如何区分阀门材质是铸钢还是锻钢

如何区分阀门材质是铸钢还是锻钢

本文以锻造截止阀和铸造截止阀的区别为例，详细介绍如何区分阀门材质是铸钢还是锻钢；如果觉得回答对您有所帮助的话，麻烦您高抬贵手，给美国威盾VTON阀门点个赞。

锻造阀门就是锻打出来的，一般都是用在等级高的管路上，口径比较小，一般都在 DN50 以下。但也有一些进口阀门，锻造的口径有大口径的，比如美国威盾VTON锻造截止阀，口径从DN15-500锻造的截止阀材质一般分为A105,锻不锈钢，P91,F91等。

铸造阀门就是材料在模具中整体浇注成型的阀门，一般铸造的截止阀压力等级都比较低（如 PN16、PN25、PN40，PN64但也有高压的，可以到 1500Lb、、2500Lb），口径大多数都为 DN15以上。比如美国威盾VTON铸造截止阀，铸造的截止阀的材质主要有铸铁，球墨铸铁，铸钢，304,304L，316,316L。

一、铸造阀门

1、铸造：就是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件（零件或毛坯）的工艺过程。现代机械制造工业的基础工艺。

2、铸造生产的毛坯成本低廉，对于形状复杂、特别是具有复杂内腔的零件，更能显示出它的经济性；同时它的适应性较广，且具有较好的综合机械性能。

3、但铸造生产所需的材料（如金属、木材、燃料、造型材料等）和设备（如冶金炉、混砂机、造型机、造芯机、落砂机、抛丸机、铸铁平板等）较多，且会产生粉尘、有害气体和噪声而污染环境

4、铸造是人类掌握较早的一种金属热加工工艺，已有约 6000 年的历史。公元前 3200 年，美索不达米亚出现铜青蛙铸件。公元前 13 至公元前 10 世纪之间，中国已进入青铜铸件的全盛时期，工艺上已达到相当高的水平，如商代的重 875 千克的司母戊方鼎、战国的曾侯乙尊盘和西汉的透光镜等都是古代铸造的代表产品。早期的铸造受陶器的影响较大，铸件大多为农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具，艺术色彩较浓。公元前 513 年，中国铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件——晋国铸鼎（约 270 千克重）。公元 8 世纪前后，欧洲开始生产铸铁件。18 世纪的工业革命后，铸件进入为大工业服务的新时期。进入 20 世纪，铸造的发展速度很快，先后开发出球墨铸铁，可锻铸铁，超低碳不锈钢以及铝铜、铝硅、铝镁合金，钛基、镍基合金等铸造金属材料，并发明了对灰铸铁进行孕育处理的新工艺。50 年代以后，出现了湿砂高压造型，化学硬化砂造型和造芯、负压造型以及其他特种铸造、抛丸清理等新工艺。

5、铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：① 普通砂型铸造，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型 3 类。② 特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类

6、铸造工艺通常包括：① 铸型（使液态金属成为固态铸件的容器）准备，铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等，按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型，铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素；② 铸造金属的熔化与浇注，铸造金属（铸造合金）主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金；③ 铸件处理和检验，铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。

二、锻造阀门

1、锻造：是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。

2、锻压的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属的铸态疏松，焊合孔洞，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。

3、参照美国威盾VTON方法，锻造按成形方法可分为：① 开式锻造（自由锻）。利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁（砧块）间产生变形以获得所需锻件，主要有手工锻造和机械锻造两种。② 闭模式锻造。金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，可分为模锻、冷镦、旋转锻、挤压等。按变形温度锻造又可分为热锻（加工温度高于坯料金属的再结晶温度）、温锻（低于再结晶温度）和冷锻（常温）。

4、锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、钛、铜等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属等。金属在变形前的横断面积与变形后的模断面积之比称为锻造比。正确地选择锻造比对提高产品质量、降低成本有很大关系。

