Wybór materiału zaworu ma kluczowe znaczenie dla jego wydajności, obowiązujących scenariuszy i żywotności serwisowej. Poniższe szczegółowe informacje na temat różnic między żeliwą, stalą węglową i stalą odlewaną na podstawie właściwości materiałowych, różnic wydajności i scenariuszy zastosowania:
Porównanie właściwości materialnych
Żelazie ma zawartość węgla 2%- 4%, wysoką zawartość krzemu i wiele zanieczyszczeń. Jest bezpośrednio rzucony po stopieniu, co ułatwia proces. Jest krucha, odporna na zużycie i ma wysoką wytrzymałość na ściskanie, ale ma niską wytrzymałość na rozciąganie, słabą odporność na wstrząsy i wibracje oraz średni odporność na korozję.
Stal węglowa ma zawartość węgla 0,02%-2,11%, głównie złożona z żelaza i węgla. Powstaje z wlewków poprzez procesy ciśnieniowe, takie jak toczenie i kucie. Oferuje dobrą ogólną wydajność, z równowagą siły, ciągliwości i wytrzymałości, dobrą spawalnością i maszynowością, ale słabą odpornością na korozję.
Castowa stal ma zawartość węgla 0,15%- 0,6%, ma niewiele zanieczyszczeń, jest odlewana ze stopionej stali i wymaga obróbki cieplnej w celu poprawy właściwości. Ma wysoką siłę, dobrą wytrzymałość i odporność na uderzenie. Stop (takie jak dodanie chromu lub niklu) może zwiększyć korozję i oporność w wysokiej temperaturze.
Kluczowe różnice wydajności
1. Właściwości mechaniczne
Siła i wytrzymałość
Żelazie: Wysoka wytrzymałość na ściskanie (np. Szary żelazko ma wytrzymałość na ściskanie 200-400 MPa), ale niską wytrzymałość na rozciąganie (tylko 100-250 MPa), słaba wytrzymałość i podatna na pęknięcie pod wpływem.
Stal węglowa: Wytrzymałość na rozciąganie rośnie wraz ze wzrostem zawartości węgla (np. Stal 235 ma wytrzymałość na rozciąganie około 370-500 MPa, a 45 stali może osiągnąć ponad 600 MPa). Ma również dobrą plastyczność i wytrzymałość i może wytrzymać pewne odkształcenie.
Stal odlewana: Wytrzymałość na rozciąganie wynosi zazwyczaj 450-800 MPa, a jego wytrzymałość jest znacznie lepsza od żeliwa (np. Stal odlewana ZG230-450 ma wydłużenie do 22%), co czyni ją odpowiednią do obciążeń dynamicznych łożyska.
Odporność na zużycie
Żelazie (zwłaszcza zużycie - żeliwa) zawiera grafit, który ma niski współczynnik tarcia i doskonałą odporność na zwykłą stal węglową i stal odlewana. Jest często stosowany w aplikacjach wymagających redukcji tarcia (np. Powierzchnie uszczelnienia ciała zaworu).
2. Odporność na korozję
Żelazie: grafit w matrycy łatwo tworzy mikrokelly, co powoduje średnią odporność na korozję. Wymagane są powłoki powierzchniowe (takie jak farba lub galwanizacja) lub korozja - (takie jak high - krzemowe żelazko).
Stal węglowa: Rdzewieć łatwo i szybko koroduje w wilgotnym, kwaśnym lub alkalicznym środowisku. Wymagane są dodatkowe zabiegi ochrony korozji (takie jak galwanizacja lub powłoka epoksydowa).
Stal odlewana: zwykła stal odlewana ma podobną odporność na korozję stali węglowej, ale stal odlewana ze stali nierdzewnej (taka jak CF8 i CF3M) można stworzyć przez dodanie elementów stopowych (takich jak Cr i Ni), aby znacznie poprawić odporność na korozję.
3. Wysoka - Opór temperatury
Żelazie: szare żeliwo ma słabą odporność na ciepło (długie - terminowa temperatura robocza mniejsza lub równa 300 stopni). Żelaza plastyczne może mieć nieco wyższą odporność na ciepło (mniejsze lub równe 400 stopni), ale jest podatne na utlenianie w wysokich temperaturach.
