……………………12 六、阀门参数 …………………………………………………………15 七、典型阀门结构及设计标准（设计手册P398） …………………17 八、阀门材料 …………………………………………………………17 九、阀门驱动装置 ……………………………………………………24 十、阀门的检验和试验 ………………………………………………30 十一、机械制造工艺的分类及技术及发展趋势 ……………………34 十二、永久密封旋塞阀性能 …………………………………………37 十三、铸造工艺介绍 …………………………………………………39 十四、锻造工艺介绍 …………………………………………………43 十五、热处理及表面处理工艺介绍 …………………………………45 十六、焊接工艺介绍 …………………………………………………482阀门是石油、化工、电站、长输管线、造纸、核工业、多种低温工程、宇航以及 海洋采油等流体输送系统中的控制部件，具有导流、截止、调节、节流、防止逆流、分 流或溢流卸压等功能。 阀门现最大通径可达10m，重十吨，公称压力可以从1.33x10-5Pa到1000MPa，工作 温度从-269℃到1430℃。一、阀门的分类阀门的种类繁多，有多种分类方法。 1.1 按自动和驱动分类 1）自动阀门 依靠介质(流体、空气、蒸汽等）本身的能力而自行动作的阀门。如 安全阀、止回阀、减压阀、蒸汽疏水阀、空气疏水阀、紧急切断阀 等。 2）驱动阀门 借助手动、电动、液力或气力来操纵的阀门。如闸阀、截止阀、节 流阀、蝶阀、球阀、旋塞阀等。 1.2 按用途和作用分类 1）截断阀类 2）止回阀类 3）调节阀类 4）分流阀类 主要用于截断或接通管路中的介质流。如截止阀、闸阀、球阀、旋 塞阀、蝶阀、隔膜阀等。 用于阻止介质倒流。如各种不同结构的止回阀类。 主要用于调节管路中介质的压力和流量。如调节阀、节流阀、减压 阀等。 用于改变管路中介质流动的方向，起分配、分流或混合介质的作用。 如各种结构的分配阀、三通或四通旋塞，三通或四通球阀。多种类型 的疏水阀等。 5）安全阀 6）多用阀 用于超压安全保护，排放多余介质、防止压力超过规定的数值。如多 种类型的安全阀。 用于替代两个、三个甚至更多个类型的阀门。如截止止回阀，止回球 阀，截止止回安全阀。 7）其他特殊专用阀类 1.3 按主要技术参数分类 1.3.1 按公称通径分类 1) 小口径阀门 2) 中口径阀门 3) 大口径阀门 公称通径 公称通径 公称通径 DN ≤40mm 的阀门 DN 50--300mm 的阀门 DN 350—1200mm 的阀门 DN ≥1400mm 的阀门3如排污阀、放空阀、清焦阀、清管阀。4) 特大口径阀门 公称通径1.3.2 按公称压力分类 1）真空阀 2）低压阀 3) 中压阀 4) 高压阀 工作压力低于标准大气压的阀门。 公称压力 公称压力 公称压力 PN ≤1.6 MPa 的阀门 PN 2.5—6.4 MPa 的阀门 PN 10.0—80.0 MPa 的阀门 PN ≥100 MPa 的阀门5) 超高压阀 公称压力 1.3.3 按介质工作温度分类 1) 高温阀 2) 中温阀 3) 常温阀 4) 低温阀t&450℃的阀门 (美国437℃) 120℃≤t≤450℃的阀门 -40℃≤t≤120℃的阀门 -100℃≤t≤-40℃的阀门5) 超低温阀 t&-100℃的阀门 1.3.4 按阀体材料分类 1) 非金属材料阀门 2）金属材料阀门 如陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门。 如铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门、钛合金阀门、蒙 乃尔阀门、铸铁阀门、铸铜阀门、低合金阀门、高合金阀门 3）金属阀体衬里阀门 1）法兰连接的阀门 2）螺纹连接的阀门 3）焊接连接的阀门 4）夹箍连接的阀门 5）卡套连接的阀门 1.3.6 按操作方式分类 1）手动阀门 2）电动阀门 借助手轮、手柄、杠杆或链轮等，由人力来操纵的阀门。当需传 递较大的力矩时，可采用蜗轮、齿轮等减速装置。 用电动机、电磁或其他电气装置操纵的阀门。 借助液体（水、油）或空气的压力操纵的阀门。 3）液压或气压阀门 1.4 按结构特征分类 1）截门形 2）闸门形 关闭件沿着阀座中心线的方向移动，如《设》P2图1-1所示。 关闭件沿着垂直于阀座中心线的方向移动，如《设》P2图1-2所示。 关闭件是柱塞、锥塞或球体，围绕本身的轴线旋转，如《设》P2 图1-3所示。 4）旋启示 5）蝶形 6）滑阀形 关闭件围绕阀座外的轴线旋转，如《设》P2图1-4所示。 关闭件的圆盘围绕阀座内的轴线旋转（中线式）或围绕阀座外的轴线 旋转（偏心式）的结构，如《设》P2图1-5所示。 关闭件在垂直于通道方向上滑动，如《设》P2图1-6所示4如衬铅阀门、衬塑料阀门、衬搪瓷阀门、衬橡胶阀门。 阀体上带有法兰，与管道采用法兰连接的阀门 阀体上带有内螺纹或外螺纹，与管道采用螺纹连接的阀门 阀体上带有焊口，与管道采用焊接连接的阀门 阀门上带有夹口，与管采用夹箍连接的阀门 用长套与管道连接的阀门1.3.5 按管道的连接方式分类3）旋塞和球形1.5 按结构原理分类 单闸板闸阀 双闸板闸阀 弹性闸板闸阀楔式闸阀 升降杆式闸阀 旋转杆式闸阀 快速启闭闸阀 缩口闸阀闸阀单板平行式 平行式闸阀升降杆有导流孔 升降杆无导流孔 旋转杆有导流孔 旋转杆无导流孔 升降杆有导流孔 升降杆无导流孔 旋转杆有导流孔 旋转杆无导流孔双板平行中线蝶阀 蝶阀 偏心蝶 单偏心蝶阀 双偏心蝶阀 三偏心蝶阀 浮动球球阀 固定球球阀 弹性球球阀阀 门球阀旋转阀旋柱阀 压力平衡式旋塞阀 紧定式旋塞阀 填料式旋塞阀 自封式旋塞阀 油封式旋塞阀旋塞阀上螺纹阀杆截止阀 下螺纹阀杆截止阀 直通式截止阀 角式截止阀 截止阀 三通截止阀 直流式截止阀 柱塞式截止阀 针形截止阀5节流阀沟形阀瓣节流阀 柱塞式阀瓣节流阀 塞形阀瓣节流阀 旋启式止回阀 多瓣旋启式止回阀 单瓣旋启式止回阀 底阀 弹簧载荷升降式止回阀 弹簧载荷环形阀瓣升降式止回阀 多环形流道升降式止回阀升降式止回阀梭式止回阀 蝶式止回阀 止回阀 管道式止回阀 喷咀式止回阀 空排式止回阀 缓闭式止回阀 阀 门 隔膜式止回阀 锥形隔膜式止回阀 环形编织隔膜式止回阀 单球球形止回阀 多球球形止回阀 单瓣蝶式止回阀 双瓣蝶式止回阀球形止回阀 重锤式安全阀 弹簧式安全阀 脉冲式安全阀 微启式安全阀 全启式安全阀 全封闭式安全阀 半封闭式安全阀 敞开式安全阀 活塞式减压阀 薄膜式减压阀 气包式减压阀安全阀减压阀6机械型蒸汽疏水阀自由浮球式蒸汽疏水阀 杠杆浮球式蒸汽疏水阀 自由半浮球式蒸汽疏水阀 敞口向下浮子式蒸汽疏水阀 敞口向上浮子式蒸汽疏水阀 波纹管式蒸汽疏水阀 膜盒式蒸汽疏水阀 双金属片式蒸汽疏水阀 圆盘式蒸汽疏水阀 脉冲式蒸汽疏水阀 迷宫或孔板式蒸汽疏水阀蒸汽疏水阀热静力型蒸汽疏水阀热动力型蒸汽疏水阀 阀 门 隔膜阀截止式隔膜阀 屋脊式隔膜阀 闸板式隔膜阀 截止止回阀 截止止回节流阀 截止止回安全阀 止回球阀多用阀常 见 单 位 换 算1)长度: 1m = 1000mm = 100cm = 10dm, 1& = 25.4mm, 1英尺寸= 12& 1mm = 1000μ(微米), 1m = 106μ(微米), 1丝 = 10μ(微米)2)重量: 1Kg = 1000g(克), 1吨 = 1000Kg, 1Kg = 2.20462Lb 1Lb = 0.4535924Kg 3)力: 4)压力 1Kgf ≈ 9.8N, 1N = 1.01972 x 10-1Kgf, 1Kgf = 2.20462Lbf1Lbf = 0.453592Kgf, 1Lbf = 4.44822N 1Kgf/cm2 ≈0.1MPa 1MPa = 10Kgf/cm2 1bar ≈1Kgf/cm2 (压强): 1Torr(托) = 1mmHg = 133.322Pa = 13.5951 x 10-4Kgf/cm2 = 13.595mmH2O 1Lbf/in2 = 6.89476 x 103Pa = 7.03070 x 10-2Kgf/cm2 = 7.03070 x 102mmH2O 5)温度: (tF(华氏)—32) x 5/9 = tc(摄氏) 6)功率: 1马力 = 0.7457千瓦, tc(摄氏) x 9/5 +32 = tF(华氏)1千瓦 = 1.34102马力7二、阀门名词术语2.1 阀门分类术语 1）自动阀： 2）驱动阀： 3）闸 阀： Self-acting valve 依靠本身能力(液、气）而自行动作的阀门 Actuated valve 借助手动、电力、液压、气压来操纵的阀门 Gate valve,slide valve 启闭件（闸板）由阀杆带动，沿阀座密封面作升降运动的阀门 4）平行式闸阀： Parallel gate valve,Parallel slide valve 闸板的两侧面相互平行的闸阀 5）楔式闸阀： Wedge gate valve 闸板的两侧面成楔状的闸阀 6）升降杆式闸阀:Outside Screw Stem rising through handwheel type gate valve 阀杆作升降运动，其传动螺纹在体腔外部的闸阀 7）旋转杆式闸阀:Inside Screw nonrising Stem type gate valve 阀杆作旋转运动，其传动螺纹在体腔内部的闸阀 8）平板闸阀： 9）蝶 阀： Flat gate valve 这种闸阀有带导流孔和不带导流孔之分，带孔的可通球清管 Butterfly valve 启闭件（蝶板）绕固定轴旋转的阀门 10）中线蝶阀： Centerline-type butterfly valve 蝶板的回转中心（即阀门轴中心位于阀体的中心线和蝶板的密封截面上的蝶阀 11）单偏心蝶阀：Single-eccentric center butterfly valve 12）双偏心蝶阀: Double-eccentric center butterfly valve 13）三偏心蝶阀：Three-eccentric center butterfly valve 14）旋转阀： 15）球 阀： Rotary valve Ball valve16）浮动球球阀：Float ball