GME 06111-2009 Aluminum Cylinder Heads Component-related Material Specification (English German Includes Appendix A through C).pdf

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1、GeneralSpecificationPowertrain GME 06111Aluminum Cylinder Heads Zylinderkpfe aus AluminiumComponent-related Material Specification Bauteilbezogene Werkstoffspezifikation1 Introduction 1 EinfhrungNote: Nothing in this standard supersedes applica-ble laws and regulations.Hinweis: Die Vorschrift darf k

2、eine anzuwendendenGesetze und Regelungen auer Kraft setzen.Note: In the event of a conflict between the Englishand the domestic language, the English languageshall take precedence.Hinweis: Im Falle von Unstimmigkeiten zwischendem englischen und dem landessprachlichen Text istder englische Text aussc

3、hlaggebend.1.1 Scope. For cylinder heads made of AlSi castingalloys according to1.1 Anwendungsbereich. Fr Zylinderkpfe ausAl-Si-Gusslegierungen nachGMW5M-AL-C-P-Si9Cu3-F GMW5M-AL-C-P-Si9Cu3-FGMW5M-AL-C-P-Si10Mg-F GMW5M-AL-C-P-Si10Mg-FGMW5M-AL-C-P-Si6Cu4Mg-F GMW5M-AL-C-P-Si6Cu4Mg-F1.2 Mission / Theme

4、. This document describes thecomponent-relatedmodificationstothematerialspec-ifications:1.2 Aufgabe / Thema. Diese Spezifikationbeschreibt die bauteilbezogenen Modifikationenfolgender Werkstoffspezifikation:GMW5M-AL-C-P-Si9Cu3-F GMW5M-AL-C-P-Si9Cu3-FGMW5M-AL-C-P-Si10Mg-F GMW5M-AL-C-P-Si10Mg-FGMW5M-A

5、L-C-P-Si6Cu4Mg-F GMW5M-AL-C-P-Si6Cu4Mg-FIt serves as an acceptance standard for visual testsof porosity and flaws in machined and unmachinedcylinder head surfaces.Des weiteren dient sie als Abnahmestandard bei dervisuellen Prfung auf Porositten und Fehlstellen vonbearbeiteten und unbearbeiteten Flch

6、en an Zylin-derkpfen.Specifications concerning the surface condition,e.g. roughness, rippling and evenness of preparedsurfaces, are not included in this document and shallbe specified by drawing.Angaben hinsichtlich der Oberflchenbeschaffenheit,wie z.B. Rauhigkeit, Welligkeit und Ebenheit vonbearbei

7、teten Flchen, sind nicht Bestandteil dieserSpezifikation und werden auf der Freigabezeichnungspezifiziert.1.3 Classification. Not applicable. 1.3 Einteilung. Nicht anwendbar.2 References 2 ReferenzenNote: Only the latest approved standards are appli-cable unless otherwise specified.Hinweis: Wenn nic

8、ht anders angegeben, ist jeweilsdieneueste Fassung der angegebenenReferenz gl-tig. Copyright 2009 General Motors Corporation All Rights ReservedPublication Department: GME Specification CenterJune 2009 - Issue No. 3 Page 1 of 11PRD045 - VPRE ST 1 10/03 GME 06111 GM EUROPE ENGINEERING STANDARDS2.1 Ex

9、ternal Standards/Specifications. 2.1 Externe Normen/Vorschriften.DIN 503512.2 GM Standards/Specifications. 2.2 GM Normen/Vorschriften.GMW5 GMW3059 ON 2022.3 Additional References. None. 2.3 Zustzliche Referenzen. Keine.3 Test Preparation and Evaluation 3 Prfungsvorbereitung undAuswertung3.1 Resource

10、s. 3.1 Gerte und Einrichtungen.3.1.1 Calibration. The test facilities and equipmentshall be in good working order and shall have a validcalibration label.3.1.1 Kalibrierung. AllePrfeinrichtungenund -aus-rstungen mssen funktionsfhig sein und eine gl-tige Kalibrierplakette haben.3.1.2 Alternatives. Al

11、ternative test facilities andequipment may also be used. However, all mea-suring variables as specified in this standard shallbe determined correctly with respect to its physicaldefinition.3.1.2 Alternativen. EsknnenauchalternativePrf-einrichtungen und -ausrstungen verwendet werden.Alle Messvariable

