วาล์วเป็นส่วนประกอบหลักของเครื่องยนต์และทำงานภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยอย่างยิ่ง:
อุณหภูมิสูง: อุณหภูมิวาล์วไอเสียสามารถเข้าถึง 650-850 องศา
แรงดันสูง: ทนทุกข์ทรมานจากผลกระทบของแรงดันระเบิด
การกัดกร่อน: ออกซิเดชันและการกัดกร่อนโดยก๊าซอุณหภูมิสูง- (ประกอบด้วยกำมะถันและตะกั่ว)
การเสียดสี: การกระแทกและการเสียดสีกับบ่าวาล์วบ่อยครั้ง
ความเหนื่อยล้า: ความล้าทางกลและความล้าจากความร้อนที่เกิดจากการเปิดและปิดซ้ำ ๆ
ดังนั้นเหล็กวาล์วจะต้องมี:
ความแข็งแรงและความแข็งทางความร้อนสูง: ไม่ทำให้อ่อนลงที่อุณหภูมิสูงและคงความแข็งแรงสูง
ต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้ดีเยี่ยม: ต้านทานการเกิดออกซิเดชันด้วยก๊าซอุณหภูมิสูง-
ทนต่อการสึกหรอสูง: ทนทานต่อแรงกระแทกและแรงเสียดทาน
ทนต่อความล้าจากความร้อนได้ดี: ไม่แตกร้าวภายใต้รอบเย็นและร้อน
ความเหนียว: ประสิทธิภาพไม่ลดลงเมื่อใช้งานในอุณหภูมิสูง-ในระยะยาว-
ครั้งที่สอง การจำแนกประเภทหลักและเกรดทั่วไป
เหล็กวาล์วแบ่งส่วนใหญ่ออกเป็นสองประเภท: มาร์เทนซิติกและออสเทนนิติก:
1. เหล็กวาล์วมาร์เทนซิติก (โหลดปานกลาง- โหลดต่ำ อุณหภูมิปานกลาง)
ลักษณะเฉพาะ: ปริมาณคาร์บอนที่สูงขึ้น (0.4-0.6%) ส่วนใหญ่ประกอบด้วย Cr และ Si สามารถเสริมความแข็งแกร่งได้ด้วยการชุบแข็ง + การแบ่งเบาบรรเทา มีความแข็งสูง ทนต่อการสึกหรอได้ดี และลดต้นทุน
อุณหภูมิการใช้งาน: น้อยกว่าหรือเท่ากับ 700 องศา ส่วนใหญ่ใช้สำหรับวาล์วไอดีหรือวาล์วไอเสียสำหรับโหลดเบา-
เกรดทั่วไป:
4Cr9Si2 (1.4718): เหล็กวาล์วอเนกประสงค์-ที่นิยมใช้กันมากที่สุด
4Cr10Si2Mo (1.4731): มี Mo ซึ่งมีความแข็งแกร่งและความเหนียวที่อุณหภูมิสูง-ดีกว่า
2. เหล็กวาล์วออสเทนนิติก (รับน้ำหนักสูง อุณหภูมิสูง)
ลักษณะเฉพาะ: Cr, Ni สูง และการเพิ่ม N, W, Mo ฯลฯ ความแรงของอุณหภูมิสูง- ความต้านทานการคืบคลาน และความต้านทานความล้าจากความร้อนนั้นเหนือกว่าประเภทมาร์เทนซิติกมาก แต่ราคาสูงและการแปรรูปทำได้ยาก
อุณหภูมิการใช้งาน: 700-850 องศา ส่วนใหญ่ใช้สำหรับวาล์วไอเสียที่มีภาระหนัก
เกรดทั่วไป:
5Cr21Mn9Ni4N (21-4N): เหล็กวาล์วออสเทนนิติกที่คลาสสิกที่สุด การเสริมไนโตรเจน อัตราส่วนต้นทุนต่อประสิทธิภาพสูง
23-8N (5Cr23Ni8Mn3N): Cr สูง ต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้ดีเยี่ยม
GH4751 (Nimonic 80A): โลหะผสมนิกเกิล-ที่มีอุณหภูมิสูง- ใช้ในสถานการณ์ที่มีอุณหภูมิสูงพิเศษ-และมีความแข็งแรงสูงพิเศษ-
| C | Cr | ศรี | มน | นิ | โม | N | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4Cr9Si2 | 0.35~0.50 | 8.0~10.0 | 2.0~3.0 | - | - | - | - | |
| 4Cr10Si2Mo | 0.35~0.45 | 9.0~11.0 | 1.9~2.6 | - | - | 0.7~1.0 | - | |
| 21-4N | 0.45~0.60 | 20.0~22.0 | น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.0 | 8.0~10.0 | 3.2~4.3 | - | 0.3-0.5 |
4Cr9Si2 เหล็กทนความร้อนมาร์เทนซิติก X45CrSi9-3 (1.4718) น้อยกว่าหรือเท่ากับ 700 องศา เครื่องยนต์เบนซินธรรมดา วาล์วไอดีเครื่องยนต์ดีเซลขนาดเล็ก / วาล์วไอเสียโหลดต่ำ
4Cr10Si2Mo เหล็กทนความร้อนมาร์เทนซิติก X40CrSiMo10-2 (1.4731) น้อยกว่าหรือเท่ากับ 750 องศา เครื่องยนต์ดีเซลโหลดปานกลาง วาล์วไอเสียรถยนต์
5Cr21Mn9Ni4N (21-4N) ออสเตนิติกวาล์วเหล็ก 21-4N 750~800 องศารถบรรทุกหนัก, เรือ, วาล์วไอเสียเครื่องยนต์กำลังสูง
