中国内燃机气阀钢的发展和市场预测

1 中国气阀钢发展简况 内燃机包括汽油机和柴油机,是汽车的动力,还应用于摩托车、拖拉机、船舰、内燃机车、坦克、石油钻机、工程机械、移动电站等等,在国民经济各部门都起着重要作用。我国内燃机气阀钢的发展是与我国内燃机的发展紧密相关的。 五十年代,随着苏联发动机和汽车的引进,引进了苏联的气阀钢,主要有40Cr、4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo(3II107)和4Cr14Ni14W2Mo(31169)等。     

MF811马氏体气阀钢的研制

目前,我国内燃机用进气阀和排气阀材料没有形成系列,尤其是中高功率柴油机排气阀用材,缺少比较经济、工艺性又好的气阀钢,采用4CrgSi2和4Cr10Si 2Mo钢,气阀寿命低;改用5Cr21Mn9Ni4N(简称21-4N)钢,由于是奥氏体钢,导致气阀的结构和制阀工艺复杂,成本很高,一些结构采用4Cr10Si2Mo钢+阀锥面堆焊钴基合金的气阀,成本同样很高。为了解决这一级别材料的需求,我们共同研制了一种新型的马氏体气阀钢MF811,几年来,在许多兄弟单位的大力支持和共同努力下,完成了大量的工艺性试验和使用试验。MF811钢的性能介于4Cr10Si2Mo钢和21-4N钢之间,它的研制成功,使得原用4Cr10Si2Mo+阀锥面堆焊钴基合金的堆焊阀以及一些原用21-4N钢+马氏体钢的双体阀可以改用MF811钢整体阀,不仅使气阀的结构和生产工艺简化,而且大幅度地降低成本,因此,它为用户带来了明显的经济效益。     

5Cr21Mn9Ni4N气阀钢技术条件

5Cr21Mn9Ni4N（简称21─4N）钢,是一种被国内、外所广泛采用的内燃机排气阀钢,此钢种对提高排气门寿命效果显著。国内重庆特殊钢厂、上钢五厂、大冶钢厂、长城钢厂等单位已可大批量生产。农机系统各气门制造厂也开始试制或批量生产21─4N排气门。为使大家及时了解21─4N钢的性能及方便订货,特转登1980年4月“5Cr21Mn9Ni4N气阀钢鉴定转产会”通过的“5Cr21Mn9Ni4N气阀钢技术条件”（报批稿）供参考。待批准后,应以正式公布的技术条件为准。）     

改进型9Cr—1Mo钢的蠕变性能

前言改进型9Cr—1Mo钢是近年来由ORNL(美国橡树岭国家实验室)和CE(美国燃烧工程公司)联合开发成功。现时,这个钢已在ASTM规程中列标、钢板的标准号是A387、钢管的标准号是A213、与其它产品一样定名为等级91(表1)。作了重要改进的这种钢,高温强度高于2(1/4)Cr—1Mo(T22)和标准的9Cr—1Mo(T9)钢,当金属壁温高达600     

21-4N钢制排气阀对焊焊缝质量检验标准的探讨

前言 随着内燃机向高速、重载、小体积方面发展,对排气阀的高温和耐蚀性及持久性提出了更高的要求,国外先进的国家如美、日、苏、法、德和国际标准均推荐和广泛应用奥氏体耐热钢、相当我国钢号的5 Cr21Mn9Ni4N钢(简称21—4N)与马氏体钢(国内多数生产厂家用4 Crg9Si2或4Cr10Si2Mo钢)对焊作排气阀,近几年来我国内燃机的排气阀也越来越多的应用此材料和工艺,并在工艺、性能上作了大量的研究: 但对于焊缝质量的检查及要求均无见到详细规定。现查到的日本富士气阀公司有关资料,其中仅规定:(1)焊接面积≥80％;( 2)剪切力要求: φ8mm在1680公斤力以上( 33.42kgf/mm~2—作者注,下同);φ10mm的在2400公斤力以上(30.56kgf/mm~2);φ12mm的在2800公斤力以上(24.76Kgf/mm~2)国内却没有统一规定的标准,只是在行业生产中推荐用φ9.5mm的试样,抗拉断力大于5000公斤力(σ_b>70.54kgf/mm~2);对焊缝进行超声波探伤,用φ14或φ20mm的直探头,在2.5兆赫的超声波强度下的纵波反射法;用排气阀材料及制造工艺仿造人造缺陷槽深分别为1mm、0.5mm、0.25mm,槽宽均为1mm,调节反射波高为50mm;深为0.5mm和0.25mm的调节波高为30mm作为工件检测时的参照     