三、铸造阀门和锻造阀门的主要区别

铸件是材料在模具中整体浇注成型，它的应力分布均匀，对受压方向没有限制。而锻件是由同一方向的力打压而成，它内部的应力就有方向性，只能承受有方向性的压力。

相同材料，相同壁厚的铸件和锻件，在强度和晶相结构上，锻件要优于铸件。对截止阀来说,相同磅级、相同材料的铸件截止阀的壁厚要厚于锻件。它的耐压强度是与锻件相等的。

铸件对于铸造工艺的要求比较高，最大的特点是可以做出比较复杂的形状，截止阀本体结构以及流道都是不规则的，铸造可以一次性成型，只要工艺过关，可以铸造出大口径的截止阀本体。

比如美国威盾VTON锻造截止阀，进口锻造球阀，进口锻造截止阀口径可以到20寸。

锻件的致密性比较好，但是对于太复杂的流道和外形无法一次成型，往往需要模块化进行,分开锻造再焊接在一起，由此锻件的尺寸受到一定限制。

锻件往往不能加工出复杂，流线型的流道。流道的加工通过车削而成,内部形成很多尖角过渡,在这些尖角处极易造成应力不均,产生开裂同时模块化焊接而成的设计, 锻造截止阀的阀座口径相对固定，在某些截止阀尺寸上，它的口径就偏小，影响流通能力。造成截止阀流阻的加大，整个系统效率的降低。

由于在大尺寸截止阀锻造工艺的局限,同时为节约成本，目前许多厂家通常采用阀体中心部分铸件，两端锻件的结构。无论是铸件，锻件。在加工时，都有可能产品缺陷。铸件的主要缺陷表现在沙眼，气泡等；锻件的主要缺陷表现在大晶粒，冷硬现象，裂纹，龟裂等。为了获得合格的产品质量,相对应的铸件需要热处理消除铸造过程中的应力,同时采用X-射线，磁粉探伤,渗透检查等检测手段。

工业钢的牌号很多，按钢化学成分分三类：非合金钢、低合金钢和合金钢。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。

1、按品质分类

　　(1) 普通钢（P≤0045%，S≤0050%）

　　(2) 优质钢（P、S均≤0035%）

　　(3) 高级优质钢（P≤0035%，S≤0030%）

2、按化学成份分类

　　(1) 碳素钢：a低碳钢（C≤025%）；b中碳钢（C≤025~060%）；c高碳钢（C≥060%）。

　　(2) 合金钢：a低合金钢（合金元素总含量≤5%）；b中合金钢（合金元素总含量>5~10%）；c高合金钢（合金元素总含量>10%）。

3、按成形方法分类：

(1) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。　

4、按金相组织分类

　　(1) 退火状态的：a亚共析钢（铁素体+珠光体）；b共析钢（珠光体）；c过共析钢（珠光体+渗碳体）；d莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。

(2) 正火状态的：a珠光体钢；b贝氏体钢；c马氏体钢；d奥氏体钢。 钢管

(3) 无相变或部分发生相变的　

5、按用途分类

(1) 建筑及工程用钢：a普通碳素结构钢；b低合金结构钢；c钢筋钢。

　(2) 结构钢a机械制造用钢：(a)调质结构钢；(b)表面硬化结构钢：包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢；(c)易切结构钢；(d)冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢。　b弹簧钢c轴承钢

　　(3) 工具钢：a碳素工具钢；b合金工具钢；c高速工具钢。

(4) 特殊性能钢：a不锈耐酸钢；b耐热钢：包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢；c电热合金钢；d耐磨钢；e低温用钢；f电工用钢。

　　(5) 专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。　6、综合分类　

(1)普通钢　

a碳素结构钢：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。　

b低合金结构钢　

c特定用途的普通结构钢 棒材

(2)优质钢（包括高级优质钢）

　　 a结构钢：(a)优质碳素结构钢；(b)合金结构钢；(c)弹簧钢；(d)易切钢；(e)轴承钢；(f)特定用途优质结构钢。

　　 b工具钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(c)高速工具钢。

　　 c特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢；(b)耐热钢；(c)电热合金钢；(d)电工用钢；(e)高锰耐磨钢。　

