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(dòng)。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(gè)重要分支，是制造內(nèi)燃機(jī)進(jìn)、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(qiáng)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(jī)工業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)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(hào)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(qiáng)性和抗氧化性，且較經(jīng)濟(jì)，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(jìn)氣閥門。我國標(biāo)準(zhǔn)中的牌號(hào)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(dá)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(qiáng)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(jìn)-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(jì)，在汽油機(jī)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(qiáng)度、疲勞強(qiáng)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(jìn)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(jì)。23-8N是用于柴汕機(jī)排氣閥門較經(jīng)濟(jì)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(qiáng)度和抗腐蝕、耐磨性的研究，開發(fā)了汽油機(jī)、柴油機(jī)兩用的新型排氣閥門材料VMS513，在高溫下的疲勞強(qiáng)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(gè)閥門鋼牌號(hào)。70年代開始研制21-N。80年代國產(chǎn)閥門鋼進(jìn)人全面發(fā)展階段。引進(jìn)消化了21-4WNbN，XB，21-12N，23-8N，21-2N，X85CrMoV182，X60CrMnMoVNbN2110，20-11P等。