交通運輸領(lǐng)域

船舶制造：船舶的動力系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、壓載系統(tǒng)等都需要使用大量的閥門。氣閥鋼制造的閥門可以適應(yīng)船舶在海上航行時所面臨的高溫、高濕、高鹽度等惡劣環(huán)境，船舶的正常航行和安全性能。例如，船舶主機(jī)的進(jìn)氣閥、排氣閥等部件就常采用氣閥鋼制造。
軌道交通：在火車、地鐵等軌道交通工具中，制動系統(tǒng)的空氣控制閥門、車門的開關(guān)控制閥門等都可能使用氣閥鋼。這些閥門需要具備較高的強(qiáng)度和可靠性，以確保軌道交通工具的安全運行。

基本概念

閥門用鋼，也稱為氣閥鋼，是耐熱鋼的一個重要分支，主要用于制造內(nèi)燃機(jī)進(jìn)、排氣閥門。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。

奧氏體不銹鋼

5Cr21Mn9Ni4N：以經(jīng)受高溫強(qiáng)度為主的汽油及柴油機(jī)用排氣閥，通常在 1100 - 1200℃固溶，730 - 780℃時效。
2Cr21Ni12N：以抗氧化為主的汽油及柴油機(jī)用排氣閥，一般在 1100 - 1200℃固溶，780 - 820℃時效。
4Cr14Ni14W2Mo：有較高的熱強(qiáng)性，用于內(nèi)燃機(jī)重負(fù)荷排氣閥，通常在 1100 - 1200℃固溶，730 - 780℃時效。

氣閥鋼在汽車中主要用于制造汽油發(fā)動機(jī)和柴油發(fā)動機(jī)的進(jìn)、排氣閥。這些閥門在發(fā)動機(jī)工作循環(huán)中起著至關(guān)重要的作用，控制著進(jìn)入汽缸的氣體流量以及排出燃燒后的廢氣。具體來說：

高溫強(qiáng)度和耐磨性：氣閥鋼需要具備足夠的高溫強(qiáng)度和耐磨性，以承受發(fā)動機(jī)工作過程中產(chǎn)生的高溫和高壓環(huán)境。

耐腐蝕性：氣閥鋼還需要具有良好的耐腐蝕性，以防止在惡劣的工作環(huán)境中生銹或腐蝕。

抗氧化性：在高溫環(huán)境下，氣閥鋼需要具備良好的抗氧化性，以保持其性能穩(wěn)定。

氣閥鋼牌號眾多，以下是一些常見的氣閥鋼牌號：

馬氏體氣閥鋼

42Cr9Si2：具有較好的淬硬性和抗腐蝕性，是我國農(nóng)用車等負(fù)荷不高的內(nèi)燃機(jī)排氣閥和一些中高負(fù)荷內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣閥常用材料。
45Cr9Si3：在歐美、日本多年來作為標(biāo)準(zhǔn)鋼號大量使用，與 42Cr9Si2 鋼相比，淬硬性和抗腐蝕性更好，但在我國因特殊鋼廠熱軋機(jī)精度低、軋材偏差大等因素，采用特定生產(chǎn)工藝時成本較高。
40Crl0Si2Mo：是我國常用的馬氏體氣閥鋼之一，具有良好的綜合性能。
51Cr8Si2：即 SUH11、X50CrSi82，是日本標(biāo)準(zhǔn)中的較早鋼號，成分中降低了 Cr、Si 的含量，使鋼材成本降低，熱塑性和室溫塑性提高，回火脆性減小，成材率提高，淬火后的硬度能夠大于 58HRC，適宜于用作排氣閥摩擦焊結(jié)構(gòu)的閥桿。
80Cr20Si2Ni：歐美各國曾為提高耐蝕性、耐磨性開發(fā)應(yīng)用的鋼號，但在特鋼廠生產(chǎn)中塑性差，成材率低，在制閥廠中氣閥桿端淬火硬度不能 50HRC，造成成品率低、成本高，在 ISO683 - 13 標(biāo)準(zhǔn)和其他有些國家標(biāo)準(zhǔn)中已被取消，由德國鋼號 X85CrMoV182 替代。
85Cr18Mo2V：德國鋼號 X85CrMoV182，具有良好的耐熱性和耐磨性。
86Cr18W2VRe：具有較高的強(qiáng)度和耐熱性。
4Cr14Ni4W2Mo：有較高的熱強(qiáng)性，用于內(nèi)燃機(jī)重負(fù)荷排氣閥。
4Cr10Si2Mo：有較高的熱強(qiáng)性，作內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣閥、輕負(fù)荷發(fā)動機(jī)的排氣閥。
奧氏體氣閥鋼

5Cr21Mn9Ni4N：以經(jīng)受高溫強(qiáng)度為主的汽油及柴油機(jī)用排氣閥，通常在 1100 - 1200℃固溶，730 - 780℃時效。
2Cr21Ni12N：以抗氧化為主的汽油及柴油機(jī)用排氣閥，一般在 1100 - 1200℃固溶，780 - 820℃時效。
4Cr14Ni14W2Mo：有較高的熱強(qiáng)性，用于內(nèi)燃機(jī)重負(fù)荷排氣閥，通常在 1100 - 1200℃固溶，730 - 780℃時效。