valve 17）固定球球阀：Fixed ball valve,Trunnion Mounted Ball valve 18）弹性球球阀：Flexible ball valve 19）旋塞阀： cock, plug 采用油脂密封的阀门 21）截止阀： Globe valve,stop valve 20）油封式旋塞阀:Lubricated plug valve821)上螺纹阀杆截止阀:Outside Screw stem stop valve 22)下螺纹阀杆截止阀:Inside Screw stem stop valve 23)直通截止阀:Globe valve 24)角式截止阀:Angle pattern globe valve 25)三通截止阀:Three way stop valve 26)直流式截止阀:Obligue type globe valve 阀杆斜 27)针形截止阀:Needle globe valve 28)节流阀:Throttle valve 29)止回阀:Check valve,Non-return valve 30)旋启式止回阀:Swing check valve 31)升降式止回阀:Lift check valve 32)底阀:Foot valve 33)弹簧载荷止回阀:Spring-loaded lift check valve 34)蝶式止回阀:Butterfly swing check valve,duo-plate check valve 35)管道式止回阀:Line check valve 36)空排止回阀:No-load running check valve 用于锅炉给水泵的出口,以防止介质倒流,起排空作用 37)缓闭止回阀:Dashpot check valve 38)隔膜止回阀:Diaphragm type check vale 39)球形止回阀:Ball check valve 40)安全阀:Safety valve 41)重锤式安全阀:Weighted safety valve 42)弹簧式安全阀:Spring type safety valve 43)微启式安全阀:Low lift safety valve 开高为喉径的1/40至1/20 44)全启式安全阀:Fall lift safety valve 开高≥喉径的1/4 45)减压阀:Pressure reducing valve 46)蒸汽疏水阀:Steam trap 47)隔膜阀:Diaphragm valve 48)尾脊式隔膜阀:Weir diaphragm valve 49)截止止回阀:Screw-down stop check valve 50)截止止回节流阀:Screw-down stop check and throttle valve 自动排放凝结水,并阻止蒸汽泄露的阀门92.2 阀门结构与零件术语 1)结构长度: Face to face-dimension End to end-dimension Face to centre-dimension 2)结构形式: Type of construction 3)直通式: Through way type 4)角 式: Angle type 5)直流式: Y-globe type,Y-type 6)三通式: Three way type 7)L形三通(T):L-Pattern three way 8)常 9)常 开: Normally open type 闭: Normally closed type10)保温式: Stem jacket type 11)波纹管密封式: Bellows seal type 12)阀 13)阀 14))阀 15)阀 体: Body 盖: Bonnet,Cover,Cap,Lid 瓣(启闭件): Disc 座: Seat ring 杆: Stem Spindle16)密封面: Sealing face 17)阀 18)阀杆螺母: Yoke bushing, Yoke nut 19)填料函: Stuffing box 20)填料压盖: Gland 21)填 料: Packing,Packing ring 架: Yoke 22)填料垫: Packing seat, Packing washer 23)支 24)上密封: Back seal,Back face 25)内压自封: Pressure seal 26)连接形式: Type of connection 27)电动装置: Electric actuator 28)气动装置: Pneumatic actuator 29)液动装置: Hydraulic actuator 30)电磁动装置: Electro magnetic actuator1031)电-液装置: Electro-hydraulic actuator 32)气-液装置: Pneumatic-hydraulic actuator 33)蜗轮箱传动: Worm gear actuator 34)圆柱齿轮装置: Cylindrical gear actuator 35)圆锥齿轮装置: Conical gear actuator 36)闸板: Wedge disc 37)单闸板: Single gate disc 38)双闸板: Double gate disc 39)弹性闸板: Flexible gate disc 40)球体: Ball 41)蝶板: Disc 42)隔膜; Diaphragm 43)塞子: Plug 2.3 阀门性能及其他术语 1)主要性能参数: Specification 2)公称压力: Nominal Pressure 3)公称通径: Nominal diameter 4)工作压力: Working Pressure 5)工作温度: Working temperature 6)适用介质: Suitable temperature 7)壳体试验: Shell test 8)壳体试验压力: Shell test pressure 9)密封试验: Seal test 10)密封试验压力: Seal test pressure 11)上密封试验: Back seal test 12)渗漏量: Leakage 13)型号(类型): Type(Model) 14)主要尺寸: Prime out form dimensions, General dimensions 15)连接尺寸: Connection dimension11三.阀门型号编制方法 四.阀门标志和识别方法 五.阀门标准5.1 我国常用标准代号GB GB/T GBn GJ ZJB JB JB/T JB/Z EJ YB YB/T HG HG/T SY SD MT HB QJ QB,SG JZ,JG CB CB/T JC JJC CAS Q/TH JB/TQ SH H国家标准 国家推荐性标准 国家标准(内部发行) 国家军用标准 专业军用标准 机械行业标准(原)机械工业部标准 机械工业行业推荐性标准 (原)机械部指导文件 (原)核工业部标准 冶金部标准 冶金部推荐性标准 化学工业部标准 化学工业部推荐标准 (原)石油部标准 水利电力部标准 煤炭工业部标准 航空工业部标准 航天工业部标准 轻工业部标准 城乡环境保护部标准 中国造船总公司标准 中国造船总公司推荐标准 国家建材局标准 国家计量局标准 中国标准化协会标准 (原)机械工业部化工通用机械专业标准 机械电子工业部通用机械行业内部标准 中石化总公司标准 高压管、管件及紧固件通用设计标准125.2 国外常用标准代号ISO ANSI BS DIN NF JIS ΓOCT ASME ASTM AISI API MSS AWS AWWA MIL JPI 国际标准 美国国家标准 英国国家标准 德国国家标准 法国国家标准 日本工业标准 前苏联工业标准 美国机械工程师学会标准 美国材料试验协会标准 美国钢铁学会标准 美国石油学会标准 美国阀门和管件制造厂标准化协会标准 美国焊接协会标准 美国水道工作协会标准 美国军用标准 日本石油学会标准5.3 常用阀门标准GB JB/T JB/T JB/T JB/T GB GB GB GB GB GB/T GB/T GB/T GB/T JB/T JB/T GB/T00 HG-1997 钢制阀门一般要求 低温阀门技术要求 烟道蝶阀 对夹止回阀 金属密封蝶阀 通用阀门 法兰对焊连接钢制闸阀 通用阀门 法兰连接钢制截止阀与升降式止回阀 通用阀门 钢制旋启式止回阀 通用阀门 法兰连接和对焊连接钢制球阀 通用阀门 法兰和对夹连接蝶阀 多回转阀门 驱动装置的连接 部分回转阀门 驱动装置的连接 法兰连接金属阀门 结构长度 通用阀门压力试验 阀门的检验与试验 阀门铸钢件外观质量的要求 钢制管法兰 欧洲体系管法兰及附件(化工部) 13HG -1997 JB/T 74.75.79.81.82.83.84.85.86.87.88.89.90-94 JB 78-94 SH 3406-96 ASME B16.34-1996 ASME B16.5-1996 ASME B16.10-1996 ASME B16.47-1998 ASME B16.11-1991 ASME B16.25-1992 API 6D-2002 API 600-1998 API 602-1993 API 509-1991 API 594-1991 API 605-1988 API 598-1996 API 507-1993 API C504-1994 NACE MR0175-91 MSS-SP-44-1991 MSS-SP-55-1996 NF E29-211 DIN
BS 90) BS 90) BS