12、n, wie sie in dieser Vorschrift ange-geben werden, mssen jedoch in Bezug auf ihre phy-sikalische Definition korrekt festgelegt werden.3.1.3 Facilities. The porosity and flaws of machinedsealing surfaces shall be evaluated visually. Anoptical evaluation system shall be used in borderlinecases for det

13、ermining the maximum dimensions ofthe pores andthe minimumdistance(inmm) betweenthe pores.3.1.3 Einrichtung. Die Beurteilung der Porosittenund Fehlstellen von bearbeiteten Dichtflchen erfolgtvisuell. In Grenzfllen muss ein optisches Auswer-tesystem zur Ermittlung der maximalen Ausdehnungder Poren un

14、d deren Mindestabstand zueinander (inmm) hinzugezogen werden.3.1.4 Equipment. Jigs with gasket contour for therespective sealing flange. These shall be createdon the base of the current gasket drawing for therespective flange. The positional tolerance of thegasket shall be determined by the QA depar

15、tment.3.1.4 Ausrstung. Schablonen mit Dichtungsver-lauf fr den jeweiligen Dichtflansch. Diese sind aufBasis der aktuellen Zeichnung der Dichtung fr denjeweiligen Flansch unter Bercksichtigung der Posi-tionstoleranz der Dichtung durch den QS-Bereich zuerstellen.3.1.5 TestVehicle /TestPiece. Cylinder

16、heads aftermachining of the sealing surfaces.3.1.5 Testfahrzeug / Probekrper. Zylinderkpfenach der Bearbeitung der Dichtflchen.3.1.6 Test Time. Not applicable. 3.1.6 Prfzeit. Nicht anwendbar.3.1.7 Test Required Information. Not applicable. 3.1.7 Zum Prfen bentigte Informationen. Nichtanwendbar.3.1.8

17、 Personnel / Skills. Not applicable. 3.1.8 Personal / Fhigkeiten. Nicht anwendbar.3.2 Preparation. The prepared surfaces shall be dryand free from dirt and dust.3.2 Vorbereitung. DiebearbeitetenFlchenmssentrocken, schmutz- und staubfrei sein.3.3 Conditions. 3.3 Bedingungen.3.3.1 Environmental Condit

18、ions. Not applicable. 3.3.1 Umgebungsbedingungen. Nicht anwendbar. Copyright 2009 General Motors Corporation All Rights ReservedPage 2 of 11 Issue No. 3 - June 2009PRD045 - VPRE ST G 10/03 GM EUROPE ENGINEERING STANDARDS GME 061113.3.2 Test Conditions. Deviations from the require-ments of the test p

19、rocedures shall have been agreedupon. Such requirements shall be specified on com-ponent drawings, test certificates, reports etc.3.3.2 Prfbedingungen. Abweichungen von denBedingungen der Versuchsdurchfhrungen mssenvereinbart werden. Diese Bedingungen sind aufTeilezeichnungen vorgeschrieben bzw. mss

20、en aufPrfzeugnissen, Berichten und dergl. angegebenwerden.3.4 Instructions. Not applicable. 3.4 Prfanleitung. Nicht anwendbar.3.5 Data. Not applicable. 3.5 Ergebnisse. Nicht anwendbar.3.6 Safety. This standard may involve hazardousmaterials, operations and equipment. This standarddoes not propose to

21、 adress all the safety problemsassociated with its use. It is the responsibility of theuser of this standard to establish appropriate safetyand health practices and determine the applicabilityof regulatory limitations prior to use.3.6 Sicherheitshinweis. Diese Vorschrift enthltmglicherweise gefhrlic

22、he Materialien, Operatio-nen oder Ausrstung. Diese Vorschrift ist nichtdazu bestimmt, auf Sicherheitsprobleme mit die-sen hinzuweisen. Es ist die Verantwortlichkeit derAnwender dieser Vorschrift, angemessene Sicher-heits- und Gesundheitsvorkehrungen zu treffen unddie Anwendbarkeit der gesetzlichen G

23、renzen vordem Gebrauch zu bestimmen.3.7 Documentation. Samples of components ormaterial released to this standard shall be tested forconformity with the requirements of this standard andapproved by the responsible GM Department prior tothe start of delivery of production level componentsor materials

24、.3.7 Dokumentation. Freigabemuster fr die dieseVorschrift zutrifft, mssen nach dieser Vorschriftgeprft werden und von der verantwortlichen GMAbteilung genehmigt sein, ehe eine Lieferung erfol-gen kann.Anychangetothe componentor materiale.g. design,function, properties, manufacturing process and/orlo

