交通運輸領域

船舶制造：船舶的動力系統、燃油系統、壓載系統等都需要使用大量的閥門。氣閥鋼制造的閥門可以適應船舶在海上航行時所面臨的高溫、高濕、高鹽度等惡劣環境，船舶的正常航行和安全性能。例如，船舶主機的進氣閥、排氣閥等部件就常采用氣閥鋼制造。
軌道交通：在火車、地鐵等軌道交通工具中，制動系統的空氣控制閥門、車門的開關控制閥門等都可能使用氣閥鋼。這些閥門需要具備較高的強度和可靠性，以確保軌道交通工具的安全運行。

基本概念

閥門用鋼，也稱為氣閥鋼，是耐熱鋼的一個重要分支，主要用于制造內燃機進、排氣閥門。這種材料常處于450～900℃的高溫和3000～7000kPa的爆發壓力的工作條件下，并長期承受汽油、柴油等燃氣的高溫腐蝕與沖刷及閥門本身與閥座的摩擦。

奧氏體不銹鋼

5Cr21Mn9Ni4N：以經受高溫強度為主的汽油及柴油機用排氣閥，通常在 1100 - 1200℃固溶，730 - 780℃時效。
2Cr21Ni12N：以抗氧化為主的汽油及柴油機用排氣閥，一般在 1100 - 1200℃固溶，780 - 820℃時效。
4Cr14Ni14W2Mo：有較高的熱強性，用于內燃機重負荷排氣閥，通常在 1100 - 1200℃固溶，730 - 780℃時效。

氣閥鋼在汽車中主要用于制造汽油發動機和柴油發動機的進、排氣閥。這些閥門在發動機工作循環中起著至關重要的作用，控制著進入汽缸的氣體流量以及排出燃燒后的廢氣。具體來說：

高溫強度和耐磨性：氣閥鋼需要具備足夠的高溫強度和耐磨性，以承受發動機工作過程中產生的高溫和高壓環境。

耐腐蝕性：氣閥鋼還需要具有良好的耐腐蝕性，以防止在惡劣的工作環境中生銹或腐蝕。

抗氧化性：在高溫環境下，氣閥鋼需要具備良好的抗氧化性，以保持其性能穩定。

氣閥鋼牌號眾多，以下是一些常見的氣閥鋼牌號：

馬氏體氣閥鋼

42Cr9Si2：具有較好的淬硬性和抗腐蝕性，是我國農用車等負荷不高的內燃機排氣閥和一些中高負荷內燃機進氣閥常用材料。
45Cr9Si3：在歐美、日本多年來作為標準鋼號大量使用，與 42Cr9Si2 鋼相比，淬硬性和抗腐蝕性更好，但在我國因特殊鋼廠熱軋機精度低、軋材偏差大等因素，采用特定生產工藝時成本較高。
40Crl0Si2Mo：是我國常用的馬氏體氣閥鋼之一，具有良好的綜合性能。
51Cr8Si2：即 SUH11、X50CrSi82，是日本標準中的較早鋼號，成分中降低了 Cr、Si 的含量，使鋼材成本降低，熱塑性和室溫塑性提高，回火脆性減小，成材率提高，淬火后的硬度能夠大于 58HRC，適宜于用作排氣閥摩擦焊結構的閥桿。
80Cr20Si2Ni：歐美各國曾為提高耐蝕性、耐磨性開發應用的鋼號，但在特鋼廠生產中塑性差，成材率低，在制閥廠中氣閥桿端淬火硬度不能 50HRC，造成成品率低、成本高，在 ISO683 - 13 標準和其他有些國家標準中已被取消，由德國鋼號 X85CrMoV182 替代。
85Cr18Mo2V：德國鋼號 X85CrMoV182，具有良好的耐熱性和耐磨性。
86Cr18W2VRe：具有較高的強度和耐熱性。
4Cr14Ni4W2Mo：有較高的熱強性，用于內燃機重負荷排氣閥。
4Cr10Si2Mo：有較高的熱強性，作內燃機進氣閥、輕負荷發動機的排氣閥。
奧氏體氣閥鋼