NF M87-401 NF E29-311美洲体系管法兰及附件(化工部) 管路法兰及垫片 铸铁法兰 石油化工钢制管法兰 法兰和对焊连接阀门 管法兰和法兰管件 法兰连接和焊接端钢铁阀门结构长度 大直径法兰 承插焊和螺纹连接锻钢管件 对接焊端 管线阀门 法兰和对焊连接钢制闸阀 紧凑型钢闸阀 花法兰和对夹式蝶阀 对夹式止回阀 大直径碳钢法兰 阀门的检查和试验 1/4回转软密封面阀门的耐火试验 橡胶阀座蝶阀 油田设备用抗硫应力裂纹的金属材料 钢制管道法兰 阀门、法兰、管件及其他管道附件外观检验的质量标准 法国法兰标准 德国法兰标准 石油、石油化工和有关工业钢制球阀 钢制截止阀和截止止回阀 阀门的试验（ 产品压力试验）要求规范，燃烧试验要求规范 工业阀门的压力试验 管线阀门 石油工业用阀门的试验和验收检查 工业用阀门 一般工业用阀门的工厂试验14六、 阀门参数6.1 公称通径 公称通径DN是管路系统所有管路附件用数字表示的尺寸。公称通径是用作参考的经过 圆整的数字，与加工尺寸数值上不完全等同。 公称通径是用字母“DN”后紧跟一个数字标志。如公称通径250mm应标志DN250。 美制阀门用size表示，后面用数字表示公称通径，单位为英寸，如公称通径6&应标志为 size 6& 或 NPS 6&（Norminal pipe size)。 GB/T
规定了阀门公称通径系列： 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 175 200 225 250 300 350 400 450 500 600 700 800 900 … 黑体字为常用的公称通径 6.2 公称压力 公称压力PN是一个用数字表示的与压力有关的标示代号,是供参考用的方便的整数。同 一公称压力PN值所标示的同一公称通径DN的所有管路附件具有与端部连接型式相适应的同 一连接尺寸。 在我国以MPa为PN计量单位，管道公称压力为2.5MPa(25bar,25Kgf/cm2)应标志PN2.5。 GB/T 规定了阀门公称压力系列，单位为MPa 0.05 0.1 0.25 0.4 0.6 0.8 1.0 1.6 2.0 2.5 4.0 5.0 6.3 10.0 15.0 16.0 20.0 25.0 28.0 32.0 42.0 50.0 63.0 80.0 100.0 125.0 160.0 200.0 250.0 335.0 在英美等国家中使用压力级class 表示，由于压力级与公称压力的温度基准不同，所以 二者之间没有严格对应关系，二者大致的对应关系如下： Class 150 300 400 600 800 900 00 PN/MPa 2.0 5.0 6.8 11.0 13.0 15.0 26.0 42.0 76.0 日本标准中有一种“K” 级别,例如10K，20K，40K，这种压力级概念与英制单位中的压 力级制相同，但计量单位采用米制“K” 级与压力级之间的关系如下： Class 150 300 400 600 800 900 00 K级 10 20 40 6.3 压力—温度额定值(简称压力温度级) 阀门的压力—温度额定值，是在指定温度下用表压表示的最大允许工作压力。当温度升 高时，最大允许工作压力随之降低。压力温度级是在不同工作温度和工作压力下正确选用法 兰、阀门、管件的主要依据，也是工程设计和生产制造中的基本参数。各国都制定了不同材 料的压力温度级。 6.3.1 美国压力—温度额定值按 ASME / ANSI B16.5a -1992, ASME B16.34-1996 (以上为钢制阀门) 铸铁阀门的压力温度级按ANSI B16.1-1989,~B16.4 ANSI B16.12 青铜阀门的压力—温度级按ASME / ANSI B16.5a ASME B16.4215美国石油学会、日本石油学会、法国石油学会以及英国BS 1560第二部分的法兰压 力-温度额定值均按照美国ASME/ANSI B16.5a-1992中的压力温度等级制定的。ASME B16.34纳入了ASME/ANSI B16.5a中法兰连接阀门的压力温度级数据，并增加了焊接连接的特殊阀门数据ISO国际标准，ISO/DIS 2《普通管法兰》是将美国 标准和德国标准合并在一起。 6.3.2 我国国家标准GB/T《钢制管法兰技术条件》参考了德国 DIN 2401 和 美国ASME/ANSI B16.5a制定原则。 6.4 结构长度 1）中国结构长度按GB/T 12221《法兰连接阀门 结构长度》GB/T 15188.1《对焊连接阀门 结构长度》 GB/T 15188.2《蝶阀、止回阀 结构长度》2）美国结构长度按ASME B16.10 3) 德国结构长度按DIN 3202 4) 法国结构长度按NFE 29-305，与ISO5752,GB/T12221同 5) 日本结构长度按JIS B2002 6) 英国结构长度按BS 连接法兰 1、中国 1) 国家标准GB/T9113.1～GB/T9124 GB/ T13402钢制管法兰大直径碳钢管法兰以上标准中有欧洲、美洲两大系列 2） 机械行业标准JB/T74～90 管路法兰及垫片 JB/T78铸铁法兰3）中国化工行业标准 欧洲体系 HG2 美洲体系 HG2 4）中国石油化工行业 SH3406 2、美国ASME/ANSI B16.5a 《管法兰及法兰管件》 ANSI B16.1～B16.2《铸铁管法兰和法兰管件》 ASME B16.47 API 6A《大口径钢法兰尺寸》 《井口装置和采油树设备规范》 《管法兰》 灰铸铁 铸钢法兰 钢制法兰3、日本 4、德国 5、英国 6、法国JIS
BS 4504NF E29-21116七、典型阀门结构及设计标准 （见《设计手册》P398） 八、阀门采用材料8.1 灰铸铁阀门材料 PN≤1.0MPa tI -10℃～200℃ 水、蒸汽、空气、煤气、油品 阀体 HT200～350 A126 classA.B.C 8.2 可锻铸铁阀门材料 PN≤2.5MPa tI -30℃～300℃ 水、蒸汽、空气及油品 阀体 KTH300-6 A197 A47 8.3 球墨铸铁阀门材料 PN≤4.0MPa tI -30℃～350℃ 水、蒸汽、空气及油品 阀体 QT400-15 450-10 500-7 A395 A536 8.4 碳素钢阀门材料 PN≤32MPa tI -30℃～450℃ 阀体 WCB.25.16Mn A105 8.5 高温阀门材料 PN≤16.0MPa tI≤ 550℃ 阀体 ZGCr5Mo ZG20CrMoV ZG15Cr1Mo1V 1Cr5Mo 12Cr1MoVA WC6 WC9 C5 8.6 低温钢阀门主要材料 8.6.1 ≥-46℃ 阀体 LCB.LF1 8.6.2 ≥-101℃ 阀体 LC3,LF3 阀杆 30417阀杆 13Cr QA19-4 HMn58-2密封面 铜合金，不锈钢 F4，橡胶阀杆 350-10 13Cr QA19-4 HMn58-2密封面 铜合金，不锈钢 F4，橡胶330-8阀杆 13Cr QA19-4 HMn58-2密封面 铜合金,不锈钢 F4,橡胶水、蒸汽、空气、氢气、氨气、氮气及油品 阀杆 密封面 铁基、 硬质合金13Cr蒸汽、石油产品 阀杆 25Cr2Mo1V 25Cr2Mo1V F11 F22 C5 密封面 stellite stellite阀杆 13Cr密封面 0Cr18Ni9 密封面 0Cr18Ni9或stellite8.6.3≥ -196℃ 阀体 304 CF8 阀杆 304 密封面 304或stellite8.6.4各种液化气体的沸点（℃）和所用低温材料温 度 -33.4 -45 -47.7 -50 -59.5 -78.5 -84 -88.3 -104 -151 -163 -183 -186 -187 -195.8 -246 -249.6 -269 -273 铬镍不锈钢 304 CF8 9% Ni 钢 3.5% Ni 钢 LF3, LC3 2.5% Ni 钢 高强度钢 铝镇静钢 13Cr LCB 13Cr LC2 材 质介 质 氨 丙烷 丙烯 硫化碳酰 硫化氢 二氧化碳 乙炔 乙烷 乙烯 氮 甲烷 氧 氩 氟 氮 氖 重氢 氢 氦8.7 不锈耐酸钢阀门材料 PN≤16.0MPa tI≤ 550℃ 阀体 F304 F304L F316 F316L CF8 CF3 CF8MCF3M 1Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni12Mo2Ti 0Cr18Ni12Mo2Ti阀杆 F304 F304L F316 F316L 同左密封面 本体,stellite.F4 硝酸多用304 醋酸多用316188.8 其他特殊材料 硫酸 硝酸 氢氟酸 盐酸 磷酸 醋酸 氢氧化钠 常用20#合金,哈氏合金 常用18-8不锈钢,20#合金 无水用碳钢,20#合金,蒙乃尔合金 哈氏合金 316,20#合金,哈氏合金 316,20#合金,316L、Ti合金 304，20#合金，镍8.9 常用内件材料组合 Trim—内件:与介质接触的零件 阀杆13%Cr 13%Cr 13%Cr 13%Cr 13%Cr 17-4PH Monel 304 (304L) 316 (316L) 321 20合金 17-4PH 哈氏B.C阀瓣(闸板等)13%Cr 13%Cr Stellite 13%Cr Stellite Stellite Monel 304 (304L) 316 (316L) 321 20合金 17-4PH 哈氏B.C阀座面13%Cr Stellite 13%Cr Monel Stellite Stellite Monel 304 (304L) 316 (316L) 321 20合金 17-4PH 哈氏B.C198.10 内件材料使用温度 材 料 下 限/℃-268 -268 -273 -240 -240上限/℃316 316 232 649 482304 316 青铜 因科镍尔合金 K蒙乃尔合金 蒙乃尔合金 哈氏合金 B 哈氏合金 C 钛合金 镍基合金 20号合金 416 40Rc 440 60Rc 17-4PH 6号合金(Co--Cr) 化学镀镍 镀铬 丁腈橡胶 氟橡胶 聚四氟乙烯 尼龙 聚乙烯 氯丁橡胶371 538 316 -198 -46 -29 -29 -40 -273 -268 -273 -40 -23 -268 -73 -73 -40 316 316 427 427 427 816 427 316 93 204 232 93 93 828.11 填料,垫片 8.11.1 填料 石棉绳(石墨石棉) 编结石棉盘根 橡胶石棉盘根 夹Monel丝石棉盘根20夹Inconel丝石墨盘根 碳素纤维编结盘根 浸四氟石棉盘根 浸四氟碳素纤维盘根 膨胀石墨(成型) 编结柔性石墨 夹Monel(Inconel)丝柔性石墨 PTFE成型填料 膨胀PTFE 含PTFE →150℃, 含橡胶 → 400℃左右, 柔性石墨 →1000℃ 