内燃机气阀用钢21-2N圆棒磨光棒光亮棒

来源：苏州华旷冶金科技有限公司 时间：2025-03-16 05:56:39 [举报]

气阀钢的制造工艺主要包括以下几种：

冶炼

电弧炉冶炼：利用电能作为热源来熔炼金属，可有效去除钢中的杂质，特别是磷等有害元素，提高钢的纯度。同时，通过控制冶炼过程中的气氛和炉渣成分，可以进一步优化钢的质量。
精炼
LF炉精炼：即钢包精炼炉，在钢水进入连铸或模铸之前，对钢水进行进一步的精炼处理。主要作用是调整钢水的化学成分，如降低硫、氧等杂质含量，控制合金元素的含量，还可以通过吹氩搅拌等方式，使钢水成分和温度均匀，提高钢的纯净度和质量稳定性。
AOD炉精炼：通过向钢水中吹入氧气和惰性气体，降低钢水中的碳含量，同时去除其他杂质元素，生产出的低碳钢水。这种精炼方式对于生产对纯净度要求较高的气阀钢非常关键。
VD真空除气：在真空环境下对钢水进行处理，进一步降低钢中的氢、氮等气体含量，减少因气体含量过高而导致的钢材缺陷，提高钢的致密性和质量。
电渣重熔：将已经初步精炼的钢坯作为电极，在充满熔融渣的电渣炉中进行重熔。这种方法可以进一步提纯钢水，去除微小的夹杂物和偏析，生产出的气阀钢坯料。
成型

铸造成型
模铸：将钢水浇注到预先准备好的模具中，待其冷却凝固后形成钢锭。这种方法适用于生产尺寸较大、形状较为复杂的气阀钢零件，但生产效率相对较低，且钢锭的头部和尾部容易出现质量差异。
连铸：将钢水连续地浇注到一个由水冷结晶器和一系列辊道组成的连铸机中，随着浇注的进行，钢水逐渐冷却凝固形成板坯、方坯或圆坯等。连铸具有生产、金属收得率高、质量好等优点，能够生产出尺寸、表面质量良好的坯料，适合大规模生产。
锻造成型：将加热后的钢坯在锻压机上进行锻打，使其变形成为所需的阀门零件形状。锻造可以使钢的内部组织更加致密，晶粒更加细小均匀，从而提高材料的力学性能和可靠性。对于一些对力学性能要求的气阀钢零件，如发动机的关键阀门部件，通常会采用锻造成型工艺。
轧制

热轧：将加热至高温的钢坯通过一对旋转的轧辊进行轧制，使其变形成为所需形状的钢材。热轧可以提高钢材的生产效率，并且能够改善钢材的内部组织和力学性能。对于气阀钢，热轧通常用于生产板材、棒材等半成品。
冷轧：在常温下对钢材进行轧制，与热轧相比，冷轧可以使钢材获得更高的尺寸精度和表面质量，同时提高材料的强度和硬度。一些对尺寸精度和表面粗糙度要求较高的气阀钢零件，可能会在热轧后进行冷轧加工。
热处理

正火：将钢材加热到临界温度以上，保温一段时间后在空气中冷却。正火可以细化晶粒，均匀组织，提高钢材的综合力学性能，改善钢材的切削加工性能。
淬火：将钢材加热到临界温度以上，保温后迅速浸入冷却剂中（如水、油等）进行冷却。淬火可以使钢材获得高硬度和高强度，但同时也会增加材料的脆性。对于气阀钢，淬火通常用于提高零件的表面硬度和耐磨性。
回火：将淬火后的钢材重新加热到低于临界温度的一定温度范围内，保温一段时间后冷却。回火可以消除淬火产生的内应力，降低材料的脆性，同时根据回火温度的不同，可以获得不同的力学性能组合。
退火：将钢材加热到临界温度以上或以下，保温一段时间后缓慢冷却。退火可以降低钢材的硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能，同时也可以消除铸造、锻造和焊接等工艺过程中产生的残余应力。气阀钢起源发源
汽车和内燃机工业的发展，推动了阀门钢的开发，早的阀门钢是20世纪20年代的0.4C-12Cr钢。1930年开始使用8.5Cr-3Si钢。1942年英国列入标准中的牌号为En52。稍后法国提出了10Cr-2Si-1Mo钢。这样就形成了以Cr-Si为主的马氏体型阀门钢。这种钢在650℃以下有良好的热强性和抗氧化性，且较经济，各国还广泛用于低负荷的排气阀门和中负荷的进气阀门。我国标准中的牌号为4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo。增加碳含量并加入镍、钼、钨、钒等可提高耐热性，发展为高碳马氏体型耐热钢，碳含量高达0.80%～0.85%，如X80CrSiNi20（XB）、X85CrMoV193、X80CrSiMoW152等。我国研制了新钢种MF811。
中、高负荷的排气阀-般采用奥氏体型阀门钢。早使用的是高碳18Cr-8Ni奥氏体钢。为了提高钢的热强性添加了钨、钼，并相应提高了镍的含量，如X45CrNiW189、14Cr-14Ni-2W-1Mo钢。在21Cr-12Ni钢中加入0.2%N进一步稳定了奥氏体并增加了钢的硬度和延缓了碳化物的集聚。用锰代替Cr-Ni钢中的镍始于1945年。1950年Jenmings发现硅含量小于0.25%显著提高了抗氧化铅腐蚀的能力。1952年美国发明了低硅的21Cr-9Mn-4Ni-N钢（21-4N)，与21Cr-12NiN、14Cr-14Ni-2W-Mo相比，性能较经济，在汽油机排气阀门仁迅速得到广泛应用。在21-4N钢某础上添加硫改善切削性能形成了21-4NS。添加铌、钼、钨和钒，提高了高温强度、疲劳强度和耐磨性，开发了21-4WNbN，X60CrMnMoVNbN2110钢。21-4N钢硅低氮高，生产难度大，对其成分进行调整，成为21-2N，这种钢用于轻负荷排气阀更为经济。23-8N是用于柴汕机排气阀门较经济的材料，性能优于21-12N和14Cr-14Ni-2W-Mo钢，工艺性能也优于21-4N钢。美国还致力于改善阀门钢的高温疲劳强度和抗腐蚀、耐磨性的研究，开发了汽油机、柴油机两用的新型排气阀门材料VMS513，在高温下的疲劳强度比21-4N高40% 。高温强度和韧性：在工作温度下，气阀钢需要有足够的高温强度和韧性，以及高的硬度和耐磨性。
抗氧化性和耐蚀性：气阀钢需要具备良好的抗氧化性和在工作介质中的耐蚀性。
组织和尺寸稳定性：在冷热循环的条件下，气阀钢的组织和尺寸需要保持稳定。
分类方法马氏体型耐热钢：如4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo等，这类钢具有较高的热强性和抗氧化性，适用于低负荷的排气阀门和中高负荷的进气阀门。
奥氏体型耐热钢：如5Cr21Mn9Ni4N（21-4N）、4Cr14Ni14W2Mo等，这类钢具有优良的热强性和抗氧化性，适用于制作重负荷的排气阀门。
发展趋势主要用于制造内燃机的各种气阀，包括进气阀和排气阀。
还可用于制造其他在高温下工作的机械零件，如汽轮机叶片、高温工具等。
总的来说，随着内燃机技术的不断发展和排放标准的日益严格，对阀门钢的性能要求也在不断提高。未来，阀门钢的研究将更加注重提高其综合性能以满足更加严格的应用需求。

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