閥門鋼（氣閥鋼）作為一種耐熱鋼是特殊鋼領(lǐng)域中專業(yè)性很強(qiáng)的分支，廣泛用作以汽油機(jī)和柴油機(jī)作為輸出動力的汽車、摩托車、艦船、坦克及農(nóng)用機(jī)械等的進(jìn)排氣閥門材料。閥門鋼的工作環(huán)境極其惡劣，需承受高溫高壓腐蝕燃?xì)獾姆磸?fù)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(qiáng)性、抗氧化性、耐腐蝕性、抗熱疲勞及耐磨性，還要求膨脹系數(shù)低，以實(shí)現(xiàn)高溫密封。當(dāng)排氣溫超過材料極限溫度，閥門強(qiáng)度將急劇下降并可能嚴(yán)重?zé)g、斷裂或磨損，輕則降低發(fā)動機(jī)輸出功率，重則釀成發(fā)動機(jī)報廢事故。

  我國對閥門鋼的研究和產(chǎn)業(yè)化在較長時期內(nèi)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(jìn)牌號國產(chǎn)化。國外閥門鋼隨發(fā)動機(jī)技術(shù)革新經(jīng)歷了碳鋼一低合金鋼一鉻硅不銹鋼-奧氏體耐熱鋼一鎳基合金多個階段。我國眾多單位聯(lián)合攻關(guān)，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(chǎn)化條件，已經(jīng)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。

  汽車閥門分為進(jìn)氣閥門和排氣閥門，鑒于不同部位應(yīng)采用不同鋼種。桿端要求耐磨耐沖擊，應(yīng)選用馬氏體型。盤頸部及盤錐面要求耐腐蝕、耐磨、耐高溫等，應(yīng)選用沉淀硬化奧氏體耐熱鋼。進(jìn)氣閥常用馬氏體耐熱鋼，而排氣閥常采用沉淀硬化奧氏體耐熱鋼，也有摩擦焊接桿頭（馬氏體）與盤頸部（奧氏體）組合氣閥。中空或中空充鈉閥門常用于賽車，起到導(dǎo)熱和減重的雙重作用。鈉熔點(diǎn)低、導(dǎo)熱性高，一直以來作為中子快堆的液態(tài)冷卻劑。液態(tài)鈉填封到中空閥門桿內(nèi)可有效降低閥門溫度和提高閥門熱硬度。在相同工況下，中空充鈉氣閥可有效防止盤頸部積熱，比實(shí)心氣閥的盤部最高溫度約降低110℃。焊接和中空閥門如圖3-4-4所示。

 華新麗華鹽水廠等企業(yè)早在20世紀(jì)90年代便涉足汽車閥門鋼領(lǐng)域，開發(fā)的閥門鋼有中碳馬氏體42Cr9Si2、45Cr9Si3（SUH1）、51Cr8Si2（SUH11）。通過成分降低51Cr8Si2的鉻、硅含量，無論在熱塑性、抑制回火脆性、提高淬硬性還是降低成本方面均有優(yōu)勢。通過球化退火切斷粗晶遺傳，獲得均勻分布的珠光體組織。華新麗華煙臺廠采用連鑄方式大量生產(chǎn)馬氏體45Cr9Si3（SUH1）方坯，奧氏體50Cr21Mn9Ni4Nb2WN（21-4NWNb）、53Cr21Mn9Ni4N（21-4N）鑄錠，提供原料給寶鋼等熱軋和冷鐓閥門鋼下游客戶。

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