L’elecció del material de la vàlvula és crucial per al seu rendiment, escenaris aplicables i vida útil. A continuació, es detallen les diferències entre ferro colat, acer de carboni i acer de fosa basats en propietats del material, diferències de rendiment i escenaris d'aplicacions:
Comparació de propietats de materials
El ferro colat té un contingut de carboni del 2%- 4%, un alt contingut en silici i moltes impureses. Es llança directament després de la fusió, fent que el procés sigui senzill. És trencadís, resistent al desgast i té una gran resistència a la compressió, però té una baixa resistència a la tracció, mal xoc i resistència a les vibracions i resistència a la corrosió mitjana.
L’acer al carboni té un contingut en carboni del 0,02%-2,11%, principalment compost per ferro i carboni. Es forma a partir dels lingots mitjançant processos de pressió com el rodatge i la forja. Ofereix un bon rendiment global, amb un equilibri de força, ductilitat i duresa, bona soldabilitat i maquinària, però una mala resistència a la corrosió.
L’acer colat té un contingut de carboni del 0,15%- 0,6%, té poques impureses, es llança d’acer fos i requereix un tractament tèrmic per millorar les propietats. Té alta força, bona duresa i resistència a l’impacte. L’aliatge (com l’afegit de crom o níquel) pot millorar la corrosió i la resistència a alta temperatura.
Diferències de rendiment clau
1. Propietats mecàniques
Força i duresa
Ferro fosa: alta resistència a la compressió (per exemple, el fosa gris té una resistència a compressió de 200-400 MPa), però baixa resistència a la tracció (només 100-250 MPa), mala duresa i propensa a la fractura sota impacte.
Acer al carboni: la resistència a la tracció augmenta amb l’augment del contingut de carboni (per exemple, l’acer Q235 té una resistència a la tracció d’aproximadament 370-500 MPa, mentre que 45 d’acer pot arribar a més de 600 MPa). També té una bona plasticitat i duresa i pot suportar alguna deformació.
Acer de fosa: la resistència a la tracció és normalment de 450-800 MPa, i la seva duresa és significativament superior a la fosa (per exemple, ZG230-450 Acer de fosa té una allargament de fins a un 22%), cosa que la fa adequada per portar càrregues dinàmiques.
Resistència al desgast
La fosa (sobretot el desgast - resistent ferro colat) conté grafit, que té un coeficient baix de fricció i resistència al desgast superior a acer ordinari de carboni i acer fosa. Sovint s’utilitza en aplicacions que requereixen reducció de fricció (per exemple, superfícies de segellat del cos de vàlvules).
2. Resistència a la corrosió
Fosa de fosa: el grafit de la matriu forma fàcilment microcells, donant lloc a la resistència a la corrosió mitjana. Calen recobriments de superfície (com la pintura o la galvanització) o la corrosió - ferro resistent a la colat (com ara High - Silicon Fust Iron).
Acer al carboni: s’oxida fàcilment i es corroeix ràpidament en ambients humits, àcids o alcalins. Es requereixen tractaments addicionals de protecció contra la corrosió (com ara electrodament o revestiment epoxi).
Acer de fosa: l’acer de fosa ordinari té una resistència a la corrosió similar a l’acer al carboni, però es pot crear acer d’acer inoxidable (com CF8 i CF3M) afegint elements d’aliatge (com CR i Ni) per millorar significativament la resistència a la corrosió.
3. Alta - Resistència a la temperatura
Fosa de ferro: el fosa grisa té una mala resistència a la calor (llarg - Terme de funcionament inferior o igual a 300 graus). El ferro dúctil pot tenir una resistència a la calor lleugerament més elevada (inferior o igual a 400 graus), però és susceptible a l’oxidació a temperatures altes.
Acer al carboni: l’acer ordinari de carboni té una temperatura de funcionament de terme - inferior o igual a 450 graus. La seva força disminueix significativament a temperatures altes, de manera que cal calor - acer resistent (com ara 15CRMO).
