0上的活塞環(huán)槽12內(nèi)，填補氣缸內(nèi)壁面21和活塞10的微小間隙而密封燃燒 氣體。另外，通過自身所具有的張力向氣缸內(nèi)壁面21按下的活塞環(huán)的外周面5隨著活塞10的 運動而運動并適當?shù)乜刂朴湍さ暮穸取６?，此時，活塞環(huán)1經(jīng)由油膜與氣缸內(nèi)壁面21始終 保持接觸，因此，能夠?qū)⑤斎牖钊斆?1的熱量向氣缸20側(cè)傳遞(參考圖2的虛線箭頭）。
[0054] 內(nèi)燃機用高導熱性活塞環(huán)iWMn-化鋼作為母材2,通過將該Μη-化鋼制成分別含有 上述范圍的量的上述合金元素(C、Si、Mn、化、P、S、Al、Ni及Cu)的合金組成，能夠制成良好的 導熱部件，能夠?qū)崿F(xiàn)導熱功能的提高。因此，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機用高導熱性活塞環(huán)1，能夠 更有效地將輸入活塞頂面11的熱量傳遞至氣缸20側(cè)，可W在高壓縮比發(fā)動機的苛刻的熱環(huán) 境下使用。另外，由于本發(fā)明的內(nèi)燃機用高導熱性活塞環(huán)1為含有上述范圍的量的合金組 成，因此，耐磨性、耐擦傷性、耐軟化性、耐熱疲勞性及疲勞強度提高，在用于高壓縮比的汽 車用汽油發(fā)動機時能夠長期穩(wěn)定地發(fā)揮氣封功能及油控功能。
[0055] 下面，對Μη-化鋼所包含的合金元素的作用、及其質(zhì)量％的數(shù)值限制的原因進行說 明。Mn-Cr鋼通過所含的合金元素及其質(zhì)量％，而轉(zhuǎn)變?yōu)榕c原本所具有的性質(zhì)相比更具有各 種附加價值的材料。
[0056] 作為合金元素的C(碳)固溶于基體中，提高硬度，可有效確保澤火回火后(調(diào)質(zhì)后） 的耐軟化性及耐熱疲勞性。為了使內(nèi)燃機用高導熱性活塞環(huán)得到運樣的效果，優(yōu)選C的含量 在0.52質(zhì)量％ W上、0.65質(zhì)量％ W下的范圍內(nèi)。C的含量低于0.52質(zhì)量％時，不能實現(xiàn)耐磨 性能及機械強度的提高，因此不優(yōu)選。另一方面，如果C的含量超過0.65質(zhì)量％，則導致耐沖 擊性降低，同時無法得到良好的加工性能，因此不優(yōu)選。C的含量更優(yōu)選在0.52質(zhì)量％ W上、 0.60質(zhì)量％ W下的范圍內(nèi)，進一步優(yōu)選在0.54質(zhì)量％ W上、0.58質(zhì)量％ W下的范圍內(nèi)。
[0057] 作為合金元素的Si(娃)在烙煉鋼時具有脫氧作用及脫硫作用，并且具有通過固溶 強化提高耐軟化性的效果。為了使內(nèi)燃機用高導熱性活塞環(huán)得到運樣的效果，優(yōu)選Si的含 量在0.15質(zhì)量％ W上、0.35質(zhì)量％ W下的范圍內(nèi)。Si的含量低于0.15質(zhì)量％時，無法得到固 溶強化，無法提高耐磨性、耐擦傷性及耐熱疲勞性，因此不優(yōu)選。另一方面，Si的含量超過 0.35質(zhì)量％時，將導致導熱性和初性的降低，因此不優(yōu)選。Si的含量進一步優(yōu)選在0.17質(zhì) 量％ W上、0.25質(zhì)量％ W下的范圍內(nèi)。
