什么是气阀钢

5Cr21Mn9Ni4Nb2WN钢材~

气阀钢5Cr21Mn9Ni4Nb2WN是国标GB/T12773-2008中奥氏体气阀钢中的一种，简称为21-4NWNb，以重量百分计含有以下成分：
C：0.45～0.55%；
Si：≤0.45%；
Mn：8.00～10.00%；
P：≤0.050%；
S≤0.030%；
Ni：3.50～5.00%；
Cr：20.00～22.00%；
W：0.80～1.50%；
Nb：1.80～2.50%；
N：0.40～0.60%；
Cu：≤0.30%；
C+N≥0.90%，余量为Fe和不可避免的杂质元素。该钢种是在53Cr21Mn9Ni4N（简称21-4N）奥氏体气阀钢基础上添加了W、Nb元素，增加了基体组织的间隙相和碳氮化合物相，从而提高了高温时的硬度和强度，在长时高温时效后其也比21-4N钢层状析出物少，在高温使用时较21-4N气阀钢有一定优势。
21-4NWNb主要应用于制造高负荷汽油机或柴油机的排气阀，特别是近年来伴随汽车发动机节能减排、提高燃油燃烧效率的要求，发动机普遍采用涡轮增压技术，排气阀材料在700～850℃之间服役要有足够的高温强度，不仅需要气阀材料有一定的耐机械应力和耐热应力疲劳的能力, 而且还需具有良好的高温耐磨性和耐高温燃气腐蚀性能。但是，由于这种钢的合金元素含量较高，热加工难度大，在热加工过程中控制不好容易出现劈裂、角部裂纹等缺陷，生产制造过程中的成材率低，成本高。

5Cr21Mn9Ni4Nb2WN热处理工艺：
经1175℃~1185℃固溶处理0.5h~1h，水冷，750℃~850℃时效10h~14h后空冷

3Cr23Ni8Mn3N（23-8N）属于国标奥氏体热强钢，俗称“气阀钢”，执行标准：
GB/T 12773-2008(内燃机气阀用钢及合金棒)
3Cr23Ni8Mn3N（23-8N）化学成分如下图：

气阀钢是指适合于制造各种阀门用的钢种，也称气阀钢。
良好的加工性和焊接性按组织类型阀门钢分为马氏体型和奥氏体型 。
是用于制造汽油发动机和柴油发动机进、排气阀的必用材料，也是整个发动机中的关键材料。
使用条件
一般气阀钢用于在高温、高压、高冲刷和高磨蚀的苛刻条件下工作 。
要求
在工作温度下有足够的高温强度和韧性，有高的硬度和耐磨性；
有好的伉氧化性和在工作介质中的耐蚀性；
在冷热循环的条件下组织和尺寸稳定 。
提高性能的方法
为提高耐磨性和耐蚀性，还可对阀门钢进行表面渗铝和堆焊硬质合金等表面改性处理常用的马氏体型阀门钢有1Cr9Si2和1Cr10Si2Mo钢1Cr9Si2钢的成分范围较宽，为获得较好和较稳定的综合性能
气门钢主要材质：42Cr9Si2、40Cr10Si2Mo、85Cr18Mo2N(X85)、53Cr21Mn9Ni4N(21-4N)、33Cr23Ni8Mn3N(23-8N)、GH4080A(80A)、51Cr8Si2、55Cr21Mn8Ni2N(21-2N)、50Cr21Mn9Ni4Nb2WN、61Cr21Mn10Mo1Nb1V1N、
5Cr21Mn9Ni4Nb2WN (21-4NWNb)、45Cr9Si3、GH4080A、GH4751等气阀钢，耐热钢棒材、锻件、板材、环形锻件、线材，并可根据客户要求定制。

汽车和内燃机工业的发展，推动了阀门钢的开发，最早的阀门钢是20世纪20年代的0.4C-12Cr钢。1930年开始使用8.5Cr-3Si钢。1942年英国列人标准中的牌号为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。增加碳含量并加人镍、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。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-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，性能优越较经济，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% [2] 。

