摘要：分析了超低温阀门的选材要点，介绍了奥氏体不锈钢的性能、选用及工艺处理，不锈钢阀门网。
种类
奥氏体不锈钢的种类繁多，但在超低温阀门制造中，广泛应用的是 Cr-Ni 奥氏体不锈钢，即美国标准中的 300 系列不锈钢（表 1）。其中，F304、F304L、F316 和F316L 是超低温阀中用量较多的几种牌号。这四种牌号钢都属于亚稳型不锈钢，在超低温下会发生马氏体转变（即相变），如果需要得到稳定的奥氏体组织，可选用 F310 奥氏体不锈钢。
表 1 中所列各种牌号的不锈钢可用于超低温下 -254℃ 或更低。在国外的一些标准或规范中，对奥氏体不锈钢的使用温度范围有明确的规定。例如日本高压气体法规定，SUS304L 和 SUS316L（相当于 F304L 和 F316L）允许使用到 -269℃，而 SUS304 和 SUS316（相当于 F304 和 F316）只允许使用到 -254℃，这可能是因为 SUS304 和 SUS316 在焊接过程中，其热影响区容易产生晶界碳化物，可造成低温劣化而导致冲击韧性下降的原因。
性能
随着温度的下降，奥氏体不锈钢的强度显著提高（表 2）。从强度观点看，这意味着在常温下有足够强度的阀门在超低温下也必然是安全的。强度的提高，对韧性的影响较小，只是稍有下降。这就是奥氏体不锈钢能成为超低温阀门用材的主要原因。
奥氏体不锈钢的组织为面心立方结构，低温下没有脆性转变现象。除非存在第二相或处于导致应力腐蚀断裂的环境下，否则不会发生脆性断裂，韧性也不会随温度下降而突然下降。其主要原因是当温度降低时，面心立方金属的屈服强度没有显著变化，而且不易产生形变孪晶，位错容易移动，局部应力易于松弛，裂纹不易传播，一般没有从延性到脆性的转折（温度）。所以在超低温下，仍能保持较高的冲击韧性（表 3），而且远远超过 27J（该值为欧盟 97/23/EC《承压设备指令》所规定的低温用钢所必须的最小平均冲击功），可完全满足超低温阀门的使用要求。
铸件
在超低温阀门制造中，经常采用奥氏体不锈钢铸件作为阀门的主体材料。铸件易于成型，对以锻造方法难以成型的零件，采用铸造方法则很容易获得。目前，国际上通用的是美国 ASTMA351CF 类不锈钢铸件。
由于铸件可能存在着合金偏析和树枝晶组织等缺陷，加之 CF 类不锈钢铸件都含有一定数量的铁素体，因此其低温韧性必然受到影响。一般情况下，CF 类不锈钢铸件的低温冲击值要低于同种牌号的变形合金。与美国 ASMEB1613《工艺管路》所规定的 CF 类不锈钢铸件的应用温度范围不同，日本 JIS8243《压力容器的结构》和高压气体管理法都将奥氏体不锈钢铸件的最低使用温度限制在 -196℃（表 4）。
Cr-Mn-N 系不锈钢
Cr-Mn-N 系不锈钢是一种节镍型的奥氏体不锈钢，如 03Cr13Ni5NMn19（可用于 -253℃）、07Cr21Mn7Ni5N（可用于 -269℃）等。与 Cr-Ni 奥氏体不锈钢不同，Cr-Mn-N 不锈钢在低温下有韧性-脆性转变现象。这是由于钢中含有 Mn，在低温时形成大量层错，阻碍位错相交而造成的。通常超低温阀门用材很少采用 Cr-Mn-N 系不锈钢。
工艺处理
固溶处理固溶处理是奥氏体不锈钢的基本热处理方法，是防止晶间腐蚀的重要手段。而作为超低温阀门使用的奥氏体不锈钢，固溶处理的目的是为了使碳化物充分溶解，提高其抗脆性能力，从而可以在更低的温度下安全使用。对于含 Ti、Nb 的稳定化奥氏体不锈钢，固溶处理主要是为得到较均匀的成分和组织，保证其良好的韧性和塑性。对于铸件，固溶处理可使其在凝固过程中所产生的偏析得以改善，使组织接近均匀。
此外，奥氏体不锈钢在焊接时，其热影响区由于碳化物析出及铁素体生成，会明显降低材料的低温韧性。因此，焊后亦应进行固溶处理，以恢复其低温韧性。
深冷处理