8.11.2 垫片 石棉橡胶垫片(夹不锈钢丝网) 聚四氟乙烯垫片(夹玻纤) 缠绕式垫片 不锈钢夹四氟 不锈钢夹柔性石墨 不锈钢夹石棉金属包复型(包石墨,包石棉) 齿形垫 八角形环 椭圆形环 透镜垫金属垫片柔性石墨平垫片 柔性石墨夹不锈钢皮 铝平垫 铜平垫 不锈钢平垫 无石棉垫片 橡胶垫片 钢纸218.12 螺栓,螺母螺栓材料 阀体材料 灰铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁 高温碳钢 低温碳钢LCB C?Mo 温度℃ -15～250 -15～250 -30～350 -29～425 -46～345 -29～455 -29～427 1?Cr-?Mo 427～538 -29～427 2 /4Cr-1Mo 427～538 538～566 -29～427 5Cr-?Mo 427～538 538～593 -29～427 9Cr-1Mo 427～538 538～593 304,347, 304L1螺母材料 ASTM标准 A307B A194 2H A194 2H A194 2H A194 2H A194 2H A194 2H A194-7 A194 2H A194-7 A194-7 A194 2H A194-7 A194-7 A194 2H A194-7 A194-4 GB标准 Q235-A 45 45 45 45 45 45 20CrMo 45 20CrMo 20CrMo 45 20CrMo 20CrMo 45 20CrMo 20CrMo 0Cr18Ni9 A194-8 A194-8 A194-8 2Cr13 0Cr18Ni9 0Cr18Ni9 2Cr13 A194-8M A194-4 A194-2H A194-4 A194-2H A194-4 A194-2H 0Cr17Ni12Mo 2 20CrMo 45 20CrMo 45 20CrMo 45 备 注ASTM标准 A307B A193 B7 A193 B7 A193 B7 A193 B7 A193 B7 A193 B7 A193 B7 A193 B7 A193 B7 A193 B16 A193 B7 A193 B7 A193 B16 A193 B7 A193 B7 A193 B16GB标准 Q235-A 35CrMoA 35CrMoA 35CrMoA 35CrMoA 35CrMoA 35CrMoA 35CrMoA 35CrMoA 35CrMoA 35CrMo1A 35CrMoA 35CrMoA 35CrMo1V 35CrMoA 35CrMoA 35CrMoA 0Cr18Ni9-254～38 38～800 -198～38A320-B8 A320-B8 A320-B81Cr17Ni2 0Cr18Ni9 0Cr18Ni9 1Cr17Ni2316,316L 20号合金 38～816 -59～-45.6 C-?Mo(LC1) -45.6～343 -73～-45.6 2?Ni(LC2) -45.6～343 -101～-45.6 3?Ni(LC3) -45.6～343A193-B8M 0Cr17Ni12Mo2 A320-L7 A193-B7 A320-L7 A193-B7 A320-L7 A193-B7 42CrMo 35CrMoA 42CrMo 35CrMoA 42CrMo 35CrMoA 22螺 母 螺 栓 材 料 的 组 合 螺栓用钢Q235 A螺母用钢Q235 A Q235 A钢材标准GB/T700-1988 GB/T700-1988 GB/T699-1999 GB/T699-1999 GB/T GB/T699-1999 GB/T GB/T GB/T GB/T GB/T GB/T GB/T GB/T GB/T使用温度范围℃&-20～300 &-20～300 &-20～350 &-20～400 -100～500 &-20～400 -100～500 &-20～500 &-20～500 &-20～500 &-20～600 &-20～450 &-20～550 -196～700 -196～700备注35 40MnB,40MnVB 30CrMoA15 35,40Mn,45 30CrMoA 40Mn4535CrMoA 30CrMoA 35CrMoA 35CrMoVA 35CrMoA 35CrMoVA 30CrMoA 25Cr2MoV 25Cr2MoVA 1Cr5Mo 2Cr13 1Cr5Mo 1Cr13,2Cr13 25Cr2MoVA 0Cr19Ni9 0Cr19Ni9 0Cr17Ni12Mo2 0Cr17Ni12Mo223九、阀门的驱动装置9.1 阀门驱动方式的分类 按驱动机构的运动方式，阀门驱动装置分为直行程和角行程两种。 按驱动结构，阀门驱动装置分为： 手动 手柄，手轮式（包括通过中间齿轮减速） 弹簧杠杆式 电磁式 电动机式 隔膜式 活塞气缸式 活塞齿条式 活塞连杆式 活塞拨叉式 活塞螺杆式电动气缸式 气动叶片式 空气发动机式 薄膜和棘轮组合式 液动 液压缸式 液压马达式联动---如电液联动，气液联动 9.2 各类驱动装置的特点 电 动 装 置1)适用性较强,不受环境温度限制 特 2)输出扭矩范围广 3)控制方便,能用直流、交流、短 波、脉冲等信号，适用于放大、记 忆、逻辑判断和计算等工作 点 4）可实现超小型化 5）具有机械自锁性 6）安装方便 7）维护整修方便 1）结构复杂 缺 2）机械效率低，一般只有25%～60% 3）输出速度不能太低或太高 4）易受电源电压频率变化的影响液 动 装 置1）结构简单、紧凑、体积小 2）输出力大 3）容易获得低速、高速，能无极 变速 4）能远距离自动控制 5）由于液压油的黏性而且效率较 高，有自润滑性能和防锈性能气 动 装 置1）结构简单 2）气源容易获得 3）能得到较高的开关速度 4）可安装调速器，使开关速 度按需进行调整 5）气体压缩性大，关闭时有 弹性点1）油温变化引起油粘度的变化 2）液压元件和管道易渗漏 3）配管、维修不方便 4）不适于对于信号进行各种运算1）与液动装置相比，结构较 大，不适于大口径高压力的 阀门 2）因气体有压缩性所以速度 不易均匀。24阀门驱动方式的选用依据是： 1）阀门的形式，规模与结构。 2）阀门的启闭力矩（管线压力，阀门的最大压差），推力。 3）最高环境温度与流体温度 4）使用方式与使用次数 5）启闭速度与时间 6）阀杆直径、螺径、旋转方向 7）连接方式 8）动力源参数：电动的电源电压、极数、频率。 气动的气源压力，液动的液压源压力。 9）特殊考虑：低温、防腐、防爆、防水、防火、防辐射等。 9.3 多回转阀门驱动装置的连接 多回转阀门驱动装置是指对阀门产生直行程的驱动装置,该驱动装置和阀门相连 接的法兰尺寸按ISO10/3《多回转阀门驱动装置的连接》。 9.4 部分回转阀门驱动装置的连接 部分回转驱动装置和阀门相连接的法兰尺寸按ISO11/3《部分回转阀门驱 动装置的连接》。 9.5 阀门手动装置 手轮材料可采用可锻铸铁、球墨铸铁或钢、铝合金、塑料等，不可用铸铁。 手轮旋向：顺时针为关，逆时针为开。 齿轮传动手动装置 1）圆柱直齿轮传动，用于截止阀、闸阀、多回转 2）伞齿轮传动，用于截止阀、闸阀、多回转 3）蜗轮传动多用于球阀、蝶阀、旋塞阀、部分回转9.6 电动装置 1）电动装置分多回转和部分回转。 2）特殊防护型有：户外型、高温型、低温型、防腐型、高速型、防爆型、船舶 型、耐火型、双速型、潜水型、防辐射型。 3）选择电动装置的输出力矩应大于阀门操作过程中所需的最大力矩，一般前者应 等于后者的1.2～1.5倍。 4）电动装置应具备的性能： ① 行程控制机构 ② 力矩控制机构 ③ 开度指示机构 ④ 与电动切换 9.6.1 防火级别EXdⅡBT425EX— — 防爆符号 D ——防爆型式（隔爆型） Ⅱ——工厂用（防爆类别） B—— 防爆等级 ，最小点燃能量0.06mJ T4——最高表面温度 135℃防 爆 级 别 类别Ⅰ A Ⅱ B C最 高 表 面 温 度 温度级别T1 T2 T3 T4 T5 T6级别最小点燃能量/mJ0.28 0.20 0.06 0.019允许最高表面温度/℃450 300 200 135 100 85Ⅰ— 煤矿井下使用 Ⅱ— 工厂用 防 爆 型 式 爆炸危险 区域 0区适用的防护型式 电气设备类型 1）本质安全型 （ia)级 2）其他特别为0区设计的电气设备（特殊型） 1）适用于0区的防护类型 2）隔爆型 3）增安型 d e ib o p q s 符号 ia s1区4）本质安全型（ib级) 5）充油型 6）正压型 7）充砂型 8）其他特别为1区设计的电气设备（特殊性）2区1）适用于0区或1区的防护型 2）无火花型26n9.6.2 防护等级IP 6 7接触和异物的侵入 0 — 无防护 1 — 防护开口处受手背的撞击 — 防护直径50mm或更大的异物侵入 2 — 防护开口处受手指的撞击 — 防护直径12.5mm或更大的异物侵入 3 — 防护开口处受工具的撞击 — 防护直径2.5mm或更大的异物侵入 4 — 防护开口处受金属铁丝的撞击 — 防护直径1.0mm或更大的异物侵入 5 — 防护开口处受金属铁丝的撞击 — 防护尘埃的侵入 6 — 防护开口处受金属铁丝的撞击 — 无尘埃的侵入 9.7 阀门气动装置 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 — — — — — — — — — —水 的 侵 入 无防护 防护水滴的侵入 将外壳倾斜15°，防护水滴的侵入 防护雾水的侵入 防护溅水的侵入 防护水柱的侵入 防护喷水 能有效防护长期侵入水中 能有效防护永久侵入水中 能有效防护高压水和蒸汽的侵入阀门气动驱动装置安全、可靠、成本低、使用维修方便，是阀门驱动机构中的一大 分支。目前气动装置在具有防爆要求的场合应用较多。阀门气动驱动装置采用气源的工 作压力较低，一般不大于0.82MPa，又因结构尺寸不宜过大，因而阀门气动驱动装置的 总推力不能很大。 气动装置使用条件：气源工作压力0.4～0.7MPa，环境温度和介质温度5～６０℃。 活塞工作速度和叶片外径线速度10～50mm/s，电控制输入信号电流4～20mA。 9.7.1 阀门气动驱动装置的分类和结构特点 阀门气动驱动装置按其特点分为三种型式；薄膜式、气缸式及摆动式，另外还有气 动马达。 