閥門鋼(氣閥鋼)作為一種耐熱鋼是特殊鋼領域中專業性很強的分支,廣泛用作以汽油機和柴油機作為輸出動力的汽車、摩托車、艦船、坦克及農用機械等的進排氣閥門材料。閥門鋼的工作環境極其惡劣,需承受高溫高壓腐蝕燃氣的反復沖刷及頻繁的摩擦沖擊,因此對閥門鋼性能的要求也非常苛刻。閥門鋼須有良好的熱強性、抗氧化性、耐腐蝕性、抗熱疲勞及耐磨性,還要求膨脹系數低,以實現高溫密封。當排氣溫超過材料極限溫度,閥門強度將急劇下降并可能嚴重燒蝕、斷裂或磨損,輕則降低發動機輸出功率,重則釀成發動機報廢事故。
我國對閥門鋼的研究和產業化在較長時期內沒有形成系列,流行的閥門鋼材料基本為俄羅斯和日本引進牌號國產化。國外閥門鋼隨發動機技術革新經歷了碳鋼一低合金鋼一鉻硅不銹(xiu)鋼-奧氏體耐熱鋼一鎳基合金多個階段。我國眾多單位聯合攻關,成功研制了MF811高碳馬氏體閥門鋼,該鋼性能介于4Cr10Si2Mo(SUH3)和53Cr21Mn9Ni4N(21-4N)之間,由于工藝簡單,成本低廉,符合中國汽車國產化條件,已經大部分取代4Cr10Si2Mo閥錐面堆焊鈷基堆焊閥,一部分取代馬氏體與21-4N焊接閥。
汽車閥(fa)(fa)(fa)門(men)(men)分為進氣閥(fa)(fa)(fa)門(men)(men)和(he)排氣閥(fa)(fa)(fa)門(men)(men),鑒于(yu)不(bu)同部(bu)(bu)位應采用(yong)不(bu)同鋼(gang)種。桿端要求耐(nai)(nai)磨耐(nai)(nai)沖擊,應選用(yong)馬氏(shi)體型。盤(pan)頸部(bu)(bu)及(ji)盤(pan)錐(zhui)面要求耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)、耐(nai)(nai)磨、耐(nai)(nai)高溫等(deng),應選用(yong)沉淀(dian)硬化奧(ao)氏(shi)體耐(nai)(nai)熱(re)鋼(gang)。進氣閥(fa)(fa)(fa)常(chang)(chang)(chang)用(yong)馬氏(shi)體耐(nai)(nai)熱(re)鋼(gang),而排氣閥(fa)(fa)(fa)常(chang)(chang)(chang)采用(yong)沉淀(dian)硬化奧(ao)氏(shi)體耐(nai)(nai)熱(re)鋼(gang),也有摩(mo)擦焊(han)接桿頭(馬氏(shi)體)與(yu)盤(pan)頸部(bu)(bu)(奧(ao)氏(shi)體)組(zu)合氣閥(fa)(fa)(fa)。中(zhong)(zhong)(zhong)空或中(zhong)(zhong)(zhong)空充鈉(na)閥(fa)(fa)(fa)門(men)(men)常(chang)(chang)(chang)用(yong)于(yu)賽車,起到(dao)導熱(re)和(he)減重的(de)(de)雙重作用(yong)。鈉(na)熔點低、導熱(re)性高,一直以來作為中(zhong)(zhong)(zhong)子快堆(dui)的(de)(de)液態(tai)冷卻劑。液態(tai)鈉(na)填封到(dao)中(zhong)(zhong)(zhong)空閥(fa)(fa)(fa)門(men)(men)桿內(nei)可有效降低閥(fa)(fa)(fa)門(men)(men)溫度(du)和(he)提高閥(fa)(fa)(fa)門(men)(men)熱(re)硬度(du)。在相(xiang)同工(gong)況下,中(zhong)(zhong)(zhong)空充鈉(na)氣閥(fa)(fa)(fa)可有效防(fang)止盤(pan)頸部(bu)(bu)積(ji)熱(re),比實心(xin)氣閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)盤(pan)部(bu)(bu)最(zui)高溫度(du)約降低110℃。焊(han)接和(he)中(zhong)(zhong)(zhong)空閥(fa)(fa)(fa)門(men)(men)如圖(tu)3-4-4所示。

華(hua)新麗華(hua)鹽水廠等(deng)企業早(zao)在20世紀90年代便(bian)涉足汽車閥(fa)門鋼(gang)領域,開發的(de)閥(fa)門鋼(gang)有(you)中碳馬(ma)氏體(ti)(ti)42Cr9Si2、45Cr9Si3(SUH1)、51Cr8Si2(SUH11)。通過成(cheng)(cheng)分(fen)降低(di)51Cr8Si2的(de)鉻、硅含量(liang)(liang),無論在熱塑性(xing)(xing)、抑制回火脆性(xing)(xing)、提高(gao)淬硬(ying)性(xing)(xing)還是降低(di)成(cheng)(cheng)本方(fang)面(mian)均有(you)優勢(shi)。通過球化(hua)退(tui)火切斷粗晶遺傳,獲得均勻(yun)分(fen)布的(de)珠光(guang)體(ti)(ti)組織(zhi)。華(hua)新麗華(hua)煙臺廠采用(yong)連鑄(zhu)方(fang)式大(da)量(liang)(liang)生產馬(ma)氏體(ti)(ti)45Cr9Si3(SUH1)方(fang)坯,奧氏體(ti)(ti)50Cr21Mn9Ni4Nb2WN(21-4NWNb)、53Cr21Mn9Ni4N(21-4N)鑄(zhu)錠,提供(gong)原(yuan)料(liao)給寶鋼(gang)等(deng)熱軋和冷鐓(dui)閥(fa)門鋼(gang)下游客戶。



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