大部分 Cr-Ni 奥氏体不锈钢在常温下处于亚稳定状态，而在超低温范围内会因晶格畸变而发生马氏体转变。马氏体开始转变时的温度即为马氏体转变点（亦称相变点），用符号 Ms 来表示。Ms 点的温度主要取决于固溶在奥氏体内合金元素的量。
当奥氏体不锈钢的工作温度等于或低于其马氏体转变点Ms时，就会发生马氏体转变。因马氏体的比容比奥氏体的大，由此而引起的体积膨胀和组织应力会使零件尺寸发生变化，最终导致阀门泄漏。为防止材料在使用过程中发生马氏体转变，需对其进行深冷处理。
深冷处理是将奥氏体不锈钢材料浸在冷却剂中进行冷却、保冷，使之发生马氏体转变的一种工艺方法。深冷处理可使材料预先进行马氏体转变，以保证在使用中的组织稳定性。深冷处理一般在零件的精加工之前进行。深冷处理的温度应以材料的 Ms 点为依据。材料不同，Ms 点各异。即使是同一牌号的材料，由于批次（或炉号）的不同，其 Ms点也各不相同，而且差别很大。有的在超低温范围的上限附近即可产生马氏体转变。
马氏体的转变量随温度的降低而增加，为确保工件在使用过程中的组织稳定性，深冷处理所用介质的温度需等于或低于阀门工作温度。深冷处理的冷却介质多采用液氮或液氦等溶液。可根据阀门使用温度来确定。浸在深冷介质中的零件达到介质温度（介质表面所冒气泡完全消失）时，即可计算保冷时间。根据实践经验，保冷 1～2h 即能达到处理目的。时间过长，对马氏体的转变无明显影响。保冷结束即可将零件取出在空气中放冷至常温。经过一次深冷处理后，奥氏体不锈钢的马氏体转变基本完成，一般情况下可以满足使用要求。对于密封性要求较严或靠介质压力密封的超低温止回阀，可增加深冷处理的次数。
结语
奥氏体不锈钢是理想的超低温阀门用钢，尤其是在 -196℃ 以下，奥氏体不锈钢几乎是唯一可以选用的超低温阀门用钢。为避免在使用过程中发生马氏体转变，建议在设计时选择奥氏体组织更加稳定的不锈钢。对于亚稳型不锈钢，应采用深冷处理使其预先完成马氏体转变，以达到使用中的组织稳定。
以河南开封高压阀门有限公司为主体的中国阀门科技集团有限公司（股票名称：中阀科技，代码：CVVT），经美国证监会批准，在美国纽约时间 2009 年 11 月 16 日由原来交易受限制的柜台公报板（Nasdaq OTCBB），正式转入实行全球电子交易的纳期达克交易市场（Nasdaq 主板），成为一家实质意义上的美国上市公司。这是开封市委、开封市政府实施工业强市战略以来，开封市工业发展史上的一次重大突破。
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据了解，通过此次转板，“中阀科技”拟通过 IPO 募集资金 7000 万美元。企业将在明年上半年争取进军世界火电高端领域和核电市场，为开封工业做出新的更大的贡献。
摘要：介绍了石化、化工和电力等行业用超低温阀门、低温阀门及各类高温阀门的钢及合金钢制主体零件材料的适宜工作温度。不锈钢阀门网。
1 概述
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。
2 低温工况
2.1 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 A182 F316、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。
2.2 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。
3 非腐蚀工况
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℃。
4 腐蚀工况
4.1 铬-钼系高温钢
阀门选用的 Cr-Mo 高温铸钢主要是采用 ASTM A217 标准中的 WC6、WC9 和 C5（ZG1Cr5Mo），其对应的轧材分别为 ASTM A182 中的 F11、F22 和 F5。
