Ventil je osrednja komponenta motorja in deluje v izjemno težkih pogojih:
Visoka temperatura: Temperatura izpušnega ventila lahko doseže 650-850 stopinj
Visok pritisk: trpi zaradi vpliva eksplozivnega tlaka
Korozija: oksidacija in korozija zaradi -visokotemperaturnega plina (ki vsebuje žveplo in svinec)
Abrazija: Pogosti udarci in trenje s sedežem ventila
Utrujenost: mehanska utrujenost in toplotna utrujenost zaradi ponavljajočega se odpiranja in zapiranja
Zato mora ventilno jeklo imeti:
Visoka toplotna trdnost in trdota: Ne zmehča se pri visokih temperaturah in ohranja visoko trdnost
Odlična odpornost proti oksidaciji: odpornost na oksidacijo s plinom pri visoki-temperaturi
Visoka odpornost proti obrabi: odporen na udarce in trenje
Dobra odpornost na toplotno utrujenost: ne poči pri hladnih in vročih ciklih
Trdnost: zmogljivost se ne poslabša pri dolgotrajni-visoki-uporabi temperature
II. Glavne klasifikacije in tipične ocene
Ventilsko jeklo je v glavnem razdeljeno v dve kategoriji: martenzitno in avstenitno:
1. Jeklo z martenzitnim ventilom (srednja-nizka obremenitev, srednja temperatura)
Značilnosti: Višja vsebnost ogljika (0,4-0,6%), v glavnem vsebuje Cr in Si. Lahko se okrepi s kaljenjem + popuščanjem, z visoko trdoto, dobro odpornostjo proti obrabi in nižjimi stroški.
Temperatura uporabe: ≤ 700 stopinj, večinoma se uporablja za sesalne ventile ali izpušne ventile z manj{1}}obremenitvijo.
Tipične ocene:
4Cr9Si2 (1.4718): najpogosteje uporabljeno ventilsko jeklo-za splošno uporabo
4Cr10Si2Mo (1,4731): Vsebuje Mo z bolj-temperaturno trdnostjo in žilavostjo
2. Avstenitno ventilsko jeklo (visoka obremenitev, visoka temperatura)
Značilnosti: visoka vsebnost Cr, Ni in dodajanje N, W, Mo itd. Visoko-temperaturna trdnost, odpornost proti lezenju in odpornost na toplotno utrujenost so veliko boljše od martenzitnega tipa, vendar je cena visoka in obdelava težka.
Temperatura uporabe: 700-850 stopinj, večinoma se uporablja za težke izpušne ventile.
Tipične ocene:
5Cr21Mn9Ni4N (21-4N): Najbolj klasično avstenitno ventilsko jeklo, ojačitev z dušikom, visoko razmerje med ceno in zmogljivostjo
23-8N (5Cr23Ni8Mn3N): visok Cr, odlična odpornost proti oksidaciji
GH4751 (Nimonic 80A): Visoko-temperaturna zlitina na osnovi-niklja, ki se uporablja v scenarijih ultra-visoke temperature in ultra-visoke trdnosti
| C | Kr | 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 | ≤1,0 | 8.0~10.0 | 3.2~4.3 | - | 0.3-0.5 |
4Cr9Si2 Martenzitno toplotno odporno jeklo X45CrSi9-3 (1.4718) ≤700 stopinj Navadni bencinski motor, sesalni ventil lahkega dizelskega motorja / izpušni ventil za nizko obremenitev
4Cr10Si2Mo martenzitno toplotno odporno jeklo X40CrSiMo10-2 (1.4731) ≤750 stopinj Dizelski motor s srednjo obremenitvijo, izpušni ventil vozila
5Cr21Mn9Ni4N (21-4N) Avstenitno ventilsko jeklo 21-4N 750~800 stopinj Težki tovornjaki, ladje, izpušni ventil motorjev visoke moči