薄膜气缸 膜片 弹簧 活塞杆 盘形膜片 平膜片薄膜式27气缸单气缸 双气缸 O形密封圈 J形密封圈 U形密封圈 V形密封圈活塞与活塞环 气缸式 活塞杆 手动操作机构气路附件回路系统 信号返回 空气过滤 调压阀油雾器 控制切换阀摆动式缸体 定子 转子 叶片9.7.2 典型气动驱动装置及结构特点 薄膜式：行程短，&40mm，结构紧凑、灵活，无手动机构。 气缸式：行程长，必要时须加缓冲机构，出力不够可采用双气缸结构。 摆动式：结构简单，成本低，往复运动直接变成了旋转运动。 气动马达：可直接替代电动装置，但结构复杂。289.8 阀门液动装置 阀门液动装置优点： 1）结构简单、紧凑、体积小 2）传动平稳可靠 3）可以获得很大的输出力矩 4）输出力矩可以通过溢流阀精确调整 5）速度调节方便 6）在突发事故动力终断时，仍可以利用蓄能器进行一次或数次动力操作 阀门液动装置缺点： 1）油温受环境影响 2）配管麻烦，易产生渗露 3）不适于对信号产生各种运算液动闸阀与气动闸阀性能比较技术性能指标 工作压力 阀门驱动源 阀门驱动压力 驱动压力设备 工作环境 阀门规格 阀门启闭平稳性 阀门应急装置 自动化程度 阀门价格 29 气动闸阀 PN≤2.5MPa 压缩空气(低压) PN≤0.7MPa 空气压缩机,投资费用大 -4℃以下气源易结冰,能防爆 DN≤250mm 有冲击现象 备有手动操作机构 信号操作控制 液动闸阀 PN≤20Pa 中高压油 PN2.5、6.3、10.0、16.0、32.0MPa 齿轮泵,叶片泵,柱塞泵等,投资费用小 可在-45℃～120℃下工作,能防爆 任何规格 有缓冲,无冲击现象 液压源备有蓄能装置 可程序控制,微机控制 略低于气动阀十、阀门的检验与试验10.1、阀门的检查和试验项目有以下种类： 壳体强度 铸件 密封性能 上密封性能 机械性能 阀杆直径锻件质量化学成份连续无故障启闭运行 内腔清洁度 耐火试验阀体最小壁厚最大启闭力矩 零部件检查防静电试验流量试验安全阀、减压阀、疏水阀有自己独有的试验项目。阀 类 壳体强度 检 查 铸件质量 和 试 验 项 目 连续无故障启动运行 最小阀体壁厚 内腔清洁度 最大启闭力矩 防静电试验 耐火试验 零部件检查 流量试验 √ √ √ √ √ —— —— √ √ √ √ √ √ √ —— —— √ √ √ —— √ √ —— —— —— √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ —— —— √ √ √ √ √ √ √ —— —— √ √ √ √ √ √ √ —— √ √ √ √ —— √ √ —— —— —— √ √ √ √ √ √ √ —— —— √ √ 密封性能 上密封性能 闸 阀 截止阀 节流阀 球 阀 √ √ √ √ √ √ √ —— —— √ √ —— 蝶 阀 隔膜阀 旋塞阀 止回阀 柱塞阀 √ √ —— √ √ —— √ √ —— √ √ —— √ √ ——10.2、 阀门质量等级评定的关键项目和主要项目： 阀门主要尺寸检查，结构长度的检查，法兰密封面、平行度和垂直度的检查，法 兰尺寸的检查，闸阀闸板密封面磨损余量的检查及性能试验，基中性能试验是最主要 的检查，以下介绍API598标准试验规范。 10.3、API598标准试验规范 见（规范）30API598 标准试验规范1、各类阀门的压力试验项目 阀试验项目 壳体试验 上密封试验 低压密封试验 高压密封试验 闸阀 截止阀 必须 必须 必须 任选 旋塞阀 必须 不适用 必须 任选门必须类别球阀 必须 蝶阀 必须 不适用 不适用 必须 柱塞阀 必须 不适用 必须 任选止回阀不适用 选择 必须不适用 必须 任选2、壳体试验≤52℃的空气，隋性气体，煤油，水。 Lb 球墨铸铁 150 300 125(NPS2～12) 铸铁 125(NPS14～48) 250(NPS2～12) 250(NPS14～24)螺纹壳体最小试验压力MPa 2.6 6.6 2.5 1.9 6.1 3.7 最高压力x1.5 最高压力x1.5 最高压力x1.5公称通径 DN in ≤2 21/2 ～6 ８～12 ≥14持续时间/S 止回阀 60 60 60 120 其他阀门 15 60 120 300800
150～2500钢承插 法兰对焊不允许有渗漏。 试验时不允许有结构损坏。3、上密封试验高压上密封试验：38℃的空气，隋性气体，煤油，水。 低压上密封试验：38℃的空气，隋性气体 高压上密封试验压力 低压上密封试验压力 不允许有渗漏 38℃时最高压力x1.1 0.4～0.7MPa 公称通径in ≤2& ≥3& 持续时间/S 15 604、高压密封试验38℃的空气，隋性气体，煤油，水。 高压密封试验压力:38℃时最高压力x1.1 不允许有明显的渗漏,其允许渗漏率见表示。 ≤2& 21/2&～6& 8&～12& ≥14& 31 公称通径 DN in 持续时间/S 止回阀 60 60 60 120 其他阀门 15 60 120 120密封试验的最大允许渗漏量公称通径 DN/in(mm) 所有弹性 密封阀门 除止回阀外的所有金属密封 液体试验 /滴·min-1 0 12 0 8～12 （200～300） ≥14 （350） 20 28 气泡试验 /气泡·min-1 0 24 40 56 金属密封止回阀 液体试验 气体试验≤2(50)21/2&～6& (65～150）最大允许泄漏应是 最大允许泄漏量应是 -1 3 0.18in ·min x(DN)in 1.5ft3/h x DN 3 (3cm /min) (0.042m3/h) 对于规格大于24in的止 对于规格大于24in的 回阀,允许的泄漏量应 止回阀允许的泄漏量 由供需双方商定 应由供需双方商定对于液体试验,1ml≈16滴5、低压密封试验≤52℃ 空气或隋性气体 试验压力 60～100lbf/in2 (0.4～0.69MPa) 试验持续时间及允许渗漏量同高压密封试验。6、试验压力换算表MPa A105、WCB、Cr70、B70、C70 磅 级 150Lb 300Lb 600Lb 800Lb 900Lb 1500Lb 2500Lb 4500Lb 38℃下 1.91 5.11 10.21 13.79 15.32 25.53 42.55 76.58 x1.5倍 2.9 7.7 15.4 20.7 23 38.3 63.9 114.9 x1.1倍 2.2 5.7 11.3 15.2 16.9 28.1 46.9 84.3 15.51 25.86 43.10 77.57 23.3 38.8 64.7 116.4 17.1 28.5 47.5 85.4 15.52 25.86 43.10 77.59 23.3 38.8 64.7 116.4 17.1 28.5 47.5 85.4 38℃下 2.00 5.17 10.34 F22 WC9 x1.1倍 2.2 5.7 11.4 35℃下 2.00 5.17 10.34 F5 C5 x1.5倍 3 7.8 15.6 x1.1倍 2.2 5.7 11.4x1.5倍 3 7.8 15.6F304、CF8、CF3 磅 级 150Lb 300Lb 600Lb 800Lb 900Lb 1500Lb 2500Lb 4500Lb 14.89 24.81 41.35 74.43 22.4 37.3 62.1 111.7 16.4 27.3 45.5 81.9 38℃下 1.90 4.96 9.92 x1.5倍 2.9 7.5 14.9 x1.1倍 2.1 5.5 11F316、CF8M、CF3M 38℃下 1.90 4.96 9.93 14.89 24.81 41.36 74.44 x1.5倍 2.9 7.5 14.9 22.4 37.3 62.1 111.7 x1.1倍 2.1 5.5 11 16.4 27.3 45.5 81.9304L、316L、F316L、F304L、 38℃下 1.59 4.14 8.27 12.41 20.68 34.46 62.03 x1.5倍 2.4 6.3 12.5 18.7 31.1 51.7 93.1 x1.1倍 1.8 4.6 9.1 13.7 22.8 38 68.37、本公司对泄漏量的内部标准凡本公司生产的阀门出厂性能试验中所有项目泄漏量均要求为零。 （除调节阀及金属密封的止回阀外） 328、阀门的特种试验 8.1、安全阀试验 安全阀的试验包括壳体试验，性能试验和排量试验。封闭阀座密封面在进口侧体 腔施加试验压力,该压力值为安全阀公称压力的1.5倍. 8.1.1 安全阀的性能试验 8.1.2密封压力比整定压力小一点（见标准），泄漏量见标准 8.1.3 动作性能试验：测整定压力偏差，开启高度偏差，启闭压差极限 8.1.4 排量试验 8.2、 减压阀试验壳体试验 减 压 阀 试 验 公称压力x1.5 调压试验 密封试验 流量特性试验 性能试验 压力特性试验 流量试验 连续运行试验 关闭调整慢慢开启测出口压差 关闭时测泄漏(公称压力)8.3、低温阀试验 常温下壳体试验、壳体密封试验、阀座密封试验。 低温下试验，（用户要求下）以氮气做介质，液氮做冷却液。 8.4、阀门的流量试验 阀门的流通能力和压力损失是阀门选择的重要参数，通过试验测出阀门在不同开 度下的介质流通量和介质通过阀门后的压力损失，即可得到阀门的流量系数和流 阻系数。 流量系数—单位压降下的流量。 8.5、阀门的耐火试验 人们通常要求安装在某些易着火地方的阀门在遭到火烧后，在短期内仍具有密 封性，以避免发生更大事故，为了满足这一特定的要求需要对阀门的结构进行合理 的设计，并通过试验来检测和评定这类阀门是否能够达到要求。 可根据标准做试验。 8.6、阀门的防静电试验 球阀由于阀座材料是绝缘体，有集聚静电的危险。静电能引起火花，而火花又 可能造成爆炸。防静电球阀就是能使球体、阀杆和阀体之间导电，从而把静电引 出。如果用户要求球阀能够防静电，则应在订货中提出。取一台至少经过5次压 力试验的、新的、干燥的球阀作典型试验，电源电压不超过12V时，阀杆、阀体、 球体的防静电电路应有不少于10Ω电阻的导电性。33十一、机械制造工艺的分类及技术发展趋势机械制造工艺是将各种原材料、半成品加工成为产品的方法及过程，是机械工业 的基础技术之一。采用先进适用的制造工艺及设备是提高产品质量、节能节材、降低 成本、提高劳动生产率、减轻环境污染、提高企业经济和社会效益的主要途径。 