（1）低铬级铬-钼钢低铬级铬-钼钢有 WC6、WC9、F11 和 F22，其适用的工作介质为水、蒸汽和氢气，不宜用于含硫油品。WC6 和 F11 适宜工作温度为 -29 ～ 540℃， WC9 和 F22 适宜工作温度为 -29 ～ 570℃。
（2）铬五钼高温钢铬五钼高温钢有 C5（ZG1Cr5Mo）和 F5，其适用的工作介质为水、蒸 汽、氢气和含硫油品等。C5（ZG1Cr5Mo）如果用于水蒸汽时，其最高工作温度为 600℃。用于含硫油品等工作介质时，其最高工作温度为 550℃。因此，规定 C5（ZG1Cr5Mo）的工作温度为 ≤550℃。
4.2 不锈耐酸钢
不锈耐酸钢是指用于石化及化工、化肥行业中抗硝酸、硫酸、醋酸及有机酸等耐腐蚀性的铬镍或铬镍钼不锈耐酸钢。不锈耐酸钢铸钢主要是采用 ASTM A743 或 ASTM A744 标准中 CF8、CF8M、CF3、CF3M、CF8C、CD-4MCu 和 CN7M 等，其对应的轧材分别为 ASTM A182 标准中的 F304、F316、F304L、F316L、F347、F53 及美国 UNS N08020。
（1）Cr-Ni 不锈钢：Cr-Ni 类不锈耐酸钢有 CF8、CF3、F304、F304L、CF8C 和 F347，其适 用于工作介质为硝酸等氧化性酸。其最高工作温度 ≤200℃。
（2）Cr-Ni-Mo 不锈钢：Cr-Ni-Mo 类不锈耐酸钢有 CF8M、CF3M、F316 和 F316L，其适用于工作介质为醋酸等还原性酸。CF8M，CF3M 等可以代替 CF8 和 CF3，但 CF8、CF3 不能代替 CF8M 和 CF3M。所以，美国等国家不锈耐酸钢阀门主要用 CF8M、CF3M，其最高工作温度 ≤200℃。
（3）CN7M 合金：CN7M 合金具有较好的全面耐蚀性，它广泛地应用于苛刻的腐蚀条件下，包括硫酸、硝酸、氢氟酸和稀盐酸、苛性碱、海水及热的氯化物盐溶液等，特别是可用于各种浓度和温度 ≤70℃ 范围的硫酸中。CN7M 和 UNS N08020 合金使用温度为 -29 ～ 450℃。
（4）双相不锈钢：双相不锈耐蚀钢（表 1）为沉淀硬化不锈钢，它们是在铁素体的基体中含 35% ～ 40% 的奥氏体，其屈服强度约为 19Cr-9Ni 奥氏体不锈钢的 2 倍，并具有高硬度及良好的塑性和冲击韧性。特别适合在既有磨蚀又有冲刷的腐蚀工作条件下使用，因而广泛地应用于在氧化和还原的强酸工况中，在有氯的环境中有特殊的抗应力腐 蚀开裂的性能。CD-4MCu、CD3MN、CE3MN 和 F53 双相不锈钢使用温度为 -29 ～ 316℃。不锈钢阀门网。
4.3 耐蚀镍基合金
耐蚀镍基合金阀门主要是选用 ASTM A494 标准中的铸造蒙乃尔合金（M35-1）、铸镍合金（CZ-100）、英康乃尔合金（CY-40）、哈氏合金 B（N-12MV、N-7M）及哈氏合金 C（CW-12MW、CW-7M、CW-6MC、CW-2M）。
用于耐蚀蒙乃尔合金阀门的蒙乃尔合金轧材主要为 UNS N04400（Monel 400）和 UNS N05500（Monel K500）。铸镍合金无对应的轧材，英康乃尔合金的轧材为 Inconel 600 和 Inconel 625 等。
（1）蒙乃尔合金：蒙乃尔合金（Monel）具有较高的强度和韧性，特别是具有优异的抗还原酸及强碱介质和海水等腐蚀的性能。因此，通常用于制造输送氢氟酸、盐水、中性介质、碱盐及还原性酸等介质的设备和阀门，也适用于干燥氯气、氯化氢气、425℃ 高温氯气及 450℃ 高温氯化氢气等介质，但不抗含硫介质和氧化性介质（如硝酸及含氧高的介质）的腐蚀。整体是蒙乃尔合金的阀门材料代号为 MM，内件是蒙乃尔合金的阀门，壳体为碳素钢时阀门材料代号为 C/M、壳体为 CF8 时阀门材料代号为 P/M、壳体为 CF8M 时阀门材料代号为 R/M。蒙乃尔合金 M35-1、Monel 400 和 Monel K500 合金的适宜工作温度为 -29 ～ 480℃。