Mo、Sb、P及Si对汽轮机Cr—Mo—V铸钢机械性能的影响

绪言从高温强度及蠕变特性方面考虑,火力发电设备汽轮机的主汽门及高中压缸材料使用Cr—Mo—V铸钢是很适合的。对于Cr—Mo—V铸钢的材料特性与化学成份的关系已进行过大量研究,但有关详细化学成分、断裂力学及冶金性能等情况还未经过探讨。因此本试验是以改进Cr—Mo—V铸钢性能及提高产品的可靠性为目的,进行下列几方面的研究: (1)Mo、Si、P、Sb、含量与机械性能的关系; (2)Mo、Si、P、Sb含量与蠕变断裂强度的关系; (3)Mo、Si、P、Sb含量与蠕变裂纹扩展速度的关系; (4)Mo、Si、P、Sb含量与过热脆化的关系。     

气门杆部镀铬

随着发动机高负荷、高性能的发展,对气门材质提出了更高的要求。为了强化气门的使用性能,有些发动机的进气门改用:耐热不锈钢（4Cr9Si2或4Cr10Si2Mo）。而排气门选用奥氏体不锈钢（5Cr21MngNi4N）简称21—4N钢。气门材质的变更,使杆部“强化”的问题随之而来。 强化处理有各种不同的途径,而杆部镀铬是一种很好的强化处理方式。4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo、21—4N等均属不锈钢,不锈钢表面有一层钝化膜,这主要是不锈钢中有含量较高的Cr元素和Ni元素的结果。由于钝化膜的保护作用,使得不锈钢表面镀铬产生一定的困难。国内外有关不锈钢镀铬的资料介绍,富铬、镍不锈钢不能直接镀铬,需作适当处理。     

20Cr1Mo1VNbTiB 高温螺栓钢的组织遗传性

20Cr1Mo1VNbTiB 高温螺栓钢是原上海汽轮机锅炉研究所,上海汽轮机厂,哈尔滨汽轮机广联合研制成功的新钢种。从工业性生产到推广使用已经十余年了。北京东郊热电厂的苏 BΠT—50—3型550℃120ata5万千瓦汽轮机用此钢取代25Cr2Mo1VA 钢(Эu723)作汽缸和汽门螺栓,巳安全行运达4万小时左右;四川成都热电厂的苏BΠT—25—3型500℃90ata     

21-4N排气阀试制小结

近年来,由于国内汽油机和柴油机已向高速、大功率和高性能方向发展,从而对排气阀的热负荷和使用寿命提出了新的要求。原来采用4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo等材料制成的排气阀,由于经常发生早期磨损、腐蚀和阀头断裂的现象,严重影响发动机性能的提高,甚至导致发动机被破坏,已不能满足用户的使用要求。因此,试验和使用“21-4N”制阀工作已成为改进和发展内燃机的必要措施之一。     

高强韧模具钢7Cr7Mo2V2Si简介

7Cr7Mo2V2Si钢(简称LD钢)属于强韧耐磨钢,适用于制造形状复杂,承受冲击、弯曲应力较大而要求耐磨性较高的各类大中型冲裁模、重载冷镦、冷挤模具;也可以用于制造热变形模具。本文简要介绍了LD钢的化学成份,主要性能,热加工工艺及其实用效果,作为LD钢推广应用的技术指导文章,可供模具设计、热处理技术人员和生产人员参考。     

28CrNiMoV钢转子试制总结钢的性能测试

前言目前,各国大型汽轮机高、中压转子基本都是采用Cr—Mo—V低合金耐热钢制成的。美国、英国和日本等资本主义国家均用1％Cr—Mo—V钢,我国用30Cr_(12)MoV钢,即苏联的P_2钢,其化学成份与前者相近。为了扩大国内制造汽轮机高、中压转子的选材余地,我们参考国内外已有钢种,拟定了28CrNiMoV钢,并在第一重机厂试制成四根10万瓩和20万     

气门摩擦焊接的强度分析

目前,国内外发动机排气门（见图1）。广泛使用双金属摩擦焊接结构。国内普遍采用的材质:气门头部为SCr21Mn9Ni4N（21-4N）奥氏体钢,杆部为马氏体钢（如4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo等）这种双金属焊接气门可充分发挥两种钢材的 优点,满足发动机全部工况的要求。 双金属摩擦焊接气门的关键是焊接处是 否牢固。即气门在工作中承受拉应力和疲劳应力时,确保不在接头处断裂。 一、摩擦焊接工艺特点 摩擦焊接工艺过程简单示意如图2。当运动件相对固定件高速旋转时,在接触面形成高速摩擦变形层,它将机械功转变成热能。     

