Существует множество материалов корпуса клапана, подходящих для различных условий работы.
Обычно используемые материалы для корпуса клапана:
1. Серый чугун, подходит для клапанов низкого давления с рабочей температурой от -15~+200 градусов и номинальным давлением PN менее или равным 1,6 МПа.
2. Ковкий чугун с черным сердцем подходит для клапанов среднего и низкого давления с рабочей температурой от -15~+250 градусов и номинальным давлением PN менее или равным 2,5 МПа.
3. Ковкий чугун, подходящий для клапанов среднего и низкого давления с рабочей температурой от -30~+350 градусов и номинальным давлением PN менее или равным 4,0МПа.
4. Углеродистая сталь (WCA, WCB, WCC) подходит для клапанов среднего и высокого давления с рабочей температурой от -29 до +425 градусов, среди которых 16Mn и 30Mn имеют рабочие температуры от -40 и +450 степени и обычно используются вместо ASTM A105.
5. Низкотемпературная углеродистая сталь (LCB), подходящая для низкотемпературных клапанов с рабочей температурой от -46 до +345 градусов.
6. Легированная сталь (WC6, WC9), подходит для клапанов высокой температуры и высокого давления с неагрессивной средой с рабочей температурой между -29~+595 градусами; WC5 и WC12 подходят для клапанов с рабочей температурой от -29~+650 градусов. Клапаны высокой температуры и высокого давления для агрессивных сред.
7. Аустенитная нержавеющая сталь, подходит для клапанов с агрессивными средами, рабочая температура которых находится в пределах -196~+600 градусов.
8. Сплав монеля в основном подходит для клапанов, содержащих плавиковую среду.
9. Литой медный сплав, в основном подходит для клапанов кислородных трубопроводов с рабочей температурой от -273~+200 градусов. тот
В приведенных выше списках представлены основные категории обычно используемых материалов для корпусов клапанов. В частности, каждый тип материала имеет множество различных марок, и разные марки подходят для разных уровней давления. Поэтому при выборе материала корпуса клапана следует выбирать материал корпуса клапана, подходящий для условий работы, в соответствии с различными видами использования и различными уровнями давления.
Кроме того, материалы корпуса клапана включают титановый сплав (титановый клапан), алюминиевый сплав (алюминиевый клапан); пластик (пластиковый клапан); керамика (керамический клапан) и так далее.
Процесс термообработки заготовки корпуса клапана в зависимости от различных материалов выглядит следующим образом:
1. Термическая обработка серого чугуна.
Для достижения разных целей серый чугун после отливки может подвергаться разным термическим обработкам. При производстве клапанов процессы термообработки, часто используемые для таких деталей, как корпуса клапанов из серого чугуна после литья, включают: термическое старение для устранения литейных напряжений и высокотемпературный отжиг для удаления свободного цементита. Термическое старение – необходимый процесс. Высокотемпературный отжиг применяют для замены термического старения только при наличии в структуре после отливки первичного цементита из-за неправильного контроля химического состава и скорости охлаждения отливки в процессе литья.
2. Термическая обработка литой углеродистой стали.
Стальные отливки имеют большие литейные остаточные напряжения после отливки, а иногда структура стальных отливок бывает шероховатой и даже появляются перегретые структуры. Все это влияет на стабильность размеров стальных отливок, снижает механические свойства стали и не способствует процессу резки. Чтобы устранить литейное напряжение, улучшить структуру, улучшить механические свойства, улучшить обрабатываемость и т. д., корпус клапана из углеродистой стали и другие детали часто отжигают или нормализуют + закаляют после литья при производстве клапана.
3. Термическая обработка аустенитной нержавеющей и кислотостойкой стали.
Основным недостатком аустенитной нержавеющей и кислотостойкой стали является склонность к межкристаллитной коррозии. Как правило, некоторые профилактические меры можно принять, применив к стали определенную термическую обработку. При производстве клапанов для таких деталей, как корпуса клапанов из аустенитной нержавеющей кислотостойкой стали, обычно используются следующие процессы термообработки: обработка раствором (закалка), стабилизационная обработка и криогенная обработка.
4. Термическая обработка мартенситной жаропрочной стали.
Мартенситную жаропрочную сталь следует своевременно отжигать после отливки, чтобы предотвратить появление трещин, а время отжига и выдержки должно быть достаточным (обычно от 4 до 8 часов). Целью отжига мартенситной жаростойкой стали является устранение напряжений, рекристаллизация, измельчение зерен, снижение твердости, улучшение характеристик резания и подготовка к окончательной термической обработке.
Окончательная термическая обработка мартенситной жаростойкой стали предполагает нормализацию + отпуск.
5. Термическая обработка углеродистой стали.
В качестве примера термической обработки углеродистой стали можно привести корпус клапана из кованой стали № 35. После ковки стальной корпус клапана № 35 должен быть нормализован, а его окончательная термообработка должна быть проведена в соответствии с нормами технической документации по изготовлению клапана, и, как правило, его необходимо закалить и отпустить.