阀门设计和选材时必须重点考虑的问题之一是阀门的工作温度。为了规范阀门主体材料的适宜工作温度, 从各种类型的阀门用钢和合金牌号的材料性能方面对我国石油化工、化工、化肥、电力及冶金等行业用的阀门主体材料的适宜工作温度及相关要求作出了明确的规定, 供阀门产品设计、制造及检验时用。另外, 从技术管理和生产管理及物资采购等方面考虑, 对每种类型的钢应选用综合性能良好的, 不宜选用过多的钢号和合金牌号, 以防造成混乱。
超低温阀门材料
超低温阀门( - 254 (液氢) ～ - 101 ℃ (乙烯) ) 主体材料必须选用面心立方晶格的奥氏体不锈钢、铜合金或铝合金, 其热处理后的低温力学性能, 特别是低温冲击韧性必须达到标准的要求。下列奥氏体不锈钢可用于制造超低温阀门。ASTM A351 CF8M、CF3M、CF8 和CF3 , ASTM A182F316 、F316L 、F304 和F304L , ASTM A433 316、 316L 、304 、304L 和CF8D (兰州高压阀门厂设计, 工厂标准代号GFQ81 - 93) 。超低温阀门的阀体、阀盖、闸板或阀瓣等在精加工前, 必须在液氮 ( - 196 ℃) 中进行深冷处理。
低温阀门材料
适用于低温阀门( - 100～ - 30 ℃) 的主体材料有低温奥氏体不锈钢和低温承压件用铁素体和马氏体钢。低温用奥氏体不锈钢有ASTM A351 CF8M、CF3M、CF8 和CF3 , ASTM A182 F316、 F316L 、F304 和F304L , ASTM A433 316、316L 、 304 、304L 和CF8D。低温承压件用铁素体和马氏体钢有ASTM A352 LCA ( - 32 ℃) 、LCB、LCC ( - 46 ℃) 、LC1 ( - 59 ℃) 、LC2 、LC211 ( - 73 ℃) 和LC3 ( - 100 ℃) 。ASTM A352 标准中的材料初级价格较低, 但是其冶炼时化学成分必须有可靠且要求十分严格的工厂内控标准。其热处理工艺复杂, 需要多次作调质处理, 方能达到标准要求的低温冲击韧性的要求, 生产周期长。低温冲击韧性达不到标准要求时, 不允许投料作低温钢使用。因此, 只有在生产批量大, 并且可成炉冶炼时才采用, 而在一般情况下选用奥氏体不锈钢。
阀门工作介质为水、蒸汽、空气和油品等非腐蚀性物质时, 一般采用碳素钢。阀门用碳素钢系指 ASTM A216 标准中的WCB、WCC 铸钢和ASTM A105 锻钢。阀门用碳素钢适宜工作温度为- 29～ 425 ℃。但是为了安全, 考虑到介质的工作温度有可能波动, 因此, 一般碳素钢的使用温度不应超过 400 ℃。
阀门的主体材料日趋多样化, 高参数化。阀门所对应的工作介质也更加复杂, 工作温度要求更高。了解各类阀门用钢及合金的性能及其适宜的工作温度, 是设计、制造、采购及使用阀门的有关科技人员和操作者必须掌握的知识。特别是材料的使用温度不能超过其适宜工作温度, 否则会引起可怕的严重事故。