11.1、机械制造工艺流程图材料制造部门粗加工机 械 制 造 部 门精加工 改性与防护 搬运、贮存、检查与控制 装配与包装棒、板、管型焊接 切 割（铆接） （粘接）热 机械加工 （磨，特种） 处表 装 面 保 配 护 包装 （成品） 发运原棒、板、管、型材金 属 结 构 材 料板、棒、线材下 料机械加工 （切削加工）锻造大锻件、钢坯冲压理材金属炉料熔化铸造合金粉末非 金 属 材 料工程陶瓷材半粉末冶金 压制，烧结料工程塑料、橡胶注塑、压塑 挤塑、吹塑复合材料敞开模、对模 成形、缠绕等11.2、机械制造工艺分类 1） 铸造 砂型铸造：湿型铸造，干型铸造，表面干型铸造，自硬型铸造 特种铸造：熔模铸造，离心铸造，压力铸造，金属型铸造 2）压力加工 锻造：自由锻，胎模锻，模锻 轧制：冷轧，热轧 冲压：冲裁，弯曲，成形，精整 挤压：冷挤压，热挤压34旋压：普通旋压，变薄旋压 拉拨：冷拨，热拉拨 3）焊接： 电弧焊：无气体保护电弧焊，埋弧焊，气体保护焊，等离子弧焊 气 焊：氧—燃气焊接 压 焊：电阻焊，摩擦焊 钎 焊：烙铁钎焊，火焰钎焊（母材不熔化） 4）切割： 气体火焰切割：气割（氧炔焰） 电弧切割 等离子弧切割 束流切割：激光切割，电子束切割，水射流切割 5）切削加工： 刀具切削：车、铣、刨、插、钻、镗、拉削、刮剃 磨 削：砂轮磨削，砂带磨削，珩磨、研磨、超精加工 钳 加 工：划线、手工锯削、錾削、锉削、手工刮削、手工打磨、手工研磨 特种加工：电物理加工—电火花加工、等离子加工、激光加工 电化学加工—电解加工、电铸 复合加工 —电解、磨削、超声研磨 特种加工 —高压水切割 6）热处理： 整体热处理：退火、正火、淬火、淬火与回火、调质稳定化处理、固溶处理、时效 表面热处理：表面淬火、物理气相沉积、化学气相沉积、等离子化学气相沉积 化学热外理：渗碳、碳氮共渗、渗氮 7）复盖层： 电 镀：镀单金属、镀合金 化 学 镀：无电流镀 真空沉积：化学气相沉积、物理气相沉积 热 喷 涂：喷焊、熔体热喷涂、燃气热喷涂 涂 装：手工涂、喷涂、浸涂、淋涂、机械辊染、电泳 其 他：包覆、衬里、搪瓷、机械镀 8）装配与包装 装配：部件装配、总装 试验与检验：试验、检验 包装：内包装、外包装 9）其他： 粉末冶金 冷作：弯形、扩胀、收缩、整形 非金属材料成形：聚合材料成形、橡胶材料成形、玻璃材料成形、复合材料成形3510）其他 表面处理：清洗、粗化、光整、强化 防锈：水剂防锈、油剂防锈、气相防锈、可剥性塑料防锈 缠绕：弹簧缠绕、绕组、绕制 编织：筛网与编织 其他：粘接、铆接 11.3、机械制造工艺的技术进展和发展趋势 11.3.1、常规工艺的不断优化 常规工艺优化的方向 实现高效化、精密化、强韧化、轻量化，以形成优质高效、低耗、少无污染 的先进适用工艺为主要目标。 11.3.2、新型加工方法的不断出现和发展 精密加工、超精密加工、特种加工及高密度能加工、激光、电子束、离子束、 分子束、等离子、微波、超声波、电流、电磁、高压水射 11.3.3、新型材料： 超硬材料、超塑材料、高分子材料、复合材料、工程陶瓷、非晶微晶 11.3.4、自动化等高新技术与工艺相结合 微电子、计算机、自动化技术与工艺、设备相结合，如加工中心。36十二、永久密封旋塞阀性能12.1、用途： 本阀门为开关型，在化工、石油、电站、采矿和造纸工业中得到广泛应用，常用 于粘稠和腐蚀性液体、腐蚀性煤气、天燃气、蒸汽、油、水等介质。旋塞的运转无需 润滑。 最高使用温度可达540℃，压力范围可达ANSI CLASS 300Lb。本公司可以提供316 不锈钢、碳钢、20号合金、蒙乃尔、哈氏合金、因科镍尔合金、钛合金，钯合金、锆 合金等材料的阀门。 阀门结构型式包括二通、三通、带保温夹套、双密封带冲洗排放、波纹管阀杆密 封，并可以提供各种驱动装置包括手动、手轮、气动装置、电动装置。 12.2、自动清洗： 阀门的旋塞底部可配制泄放孔，当阀门开关的一瞬时，流体通过泄放孔产生冲洗 效果，可将沉积物冲至下游。 12.3、阀座磨损指示： 阀门顶部位置定位板可以提供阀座磨损状况的显示，当定位板接触阀盖上平面时 则表示应该更换阀座了。 12.4、阀座刮擦清洗作用： 阀座对旋塞阀有刮擦作用，可以清除沾粘在旋塞上的固体介质，从而保持密封效 果，减少磨损和延长使用寿命。 12.5、阀座的磨损可以自动补偿 旋塞上部的压缩碟形弹簧，以持久的推力作用于旋塞之上确保旋塞下压，其锥形 结构又迫使旋塞与阀座获得紧密持久的密封，因此使磨损得到永久补偿 12. 6、阀杆填料自动调整补偿式自密封 填料采用V型密封圈，可以产生自密封效果，碟形弹簧会对填料自动调整，动态 补偿，使阀杆处填料密封效果好，寿命长，少维修。 12.7、顶装式设计方便维修 顶装式结构使得无须把阀门从管线上拆下来就可以维修，更换阀座及其他零件， 以达到最小的维修停工周期，使用通用工具仅花10分钟即可更换阀座。 12.8、自定心双阀座同时密封，在线冲洗排放功能 阀门的二个锥形阀座提供二个自动定心的独立密封，在关闭时可以达到上下游同 时密封。此时可以进行阀门的排放与冲洗，不影响系统的运行。3712.9、优秀的流通性能 阀门具有直通流道，大通径、高流通性、低紊流和低压力损失等优秀性能。 12.10、低操作扭矩 由于本阀门旋塞与阀座接触面积小，所以开启扭矩比其他全衬四氟旋塞阀小很 多。配置ISO 5211标准顶法兰，可以与电动、气动装置装配。 12.11、可提供双重填料箱或波纹管密封 双重填料箱可提供泄漏物质（包括放射性物质）的检测、引漏及取样，也可以冲 压惰性气体阻止填料处的泄漏。波纹管密封可以保证阀杆部位零泄漏。 12.12、可提供夹套保温装置 夹套保温装置可分为：全夹套、部分夹套或螺栓连接分体夹套。 12.13、阀门材料可以满足美国防腐蚀协会的NACE MR-01-75标准。旋塞、阀体、阀 座、碟形弹簧材料可以任意选配。38十三、铸造工艺介绍13.1、金属材料的物理、力学和铸造性能 13.1.1、金属的物理性能： 是指金属固有的属性，包括密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性 1）密度：某种金属单位体积的质量称为该金属的密度 ρ= m/v ρ —金属的密度（Kg/m3) m—金属的质量（Kg) v—金属的体积（m3） ρ & 5x103Kg/m3 的为轻金属，如Al、Mg、Ti、Be ρ & 5x103Kg/m3 的为重金属，如Fe、Cu、Sn、Pb 测量金属的密度可以鉴别金属和确定金属铸件的致密度。 2）熔点：金属由固态熔化成液态时的温度称为该金属的熔点，将熔点低于700℃的 金属称为易熔金属，高于700℃的金属称为难熔金属。 13.1.2、金属的力学性能 金属的力学性能是指金属在外力作用下所表现出的性能，包括强度、塑性、硬 度、冲击及疲劳强度。力学性能是机械零件及工具设计，制造中选用金属材料 时的主要依据。 1）强度：金属抵抗永久变形或断裂的能力称为强度，强度的大小通常用应力表示 其符号为σ，单位为Mpa。金属材料的强度指标常用屈服点和抗拉强度表 示。屈服点和抗拉强度是通过金属材料标准试样拉伸试验测定的。 拉伸试验是在拉力试验机上进行的：将标准试样装夹在试验机上，然后 开动试验机施加一缓慢增加的轴向拉力。试样在拉力作用下逐渐伸长， 直至断裂为止。 a、屈服点：金属材料受外力作用会产生变形，外力缓慢增加，变形缓慢 增加。当外力增大到一定值时，即使外力不再增加，材料也会继续发 生变形，这种现象称为屈服。屈服点就是指试样在试验过程中不增加 （保持恒定）仍能继续伸长(变形)时的应力,用符号σs表示。σs越大， 其抵抗能力越强，越不容易产生塑性变形。 b、抗拉强度：抗拉强度是试样拉断前能承受的最大标称拉应力，用符号 σb表示。 计算公式为：σb=Fb/Ab σb：抗拉强度（Pa) Fb：试样在断裂前的最大拉伸力（N） Ao：试样原始截面积（m2) 抗拉强度是材料抵抗断裂的能力，σb越大，材料抵抗断裂的能力越强 越不容易引起断裂。屈服点σs和抗拉强度σb是机械设计的选择，是评 定金属材料的主要依据和指标，金属材料不能在超过其σs的条件下工 作，否则会引起零件的塑性变形。也不能在超过σb的条件下工作，否 则会导致零件的破坏。392）塑性：断裂前材料发生不可逆永久变形的能力称塑性，常用的塑性判据是伸长率和 断面收缩率。 试样拉断后，标距的伸长量与原始标距的百分比称为伸长率，用符号δ 表示 缩劲处横截面积的最大缩减量与原始横截面符号的百分比称断面收缩率，用 符号ψ表示。 金属材料的伸长率δ数值越大，表示材料的塑性越好，塑性好的金属可以产 生大量塑性变形而不被破坏，便于通过塑性变形加工成复杂形状的零件，例 如：工业纯铁的δ 可达50%，可以拉成钢丝，轨成薄板等。而灰铸铁的δ 几乎 为0，所以不能进行塑性变形加工。 3）硬度：材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度。适当的 硬度可以保证材料足够的耐磨性和使用寿命，因此，硬度也是金属材料的重 要的力学性能之一。常用的硬度指标为布氏硬度和洛氏硬度，可分为布氏硬 度机和洛氏硬度机测定。 a、布氏硬度：布氏硬度的试验原理是用一定直径的钢球或硬质合金球，以 相应的试验压力F压入试样表面，经规定的保持时间后卸除试验力，测得 压痕的的直径。然后根据所用压力的大小和所得压痕面积，算出压痕表 面所承受的平均应力值，这个应力值叫做布氏硬度。用符号HBS（W） 表示，计算公式为：HBS（W）=F/A HBS（W）：布氏硬度（Pa) F：试验所加压力（N） A：所得压痕面积（m2) b、洛氏硬度：洛氏硬度的试验原理是在初始试验力及总试验力先后作用下 将压头（金刚圆锥或钢球）压入试样表面，经规定的保持时间后卸除试 验力，用测得的残余压痕深度增量计算硬度。用HR表示，以HRC常用 （不同压头与载荷）。 4）冲击韧性：有些机械零件在工作中往往要受到突然施加的外力作用，如锤杆、曲 轴、锻模和冲头等。这种冲击载荷所起的变形和应力比静载荷时大得的多，因 此，在设计这类零件所用的金属材料时，其性能指标不能单纯用静载荷作用下 的指标来衡量，而必须考虑材料的抗冲击能力。冲击试样缺口底部单位横截 面上的冲击吸收功为冲击韧度，用符号α 表示，塑性材料往往会因温度降低而 K 向脆性材料转变，使材料的冲击韧性降低，所以选择材料要考虑低温下冲击韧性。 