[0058] 作為合金元素的Μη(儘)作為烙煉鋼時的脫氧劑是有效的，并且對提高鋼的初性和 拉伸強度，確保澤火回火后（調(diào)質(zhì)后）的強度都是有效的。為了使內(nèi)燃機用高導熱性活塞環(huán) 得到運樣的效果，優(yōu)選Μη的含量在0.60質(zhì)量上、1.00質(zhì)量下的范圍內(nèi)。Μη的含量低 于0.60質(zhì)量％時，無法充分確保澤火回火后（調(diào)質(zhì)后）的強度，因此不優(yōu)選。另一方面，Μη的 含量超過1.00質(zhì)量％時，澤火回火后(調(diào)質(zhì)后）的硬度過硬，而導致基體脆化，無法得到耐久 性及良好的加工性能，因此不優(yōu)選。Μη的含量更優(yōu)選在0.75質(zhì)量％ W上、0.85質(zhì)量％ W下的 范圍內(nèi)。
[0059] 作為合金元素的Cr(銘)形成Cr碳化物，有效提高耐熱性及耐腐蝕性，同時提高耐 磨性。另外，Cr在提高澤火性的同時增大回火抵抗，對確保澤火回火后（調(diào)質(zhì)后）的強度、初 性是有效的。為了使內(nèi)燃機用高導熱性活塞環(huán)得到運樣的效果，優(yōu)選Cr的含量在0.60質(zhì) 量％ W上、1.00質(zhì)量％ W下的范圍內(nèi)。Cr的含量低于0.60質(zhì)量％時，難W提高耐熱性、耐腐 蝕性及耐磨性，因此不優(yōu)選。Cr的含量超過1.00質(zhì)量％時，Cr碳化物的生成過量，導熱性降 低，并且該Cr碳化物偏析在晶界而變硬、變脆，因此，耐沖擊性能及加工性能降低，因此不優(yōu) 選。另外，Cr價格昂貴，如果大量使用將會導致產(chǎn)品成本的增加。Cr的含量更有選在0.75質(zhì) 量％ W上、0.90質(zhì)量％ W下的范圍內(nèi)。
[0060] 作為合金元素的P(憐)一般是導致晶界脆性的有害元素，但固溶于鋼中的鐵素體 中能使其硬度和拉伸強度增大，有效改善切削加工性。為了使內(nèi)燃機用高導熱性活塞環(huán)得 到運樣的效果，優(yōu)選P的含量為0.04質(zhì)量％ W下。P的含量超過0.04質(zhì)量％時，將促進憐化鐵 巧Θ3Ρ)的形成，使加工性的劣化和耐沖擊性降低，因此不優(yōu)選。
[0061] 作為合金元素的S(硫），其融點低，可W說是導致熱脆性的原因，但添加 Μη生成硫 化儘(MnS)可提高加工性。為了使內(nèi)燃機用高導熱性活塞環(huán)得到運樣的效果，優(yōu)選S的含量 為0.04質(zhì)量％ W下。S的含量超過0.04質(zhì)量％時，將導致加工性的劣化及耐沖擊性的降低， 因此不優(yōu)選。
[0062] 內(nèi)燃機用高導熱性活塞環(huán)中，作為母材的Μη-化鋼含有作為微量成分的A1(侶）、Ni (儀)及Cu(銅）。作為微量成分的A1作為烙煉鋼時的脫氧劑是有效的，并且能夠使晶粒細化 并提高加工性，提高導熱性。作為微量成分的Ni能夠在提高澤火性的同時，提高初性。另外， 作為微量成分的Ni可W對基體賦予耐熱性，并且提高耐磨性能，通過與Cr 一同添加，可提高 耐腐蝕性及耐熱性。作為微量成分的Cu提高耐候性，通過與Ni -同添加，可進一步提高該效 果。另外，作為微量成分的化能夠提高Μη-化鋼的導熱性，并賦予固體潤滑作用。
