Van là bộ phận cốt lõi của động cơ và hoạt động trong những điều kiện cực kỳ khắc nghiệt:
Nhiệt độ cao: Nhiệt độ van xả có thể đạt tới 650-850 độ
Áp suất cao: Chịu tác động của áp suất nổ
Ăn mòn: Quá trình oxy hóa và ăn mòn do khí-có nhiệt độ cao (chứa lưu huỳnh và chì)
Mài mòn: Thường xuyên va đập và ma sát với đế van
Mệt mỏi: Mệt mỏi cơ học và mệt mỏi nhiệt do đóng mở nhiều lần
Vì vậy, thép van phải có:
Độ bền nhiệt và độ cứng cao: Không bị mềm ở nhiệt độ cao và duy trì độ bền cao
Khả năng chống oxy hóa tuyệt vời: Chống lại quá trình oxy hóa bằng khí có nhiệt độ-cao
Khả năng chống mài mòn cao: Chịu được va đập và ma sát
Khả năng chống mỏi nhiệt tốt: Không bị nứt trong chu kỳ nóng và lạnh
Độ bền: Hiệu suất không suy giảm khi sử dụng lâu dài ở nhiệt độ-cao-
II. Phân loại chính và lớp điển hình
Thép van chủ yếu được chia thành hai loại: Martensitic và Austenitic:
1. Thép van Martensitic (tải trọng trung bình-thấp, nhiệt độ trung bình)
Đặc điểm: Hàm lượng carbon cao hơn (0,4-0,6%), chủ yếu chứa Cr và Si. Nó có thể được tăng cường thông qua quá trình làm nguội + ủ, có độ cứng cao, chống mài mòn tốt và chi phí thấp hơn.
Nhiệt độ sử dụng: Nhỏ hơn hoặc bằng 700 độ, chủ yếu được sử dụng cho van nạp hoặc van xả tải nhẹ.
Các lớp điển hình:
4Cr9Si2 (1.4718): Thép van đa năng,-được sử dụng phổ biến nhất
4Cr10Si2Mo (1.4731): Chứa Mo, có độ bền và độ bền nhiệt độ-cao tốt hơn
2. Thép van Austenitic (tải trọng cao, nhiệt độ cao)
Đặc điểm: Cr, Ni cao và thêm N, W, Mo, v.v. Độ bền nhiệt độ cao, khả năng chống rão và khả năng chống mỏi do nhiệt vượt trội hơn nhiều so với loại martensitic, nhưng giá cao và quá trình xử lý khó khăn.
Nhiệt độ sử dụng: 700-850 độ, chủ yếu sử dụng cho van xả tải nặng.
Các lớp điển hình:
5Cr21Mn9Ni4N (21-4N): Thép van austenit cổ điển nhất, tăng cường nitơ, tỷ lệ hiệu suất chi phí cao
23-8N (5Cr23Ni8Mn3N): Cr cao, khả năng chống oxy hóa cực tốt
GH4751 (Nimonic 80A): Hợp kim nhiệt độ cao{2}}dựa trên niken, được sử dụng trong các trường hợp nhiệt độ cực cao và cường độ cực cao-
| C | Cr | Sĩ | Mn | Ni | Mơ | 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 | Nhỏ hơn hoặc bằng 1,0 | 8.0~10.0 | 3.2~4.3 | - | 0.3-0.5 |
4Cr9Si2 Thép chịu nhiệt Martensitic X45CrSi9-3 (1.4718) Nhỏ hơn hoặc bằng 700 độ Động cơ xăng thông thường, van nạp động cơ diesel nhẹ / van xả tải thấp
4Cr10Si2Mo Thép chịu nhiệt Martensitic X40CrSiMo10-2 (1.4731) Nhỏ hơn hoặc bằng 750 độ Động cơ diesel tải trung bình, van xả xe
5Cr21Mn9Ni4N (21-4N) Van Austenitic Thép 21-4N 750~800 độ Xe tải hạng nặng, tàu thủy, van xả động cơ công suất lớn