{500 1 800 2 100
拉伸強度(N/mm')
圖 I硬 度 與拉 伸 強度 轉 換 關 系
3關於兩種材質適用的溫度、環境
在 涉 及 兩種材質適用的溫度、環境問題之前，
先瞭解一下這兩種閥片鋼化學成分和機械性能上
的一些差異。
由 於 兩 種閥片鋼的材質不同，20C閥片鋼相當
於高碳鋼,7C27Mo2閥片鋼為含鑰馬氏體，相當於
Cr13鋼，其主要化學成分見表2，機械性能見表3a
表2 主 要化 學 元 素 含 f
元 素C $ i M n Cr M o
20C 1.0 0 0. 25 0 .40
7C 27Mo2 0.38 0.40 0.55" 13.5 0.95
註:含量允許偏差:10.05%0
表 3 機 械 性 能
20C續150℃ 。
這是 因 為 20C碳鋼材料在較高或較低的溫度下
比7C27Mo2容易產生脆性斷裂。選材時在考慮其機
械性能的同時，也要充分考慮這一特性，在較高或
較低溫度情況下，建議選用7C27Mo2，國內一些廠傢
已有這方面的經驗。
然 後 在選 材時僅僅註重溫度范圍還不夠。經過
試驗發現，標準工況下(幹燥空氣20℃)的拉伸強度
試驗數據在腐蝕性環境下，將會受到影響，見圖20
:廣帳介-27n 2 0C
側匕生`7C2=7Mo2
十燥空氣
合成水
(nvn) 拉伸強度
(N/mm')
屈服強度
0.2%塑變
(N八nm')
彈性極限
0.01% 變
(N八nm')
SA NDVIK 7C27Mo2
‘ 1. 0 0 0 1 60 0 1450 1 250
>1 .O C舊 17 00 13 50 1200
SA N D VIK 20C
<0 .1 25 2 1 00 1900 1 600
0. 12 5- < 0. 175 2050 18 50 1600
0. 17 5- < 0.2 25 2000 18 00 1550
0.2 2 5- < 0.2 75 1950 17 50 15 00
0.2 7 5- -< 0.3 75 1900 17 00 1450
0.3 7 5- < 0.4 25 18 50 16 50 1400
0.4 2 5- < 0.4 75 18 00 1600 1 4 00
0.4 7 5- < 0.6 25 1750 1600 1 3 50
0. 62 5- 0 .8 25 1 7 00 1550 1 3 00
0.8 2 5- < 1. 150 16 50 15 00 1250
1. 15 0- < 1.2 00 1600 14 50 1 2 50
。拉 伸 強 度公差t80N/mm';彈性模量210G OON/mm'o
由 於 兩 種閥片鋼的材質不同，機械性能不同，
因而其服役溫度、使用環境也就存在差異。SANDVIK
公司推薦的服役溫度為:7C27Mo2 -300 9C ,
圖2 標 準 工 況 與腐蝕介質拉伸強度對比曲線
對 於溫 度 和腐蝕環境下對閥片在役疲勞壽命
的影響，我們在西南地區就115 mm缸徑的排氣閥片
進行瞭兩種材質的跟蹤調查，結果顯示，這一地區
由於多雨、空氣潮濕，加之排氣溫度一般在180℃左
右，因而在使用20C碳鋼的排氣閥片的壓縮機中，半
年內有十多起疲勞失效發生，而在使用同一厚度的
7C27Mo2材質排氣閥片的壓縮機中，半年多未發生
疲勞失效。關於在潮濕氛圍中，閥片過早疲勞失效
的原因，認為閥片在這一條件下，壓縮機油遇高溫
後與空氣中水分產生化學反應，而在閥片表面產生
結碳，從而引起腐蝕脆性導致失效。
4結束語
綜上 所 述 ，在選用20C與7C27Mo2兩種閥片鋼
時應準確標註公稱厚度，以免選材不當。此外，每種
規格的材料有相應的疲勞壽命極限，應根據地區與
使用條件正確選擇7C27Mo2型和20C，從而可以減
少失效，降低成本。當然閥片表面質量與周邊圓角
生成程度及滾拋消除應力情況如何，也直接影響閥
片的疲勞強度。