气阀钢：是用于制造汽油发动机和柴油发动机进、排气阀的必用材料，也是整个发动机中的关键材料。

一般气阀钢用于在高温、高压、高冲刷和高磨蚀的苛刻条件下工作，对气阀钢的性能要求较高。目前，广泛使用的主要有两大类：
一类是奥氏体型气阀钢，如5Cr21Mn9Ni4N（简称21－4N）、3Cr20Ni11Mo2PB（简称PB钢）、4Cr14Ni14W2Mo（简称双14）等。
另一类是马氏体型气阀钢，如4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo等。

奥氏体型气阀钢由于其性能较马氏体型气阀钢好，因而主要用于条件更为苛刻的排气阀，而马氏体型气阀钢则主要用于进气阀。

气门钢主要材质：42Cr9Si2、40Cr10Si2Mo、85Cr18Mo2N(X85)、53Cr21Mn9Ni4N(21-4N)、33Cr23Ni8Mn3N(23-8N)、GH4080A(80A)、51Cr8Si2、55Cr21Mn8Ni2N(21-2N)、50Cr21Mn9Ni4Nb2WN、61Cr21Mn10Mo1Nb1V1N、
5Cr21Mn9Ni4Nb2WN (21-4NWNb)、45Cr9Si3、GH4080A、GH4751等气阀钢，耐热钢棒材、锻件、板材、环形锻件、线材，并可根据客户要求定制。

汽车和内燃机工业的发展，推动了阀门钢的开发，最早的阀门钢是20世纪20年代的0.4C-12Cr钢。1930年开始使用8.5Cr-3Si钢。1942年英国列人标准中的牌号为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。增加碳含量并加人镍、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。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-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，性能优越较经济，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% [2] 。
我国阀门钢的研究生产始于20世纪50年代。在YBII 1959《耐热钢技术条件》中列入了通4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo、4Cr14Ni14W2Mo三个阀门钢牌号。70年代开始研制21-N。80年代国产阀门钢进入全面发展阶段。引进消化了21-4WNbN，XB，21-12N，23-8N，21-2N，X85CrMoV182，X60CrMnMoVNbN2110，20-11P等

GH4751合金在913℃时仍具有良好的耐氧化性能、高强度和蠕变断裂性能，且对气缸排放废气中的硫、溴、氯等污染物表现出良好的性。其物理性能、机械性能以及耐蚀性能与X-750同样。
碳C：0.03-0.1
硅Si：0.5
锰Mn：0.5
硫S：0.015
磷P：0.015
铬Cr：14-17
钼Mo：0.5
铌Nb：0.7-1.2
铜Cu：0.3
铝AL：0.9-1.5
钛Ti：2-2.6
铁Fe：5-9
镍Ni：余量
GH4751合金具有以下特性：GH4751合金在913℃时仍具有良好的耐氧化性能、高强度和蠕变断裂性能，且对气缸排放废气中的硫、溴、氯等污染物表现出良好的性。其物理性能、机械性能以及耐蚀性能与X-750同样。
GH4751应用范围应用领域有：GH4751钢特性不锈钢，超级不锈钢及镍基合金的用途越来越广泛，电热管是专门将电能转化为热能的电器元件，由于其使用方便，安装方便，无污染，被广泛使用在各种加热场合。它具有结构简单，机械强度高、热效率高、安全可靠、安装简便、使用寿命长等特点，广泛适用于各种水槽、油槽、酸碱槽、易熔金属熔化炉、空气加热炉、干燥炉、干燥箱/烘箱、烤箱和热压模等装置。具体形式为热流道发热圈、加热棒、加热管、热电偶、温控箱、温控配件以及连接器等工业配件。

气门的材质在中国通常分为40Cr、4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo、21-4N和23-8N等。5Cr8Si2、4Cr9Si3、21-2N、21-12N、23-8N、XB等已在一些引进机型上大批量使用。高温镍基合金在高负荷柴油机排气门上也开始应用。

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曲阳县13468175953： 什么是气阀钢 - ？
许全吡贝： 气阀钢:是用于制造汽油发动机和柴油发动机进、排气阀的必用材料,也是整个发动机中的关键材料.一般气阀钢用于在高温、高压、高冲刷和高磨蚀的苛刻条件下工作,对气阀钢的性能要求较高.目前,广泛使用的主要有两大类:一类是奥氏体型气阀钢,如5Cr21Mn9Ni4N(简称21-4N)、3Cr20Ni11Mo2PB(简称PB钢)、4Cr14Ni14W2Mo(简称双14)等.另一类是马氏体型气阀钢,如4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo等.奥氏体型气阀钢由于其性能较马氏体型气阀钢好,因而主要用于条件更为苛刻的排气阀,而马氏体型气阀钢则主要用于进气阀.