5Cr21Mn9Ni4N：以經受高溫強度為主的汽油及柴油機用排氣閥，通常在 1100 - 1200℃固溶，730 - 780℃時效。
2Cr21Ni12N：以抗氧化為主的汽油及柴油機用排氣閥，一般在 1100 - 1200℃固溶，780 - 820℃時效。
4Cr14Ni14W2Mo：有較高的熱強性，用于內燃機重負荷排氣閥，通常在 1100 - 1200℃固溶，730 - 780℃時效。

汽車制造行業

發動機部件：氣閥鋼是汽車發動機進、排氣閥的主要材料。進氣閥控制著空氣進入發動機燃燒室的流量和時間，而排氣閥則負責將燃燒后的廢氣排出。在發動機工作過程中，氣閥需要承受高溫、高壓和高速氣流的沖擊，以及頻繁的開閉動作，因此對氣閥鋼的強度、硬度、耐磨性和耐高溫性能有很高的要求。例如，在的汽油發動機或柴油發動機中，需要使用的氣閥鋼來確保發動機的可靠性和耐久性。
渦輪增壓器：在帶有渦輪增壓裝置的汽車中，渦輪增壓器的葉輪等部件也會用到氣閥鋼。渦輪增壓器通過葉輪的旋轉來壓縮進氣，提高發動機的進氣量，從而提升發動機的性能。氣閥鋼具有良好的機械性能和耐高溫性能，能夠滿足渦輪增壓器在高速旋轉和高溫環境下的工作要求。


熱軋與冷加工
熱軋工藝
將連鑄坯加熱到再結晶溫度以上進行軋制。熱軋可以提高鋼材的致密度，改善其組織結構。在熱軋過程中，通過控制軋制溫度、軋制速度和壓下率等參數，可以獲得所需的鋼板或型材形狀和性能。例如，對于閥門用鋼板的熱軋，可能需要經過多道次軋制，每次軋制后都要控制好溫度和壓下量，以確保鋼板的厚度均勻和性能符合要求。
冷加工處理
包括冷拔、冷軋等工藝。冷加工可以進一步提高鋼材的尺寸精度和表面質量。對于一些要求的閥門用鋼材料，如閥門用的鋼絲或薄板，可能需要進行冷拔或冷軋加工。在冷加工過程中，要注意控制加工變形量和潤滑條件，以避免鋼材產生裂紋或表面劃傷。

能源行業

火力發電：在火力發電站的鍋爐和汽輪機中，氣閥鋼用于制造主蒸汽閥、調節閥等關鍵閥門部件。這些閥門需要承受高溫、高壓的蒸汽，并且要具備良好的密封性和調節性能，以確保發電系統的安全和運行。氣閥鋼的高強度和耐高溫性能使其成為制造這些閥門的理想材料。
其他能源領域：除了火力發電，氣閥鋼在其他能源領域也有應用，如石油、天然氣開采和加工過程中的一些閥門和設備部件，以及核能發電中的部分關鍵部件（在滿足核安全標準的前提下），都需要用到具有特殊性能的氣閥鋼。

連鑄工藝
中間包冶金
鋼水從煉鋼爐出來后，先流入中間包。在中間包內，可以進一步調節鋼水的成分和溫度，并且通過設置過濾器等裝置，過濾掉鋼水中的大型夾雜物。中間包還可以作為緩沖容器，穩定鋼水流動，為后續連鑄提供穩定的鋼水供應。
結晶器設計與控制
結晶器是連鑄機的核心部件，鋼水在結晶器中開始凝固成型。結晶器的材質通常選用銅或銅合金，因為銅具有良好的導熱性，可以使鋼水快速凝固。結晶器的設計包括合適的錐度、冷卻水通道等，以控制坯殼的生長速度和質量。例如，結晶器的冷卻強度需要根據鋼種和澆注速度進行調整，過強或過弱的冷卻都會導致坯殼缺陷。
二次冷卻控制
在連鑄坯離開結晶器后，需要進行二次冷卻。通過噴水或氣 - 水冷卻等方式，控制連鑄坯的溫度梯度，使其均勻冷卻。合理的二次冷卻制度可以減少連鑄坯的內部應力和缺陷，如裂紋、縮孔等。不同的鋼種和鑄坯尺寸需要不同的二次冷卻參數，例如對于厚板坯，冷卻速度可能相對較慢，以避免過大的熱應力。