13.2、金属的铸造性能 熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能铸件 的成形方法，称为铸造。金属的铸造性能是指金属铸造成形过程中获得外形正确、内 部健全铸件的能力。铸造性能是铸造工艺的前提条件和基本要求。金属的铸造性能主 要指流动性、收缩性和偏析等。 13.3、铸件缺陷及分析 铸件生产过程十分复杂，只要有一道工序或某一个过程失误，均会造成缺陷。同 一类型缺陷由于场合如零件的不同，往往又有不同的形成原因，这种错综复杂的情况，40给铸件缺陷的准确判断和分析带来很大的难度。1）多肉：飞翅（分型面）、毛刺（结缝）、外渗物（金属表面渗透出）、粘膜多肉 （起模粘砂）、冲砂、掉砂、胀砂、抬箱等 2）孔洞：气孔、气缩孔、针孔、缩松缩孔（补缩不良）、疏松（凝固）、 渗漏（以上缺陷构成） 3）裂纹，冷隔：冷裂、热裂、缩裂、热处理裂纹、网状裂纹（龟裂、疲劳）、 白点（氢析出）、冷隔（未熔合）、浇注断流、皱皮（飞溅、液面波动） 4）表面缺陷：表面粗糙、化学粘砂（金属氧化物、砂）、机械粘砂（金属、砂混合 物）、夹砂结疤（夹砂）、涂料结疤（涂料开裂）、鼠尾（出模） 5）残缺：浇不到（远）、浇不满（近）、型漏 6）形状、重量：变形、尺寸、挠曲、错箱、偏心 7）夹杂类：夹杂物（三类，砂、氧化、硫化物）、夹渣（氧化物）、 砂眼（带有砂粒的孔洞） 8）成份，组织：物理力学性能—强度，硬度，伸长率，冲击韧性 化学成分不合格（金相组织不合格） 13.4、铸件及其生产方法 13.4.1、铸件的生产工艺方法大体分为砂型铸造和特种铸造 砂型铸造： 手工造型：用手工或手动工具完成全部造型工序，可按铸件尺寸、形状、批量与现 场生产条件灵活地选用具体造型方法。但生产效率不高，劳动强度大， 铸件尺寸精度、表面质量较差，适用于大零件生产，单件，小批量。 机器造型：采用机械完成全部操作，至少完成紧砂操作的造型方法。效率高，铸型 和铸件质量好，但投入较大，适用于成批生产。 特种铸造： 压力铸造：使用压铸机及铸型，尺寸精度高，光洁，适用于大量生产的有色金属， 如Cu,Al,Zn,Mg 熔模铸造：铸件尺寸精度高，表面光洁，但生产工序繁多，手工劳动强度大。适用 于各种批量、小型、精密零件。 离心铸造：铸件组织致密，力学性能好，适用于管套的制造。 13. 5、铸件热处理 13. 5.1、灰铸铁 灰铸铁中石墨在热处理中不能改变形状，只能降低铸件内应力，应使用时效处理及41人工时效（或退火以清除残存碳化物，改善铸件组织和加工性能） 13. 5.2、球墨铸铁 热处理目的是使石墨球化，提高其机械性能，石墨化退火、奥氏体化正火回火、 淬火回火以得到不同的强度、韧性、硬度。 13. 5.3、可锻铸铁 可锻铸铁是白口铸铁经石墨退火或脱碳退火获得强韧性。 13. 5.4、铸刚件热处理 退火—以消除内应力，消除偏析，细化软化组织，改善切削性能。 正火—消除部分铁素体，细化组织，形成珠光体，以提高力学性能。 淬火—马氏体化淬火 中碳钢、高碳钢铸件获得马氏体+残余奥氏体，提高硬度。不锈钢—奥氏体化淬火（固溶处理） 高锰钢、不锈钢消除碳化物，获得全奥氏体，提高高锰钢铸件的韧性和加 工硬化能力，提高不锈钢铸件的韧性和防晶间腐蚀能力。大型铸钢件，先 空冷后油淬或油淬后水淬，消除淬火应力，提高韧性和塑性。 低合金钢铸件热处理：低合金刚铸件含有少量Si、Mn、Cr、Mo、Ni、Cu、和V 等合金元素，具有较好的淬透性，经适当热处理后可获得良好的综合力学性能，要求 σb&650MPa者采用正火加回火，要求抗拉强度σb&650MPa者要求淬火加回火。 不锈钢铸件热处理：不锈钢铸件热处理是为了获得均匀的单相（奥氏体）或双相 （奥氏体+铁素体）组织，消除晶界碳化物，防止晶界腐蚀。 马氏体（1Cr13,2Cr13)—退火 铁素体（）—退火 奥氏体（304，316）—淬火（固溶） 奥氏体、铁素体（ZG1Cr18M13Mo2CuN)—淬火（固溶） 沉淀硬化（ZGoCr17N4Cu4Nb)—淬火（时效） 铜合金铸件热处理： 锡青铜：—退火（消除铸造缺陷），加热至650℃时发生再结晶，α相之间的 δ相溶于α相，这时引起合金体积膨胀，能填塞铜合金中的微孔，改 善耐火耐压性能，但降低了硬度及耐磨性。 铝青铜：—淬火-回火-空冷 焊后热处理（消除内应力）加热至β相区淬火，可获得极细的针状马氏体，回火有微粒析出相，对合金有明显 地强化作用。42十四、锻造工艺介绍锻压加工是利用金属的塑性变形以达到一定形状的制件，同时提高或改善制件力 学或物理性能的基础工艺之一。 14.1、锻压工艺方法分类 自由锻 手工锻：单件，小批，小型锻件 3T以下自由锻锤：单件，小批，小型 利用自由锻锤及水压机：中小批，中小型锻件 用胎模成型：提高锻件质量和设备的生产效率 有砧座模锻锤 无砧座模锻锤 螺旋压力机 水压机胎模锻模锻14.2、金属加热缺陷及防止方法 14.2.1、脱碳： 加热过程中金属表层含碳量因氧化反应而减少称为脱碳。脱碳层深度如大于加工 量则将降低零件表面的硬度和强度。脱碳和氧化是同时进行的。1000℃以上，由于钢 的强烈氧化表层烧损，脱碳不明显，700℃～900℃烧损较少，应特别注意脱碳。 14.2.2、过热与过烧 过热：钢加热到1100℃～1250℃以上，晶柱急剧长大，若停留时间太长，晶柱就 会过大而产生过热。过热会使钢的力学性能变坏，塑性降低，锻造时易产生裂纹，在 棱角和端头处更明显。过热的金属可以使用热处理方法使晶粒重新细化，但奥氏体钢 和铁素体钢则不能重新细化，对这类钢应特别注意。 过烧：金属加热到接近固相线温度时，晶粒边界间的低熔点物质开始熔化，产生 过烧，金属过烧后一经锻打即破碎而成废品，无法挽救。 内部裂纹：坯料加热过快时，表面与中心温差过大，形成温度应力，可以造成内 部裂纹。为此，因消除加热前的残余应力（如退火）、并按合理加热规范加热。 14.3、大型钢锭的内部缺陷： 14.3.1、偏析：钢锭内部化学成分和杂质分布的不均匀性称为偏析。浇注温度越高， 浇 注速度越快，冷却速度越慢，偏析程度越严重。钢锭越大，偏析程度也越大。4314.3.2、夹杂物：分异金属夹杂物和非金属夹杂物，内生夹杂物和外来夹杂物。 内生夹杂物：钢液冷凝过程中因平衡度的变化而析出的第二相。如硫化物、氧化物 氮化物、硅酸盐，内生夹杂物尺寸小，分散分布为微观缺陷、裂纹。 外来夹杂物：指混入钢中的炉渣、保护渣、氧化膜、耐火材料，尺寸大，多位于钢 锭底部。 14.3.3、降低夹杂物的一般对策： a、采用真空脱碳氧 b、浇注仔细 c、炉后合金化，注意铁合金预热 d、使用发热剂，发热冒口 14.3.4、气体：氢、氧、氮在钢中形成白点。 对策：炉料烘烤，真空除气，锻件及时装炉退火。 14.3.5、缩孔：凝固时收缩引起多在冒口处。 对策：严格控制浇注温度、速度，加强良好的冒口保温，控制冒口切头率。 14.3.6、疏松：凝固时析出气体构成显微孔隙。 对策：硬壳锻造加大锻造比，730轴类锻件采用上、下V型砧。44十五、热处理及表面处理工艺介绍15.1、热处理概念及分类 热处理是将固态金属及合金以适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需要 的组织结构与性能的热加工工艺。 热处理的目的不是改变材料的形状，而是通过改变和控制金属材料的组织和性 能，来满足工程中对材料的服役性能或加工要求。 15.1.1、热处理工艺分类及代号 工艺 代号 工艺类型 代号 工艺名称退火 正火 淬火 整体处理 热代号加热方法加热炉代号1淬火和回火 调质 稳定化处理 固溶处理，水韧处理 固溶处理和时效1 2 3 4 5 6 7 8 7 8 1 2 1 2 3 4 5 6 7 81感应2火焰电阻，激光 电 阻3 4 4 5 6处表面淬火和回火5表面热处理物理气相沉积2化学气相沉积 等离子体化学气相沉积激光理渗碳 碳氮共渗 渗氮 氮碳共渗 化学热处理电子束3渗其他非金属 渗金属 多元共渗 熔渗等离子体7其他8例：5131 代表加热炉中整体加热淬火。 5131W 代表以上淬火为水冷淬火。 15.1.2、热处理在机械制造中的地位 热处理是机械制造的重要组成部分，它的主要作用在于改变金属的性能，来满足 零件在服役和加工时的要求，选择正确和先进的热处理工艺，可以充分发挥材料的潜45力，提高产品的使用寿命，增加机加工效益，降低机加工废品率，降低成本。反之热 处理不当，就可能使材料达不到预定的性能，造成早期失效，甚至引起重大事故和生命 财产的损失。 在机械制造中，多数零件，特别是重要机械零件，如齿轮、传动轴、轴承、弹簧、 工模具、阀杆、不锈钢防腐件、硬密封面球，阀座等均需进行热处理。通过提高热处理 工艺水平来延长零件服役寿命，具有极高的社会经济效益和巨大的节约效果。高水平 的、稳定的热处理质量也是机械产品跻身国际市场的必要条件。 15.1.3、钢的整体热处理 15.1.3.1 钢的退火 钢的退火工艺通常作为铸造和锻造（轧）以后，冷加工、热处理前的一种中间预备 热处理工序。目的在于使材料的成份均匀化，细化组织，消除应力，降低硬度，提高塑 性而获得接近平衡状态组织，便于冷加工并为热处理时的减少畸变、避免淬火开裂或提 高淬火的性能、提供适当的组织准备。 完全退火—细化组织 降低硬度 不完全退火—细化组织 降低硬度 铸、焊件及中碳钢锻轧件 中、高碳钢和低合金钢锻件轧件（组 织细化程度低于完全退火） 球化退火—碳化物球化 降低硬度，提高塑性 去应力退火—消除内应力 15.1.3.2 钢的正火 正火是将钢加热达到上临界点（Ac3或Acm）以上40～60℃或更高温度，达到完全 奥氏体化和奥氏体均匀化后，一般在自然流通的空气中冷却。锻、铸钢件正火的主要目 的在于调整钢件的硬度，细化晶粒，清除网状碳化物并为淬火作好准备。通过正火细化 晶粒，钢的韧性可显著改善，对于低碳钢正火可以提高硬度以改善切削加工性能。对焊 接件可以通过正火改善焊缝及热影响区的组织和性能。 15.1.3.3 钢的淬火工艺 淬火工艺的要求是通过加热和快速冷却的方法使零件在一定的截面部位上获得马氏 体或贝氏体，回火后达到要求的力学性能。 根据加热与冷却规程的不同，淬火工艺可分为多种类别。按淬火加热温度的不同， 有超高温淬火、完全淬火、不完全淬火等，按加热介质的不同，有普通淬火（空气介质 中加热）、可控气氛淬火，盐浴淬火，真空淬火。