曲阳县13468175953： 21 - 4Cr是什么材质 - ？
许全吡贝： 21-4N新型无磁模具钢全称5Cr21Mn9Ni4N,低镍奥氏体无磁不锈模具钢,内燃机气阀钢,此钢具有硬度高,耐磨性极佳,磁导率低,在700~C温度下具有良好的韧性和极佳的耐腐蚀性,是制造无磁模具的理想材料,产品化学成分稳定,性能优越,寿命耐久,不起锈,是目前取代7Mnl5、70Mn、50Mn等替代无磁钢的专用无磁模具钢 . 21-4N化学成分如下图:

曲阳县13468175953： 建筑钢材的分类有哪些? ？
许全吡贝： 建筑钢材综合分类: (1)普通钢 a.碳素结构钢:(a) Q195;(b) Q215(A、B);(c) Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e) Q275. b.低合金结构钢 c.特定用途的普通结构钢

曲阳县13468175953： 铸钢和轧钢性能有什么区别 - ？
许全吡贝： 铸钢和轧钢性能区别: 1、铸钢 铸钢铸钢是在凝固过程中不经历共晶转变的用于生产铸件的铁基合金的总称.铸造合金的一种.铸钢分为铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造特种钢3类. 2、轧钢 轧钢,在旋转的轧辊间改变钢锭,钢坯形状的压力加工过程叫轧钢.轧钢的目的与其他压力加工一样,一方面是为了得到需要的形状,例如:钢板,带钢,线材以及各种型钢等;另一方面是为了改善钢的内部质量,我们常见的汽车板、桥梁钢、锅炉钢、管线钢、螺纹钢、钢筋、电工硅钢、镀锌板、镀锡板,包括火车轮都是通过轧钢工艺加工出来的.

曲阳县13468175953： 建筑钢材的用途有哪些 - ？
许全吡贝： 建筑钢材的产品种类一般分为螺纹钢、圆钢、线材、盘螺等几大类,作用如下:1、螺纹钢:螺纹钢的一般长度为9m、12m,9m长螺纹主要用于道路建设,12m长螺纹主要用于桥梁建设.螺纹的规格范围一般在6-50mm,国家允许有偏差.螺纹...

曲阳县13468175953： q304钢材是什么材质含有哪些成分 - ？
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曲阳县13468175953： 不同型号的钢铁之间有什么区别 - ？
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曲阳县13468175953： 什么是结构钢,包含哪些钢种? - ？
许全吡贝： 结构钢是从用途上分的.也就是说在使用上,适合做结构性另件.是和工具钢,特殊用钢,成为钢的三大类.然而结构钢种类繁多,根据其具体的用处又分为:弹簧钢,轴承钢,调质钢,渗碳钢等.如果从化学成分上分,又可分为碳素结构钢与合金结构钢.和其他类别的钢区别是,在含碳量的表示方法上不一样.结构钢为阿拉伯数字双位数表示,其含碳量为万分比.一般铸钢不属于结构钢的类别.

曲阳县13468175953： 生铁和钢的用途 及区别 - ？
许全吡贝： 区别在于含碳量的不同: 生铁:是含碳量大于2%的铁碳合金,工业生铁含碳量一般在2.11%--4.3%,并含C、Si、Mn、S、P等元素,是用铁矿石经高炉冶炼的产品.钢:是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称.在实...

曲阳县13468175953： 钢的种类有几种?分别有什么特点? - ？
许全吡贝：[答案] 钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金.为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%.钢的主要元素除铁、碳外,还有... (4) 特殊性能钢:a.不锈耐酸钢;b.耐热钢:包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢;c.电热合金钢;d.耐磨钢;e.低温用钢;f....