[0063] 內(nèi)燃機用高導熱性活塞環(huán)通過將作為微量成分的Al、Ni及Cu與上述合金元素組 合，即使在將該活塞環(huán)用于高壓縮比發(fā)動機的苛刻熱環(huán)境下時，對于氣封功能及導熱功能 而言，仍能夠長期發(fā)揮前所未有的優(yōu)異的效果。為了使內(nèi)燃機用高導熱性活塞環(huán)得到運樣 的效果，優(yōu)選Al、Ni及Cu的總含量在0.05質(zhì)量上、3.0質(zhì)量下的范圍內(nèi)。Al、Ni及Cu 的合金含量低于0.05質(zhì)量％時，難W得到與上述合金元素的組合后的協(xié)同效應。另外，A1、 Ni及化的合金含量超過3.0質(zhì)量％時，金屬間化合物的析出增多，導熱性降低，因此不優(yōu)選。
[0064] 如上所述，本發(fā)明的內(nèi)燃機用高導熱性活塞環(huán)1中，Mn-Cr鋼所含有的元素能夠單 獨發(fā)揮效果，且特定的元素進行組合能夠得到協(xié)同效應。因此，該活塞環(huán)1能夠在不損害耐 久性的前提下，發(fā)揮前所未有的良好導熱性效果，能夠用于高壓縮比的汽車用汽油發(fā)動機。
[0065] 優(yōu)選的是，Mn-Cr鋼中優(yōu)選含有微量成分即A1、化及Cu，各成分的含量均為0.01質(zhì) 量％ W上、1.0質(zhì)量％ W下。
[0066] 內(nèi)燃機用高導熱性活塞環(huán)1中，通過使A1、化及Cu各自的含量在0.01質(zhì)量％ W上、 1.0質(zhì)量％ W下的范圍內(nèi)，使其與上述合金元素組合時可W得到協(xié)同效應，提高導熱功能， 并且能夠長期穩(wěn)定地維持氣封功能及油控功能。Al、Ni及Cu中任一個的含量低于0.01質(zhì) 量％時，無法充分得到組合運些元素后產(chǎn)生的協(xié)同效應。另一方面，A1或Cu的含量超過1.0 質(zhì)量時，金屬間化合物的析出增多，導熱性降低，因此不優(yōu)選。另外，Ni的含量超過1.0質(zhì) 量％時，將導致產(chǎn)品成本的上升，因此不優(yōu)選。
[0067] 優(yōu)選Μη-化鋼所含的微量成分即Al、Ni及化的含量滿足下記式（1)的關(guān)系。
[0068] [數(shù)學式2]
[0069]
[0070] A1及化主要在提高活塞環(huán)1的導熱功能上是有效的，但含量過多時，會降低活塞環(huán) 的耐久性。另一方面，Ni有助于提高活塞環(huán)1的硬度，主要對實現(xiàn)耐久性及耐熱疲勞性的提 高有效。因此，通過使Al、Ni及Cu各自的含量滿足式（1)所示關(guān)系，能夠防止活塞環(huán)1的耐磨 性、耐擦傷性、耐熱疲勞性及疲勞強度的降低，并且提高導熱性，即使在高壓縮比發(fā)動機的 熱負荷高的環(huán)境下也能夠長期穩(wěn)定地使用。運時，優(yōu)選Μ的含量相對于A1及Cu的含量的比 率在1.0W上、20 W下的范圍內(nèi)。Ni的含量相對于A1及化的含量的比率低于1.0時，難W在苛 刻的熱環(huán)境下充分發(fā)揮活塞環(huán)所要求的導熱功能。另一方面，Ni的含量相對于A1及Cu的含 量的比率超過20時，無法充分提高活塞環(huán)的耐久性及耐熱疲勞性，難W在苛刻的熱環(huán)境下 長期穩(wěn)定地發(fā)揮活塞環(huán)要求的氣封功能及油控功能。
[0071] 優(yōu)選的是，在內(nèi)燃機用高導熱性活塞環(huán)1中，活塞環(huán)的外周面5具備鍛硬銘、硬質(zhì)陶 瓷及硬質(zhì)碳中的任一