汽車制造行業(yè)

發(fā)動機(jī)部件：氣閥鋼是汽車發(fā)動機(jī)進(jìn)、排氣閥的主要材料。進(jìn)氣閥控制著空氣進(jìn)入發(fā)動機(jī)燃燒室的流量和時間，而排氣閥則負(fù)責(zé)將燃燒后的廢氣排出。在發(fā)動機(jī)工作過程中，氣閥需要承受高溫、高壓和高速氣流的沖擊，以及頻繁的開閉動作，因此對氣閥鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和耐高溫性能有很高的要求。例如，在的汽油發(fā)動機(jī)或柴油發(fā)動機(jī)中，需要使用的氣閥鋼來確保發(fā)動機(jī)的可靠性和耐久性。
渦輪增壓器：在帶有渦輪增壓裝置的汽車中，渦輪增壓器的葉輪等部件也會用到氣閥鋼。渦輪增壓器通過葉輪的旋轉(zhuǎn)來壓縮進(jìn)氣，提高發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，從而提升發(fā)動機(jī)的性能。氣閥鋼具有良好的機(jī)械性能和耐高溫性能，能夠滿足渦輪增壓器在高速旋轉(zhuǎn)和高溫環(huán)境下的工作要求。


熱軋與冷加工
熱軋工藝
將連鑄坯加熱到再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行軋制。熱軋可以提高鋼材的致密度，改善其組織結(jié)構(gòu)。在熱軋過程中，通過控制軋制溫度、軋制速度和壓下率等參數(shù)，可以獲得所需的鋼板或型材形狀和性能。例如，對于閥門用鋼板的熱軋，可能需要經(jīng)過多道次軋制，每次軋制后都要控制好溫度和壓下量，以確保鋼板的厚度均勻和性能符合要求。
冷加工處理
包括冷拔、冷軋等工藝。冷加工可以進(jìn)一步提高鋼材的尺寸精度和表面質(zhì)量。對于一些要求的閥門用鋼材料，如閥門用的鋼絲或薄板，可能需要進(jìn)行冷拔或冷軋加工。在冷加工過程中，要注意控制加工變形量和潤滑條件，以避免鋼材產(chǎn)生裂紋或表面劃傷。

能源行業(yè)

火力發(fā)電：在火力發(fā)電站的鍋爐和汽輪機(jī)中，氣閥鋼用于制造主蒸汽閥、調(diào)節(jié)閥等關(guān)鍵閥門部件。這些閥門需要承受高溫、高壓的蒸汽，并且要具備良好的密封性和調(diào)節(jié)性能，以確保發(fā)電系統(tǒng)的安全和運行。氣閥鋼的高強(qiáng)度和耐高溫性能使其成為制造這些閥門的理想材料。
其他能源領(lǐng)域：除了火力發(fā)電，氣閥鋼在其他能源領(lǐng)域也有應(yīng)用，如石油、天然氣開采和加工過程中的一些閥門和設(shè)備部件，以及核能發(fā)電中的部分關(guān)鍵部件（在滿足核安全標(biāo)準(zhǔn)的前提下），都需要用到具有特殊性能的氣閥鋼。

連鑄工藝
中間包冶金
鋼水從煉鋼爐出來后，先流入中間包。在中間包內(nèi)，可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)鋼水的成分和溫度，并且通過設(shè)置過濾器等裝置，過濾掉鋼水中的大型夾雜物。中間包還可以作為緩沖容器，穩(wěn)定鋼水流動，為后續(xù)連鑄提供穩(wěn)定的鋼水供應(yīng)。
結(jié)晶器設(shè)計與控制
結(jié)晶器是連鑄機(jī)的核心部件，鋼水在結(jié)晶器中開始凝固成型。結(jié)晶器的材質(zhì)通常選用銅或銅合金，因為銅具有良好的導(dǎo)熱性，可以使鋼水快速凝固。結(jié)晶器的設(shè)計包括合適的錐度、冷卻水通道等，以控制坯殼的生長速度和質(zhì)量。例如，結(jié)晶器的冷卻強(qiáng)度需要根據(jù)鋼種和澆注速度進(jìn)行調(diào)整，過強(qiáng)或過弱的冷卻都會導(dǎo)致坯殼缺陷。
二次冷卻控制
在連鑄坯離開結(jié)晶器后，需要進(jìn)行二次冷卻。通過噴水或氣 - 水冷卻等方式，控制連鑄坯的溫度梯度，使其均勻冷卻。合理的二次冷卻制度可以減少連鑄坯的內(nèi)部應(yīng)力和缺陷，如裂紋、縮孔等。不同的鋼種和鑄坯尺寸需要不同的二次冷卻參數(shù)，例如對于厚板坯，冷卻速度可能相對較慢，以避免過大的熱應(yīng)力。