7、按冶炼方法分类

　　 (1) 按炉种分：a平炉钢：(a)酸性平炉钢；(b)碱性平炉钢。 b转炉钢：(a)酸性转炉钢；(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢；(b)侧吹转炉钢；(c)顶吹转炉钢。c 电炉钢：(a)电弧炉钢；(b)电渣炉钢；(c)感应炉钢；(d)真空自耗炉钢；(e)电子束炉钢。

　(2)按脱氧程度和浇注制度分： a沸腾钢（F）；b半镇静钢(b)；c镇静钢(Z)；d特殊镇静钢(TZ)。

塑料模具钢钢，是对含碳量质量百分比介于002%至204%之间的铁合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢(碳钢)或普通钢;在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，

比如:

锰、镍、钒等等。人类对钢的应用和研究历史相当悠久，但是直到19世纪贝氏炼钢法发明之前，钢的制取都是一项高成本低效率的工作。如今，钢以其低廉的价

格、可靠的性能成为世界上使用最多的材料之一，是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分。可以说钢是现代社会的物质基础。

按成形方法分类

(1)

锻钢;(2)

铸钢;(3)

热轧钢;(4)冷拉钢。

按金相组织分类

(1)

退火状态的a亚共析钢(铁素体+珠光体)b共析钢(珠光体)c

过共析钢(珠光体+渗碳体)d莱氏体钢(珠光体+渗碳体)。

(2)正火状态的:a

珠光体钢;b贝氏体钢;c

马氏体钢;d奥氏体钢。

(3)

无相变或部分发生相变的按用途分类(1)

建筑及工程用钢:a普通碳素结构钢;b低合金结构钢;c钢筋钢。

(2)

结构钢a机械制造用钢:(a)调质结构钢;(b)表面硬化结构钢:包括渗碳钢、氨钢、表面淬火用钢;(c)易切结构钢;(d)冷塑性成形用钢:包括冷冲压用钢、冷镦用钢。b

弹簧钢

c轴承钢

(3)

工具钢:a碳素工具钢;b合金工具钢;c高速工具钢。

(4)

特殊性能钢:a不锈耐酸钢b耐热钢包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢c电热合金钢;d耐磨钢;e低温用钢;f电工用钢

(5)

专业用钢如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。

综合分类(1)普通钢a碳素结构钢:(a)

Q195;(b)

Q215(A、B);(c)

Q235(A、B、C);(d)

Q255(A、B);(e)

Q275。b低合金结构钢c特定用途的普通结构钢

(2)优质钢(包括高级优质钢)

a结构钢:(a)优质碳素结构钢;(b)合金结构钢;(c)弹簧钢;(d)易切钢;(e)轴承钢;

(f)特定用途优质结构钢。

b工具钢:(a)碳素工具钢;(b)合金工具钢;(c)高速工具钢。c特殊性能钢:(a)不锈耐酸钢;(b)耐热钢;

(c)电热合金钢;(d)电工用钢;(e)高锰耐磨钢。

按冶炼方法分类

(1)

按炉种分a

平炉钢:(a)酸性平炉钢;(b)碱性平炉钢。

b转炉钢:(a)酸性转炉钢;(b)碱性转炉钢。或

(a)底吹转炉钢;(b)侧吹转炉钢;(c)顶吹转炉钢。

c

电炉钢:(a)电弧炉钢;(b)电渣炉钢;(c)感应炉钢;(d)真空自耗炉钢;(e)电子束炉钢。

(2)按脱氧程度和浇注制度分a沸腾钢;b半镇静钢;镇静钢;d特殊镇静钢。

40Mn2属于国标中碳调质锰钢，执行标准：GB/T 3077-2015

40Mn2这是一种中碳调质锰钢，钢的强度、塑性和耐磨性都较高，可切削性及热处理工艺性能亦好，在油中临界淬透直径达85～23mm，在水中临界淬透直径达20～42mm；但存在回火脆性和过热敏感性，而且淬火时易于开裂。此钢有白点敏感性，冷变形塑性不高，焊接性差，需要预热到100～425℃后方可焊接。一般在调质状态下使用，可用于制造重负荷条件下工作的零件，如轴、曲轴、车轴、活塞杆、蜗杆、杠杆、连杆、有负荷的螺栓、螺钉、加固环、弹簧以及其它调质件。一般用于直径小于50mm的小截面重要零件时，这种钢的静强度及疲劳性能均与40Cr钢相当，故可作40Cr的代用钢。

