Ventil je osnovna komponenta motora i radi u izuzetno teškim uslovima:
Visoka temperatura: Temperatura izduvnog ventila može doseći 650-850 stepeni
Visok pritisak: Patnje od uticaja eksplozivnog pritiska
Korozija: Oksidacija i korozija od strane plina visoke{0}}temperature (koji sadrži sumpor i olovo)
Abrazija: Česti udarci i trenje o sjedište ventila
Zamor: Mehanički zamor i termički zamor uzrokovan ponovljenim otvaranjem i zatvaranjem
Stoga čelik ventila mora posjedovati:
Visoka termička čvrstoća i tvrdoća: Ne omekšava na visokim temperaturama i održava visoku čvrstoću
Odlična otpornost na oksidaciju: otpornost na oksidaciju plinom visoke{0}}temperature
Visoka otpornost na habanje: Otporan na udarce i trenje
Dobra otpornost na termički zamor: Ne puca pod hladnim i toplim ciklusima
Čvrstoća: performanse se ne pogoršavaju pri dugotrajnoj-upotrebi na visokim{1}}im temperaturama
II. Glavne klasifikacije i tipične ocjene
Čelik ventila se uglavnom dijeli u dvije kategorije: martenzitni i austenitni:
1. Martenzitni čelik ventila (srednje-nisko opterećenje, srednja temperatura)
Karakteristike: Veći sadržaj ugljenika (0,4-0,6%), uglavnom sadrži Cr i Si. Može se ojačati kaljenjem + kaljenjem, visoke tvrdoće, dobre otpornosti na habanje i niže cijene.
Temperatura upotrebe: ≤ 700 stepeni, uglavnom se koristi za usisne ventile ili izduvne ventile za lagano{1}}opterećenje.
Tipične ocjene:
4Cr9Si2 (1.4718): najčešće korišteni čelik za ventil opće{4}}
4Cr10Si2Mo (1.4731): Sadrži Mo, sa boljom čvrstoćom i žilavošću na visokim{4}temperaturama
2. Austenitni čelik ventila (veliko opterećenje, visoka temperatura)
Karakteristike: Visok Cr, Ni i dodavanje N, W, Mo, itd. Visoka-temperaturna čvrstoća, otpornost na puzanje i otpornost na termički zamor su daleko bolji od martenzitnog tipa, ali je cijena visoka i obrada je teška.
Temperatura upotrebe: 700-850 stepeni, uglavnom se koristi za velike ispušne ventile.
Tipične ocjene:
5Cr21Mn9Ni4N (21-4N): Najklasičniji austenitni čelik ventila, ojačanje dušikom, visok omjer cijene i učinka
23-8N (5Cr23Ni8Mn3N): Visok Cr, odlična otpornost na oksidaciju
GH4751 (Nimonic 80A): nikla-bazirana na visoko{{3}legurama, koristi se u scenarijima ultra{4}}visokih temperatura i ultra{5}}visoke čvrstoće
| C | Cr | 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 Martenzitni čelik otporan na toplinu X45CrSi9-3 (1.4718) ≤700 stepeni Običan benzinski motor, usisni ventil za lagani dizel motor / ispušni ventil za malo opterećenje
4Cr10Si2Mo martenzitni čelik otporan na toplinu X40CrSiMo10-2 (1.4731) ≤750 stepeni Dizel motor srednjeg opterećenja, izduvni ventil vozila
5Cr21Mn9Ni4N (21-4N) Austenitni ventil čelik 21-4N 750~800 stepeni Teški kamioni, brodovi, motori velike snage izduvni ventil