Stal węglowa: Zwykła stal węglowa ma długi - temperatura robocza mniejsza lub równa 450 stopni. Jego wytrzymałość zmniejsza się znacznie w wysokich temperaturach, więc wymagana jest stal odporna na ciepło - (np. 15CRMO).
Stal odlewana: poprzez stopę może wytrzymać wysokie temperatury (np. ZG1CR18NI9TI Stal odlewana ze stali nierdzewnej może wytrzymać temperatury przekraczające 800 stopni), dzięki czemu jest odpowiednia dla mediów temperaturowych o wysokiej - (np. Pary i gorący olej).
4. Aktybilność przetwarzania
Żelazie: oferuje doskonałe właściwości odlewania i dobrą płynność, umożliwiając złożone formowanie (np. Cordy zaworów z radiatami). Ma jednak słabą maszynę (twardość i kruchość) i spawalność (podatna na pękanie).
Stal węglowa: oferuje doskonałe kucie, spawanie i maszynowalność, co ułatwia tworzenie się w różne kształty (np. Kołnie i połączenia gwintowane), dzięki czemu nadaje się do zastosowań wymagających częstego montażu i demontażu.
Stal odlewana: Proces odlewania jest bardziej złożony niż żeliwa (wymagające kontrolowanej temperatury odlewania i szybkości chłodzenia), ale jego właściwości można poprawić poprzez obróbkę cieplną (np., Normalizowanie i temperowanie), co powoduje doskonałą spawalność w porównaniu z żeliwem.
Porównanie aplikacji
1. Zawory żeliwne
Scenariusz aplikacji:
Niskie -, statyczne lub małe - rurociągi o średnicy (np. Dn mniejsze lub równe 300 mm), z non - płynami żrącymi lub lekko korozyjnymi, takimi jak woda, para i olej.
Typowe zawory: zawory bramkowe, zawory globalne i zawory kontrolne (powszechnie stosowane w zaopatrzeniu i drenażu wody oraz systemach grzewczych).
Zalety: niski koszt, łatwy odlew i dobry odporność na zużycie.
Wady: nie można używać w środowisku wysokiego -, uderzenia lub korozyjne.
2. Zawory ze stali węglowej
Odpowiednie aplikacje:
Medium - i wysokie - rurociągi ciśnieniowe (np. Pn mniejsze niż lub równe 16 MPa), media takie jak powietrze, pary, olej i gaz, które muszą wytrzymać pewne ciśnienia i wibracje (np. Rurociągi przemysłowe i systemy termiczne).
Typowe zawory: zawory kulkowe, zawory motyli i zawory bezpieczeństwa (np. Zawory wykonane z STALOWEGO Q235 i 20#).
Zalety: Wysoka siła, zrównoważona ogólna wydajność i umiarkowane koszty przetwarzania.
Wady: nieodpowiedni odporność na korozję, wymagającą regularnej ochrony korozji.
3. Odlewane zawory stalowe
Odpowiednie aplikacje:
Wysokie ciśnienie -, wysoka -, wysoka - wpływ lub złożone warunki pracy (np. PN większe lub równe 25 MPa, temperatura większa lub równa 450 stopni) lub zastosowania wymagające odporności na korozję (np. Stal stalowej i stali odlewającej).
Typowe zawory obejmują zawory elektrowni (takie jak zawory bramkowe i zawory globalne), zawory chemiczne (takie jak zawory kulkowe ze stali nierdzewnej) oraz zawory inżynierskie na morzu.
Zalety: Wysoka siła, dobra wytrzymałość i zdolność adaptacyjna do ekstremalnych środowisk poprzez stop.
Wady: wysoki koszt i złożony proces odlewania.
Podsumowanie i zalecenia dotyczące wyboru
Żelazie: niski koszt, niskie ciśnienie: niedrogie, z doskonałymi właściwościami odlewania, spełnia podstawowe zapotrzebowanie na łożysko -.
Stal węglowa: odpowiednia dla Medium - i High - Aplikacje ciśnieniowe, media konwencjonalne. Oferuje równowagę siły i wytrzymałości, jest łatwy do przetworzenia i oferuje wysoką skuteczność -.
Stal odlewana (stop): odpowiednia do zastosowań wysokiego ciśnienia, wysokiej temperatury i korozji. Stop może poprawić wytrzymałość, wysoką odporność na temperaturę - i odporność na korozję, co czyni ją odpowiednią do złożonych warunków pracy.