für Krümmer benutzt man wohl doch eher 1.4541, wie mir ein Kollege das erklärt hat. Aber wenn schon - da geht eigentlich nichts so schnell undicht oder entzwei.

Das es sich bei ARP-300er Stahl um eine Serie handelt ist mir klar, steht schließlich auch so dabei. Aber wenn das so unsicher wäre, würde ARP nicht seit Jahrzehnten den Markt mit diesen Produkten dominieren.

 

[Scomber]

Das ist aber der Punkt. Der AliExpress Händler sichert zu, dass es 304er Stahl ist mit einer empfohlenen Anwendungstemperatur von bis zu 700°C.
Genauso steht es auch in den meisten Materialdatenblättern.[...]

Dann verkauft der AliExpress-Händler vielleicht einen 304L, was die oben erwähnte ELC-Variante wäre (mit vermindertem Kohlenstoff-Gehalt).

[...]
Für Krümmer benutzt man wohl doch eher 1.4541, wie mir ein Kollege das erklärt hat.[..]

Richtig! Das wäre die ebenfalls obig erwähnte titanstabilisierte Variante.

Es geht in beiden Fällen darum die Neigung des Werkstoffes zur Chromkarbid-Bildung zu unterdrücken. Chromkarbide, also die Verbindung von Chrom und Kohlenstoff, bildet sich bei austenitischen Stählen in einem Temperaturfenster von ca. 450°C - 900°C. Die Chromkarbide setzen sich an den Korngrenzen ab, und vermindern den Zusammenhalt zwischen den Körnern im Gefüge. Darüber hinaus steht das gebundene Chrom nicht mehr zur Bildung der korrosionshemmenden Passivschicht zur Verfügung, und die Korrosionsbeständigkeit des Materials sinkt. Dies kann man über zwei Mechanismen vermindern:
1. Weniger Kohlenstoff im Metall (ELC-Stahl, extra-low carbon), oder...
2. ...sogenannte Stabilisierung über zusätzliche Legierungsbestandteile wie Titan, Tantal oder Niob. Diese binden im erwähnten Temperaturfenster den reaktiven Kohlenstoff noch bevor das Chrom weiß was Sache ist. Die Titan- oder Niobkarbide sind unbedenklich, der Chromanteil bleibt stabil.

Man darf, wenn die Standard-Legierung bestellt wurde auch die ELC-Variante liefern, da alle sonstigen Eigenschaften gleich sind, aber nicht umgekehrt! Die stabilisierte Variante hat leicht abweichende Eigenschaften (z.B. schlechtere Polierbarkeit) und muss daher gekennzeichnet sein.

Man kann also nicht, davon ausgehen, einen "304er Stahl" grundsätzlich über 450°C einsetzen zu können. Luftfahrtnormen beispielsweise schränken auch konservativer auf max. 300°C ein, denn bei so einer Angabe weiß man nicht was geliefert wird (Standard, oder ELC). Bei schwammigen Angaben wie "Stainless 300" oder gar "V2A" ist diese Ungewissheit noch größer. ...nur das wollte ich klarstellen!

 

[DL_SYS]

Hier mal eine PDF zum Thema V2A.
Ist 304, L wären nur 600°C.

 

[Scomber]

[...]
Ist 304, L wären nur 600°C.

Wenn Du das Diagramm auf der letzen Seite, und die dort angegebene "max. empfohlene Anwendungstemperatur" meinst: ...das sind leider nur die Temperaturen der jeweiligen Zunderbeständigkeit, welche dort etwas unglücklich bezeichnet sind. IK-Beständigkeit ist dabei nicht berücksichtigt:

Im Datenblatt zum 1.4301 des selben Anbieters (Deutsche Edelstahlwerke) wird die obere Grenztemperatur mit 550°C angegeben. Ferner heißt es jedoch:

"Da diese Güte zur Ausscheidung von Chromkarbiden neigt, muss die Zeit im Temperaturbereich von 400°C - 850°C sowohl bei der Herstellung als auch bei der Verarbeitung begrenzt werden."

In einem älteren aber ausführlicheren Datenblatt der DEW, in dem ebenfalls 700°C als oberste Einsatztemperatur vermerkt sind heißt es:

"Obwohl im Lieferzustand (Lösungsgeglüht) keine Gefahr der interkristallinen Korrosion besteht, kann diese nach dem Schweißen oder nach dem Einsatz bei hohen Temperaturen einsetzen"
[...]
"Da diese Güte zur Ausscheidung von Chromkarbiden neigt, muss die Zeit im Temperaturbereich von 400°C - 850°C sowohl bei der Herstellung als auch bei der Verarbeitung sorfältig begrenzt werden."

Thyssenkrupp-Materials UK geht in seinem Datenblatt zu Stainless 304 bei den Grenzeinsatztemperaturen sogar noch mutiger voran (870°C bzw. 925°C ...halte ich für sehr gewagt, aber egal!) benennt diese aber korrekterweise als Oxidationsgrenztemperaturen und schränkt darauf hin wiederum ein:

"Heat Resistance
304 has good resistance to oxidation in intermittent service up to 870°C and in continuous service to 925°C. However, continuous use at 425- 860°C is not recommended. In this instance 304L is recommended due to its resistance to carbide precipitation. [...]"

...bei Bedarf hätte ich noch weitere Beispiele und themenbezogene Fachbuch-Auszüge.