Ventil je základnou súčasťou motora a funguje v extrémne náročných podmienkach:
Vysoká teplota: Teplota výfukového ventilu môže dosiahnuť 650-850 stupňov
Vysoký tlak: Utrpenie vplyvom výbušného tlaku
Korózia: Oxidácia a korózia pôsobením-plynu s vysokou teplotou (obsahujúceho síru a olovo)
Odieranie: Časté nárazy a trenie so sedlom ventilu
Únava: Mechanická únava a tepelná únava spôsobená opakovaným otváraním a zatváraním
Oceľ ventilu preto musí mať:
Vysoká tepelná pevnosť a tvrdosť: Nezmäkne pri vysokých teplotách a zachováva si vysokú pevnosť
Vynikajúca odolnosť proti oxidácii: Odoláva oxidácii plynom s vysokou-teplotou
Vysoká odolnosť proti opotrebeniu: Odolný voči nárazu a treniu
Dobrá odolnosť proti tepelnej únave: Nepraská pri studených a horúcich cykloch
Odolnosť: Výkon sa nezhoršuje pri dlhodobom{0}}používaní pri vysokých{1}}teplotách
II. Hlavné klasifikácie a typické stupne
Oceľ ventilov sa delí hlavne do dvoch kategórií: martenzitická a austenitická:
1. Martenzitická oceľ ventilu (stredné-nízke zaťaženie, stredná teplota)
Charakteristika: Vyšší obsah uhlíka (0,4-0,6 %), obsahuje najmä Cr a Si. Môže byť spevnený kalením + temperovaním, s vysokou tvrdosťou, dobrou odolnosťou proti opotrebeniu a nižšími nákladmi.
Teplota použitia: ≤ 700 stupňov, väčšinou sa používa pre sacie ventily alebo výfukové ventily s miernym{1}}záťažom.
Typické stupne:
4Cr9Si2 (1,4718): Najbežnejšie používaná oceľ na ventily na všeobecné-účely
4Cr10Si2Mo (1,4731): Obsahuje Mo s lepšou pevnosťou a húževnatosťou pri vysokých-teplotách
2. Oceľ austenitického ventilu (vysoké zaťaženie, vysoká teplota)
Charakteristiky: Vysoký obsah Cr, Ni a pridanie N, W, Mo atď. Pevnosť pri vysokej teplote, odolnosť proti tečeniu a tepelná únava sú oveľa lepšie ako u martenzitického typu, ale cena je vysoká a spracovanie je náročné.
Teplota použitia: 700-850 stupňov, používa sa hlavne pre výfukové ventily s vysokým zaťažením.
Typické stupne:
5Cr21Mn9Ni4N (21-4N): Najklasickejšia austenitická ventilová oceľ, spevnenie dusíkom, vysoký pomer ceny a výkonu
23-8N (5Cr23Ni8Mn3N): Vysoký Cr, vynikajúca odolnosť proti oxidácii
GH4751 (Nimonic 80A): niklová-vysokoteplotná-zliatina, používaná pri ultra-vysokoteplotných a ultra-vysokopevnostných scenároch
| 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 |
Martenzitická tepelne odolná oceľ 4Cr9Si2 X45CrSi9-3 (1.4718) ≤700 stupňov Bežný benzínový motor, sací ventil ľahkého naftového motora / výfukový ventil s nízkym zaťažením
4Cr10Si2Mo martenzitická tepelne odolná oceľ X40CrSiMo10-2 (1.4731) ≤750 stupňov Stredne zaťažený dieselový motor, výfukový ventil vozidla
5Cr21Mn9Ni4N (21-4N) Oceľový austenitický ventil 21-4N 750~800 stupňov Ťažké nákladné autá, lode, výfukový ventil vysokovýkonných motorov