21—4N钢制阀工艺简介

21—4N钢具有优越的高温强度和良好的耐蚀性能,它已为世界各国广泛采用。近几年,国内内燃机排气门也越来越多的应用这种气阀钢。 随着21—4N钢应用的扩大,人们更加注意对21—4N钢的生产、热处理和切削加工等问题的研究。一九八○年,我厂参加了与意大利S1AS钢铁公司、日本爱三和富士气阀公司等技术座谈,对21—4N钢生产及其制阀工艺等若干问题进行了交流。现将有关制阀工艺介绍于下: 一、热加工工艺 21—4N钢制阀工艺各国大体相同,但由于品种、规格、数量和自动化程度的差异,各自的工艺流程又有区别。日本爱三和富士两家基本上是用21—4N钢生产排气阀。富士公司一家生产各类气阀800多种,月产气阀300万件左右,杆径从（?）5.5毫米至（?）110毫米,大头直径从（?）15毫米至（?）600毫米,长度从50毫米至2500毫米。这是一个庞大的气阀公司,所采取的热加工工艺流程:     

1Cr9Mo1VNbN与15Cr2Mo1焊缝磁粉显示生成原因及处理

随着电力设备向着高容量、高参数迈进,超临界和超超临界火电机组的制造技术越来越成熟,1Cr9Mo1VNbN与15Cr2Mo1作为发电设备的常见金属材料使用非常广泛,这两种材料焊后的磁粉检测时,经常会发现磁粉显示,给制造单位和检测单位带来困扰,本文以某制造厂实际产品制造结构及不同时机的检测结果为依据,浅要阐述1Cr9Mo1VNbN与15Cr2Mo1焊接过程中焊缝磁粉检测磁粉显示的产生原因和处理建议。     

新型热模钢4Cr3Mo3W4VNb在气门锻模上的应用

目前国内大部分气门专业生产厂的气门毛坯热锻模,一直采用 3 Cr2W8V钢制作,模具使用寿命低。尽管在热处理工艺上做过一些改进试验,并尝试过表面软氮化、辉光离子、氮化等表面处理,模具的使用寿命仍无明显提高。T、D法表面渗络虽可提高模具使用寿命2倍,但成本较高。 1983年10月,上海宝山汽车配件厂开始少量试用新型热模钢4 Cr3Mo3W4VNb（代号GR）制作S195排气门热锻模（见图且）,取得较好的效果,模具的一次使用寿命由3 Cr2W8V钢的4000件提高到16000件以上。     

超超临界汽轮机用ZG13Cr9Mo2Co1VNbNB钢的组织与性能研究

介绍了1000MW等级超超临界汽轮机组大型铸件用材ZG13Cr9Mo2Co1VNbNB钢。通过相图计算、模拟焊后热处理,对比了材料的组织性能变化。试验结果表明:ZG13Cr9Mo2Co1VNbNB钢正火+高温回火后为典型的板条马氏体组织;材料中未形成Laves相;模拟焊后热处理降低了材料的屈服强度和韧性,塑性有所提高。     

冷却速度对12Cr2Mo1钢显微组织和硬度的影响

为了研究不同冷却速度对12Cr2Mo1钢的显微组织和力学性能的影响,采用热膨胀法研究其相变特征,并通过快速相变仪、金相显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度计对微观组织与形貌进行分析。结果表明,随着冷却速度的增加,钢的硬度值逐渐升高。这是由于12Cr2Mo1钢中的贝氏体含量逐渐增加,且向板条状转变造成的。该研究成果可为12Cr2Mo1钢的工业热处理工艺设计及应用提供参考。     

30Cr2MoV转子钢的常温低周疲劳的实验研究

在试验的基础上研究了 30 Cr2 Mo V钢在常温下的循环应力应变特性。得到了该材料的低周疲劳特性参数、循环应力 -应变曲线和具有 95 %置信度的不同存活率下的应变 -寿命曲线。图 9表 3参 4     

脆化的20Cr1Mo1VNbTiB螺栓的缺口试验

在取自服役12×10~4h的20Cr1Mo1VNbTiB螺栓钢的拉伸试样上预制不同底部曲率半径(0.10mm, 0.13mm, 0.25mm, 0.85mm)和不同深度(0.25mm, 0.50mm, 1.00mm)的V型缺口,通过拉伸试验研究了脆化后的20Cr1Mo1VNbTiB螺栓钢的缺口性能,并与新材料的缺口试验进行对比。结果表明:脆化后的20Cr1Mo1VNbTiB螺栓钢与新材料均无缺口敏感性,缺口试验均降低了材料的断后伸长率。脆化后的20Cr1Mo1VNbTiB螺栓钢断后伸长率比新材料的下降更多。     

激光扫描速率对Ni／Cr3C2复合涂的影响

研究了在不同的激光扫描速度下对45^#钢表面进行Ni/Cr3C2激光熔覆,工对合金组织,显微硬度和物相进行了分析,结果表明,激光扫描度对Ni/Cr3C2合金层的组织和显微硬度有很大的影响。