阀杆及阀杆螺母材料选择指南：性能、应用与选型建议

阀杆在阀门启闭过程中扮演着多重关键角色：它既是运动件、受力件，也是密封件。在运行过程中，阀杆需承受介质的冲击与腐蚀，同时与填料产生摩擦。因此，在选择阀杆材料时，必须确保其在规定的工作温度下具备足够的强度、良好的冲击韧性、抗擦伤性以及耐腐蚀性。鉴于阀杆属于易损件，选用时还需兼顾材料的机械加工性能和热处理性能。

一、阀杆常用材料及适用范围

1. 铜合金

• 常用牌号：QA19-2、HPb59-1-1

• 适用场景：公称压力≤1.6MPa、温度≤200℃的低压阀门。

2. 碳素钢

• A5钢：公称压力≤2.5MPa、温度≤300℃的氨阀、水/蒸汽介质阀门；

• 35钢：公称压力≤2.5MPa、温度≤450℃的水/蒸汽介质阀门。

• 常用牌号：A5、35钢（氮化处理）

• 适用场景：

• 注意：实践表明，碳素钢氮化处理无法有效解决耐蚀问题，应避免采用。

3. 合金钢

• 40Cr（镀铬）：公称压力≤32MPa、温度≤450℃的水/蒸汽/石油介质阀门；

• 38CrMoA1A（氮化）：工作温度540℃、压力10MPa，常用于电站阀门；

• 20CrMo1V1A（氮化）：工作温度570℃、压力14MPa，常用于电站阀门。

• 常用牌号及处理：

4. 不锈钢

• 2Cr13、3Cr13：公称压力≤32MPa、温度≤450℃的水/蒸汽/弱腐蚀性介质阀门（可镀铬或高频淬火强化表面）；

• 1Cr17Ni2：耐腐蚀性介质阀门、低温阀门；

• 1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti：

• 公称压力≤6.4MPa、温度≤600℃的高温阀门；

• 温度≤-100℃的低温阀门；

• 1Cr18Ni9Ti耐硝酸腐蚀，1Cr18Ni12Mo2Ti耐醋酸腐蚀；

• 高温工况下可采用氮化处理提升抗擦伤性能。

• 常用牌号及适用场景：

5. 轴承铬钢

• 常用牌号：GCr15

• 适用场景：公称压力≤300MPa、温度≤300℃的超高压阀门。

6. 其他材料

• 4Cr10Si2Mo马氏体耐热钢、4Cr14Ni14W2Mo奥氏体耐热钢等，适用于特殊工况阀门。

二、阀杆螺母材料选择要求

阀杆螺母与阀杆通过螺纹配合，直接承受阀杆轴向力，并与支架等部件产生摩擦。因此，材料需满足以下性能：

• 足够的强度；

• 低摩擦系数；

• 抗锈蚀能力；

• 避免与阀杆咬死。

三、阀杆螺母常用材料及适用范围

1. 塑料

• 常用材料：尼龙66、尼龙1010

• 优点：耐腐蚀、摩擦系数低、加工性好、成本低；

• 缺点：强度低于金属；

• 适用场景：低压、小口径阀门。

2. 铜合金

• 2CuZn38MnPb2铸黄铜：公称压力≤1.6MPa的低压阀门；

• ZCuA110Fe3无锡青铜：公称压力≤6.4MPa的阀门；

• ZCuZn25A16Fe3Mn3铸黄铜：公称压力＞6.4MPa的高压阀门。

• 优势：不生锈、摩擦系数低、强度及韧性适中；

• 常用牌号及适用场景：

3. 钢

• 电动阀门需高硬度；

• 氨介质对铜有腐蚀时以钢代铜；

• 适用场景：

• 常用牌号：35、40优质碳素钢，1Cr13、1Cr18Ni9、Cr17Ni2不锈钢；

• 关键原则：阀杆螺母硬度需低于阀杆硬度，防止过早磨损或咬死。

结语

阀杆及阀杆螺母的材料选择需综合考虑工况参数（压力、温度、介质）、机械性能要求及成本因素。通过科学选材，可显著提升阀门可靠性、延长使用寿命，并降低全生命周期维护成本。