25、cation of manufacture requires a new releaseof the product. It is the sole responsibility of thesupplier to provide the customer, unsolicited, withdocumentation of any change or modification to theproduct/process, and to apply for a new release.nderungen von z.B. Aufbau, Funktion, Eigen-schaften, He

26、rstellungsprozess und Ort macheneine Neufreigabe notwendig. Der Hersteller istverpflichtet, unaufgefordert den Abnehmer mit einerDokumentation ber alle Abstimmungen, Modifikatio-nen von Teilen und / oder Prozessen zu informierenund eine Neufreigabe zu beantragen.If not otherwise agreed to the entire

27、 verification testshall be repeated and documented by the supplierprior to start of delivery of the modified or changedproduct. In some cases a shorter test can be agreedto between the responsible GM Department and thesupplier.Wenn nicht anders vereinbart, ist die komplette Frei-gabeprfung durch den

28、 Lieferanten zu wiederholenund das Ergebnis zu dokumentieren, bevor die nde-rungen in der Lieferung einsetzen knnen. In Einzel-fllen kann zwischen der verantwortlichen GM Abtei-lung und dem Lieferanten eine verkrzte Prfungver-einbart werden.3.7.1 Test Results. Test results shall be presentedin a tes

29、t report with reference to this standard.3.7.1 Prfergebnisse. Die Prfergebnisse sindunter Hinweis auf diese Spezifikation in einem Prf-bericht zusammenzustellen. Copyright 2009 General Motors Corporation All Rights ReservedJune 2009 - Issue No. 3 Page 3 of 11PRD045 - VPRE ST U 10/03 GME 06111 GM EUR

30、OPE ENGINEERING STANDARDS4 Requirements and Procedure 4 Anforderungen und Prfungen4.1 Material Requirements. The materialis a modified version of AlSi cast alloysGMW5M-AL-C-P-Si9Cu3-F, GMW5M-AL-C-P-Si10Mg-F and GMW5M-AL-C-P-Si6Cu4Mg-F, whichmay be used optionally.4.1 Anforderungen an den Werkstoff.

31、Der Werk-stoff ist eine Modifizierung der Al-Si-GusslegierungenGMW5M-AL-C-P-Si9Cu3-F, GMW5M-AL-C-P-Si10Mg-F und GMW5M-AL-C-P-Si6Cu4Mg-F, diewahlweise verwendet werden knnen.Cylinder heads may be subjected to additional heattreatment in order to improve the mechanical proper-ties. The heat treatment

32、shall then be specified in thedrawing to GMW5M-AL-C.Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaftenknnen Zylinderkpfe einer zustzlichen Wrmebe-handlung unterzogen werden. Diese ist im entspre-chenden Fall gem GMW5M-AL-C inder Zeichnunganzugeben.The respective modifications are described in para-grap

33、h 4.1.1 to 4.1.3.In den Abschnitten 4.1.1 bis 4.1.3 sind die entspre-chenden Modifikationen beschrieben.4.1.1 Chemical Composition. The maximumpermissible iron content for alloys according toGMW5M-AL-C-P-Si9Cu3-F and GMW5M-AL-C-P-Si6Cu4Mg-F is 0.7 % max. by mass.4.1.1 Chemische Zusammensetzung. Bei

34、Ver-wendung einer Legierung nach GMW5M-AL-C-P-Si9Cu3-F und GMW5M-AL-C-P-Si6Cu4Mg-F betrgtder zulssige Massenanteil von Eisen 0.7 % max.4.1.2 Mechanical Properties. The hardness shallbe within a range of (80.110) HB according toDIN 50351.4.1.2 MechanischeEigenschaften. DieHrtemussnach DIN 50351 in ei

35、nem Bereich von (80.110) HBliegen.Thehardnessshallbemeasured onthe surface of thecombustion chamber side between cylinders 2 and3 of the machined cylinder head. Owing to solidifi-cation, slight deviations in the hardness values mayoccur in areas where cooling is slower. These valuesshall be 70 HB.Di

36、e Hrtemessung ist auf der Oberflche der Brenn-raumseitezwischenZylinder2und3desbearbeitetenZylinderkopfes zu messen. Erstarrungsbedingt kn-nen in Bereichen langsamerer Abkhlung geringfgigabweichende Hrtewerte vorliegen. Diese mssen 70 HB betragen.4.1.3 Microstructure. The microstructure shall befine

