Ventilen er en kjernekomponent i motoren og fungerer under ekstremt tøffe forhold:
Høy temperatur: Eksosventilens temperatur kan nå 650-850 grader
Høyt trykk: Lider av påvirkning av eksplosivt trykk
Korrosjon: Oksidasjon og korrosjon av høy-temperaturgassen (som inneholder svovel og bly)
Slitasje: Hyppig støt og friksjon med ventilsetet
Tretthet: Mekanisk tretthet og termisk tretthet forårsaket av gjentatt åpning og lukking
Derfor må ventilstålet ha:
Høy termisk styrke og hardhet: Mykner ikke ved høye temperaturer og opprettholder høy styrke
Utmerket oksidasjonsmotstand: Motstår oksidasjon med høy-temperaturgass
Høy slitestyrke: Motstandsdyktig mot slag og friksjon
God termisk tretthetsbestandighet: Sprekker ikke under kalde og varme sykluser
Seighet: Ytelsen forringes ikke ved bruk av-langvarig høy-temperatur
II. Hovedklassifiseringer og typiske karakterer
Ventilstål er hovedsakelig delt inn i to kategorier: martensittisk og austenittisk:
1. Martensittisk ventilstål (middels-lav belastning, middels temperatur)
Egenskaper: Høyere karboninnhold (0,4-0,6%), inneholder hovedsakelig Cr og Si. Den kan forsterkes gjennom quenching + temperering, med høy hardhet, god slitestyrke og lavere pris.
Brukstemperatur: Mindre enn eller lik 700 grader, brukes mest for inntaksventiler eller lette-eksosventiler.
Typiske karakterer:
4Cr9Si2 (1.4718): Det mest brukte, generelle-ventilstålet
4Cr10Si2Mo (1.4731): Inneholder Mo, med bedre høy-temperaturstyrke og seighet
2. Austenittisk ventilstål (høy belastning, høy temperatur)
Egenskaper: Høy Cr, Ni og tilsetning av N, W, Mo osv. Høy-temperaturstyrken, krypemotstanden og termisk utmattelsesmotstand er langt bedre enn martensittisk type, men prisen er høy og behandlingen er vanskelig.
Brukstemperatur: 700-850 grader, hovedsakelig brukt for tunge eksosventiler.
Typiske karakterer:
5Cr21Mn9Ni4N (21-4N): Det mest klassiske austenittiske ventilstålet, nitrogenforsterkende, høyt kostnads-ytelsesforhold
23-8N (5Cr23Ni8Mn3N): Høy Cr, utmerket oksidasjonsmotstand
GH4751 (Nimonic 80A): Nikkel-basert høy-temperaturlegering, brukt i scenarier med ultra-høy temperatur og ultra-høy styrke
| C | Cr | Si | Mn | Ni | Mo | 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 | Mindre enn eller lik 1,0 | 8.0~10.0 | 3.2~4.3 | - | 0.3-0.5 |
4Cr9Si2 Martensitic Heat Resistant Steel X45CrSi9-3 (1.4718) Mindre enn eller lik 700 grader Vanlig bensinmotor, lett dieselmotor inntaksventil / lavbelastning eksosventil
4Cr10Si2Mo Martensittisk varmebestandig stål X40CrSiMo10-2 (1.4731) Mindre enn eller lik 750 graders dieselmotor med middels last, kjøretøyeksosventil
5Cr21Mn9Ni4N (21-4N) Austenittisk ventil stål 21-4N 750~800 grader Tunge lastebiler, skip, eksosventil for motorer med høy effekt