（2）铸镍合金：铸镍合金（CZ-100）的化学成分为 95% Ni 和 1.00% C，其无对应的轧材。当 CZ-100 用于高温高浓度或无水碱溶液中时，具有优异的耐蚀性能。CZ-100 常用于在高腐蚀浓度（包括熔融无水苛性钠）的氯碱生产中以及用于不能有铜和铁等金属污染产品的场合。铸镍合金 CZ-100 阀门的材料代号为 Ni。CZ-100 合金适宜工作温度为 -29 ～ 316℃。
（3）英康乃尔合金：英康乃尔合金（Inconel）CY-40 和 Inconel 600（ASTM B564 N06600）等主要用于抗应力腐蚀，尤其适用于高浓度的氯化物介质，当 Ni 含量 ≥45% 时，对氯化物的应力腐蚀具有“免疫”效果。此外，它还能抗沸浓硝酸、发烟硝酸、含硫和钒的高温气体及燃烧物的腐蚀。 Inconel 合金已广泛用于制造核动力工厂的锅炉给水系统的部件，因为它比不锈钢的安全性更高。同时，它还适用于需要高强度、高压密封的高抗蚀性能，以及在高温下具有抗机械磨损和抗氧化能力的工业生产中。如大化肥厂用 Inconel 600 或 Inconel 625 合金（为哈氏合金 CW-6MC 的轧材牌号）制造高压（600 ～ 1500LB）高浓度氧气阀门等。CY-40 和 Inconel 600 合金阀门的材料代号为 In。适宜工作温度为 -29 ～ 650℃。
（4）哈氏合金：哈氏合金（Hastelloy）是商业名称，它包括有一系列的合金牌号，用于耐蚀阀门上的主要是哈氏合金 B（Hastelloy B）和哈氏合金 C（Hastelloy C）这两类。
哈氏合金 B（Hastelloy B）的铸造合金牌号在 ASTM A494 标准中为 N-12MV（N-12M-1）及 N-7M（有的资料称之为 N- 2M-2，也称它为 Chlorimet 2 合金），其轧材牌号为 ASTM B335 标准中的 UNS N10665。哈氏合金 B 对各种浓度的盐酸均耐蚀，对非氧化性盐及酸亦耐蚀。哈氏合金 B 的耐蚀阀门，从耐蚀性及抗晶间腐蚀性考虑宜选用低碳级的哈氏合金 B（N-7M）。哈氏合金的材质代号阀门行业尚无规定，哈氏合金 B 阀门的材质代号，可直接用其铸造合金牌号来表示。哈氏合金 B 适宜工作温度为 -29℃ ～ 425℃。
哈氏合金 C（HastelloyC）的铸造合金牌号为 CW-12MW（有的资料称之为 CW-12M-1）和 CW-7M（CW-12M-2，也称它为 Chlorimet 3 合金）及 Hastelloy C-276 合金，其铸造合金牌号为 CW-6MC 和 Hastelloy C-4 合金，其铸造合金牌号为 CW-2M。铸造哈氏合金 CW-7M、CW-12MW、CW-6MC 和 CW-2M 其对应的轧材牌号分别是 UNS N10001、UNS N10003、UNS N10276 和 UNS N06455。哈氏合金 C 对氧化性溶剂、低浓度常温的盐酸和硝酸耐腐蚀。第一代 Hastelloy C（0Cr16Ni60Mo16W4）的特点是在强腐蚀的氧化性和还原性酸介质中，具有优良的耐蚀性能，但由于高镍耐蚀合金为奥氏体组织，因为 Ni 降低了 C 在奥氏体中的固溶度等原因。所以，Ni-Mo 系 Hastelloy B 和 Ni-Mo-Cr 系的 Hastelloy C 合金均存在较严重的晶间腐蚀倾向或敏感性，在高温时还会导致应力腐蚀和缝隙腐蚀。为了克服晶间腐蚀，于是推出了第二代哈氏合金 ——— Hastelloy C-276（C 由 0.12% 降低到 0.06%）及第三代哈氏合金 C ——— Hastelloy C-4，其特点是低 Si（Si ≤ 0.08 %）和超微 C（C ≤0.015%），并降低了 Fe 和 W 的含量，加入了稳定化的合金元素 Ti 等。哈氏合金 C 的耐蚀阀门，从耐蚀性及抗晶间腐蚀性考虑，宜选用哈氏合金 C-276（CW-6MC）及哈氏合金 C-4（CW-2M）。