閥門鋼簡介
閥門(famen)是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件,具有截止、調(diào)節(jié)、導(dǎo)流、防止逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能。
用于流體控制系統(tǒng)的閥門,從最簡單的截止閥到極為復(fù)雜的自控系統(tǒng)中所用的各種閥門,其品種和規(guī)格相當(dāng)繁多。閥門可用于控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質(zhì)、泥漿、油品、液態(tài)金屬和放射性介質(zhì)等各種類型流體的流動。閥門根據(jù)材質(zhì)還分為鑄鐵閥門,鑄鋼閥門,不銹鋼閥門(201、304、316等),鉻鉬鋼閥門,鉻鉬釩鋼閥門,雙相鋼閥門,塑料閥門,非標(biāo)訂制等閥門材質(zhì)。
閥門鋼
閥門鋼是耐熱鋼的一個重要分支,是制造內(nèi)燃機進、排氣閥門的專用特殊材料。這種材料常處于450~900℃的高溫和3000~7000kPa的爆發(fā)壓力的工作條件下,并長期承受汽油、柴油等燃?xì)獾母邷馗g與沖刷及閥門本身與閥座的摩擦。因此,閥門材料必須具備在最高工作溫度下有足夠的熱強性、抗高溫腐蝕性、抗氧化性、耐磨性和抗沖擊性。
汽車和內(nèi)燃機工業(yè)的發(fā)展,推動了閥門鋼的開發(fā),最早的閥門鋼是20世紀(jì)20年代的0.4C-12Cr鋼。1930年開始使用8.5Cr-3Si鋼。1942年英國列人標(biāo)準(zhǔn)中的牌號為En52。稍后法國提出了10Cr-2Si-1Mo鋼。這樣就形成了以Cr-Si為主的馬氏體型閥門鋼。這種鋼在650℃以下有良好的熱強性和抗氧化性,且較經(jīng)濟,至今各國還廣泛用于低負(fù)荷的排氣閥門和中負(fù)荷的進氣閥門。我國標(biāo)準(zhǔn)中的牌號為4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo。增加碳含量并加人鎳、鉬、鎢、釩等可提高耐熱性,發(fā)展為高碳馬氏體型耐熱鋼,碳含量最高達0.80%~0.85%,如X80CrSiNi20(XB)、X85CrMoV193、X80CrSiMoW152等。我國研制了新鋼種MF811。
中、高負(fù)荷的排氣閥-般采用奧氏體型閥門鋼。最早使用的是高碳18Cr-8Ni奧氏體鋼。為了提高鋼的熱強性添加了鎢、鉬,并相應(yīng)提高了鎳的含量,如X45CrNiW189、14Cr-14Ni-2W-1Mo鋼。在21Cr-12Ni鋼中加入0.2%N進-步穩(wěn)定了奧氏體并增加了鋼的硬度和延緩了碳化物的集聚。用錳代替Cr-Ni鋼中的鎳始于1945年。1950年Jenmings發(fā)現(xiàn)硅含量小于0.25%顯著提高了抗氧化鉛腐蝕的能力。1952年美國發(fā)明了低硅的21Cr-9Mn-4Ni-N鋼(21-4N),與21Cr-12NiN、14Cr-14Ni-2W-Mo相比,性能優(yōu)越較經(jīng)濟,在汽油機排氣閥門仁迅速得到廣泛應(yīng)用。在21-4N鋼某礎(chǔ)上添加硫改善切削性能形成了21-4NS。添加鈮、鉬、鎢和釩,提高了高溫強度、疲勞強度和耐磨性,開發(fā)了21-4WNbN,X60CrMnMoVNbN2110鋼。21-4N鋼硅低氮高,生產(chǎn)難度大,對其成分進行調(diào)整,成為21-2N,這種鋼用于輕負(fù)荷排氣閥更為經(jīng)濟。23-8N是用于柴汕機排氣閥門較經(jīng)濟的材料,性能優(yōu)于21-12N和14Cr-14Ni-2W-Mo鋼,工藝性能也優(yōu)于21-4N鋼。美國還致力于改善閥門鋼的高溫疲勞強度和抗腐蝕、耐磨性的研究,開發(fā)了汽油機、柴油機兩用的新型排氣閥門材料VMS513,在高溫下的疲勞強度比21-4N高40%。
我國閥門鋼的研究生產(chǎn)始于20世紀(jì)50年代。在YBII 1959《耐熱鋼技術(shù)條件》中列人了通4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo、4Cr14Ni14W2Mo三個閥門鋼牌號。70年代開始研制21-N。80年代國產(chǎn)閥門鋼進人全面發(fā)展階段。引進消化了21-4WNbN,XB,21-12N,23-8N,21-2N,X85CrMoV182,X60CrMnMoVNbN2110,20-11P等。