40Mn2化学成分如下图：

一 钢材的种类

按用途可分为：结构钢、工具钢和特殊钢；

按冶炼方法可分为：转炉钢和平炉钢；

按脱氧方法可分为：沸腾钢(F)、半镇静钢(b)、镇静钢(Z)和特殊镇静钢(TZ),镇静钢和特殊镇静钢的代号可以省去；

按成型方法可分为：轧制钢（热轧、冷轧）、锻钢和铸钢；

按化学成分可分为：碳素钢和合金钢。

1．钢材的牌号

钢材的品种繁多，钢结构中采用的钢材主要有二类。

⑴碳素结构钢

根据现行的国家标准《碳素结构钢》(GB700)的规定，碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母Q、屈服点的数值（N/mm2）、质量等级符号和脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。

碳素结构钢分为Q195、Q215、Q235、Q255和Q275等五种，屈服强度越大，其含碳量、强度和硬度越大，塑性越低。其中Q235在使用、加工和焊接方面的性能都比较好，是钢结构常用钢材之一。

质量等级分为A、B、C、D四级，由A到D表示质量由低到高。不同质量等级钢对化学成分和力学性能的要求不同。A级无冲击功规定，对冷弯试验只在需方有要求时才进行，其碳、锰、硅含量也可以不作为交货条件；B级、C级、D级分别要求保证20℃、0℃、－20℃时夏比V形缺口冲击功不小于27J(纵向)，都要求提供冷弯试验的合格保证，以及碳、锰、硅、硫和磷等含量的质保。所有钢材交货时供方应提供屈服点、极限强度和伸长率等力学性能的质保。

沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢分别用汉字拼音字首F、Z、b和TZ表示。对Q235，A、B级钢可以是Z、b或F，C级钢只能是Z，D级钢只能是TZ。Z和TZ可以省略不写。

如Q235－AF表示屈服强度为235N／mm2的A级沸腾钢；Q235-Bb表示屈服强度为235N／mm2的B级半镇静钢；Q235-C表示屈服强度为235N／mm2的C级镇静钢。

(2) 低合金高强度结构钢

低合金钢是指在炼钢过程中添加一种或几种少量合金元素，其总量低于5％的钢材。低合金钢因含有合金元素而具有较高的强度。根据现行国家标准《低合金高强度结构钢》(GBT/l591)的规定，其牌号与碳素结构钢牌号的表示方法相同，常用的低合金钢有Q345、Q390、Q420等。

低合金钢交货时供方应提供屈服强度、极限强度、伸长率和冷弯试验等力学性能质保；还要提供碳、锰、硅、硫、磷、钒、铝和铁等化学成分含量的质保。

低合金钢的质量等级除与碳素结构钢A、B、C、D四个等级相同外，增加E级，其要求提供－40℃时夏比V型缺口冲击功不小于27J(纵向)。不同质量等级对碳、硫、磷、铝的含量的要求也有区别。 低合金钢的脱氧方法为镇静钢或特殊镇静钢。 Q345-B表示屈服强度为345N／mm2的B级镇静钢；Q390－D表示屈服强度为390N／mm2的D级特殊镇静钢。

碳素结构钢和低合金钢都可以采取适当的热处理(如调质处理)进一步提高其强度。例如用于制造高强度螺栓的45号优质碳素钢以及40硼（40B）、20锰钛硼（20MnTiB）就是通过调质处理提高强度的。

注意:质量等级的划分与要求：碳素钢分(A、B、C、D) 四级，低合金钢分(A、B、C、D、E)五级。各级钢的保证条件为:

A级钢-抗拉强度、屈服点和伸长率,冷弯试验只在需方要求时进行,无冲击韧性要求;

