Valf, motorun temel bir bileşenidir ve son derece zorlu koşullar altında çalışır:
Yüksek sıcaklık: Egzoz valfi sıcaklığı 650-850 dereceye ulaşabilir
Yüksek basınç: Patlayıcı basıncın etkisinden zarar gören
Korozyon: Yüksek-sıcaklıktaki gazın (kükürt ve kurşun içeren) neden olduğu oksidasyon ve korozyon
Aşınma: Valf yuvasına sık sık darbe ve sürtünme
Yorgunluk: Tekrar tekrar açılıp kapanmanın neden olduğu mekanik yorgunluk ve termal yorgunluk
Bu nedenle valf çeliği aşağıdakilere sahip olmalıdır:
Yüksek termal dayanım ve sertlik: Yüksek sıcaklıklarda yumuşamama ve yüksek mukavemeti koruma
Mükemmel oksidasyon direnci: Yüksek-sıcaklıktaki gazın neden olduğu oksidasyona karşı direnç
Yüksek aşınma direnci: Darbe ve sürtünmeye karşı dayanıklıdır
İyi termal yorulma direnci: Soğuk ve sıcak çevrimlerde çatlamaz
Dayanıklılık: Uzun-süreli yüksek sıcaklık kullanımında-performans bozulmaz
II. Ana sınıflandırmalar ve tipik notlar
Valf çeliği esas olarak iki kategoriye ayrılır: Martensitik ve Östenitik:
1. Martensitik valf çeliği (orta-düşük yük, orta sıcaklık)
Özellikleri: Daha yüksek karbon içeriği (%0,4-0,6), esas olarak Cr ve Si içerir. Yüksek sertlik, iyi aşınma direnci ve daha düşük maliyetle su verme + temperleme yoluyla güçlendirilebilir.
Kullanım sıcaklığı: 700 dereceye eşit veya daha az, çoğunlukla giriş valfleri veya hafif-yük egzoz valfleri için kullanılır.
Tipik dereceler:
4Cr9Si2 (1.4718): En sık kullanılan, genel-amaçlı valf çeliği
4Cr10Si2Mo (1.4731): Daha iyi yüksek-sıcaklık dayanımına ve tokluğa sahip Mo içerir
2. Östenitik valf çeliği (yüksek yük, yüksek sıcaklık)
Özellikleri: Yüksek Cr, Ni ve N, W, Mo vb. eklenmesi. Yüksek-sıcaklık mukavemeti, sürünme direnci ve termal yorulma direnci martensitik tipten çok daha üstündür, ancak fiyatı yüksektir ve işlenmesi zordur.
Kullanım sıcaklığı: 700-850 derece, esas olarak ağır yük egzoz valfleri için kullanılır.
Tipik dereceler:
5Cr21Mn9Ni4N (21-4N): En klasik östenitik valf çeliği, nitrojenle güçlendirme, yüksek maliyet-performans oranı
23-8N (5Cr23Ni8Mn3N): Yüksek Cr, mükemmel oksidasyon direnci
GH4751 (Nimonic 80A): Ultra-yüksek sıcaklık ve ultra-yüksek dayanım senaryolarında kullanılan nikel-bazlı yüksek-sıcaklık alaşımı
| C | CR | Si | Mn | Hayır | Ay | 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 | 1,0'dan küçük veya ona eşit | 8.0~10.0 | 3.2~4.3 | - | 0.3-0.5 |
4Cr9Si2 Martensitik Isıya Dirençli Çelik X45CrSi9-3 (1.4718) 700 dereceye eşit veya daha az Sıradan benzinli motor, hafif dizel motor emme valfi / düşük yüklü egzoz valfi
4Cr10Si2Mo Martensitik Isıya Dirençli Çelik X40CrSiMo10-2 (1.4731) 750 dereceye eşit veya daha az Orta yük dizel motor, araç egzoz valfi
5Cr21Mn9Ni4N (21-4N) Östenitik Valf Çeliği 21-4N 750~800 derece Ağır kamyonlar, gemiler, yüksek güçlü motorlar egzoz valfi