按冷却条件的不同，有水冷淬、油冷 淬、双液淬火，喷液淬火、深冷淬火。 15.1.3.4 钢的回火工艺46工模具及轴承钢件，结构钢冷挤压件 铸钢件，焊接件及锻轧件钢的回火是紧接淬火的后继工序，其目的是控制零件的最后综合性能，降低或消 除淬火残余应力，增加零件的尺寸稳定性。 按回火加热温度，回火工艺分类：低温回火、中温回火、高温回火。 ⑴ 低温回火 以获得回火马氏体组织,&250℃,保温1～２h。低温回火用于碳钢 或低合金工具钢的去应力或稳定尺寸处理，亦可用于经过渗碳、碳氮共渗或 其他表面淬火零件的后继处理。 ⑵ 中温回火 弹簧钢制件一般用于350～500℃，以获得回火托氏体组织和高弹 性极限。 一般不在250～300℃温度范围内回火，以避免发生第一类回火脆性。 ⑶ 高温回火 将淬火钢加热到500～650℃，保温一段时间后冷却，获得回火索 氏体。淬火继以高温回火又称调质处理。对于回火脆性不敏感的钢可以任意 速度冷却。否则，最好在油或水中快冷。 15.1.4、钢的表面热处理 仅对工件表层进行热处理以改变其组织和性能的工艺称为表面热处理。 表面热处理是使机械零件或工具表面强化的重要手段之一。它不仅可以提高表面 硬度和耐磨性，而且与经过适当预先热处理的心部组织相配合，可以获得高的疲劳强 度和强韧性。 15.1.4.1、表面热处理工艺方法 高频加热淬火，中频加热淬火，火焰加热，电阻加热，激热处理。 15.1.4.2、钢的化学热处理 化学热处理是指将金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几 种元素渗入它的表层以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。 常用渗入元素 渗碳—— 57～63 HRC —— 轴、齿轮、万向带 渗氮—— 560～1100HV —— 轴、量具、齿轮 碳氮共渗—— 300～1200HV —— 工模具、缸套 15.2、表面处理 15.2.1、电镀 电镀是应用电化学的基本原理，在电解质溶液中将具有导电表面的制品作为阴 极，以金属作为阳极，通过直流电，在制品表面沉积出牢固覆层的工艺过程。镀层可 以是单金属或合金。基体金属材料经过电镀后，可改变其外观，提高耐蚀性、耐磨 性，增加其他力学性能，如装饰性电镀、镀铜、镀镍、镀铬、镀锌。 15.2.2、化学镀 在化学镀中，溶液内的金属离子是依靠溶液中的还原剂所提供的电子而还原成相 应的金属。如化学镀镍磷、化学镀铜。 15.2.3、刷镀技术 刷镀是依靠一个与阳极接触的垫或刷提供电镀所需要的电解液的电镀方法。 15.2.4、热喷涂 把一种材料用火焰或电弧喷涂到另一种金属表面上。 如金属粉末、合金粉末、自熔性合金粉末、陶瓷粉末、复合粉末、塑料粉末。47十六、焊接加工工艺介绍16.1、焊接的重要性 对金属材料而言，切割与焊接加工，人们誉称为“钢铁裁缝”。据统计占世界总产 量50%～60%的钢都是经过焊接加工才投入使用的。我们GUICHON 阀门也有很大一部分是 焊接加工，焊接加工可以节约昂贵的铸造的模具费用，特别适用于单件、小件生产。 16.2、焊接、切割与胶接工艺原理、分类及适用范围类 别 连接方 法名称 熔 焊 焊 对焊件通过施加压力（加热 或不加热），以完成焊接的 方法。 方法原理 方法分类 特点及适用范围将焊接件接头加热至熔化状 态，不加压力以完成焊接的 方法。气焊、手工电弧焊、埋弧 焊、气体保护焊、电渣焊、 等离子弧焊、电子束焊、激 光焊等。 电阻焊（对焊、缝焊、点 焊、凸焊）、摩擦焊、冷压 焊、扩散焊、高频焊、爆炸 焊、超声波焊。机械行业中所有同种金属，部 分异种金属及某些非金属材料 的焊接。是最基本的焊接方 法，在焊接中占主导地位。 电阻焊在压焊中占主导地位， 主要用于汽车等薄板构件的装 配焊接；摩擦焊更适于园形、 管形截面工件焊接，正逐步代 替闪光对焊。 适用于金属、非金属、异种材 料之间的钎焊，可焊接复杂结 合面的工作，焊接变形小。压 焊接钎焊利用熔点比焊件低的钎料与 焊件共同加热至钎焊温度 （高于钎料熔点，低于焊件 熔点），液态钎料润湿母 材，填充接头间隙并与母材 相互扩散，以实现连接。 利用火焰把金属表面加热到 燃点，打开切割氧，使金属 燃烧并放出热量同时将氧化 熔渣从切口吹掉，从而实现 金属的切割。 利用电弧或等离子迅速熔化 金属，借助氧或空气立即吹 掉形成切口。 利用束流能量排除被切物以 形成切口，从而实现切割。 利用胶粘剂通过化学或物理 方法使胶粘剂固化以获得足 够强度以实现连接的方法。烙铁钎焊、火焰钎焊、电阻 钎焊、感应钎焊、浸沾钎 焊、炉中钎焊。切气体 火焰 切割气割、氧熔剂切割、火焰气 割、火焰表面清理、火焰净 化、火焰穿孔。凡燃点低于熔点的金属均可用 氧进行火焰切割及表面清理； 附加熔剂后可切割不锈钢、铸 铁、其他合金或矿石。割气体 放电 切割 束流 切割 胶 接等离子弧切割、电弧—压缩 空气气刨，电弧—氧切割。适于切割所有金属及非金属材 料，电弧—气刨适于清除各类 缺陷。 适于切割所有金属及非金属材 料，切口精度高。激光切割、电子束切割、水 射流切割。胶接、胶补、胶接+铆接，胶 适用连接金属、非金属之间同 接+螺接、胶接+点焊。 种或异种材料。4816.3、焊接缺陷与防止 1）H 在焊接中易产生气孔、白点、氢脆、冷裂，故必须采用低氢焊条、烘干焊条。 2）O 在焊接中易产生冷脆、热脆、时效硬化，降低焊缝的耐蚀性，易造成飞溅，形 成CO、H2O气孔。故采用无氧焊条、惰性气体保护焊。 3）N 较高时会使强度增高，塑性、韧性下降，甚至引起氮气孔，应选N含量少的焊条。 4）S 在焊缝中会增加热裂倾向。 P 在焊缝中会增加冷脆性，在Cr、Ni奥氏体钢中也会增加热裂纹倾向。应控制母材 焊条焊丝的含S、P量。 5）残余应力也是引起热、冷裂的因素，故焊接后应对焊接件热处理以消除残余应力。 6）夹渣（渣孔）焊缝中有夹渣，渣孔影响焊接质量，应提高焊接技能，防止夹渣与渣孔。 7）焊接变形，影响产品质量。必须提高焊接技能及时进行焊接后的热处理。 16.4、对焊端 对焊端应符合美国ASME B 16.25的要求t ≤ 22 mm t = (A-B) / 2 A 管子外径 B 管子内径t & 22 mm t = (A-B) / 2 A 管子外径 B 管子内径16.5、钢铁的焊接 16.5.1、低碳钢的焊接 低碳钢碳的质量百分数低（≤0.25%)，焊接性良好。接头中不产生淬硬组织或冷裂纹。 一般采用J422焊条，埋弧焊采用H08焊丝匹配HJ431焊剂。CO2 保护焊采用H08Mn2Si焊丝。 当母材成份中含碳量偏高或在低温下焊接大刚性结构时也可能产生冷裂，故应采取预热或采 用低氢型焊条（如J427 ）等措施。4916.5.2、珠光体耐热钢的焊接 珠光体耐热钢是含Cr、Mo、V、W等合金元素，总量在5%以下的低合金钢，焊接易产生 冷裂、再热裂、回火脆性。 预热和降低母材中含Mn、Si元素的含量 16Mo 用焊条R102，焊丝Ho8MnMoA，保护焊丝Ho8MnSiMo 12CrMo,15CrMo,ZG15Cr1Mo 用焊条R307，焊丝Ho8CrMoVA，保护焊丝Ho8CrMnSiMo 12CrMoV，12Cr1MoV 用焊条R317，焊丝Ho8CrMoVA，保护焊丝Ho8CrMoVA 16.5.3、奥氏体不锈钢焊接 易产生热裂性，475℃脆性和σ相脆化。焊前不预热焊后强冷，已发生475℃脆性的可热处 理，加热到600℃以上空冷或固溶处理。 焊条 0Cr18Ni9 1Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti 0Cr17Ni12Mo2 0Cr18Ni12Mo2Ti A102 A321 A201 A022 埋弧焊丝 HoCr19Ni9 H1Cr19Ni10Nb HoCr19Ni11Mo3 HooCr19Ni12Mo2 气体保护焊焊丝 HoCr19Ni9 HoCr19Ni9Ti HoCr19Ni11Mo3 HooCr19Ni12Mo216.5.4、堆焊 用焊接方法将填充金属熔敷在金属材料或零件表面以得到特殊的表面性能或需要的 尺寸的工艺方法。 常用堆焊金属类型、特点及应用举例类型 高 铬 不 锈 钢 铬 镍 不 锈 钢 牌 号 主 要 成 份 性 能 特 征 主要应用举例D507 D507Mo F321含铬约13，其他合金总 量&13，主要有Mo、 W、Nb有空气淬硬特殊性，堆焊层硬度≥ 38HRC。有适度的耐磨性，耐腐蚀性， 耐热性和耐冲击性。耐中温（300～600℃）， 金属磨损零件，如阀门密 封面。A002 A102 D547 D547Mo D577 F312,F322 Ni122,Ni307 Ni307B,Ni337 合金粉末,F121 F122,F113 NDG-2含铬量&17， 含镍量&7，其他合金总 量&10，主要是Mo、 W、Si等，个别还有 V、Nb、B 含镍约70，铬15，还含 Mo、Nb、Fe、Mn等， 镍铬硅等，无硼镍铬钨 硅等。韧性、耐热性好。有冷作硬化性，冷作 后可达40HRC。低碳和超低碳的抗腐蚀 性好。含碳较高的耐高温磨损。加硼的 耐磨性更好。常作高铬钢堆焊的过渡 层，高碳用于阀门密封面 和炉内零件。镍 基 合 金抗裂性较好。Ni337抗粘着磨损、耐蚀 性、耐热性都好（硬度H250B），耐 热、抗氧化，在650℃以下环境中有良好 耐磨耐蚀性能，中硬的F121硬度40～ 50HRC，高硬的F122&55HRC，耐磨、 耐热、抗腐蚀性都超过satellite 6.Ni337作核容器密封面， Ni307在异种钢上堆焊， Ni112主要作过渡过层， 模具，轴类，耐高温，耐 蚀阀门密封面。钴 基 合 金D802,D812 D822,D842 合金粉末：F221 F221A，F222 F223 焊丝：HS111， HS112，HS113 HS114钴铬钨合金含铬20～ 33，含碳0.5～3.3，含 钨3～21，还含少量 Fe、Si、B等。高温（650℃）硬度，抗蠕变性、耐磨 性、抗氧化性都好。 抗粘着磨损性能良好，高碳型（D822， HS113）的脆，但抗磨损好，低碳性 （D802，HS111）韧性好，抗氧化好。用于高温腐蚀，高温磨损 环境中工作的工件，如高 温高压阀门密封面。50
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