气阀钢是用于制造汽油发动机和柴油发动机进、排气阀的钢材,也是整个发动机中的关键材料。
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基本特性
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工作环境恶劣:气阀钢一般在高温(450~900℃)、高压(3000~7000kPa)以及高冲刷和高磨蚀的条件下工作,需要承受燃气的高温腐蚀与冲刷及阀门本身与阀座的摩擦。
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性能要求严格:在工作温度下,气阀钢需具备足够的高温强度和韧性,高的硬度和耐磨性,良好的抗氧化性和抗腐蚀性能。
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分类
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按化学成分
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碳素钢:具有良好的塑性、韧性和焊接性能,但耐腐蚀性较差。
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不锈钢:包括奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢和双相不锈钢等,具有优异的耐腐蚀性和耐热性,广泛应用于各种腐蚀性环境下的阀门制造。
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高温合金钢:用于制造高温环境下使用的阀门,具有优异的耐热性和强度。
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按制造工艺
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铸造成型:将钢水注入模具中,冷却凝固后形成形状复杂、尺寸较大的阀门零件。
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锻造成型:将钢坯在锻压机上加热后进行锻打,使其变形成为所需阀门零件,其尺寸精度高、机械性能优良。
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焊接成型:通过焊接两块钢板形成阀门零件,制造简单、成本低,但焊接质量对气阀钢性能有一定影响。
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按用途
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通用气阀钢:适用于一般用途的阀门制造,要求具有良好的综合机械性能和加工性能。
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耐腐蚀气阀钢:适用于在腐蚀性环境下使用的阀门制造,具有优异的耐腐蚀性能。
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高温气阀钢:适用于在高温环境下工作的阀门,如内燃机中的排气阀等。
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低温气阀钢:适用于在低温环境下工作的阀门,如某些特殊工况下的进气阀等,要求具有良好的低温韧性和焊接性能。
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常用材质
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马氏体型阀门钢:常用的有4Cr9Si2和4Cr10Si2Mo钢,其中4Cr9Si2钢用作700℃以下工作的汽车发动机、柴油机的排气阀,4Cr10Si2Mo钢可用作工作温度不超过750℃的中、高负荷汽车发动机和柴油机的排气阀。
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奥氏体型阀门钢:使用较广泛的是4Cr14Ni14W2Mo钢,用于制作使用温度不超过750℃的内燃机重负荷排气阀,此外还有5Cr21Mn9Ni4N和2Cr21Ni12MnSiN钢等。