يعد الصمام أحد المكونات الأساسية للمحرك ويعمل في ظل ظروف قاسية للغاية:
درجة حرارة عالية: يمكن أن تصل درجة حرارة صمام العادم إلى 650-850 درجة
الضغط المرتفع: المعاناة من تأثير الضغط الانفجاري
التآكل: الأكسدة والتآكل بواسطة الغاز ذو درجة الحرارة المرتفعة-(الذي يحتوي على الكبريت والرصاص)
التآكل: التأثير والاحتكاك المتكرر مع مقعد الصمام
التعب: التعب الميكانيكي والتعب الحراري الناتج عن الفتح والإغلاق المتكرر
ولذلك، يجب أن يمتلك صمام الصلب:
قوة وصلابة حرارية عالية: لا تلين عند درجات الحرارة المرتفعة وتحافظ على قوة عالية
مقاومة ممتازة للأكسدة: مقاومة الأكسدة بواسطة غاز ذو درجة حرارة عالية-.
مقاومة التآكل العالية: مقاومة للتأثير والاحتكاك
مقاومة جيدة للتعب الحراري: لا تتشقق تحت الدورات الباردة والساخنة
المتانة: لا يتدهور الأداء عند استخدام درجات الحرارة المرتفعة-على المدى الطويل-.
ثانيا. التصنيفات الرئيسية والدرجات النموذجية
ينقسم فولاذ الصمام بشكل أساسي إلى فئتين: المارتينسيتي والأوستنيتي:
1. فولاذ الصمام المارتنسيتي (متوسط-تحميل منخفض، درجة حرارة متوسطة)
الخصائص: محتوى كربون أعلى (0.4-0.6%)، يحتوي بشكل رئيسي على الكروم والسيليكون. يمكن تقويتها من خلال التبريد + التقسية، مع صلابة عالية، مقاومة جيدة للتآكل، وتكلفة أقل.
درجة حرارة الاستخدام: ≥ 700 درجة، تستخدم في الغالب لصمامات السحب أو صمامات عادم التحميل الخفيفة -.
الدرجات النموذجية:
4Cr9Si2 (1.4718): صمام الفولاذ الأكثر استخدامًا للأغراض العامة-
4Cr10Si2Mo (1.4731): يحتوي على Mo، مع قوة وصلابة أفضل في درجات الحرارة العالية-
2. فولاذ الصمام الأوستنيتي (حمولة عالية، درجة حرارة عالية)
الخصائص: ارتفاع الكروم، والنيكل، وإضافة N، W، Mo، وما إلى ذلك. إن قوة درجات الحرارة العالية-، ومقاومة الزحف، ومقاومة التعب الحراري أعلى بكثير من النوع المارتنسيتي، ولكن السعر مرتفع والمعالجة صعبة.
درجة حرارة الاستخدام: 700-850 درجة، تستخدم بشكل أساسي لصمامات العادم ذات الحمل الثقيل.
الدرجات النموذجية:
5Cr21Mn9Ni4N (21-4N): فولاذ الصمام الأوستنيتي الأكثر كلاسيكية، معزز بالنيتروجين، نسبة أداء عالية من حيث التكلفة
23-8N (5Cr23Ni8Mn3N): كروم عالي، مقاومة ممتازة للأكسدة
GH4751 (Nimonic 80A): سبيكة من النيكل -تتحمل درجات الحرارة العالية-، وتستخدم في سيناريوهات درجات الحرارة العالية جدًا- والقوة الفائقة-
| C | كر | سي | من | ني | شهر | 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 | .01.0 | 8.0~10.0 | 3.2~4.3 | - | 0.3-0.5 |
4Cr9Si2 فولاذ مارتنسيتي مقاوم للحرارة X45CrSi9-3 (1.4718) ≥700 درجة محرك بنزين عادي، صمام سحب محرك ديزل خفيف / صمام عادم منخفض الحمل
4Cr10Si2Mo الفولاذ المارتنسيتي المقاوم للحرارة X40CrSiMo10-2 (1.4731) ≥750 درجة محرك ديزل متوسط الحمولة، صمام عادم السيارة
5Cr21Mn9Ni4N (21-4N) صمام فولاذي الأوستنيتي 21-4N 750~800 درجة صمام عادم الشاحنات الثقيلة والسفن والمحركات عالية الطاقة