Acer de fosa: a través de l’aliatge, pot suportar temperatures altes (per exemple, ZG1CR18NI9Ti d’acer inoxidable d’acer inoxidable pot suportar temperatures superiors a 800 graus), fent -lo adequat per a suports de temperatura alts - (per exemple, vapor i oli calent).
4. Processabilitat
Ferro: ofereix excel·lents propietats de colada i bona fluïdesa, permetent modelar complexos (per exemple, cossos de vàlvules amb dissipadors de calor). Tot i això, té una mala maquinària (duresa i britoritat) i soldabilitat (propensa a l’esquerdament).
Acer al carboni: ofereix una excel·lent forja, soldadura i maquinària, cosa que facilita la seva forma en diverses formes (per exemple, brides i connexions roscades), cosa que la fa adequada per a aplicacions que requereixen un muntatge i desmuntatge freqüents.
Acer de fosa: el procés de colada és més complex que el ferro colat (que requereix la temperatura de colada controlada i la velocitat de refrigeració), però les seves propietats es poden millorar mitjançant el tractament de la calor (per exemple, normalitzar i temperar), donant lloc a una soldabilitat superior en comparació amb el ferro colat.
Comparació d'aplicacions
1. Vàlvules de ferro colat
Escenari de l'aplicació:
Low - pressió, pipelines de diàmetre - de diàmetre (per exemple, dn inferior o igual a 300mm), amb líquids corrosius o corrosius no - com l'aigua, el vapor i el petroli.
Vàlvules típiques: vàlvules de porta, vàlvules globals i vàlvules de comprovació (que s’utilitzen habitualment en el subministrament i el drenatge d’aigua i els sistemes de calefacció).
Avantatges: baix cost, colada fàcil i bona resistència al desgast.
Desavantatges: no es pot utilitzar en entorns de pressió, impacte o corrosius alts {{0}.
2 Vàlvules d’acer de carboni
Aplicacions aplicables:
Medium - i High - Pipelines de pressió (per exemple, pn inferior o igual a 16 MPa), suports com aire, vapor, petroli i gas, que han de suportar certes pressions i vibracions (per exemple, canonades industrials i sistemes tèrmics).
Vàlvules típiques: vàlvules de bola, vàlvules de papallona i vàlvules de seguretat (per exemple, vàlvules fetes de Q235 i 20# acer).
Avantatges: alta resistència, rendiment global equilibrat i costos de processament moderats.
Desavantatges: resistència a la corrosió inadequada, que requereix protecció regular de la corrosió.
3. Vàlvules d’acer colades
Aplicacions aplicables:
Alta - pressió, alta - temperatura, alta - Impacte, o condicions de funcionament complexes (per exemple, pn més gran o igual a 25 mPa, temperatura superior o igual a 450 graus), o aplicacions que requereixen resistència a la corrosió (per exemple, acer inoxidable i acer fosa).
Les vàlvules típiques inclouen vàlvules de central elèctrica (com les vàlvules de porta i les vàlvules del globus), les vàlvules químiques (com les vàlvules de boles d’acer inoxidable) i les vàlvules d’enginyeria fora del mar.
Avantatges: alta força, bona duresa i adaptabilitat als entorns extrems mitjançant l’aliatge.
Desavantatges: Procés de càsting d’alt cost i complex.
Recomanacions de resum i selecció
Fosa de fosa: baix cost, baixa pressió: barat, amb excel·lents propietats de colada, compleix els requisits bàsics de segellat i pressió -.
Acer al carboni: adequat per a mitjans - i High - Aplicacions de pressió, suports convencionals. Ofereix un equilibri de força i duresa, és fàcil de processar i ofereix una efectivitat - elevada.
Acer de fosa (aliatge): adequat per a aplicacions d’alta pressió, alta temperatura i corrosió. L’aliatge pot millorar la força, la resistència a la temperatura - i la resistència a la corrosió, fent -la adequada per a condicions de funcionament complexes.