B级钢-抗拉强度、屈服点和伸长率,冷弯试验合格,常温(20℃)冲击试验,要求冲击功不小于27 J;

C级钢-抗拉强度、屈服点和伸长率,冷弯试验合格,0℃冲击试验,要求冲击功不小于27 J;

D级钢-抗拉强度、屈服点和伸长率,冷弯试验合格,－20℃冲击试验,要求冲击功不小于27 J;

E级钢-抗拉强度、屈服点和伸长率,冷弯试验合格,－40℃冲击试验,要求冲击功不小于27 J

二、钢材的规格

钢结构所用的钢材主要为热轧成型的钢板、型钢以及冷弯成型的薄壁型钢。

1．钢板

钢板有薄钢板（厚度035~4mm）、厚钢板（厚度45~60mm）、特厚板（板厚＞60mm）和扁钢(厚度4~60mm，宽度为12~200mm)等。钢板用“—宽×厚×长”或“—宽×厚”表示，单位为mm，如—450×8×3100，—450×8。

2．型钢

钢结构常用的型钢是角钢、工字型钢、槽钢和H型钢、钢管等。除H型钢和钢管有热轧和焊接成型外，其余型钢均为热轧成型。

（1）角钢

角钢有等边角钢和不等边角钢两种。等边角钢以“L肢宽×肢厚”表示，不等边角钢以“L长肢宽×短肢宽×肢厚”表示，单位为mm，如L63×5，L100×80×8。

（2）工字钢

工字钢有普通工字钢和轻型工字钢两种。普通工字钢用“I截面高度的厘米数”表示，高度20mm以上的工字钢，同一高度有三种腹板厚度，分别记为a、b、c，a类腹板最薄、冀缘最窄，b类较厚较宽，c类最厚最宽，如I20a。同样高度的轻型工字钢的翼缘要比普通工字钢的冀缘宽而薄，腹板亦薄，轻型工字钢可用汉语拼音符号“Q”表示，如QI40等。

（3）槽钢

槽钢也分普通槽钢和轻型槽钢两种，以“［或Q［截面高度厘米数”表示，如［20 b， Q［22等。

（4）H型钢

H型钢分热轧和焊接二种。热轧H型钢有宽翼缘（H W）、中翼缘 (HM)、窄翼缘 (HN)和H型钢柱(HP)等四类。H型钢用“高度×宽度×腹板厚度×翼缘厚度”表示，单位为mm，如HW250×250×9×14、HM294×200×8×12。

焊接H型钢是由钢板用高频焊接组合而成，也用“高度×宽度×腹板厚度×翼缘厚度”表示，如H350×250×10×16。

（5）钢管

钢管有热轧无缝钢管和焊接钢管两种。无缝钢管的外径为32~630mm。钢管用“φ外径×壁厚”来表示，单位为mm，如φ273×5。

我国生产的各型钢规格和截面特性见附录三。对普通钢结构的受力构件不宜采用厚度小于5mm的钢板、壁厚小于3mm的钢管、截面小于L45×4或L56×36×4的角钢。

3．冷弯薄壁型钢

冷弯薄壁型钢采用薄钢板冷轧制成。其壁厚一般为15~12mm，但承重结构受力构件的壁厚不宜小于2mm。薄壁型钢能充分利用钢材的强度以节约钢材，在轻钢结构中得到广泛应用。常用冷弯薄壁型钢截面型式有等边角钢（a）、卷边等边角钢（b）、槽钢（c）、卷边槽钢（d）、 Z型钢、卷边Z型钢（C型钢） （e）、钢管[（f）、（g）、（h）]等。

表示方法为：按字母B、截面形状符号和长边宽度×短边宽度×卷边宽度×壁厚的顺序表示，单位为mm，长、短边相等时，只标一个边宽，无卷边时不标卷边宽度，如B[ 120×40×25、BC160×60×20×3。

压型钢板是冷弯薄壁型钢的另一种形式，它是用厚度为04~2mm的钢板、镀锌钢板或彩色涂层钢板经冷轧成的波形板。