37、-grained and the silicon precipitation finely acic-ular to fine-grained. The structure shall be refined ifnecessary.4.1.3 Gefge. Das Gefge muss feinkrnig, die Sili-zium-Ausscheidungen feinnadelig bis feinkrnig vor-liegen. Falls erforderlich, ist deshalb eine Kornfei-nung vorzunehmen.Dendrite arm dis

38、tance DAS (Note 1): 30 m max. Dendritenarmabstand DAS (Note 1): 30 m max.Feneedlelength:.0.1mmmax. Fe-Nadellnge:. 0.1mmmax.Porosity:. 1Fl%max. Porenanteil:.1Fl%max.Diameterofpores:0.5mmmax. Porendurchmesser:. 0.5mmmax.Note 1: The dendrites for calculating the DAS shall allow the mea-surement of at l

39、east 5 adjacent dendrite arm distances.The mean value of at least 10 individual measurements ofthedistancesbetweentwoadjacentdendritearmsshallbedetermined. Thestructureshallbeanalyzedonthegroundsurface at a magnification of 100x.Note 1: Die Dendriten zur Ermittlung des DAS mssen das Aus-messen von m

40、indestens 5 nebeneinanderliegenden Den-dritenarmabstnden zulassen. Der Mittelwert aus minde-stens 10 Einzelmessungen der Abstnde zweier, neben-einanderliegender Dendritenarme ist zu bilden. Die Gef-geauswertung erfolgt am Schliff, bei 100-facher Vergre-rung. Copyright 2009 General Motors Corporation

41、 All Rights ReservedPage 4 of 11 Issue No. 3 - June 2009PRD045 - VPRE ST G 10/03 GM EUROPE ENGINEERING STANDARDS GME 06111The sample for the structural investigation shall betaken from the valve bridge in the 3rd cylinder. Inthe case of four valves per cylinder, the sample shallbe taken from the bri

42、dge between the two exhaustvalves in the 3rd cylinder. Owing to solidification,slight deviations in the hardness values may occur inareas where cooling is slower (DAS and Fe needlelength 30 % max.).Die Probenentnahme zur Gefgeuntersuchungerfolgt am Ventilsteg des 3. Zylinders. Bei vierVentilen pro Z

43、ylinder erfolgt die Probenentnahmeam Steg zwischen den beiden Auslassventilendes 3. Zylinders. Erstarrungsbedingt knnen inBereichen langsamerer Abkhlung geringfgigabweichende Werte vorliegen (DAS und Fe-Nadel-lnge 30 % max.).Thestructureshallbeanalyzed onthegroundsurfaceat a magnification of 100 x.D

44、ie Gefgeauswertung erfolgt am Schliff, bei100-facher Vergrsserung.4.2 Porosity and Surface Flaws. 4.2 Porositten und Fehlstellen auf Oberflchen.4.2.1 Definition. 4.2.1 Definition.4.2.1.1 Porosity. Porosity includes all recognizablecavities. The size is the maximum dimension forround and non-round po

45、res.4.2.1.1 Porositt. Unter Porositt werden alleerkennbaren Hohlrume verstanden. Deren Greist die maximale Ausdehnung bei runden und nichtrunden Poren.4.2.1.2 Flaws. Mechanical damage, e.g. caused byoperation and cutting marks, and unevenness in thecast surfaces are designated as flaws.4.2.1.2 Fehls

46、tellen. Als Fehlstellen werden mecha-nische Beschdigungen, z.B. durch Handhabung undSpanabdrcke, und Unregelmigkeiten der Gusso-berflche bezeichnet.4.2.2 Classification. The size and distribution ofpermissible pores are determined by specifying poreclasses (PC). The largest dimensions of the poresan

47、d the minimum distance between the pores (inmm) are specified separated by a slash (see table inAppendix A).4.2.2 Einteilung. Gre und Verteilung von zulssi-gen Poren werden durch Angabe von Porenklassen(PK) festgelegt. Hierbei wird die grte Ausdehnungder Poren und deren Mindestabstand zueinander (in

48、mm) getrennt durch Schrgstrich angegeben (sieheBildreihentafel, Anhang A).Flaws shall be assessed on the basis of size, depthand distance.Fehlstellen werden anhand von Gre, Tiefe undAbstand beurteilt.4.2.3 Requirements. 4.2.3 Anforderungen.4.2.3.1 Sealing Surfaces. Thesizeanddistanceofpermissiblepores on the sealingsurfaces are listed inAppendix A in accordance with the gasket type used.Pore groups, spongy accumulations of pores, shrink-age and cracks