哈氏合金 C 阀门的材料代号多，且性能和工作温度差别大，所以 CW-12MW、CW-7M、CW-6MC 和 CW-2M 分别用 HC-12、HC-7、HC-276 和 HC-4 表示，或直接用其铸造合金牌号来表示。哈氏合金 CW-7M 和 UNS N10001 合金的适宜工作温度为 -29 ～ 425℃，哈氏合金 CW-12MW 和 UNS N10003 合金的适宜工作温度为 -29 ～ 700℃， 哈氏合金 CW-6MC 和 UNS N10276 合金的适宜工作温度为 -29 ～ 676℃， 哈氏合金 CW-2M 和 UNS N06455 合金的适宜工作温度为 -29 ～ 425℃。
4.4 钛合金
钛（Ti）具有强度高，质量轻，足够高的抗热性和低温韧性及良好的加工性能和焊接性能。用于阀门生产中主要是铸造纯钛和锻造纯钛 ZTA2。钛对腐蚀性介质因温度等工况的不同而表现出耐蚀、不耐蚀甚至起火、爆炸等。因此，订货和设计选用时应对使用介质的性质（浓度、温度等）给予明确的规定。
钛材质的阀门在多种氧化性强腐蚀性介质和中性介质中具有优异的耐蚀性能。钛在沸点以下且浓度 ≤80% 的硝酸中均具有优异的耐蚀性。而在发烟硝酸中当 NO2 含量超过 2% 而含水量不足时，钛与发烟硝酸反应会发生爆炸，因此，钛一般不用于含量 80% 以上的高温硝酸。钛在硫酸中不耐蚀，钛在盐酸中具有中等的耐蚀性。一般认为，工业纯钛可用于室温时浓度 7.5%、60℃ 时浓度 3% 及 100℃ 时浓度 0.5% 的盐酸中，钛还可用于 35℃ 时 浓度 30%、60℃ 时浓度 10% 及 100℃ 时浓度 3% 的磷酸中。钛在 HF（氢氟酸）中不耐蚀，钛在酸性氟化物溶液中也不耐蚀，钛在硼酸和铬酸中耐蚀，在氢碘酸和氢溴酸中可以使用。钛可用于 60℃ 10% 硫酸和 90% 硝酸的混酸，沸腾的 1% 盐酸和 5% 硝酸的混酸以及室温王水（注：王水是 3 体积的浓盐酸和 1 体积的浓硝酸的混合物）中。钛在室温下各种浓度的氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化钠和氢氧化钾溶液中完全耐蚀，但不能用于沸腾的氢氧化钠和氢氧化钾中。碱中含氨会加剧钛的腐蚀。钛在自来水、河水和空气中最高工作温度为 300℃。钛可用于海水中最高流速达 20m/s，钛在温度 ≤120℃ 海水中有很高的耐蚀性，若温度高于 120℃，可能会产生点腐蚀和缝隙腐蚀。钛除了蚁酸、草酸和较浓的柠檬酸（浓度 ≥50%）外，钛对所有的有机酸均具有优异的耐蚀性，但有机酸中含水量过低（＜0.1%）时钛易发生点腐蚀。钛在碳氢化合物和氯化碳氢化合物中有优异的耐蚀性。钛在干氯气中能发生剧烈反应生成 TiCl4，并有着火的危险，但钛在湿氯（含水量在 0.3 ～ 1.5%）中具有很好的耐蚀性。钛在 20 ～ 160℃ 干燥的 HCl 中是稳定的，但在湿氯化氢中盐酸对钛造成腐蚀。 钛在氯化物溶液中的点蚀电位较不锈钢高，钛抗氯离子的点蚀性能比不锈钢好，因而钛在氯化物溶液中获得了广泛的应用。在温度 ≤80℃ 时钛一般不会产生点蚀，但在高温中等浓度的氯化物溶液（如 100℃ 的 25% 氯化铝溶液、175℃ 的 70% 氯化钙溶液、200℃ 的 25% 氯化镁溶液和 200℃ 的 75% 氯化锌溶液）中较易发生点蚀。
5 高温工况
高温工况阀门主要是指炼油厂用的高温阀门。
5.1 亚高温
亚高温是指阀门的工作温度在 325 ～ 425℃ 区 域。如果介质是水和蒸汽时，主要用 WCB、WCC、A105、WC6 和 WC9。如果介质是含硫油品时，主要用具有抗硫化物腐蚀的 C5、CF8、CF3、CF8M 和 CF3M 等。它们多用在炼油厂的常减压装置和延迟焦化装置上，此时 CF8、CF8M、CF3 及 CF3M 材质的阀门不是用于抗酸溶液腐蚀，而是用于含硫油品及油气管路上。在此工况中，CF8、 CF8M、CF3 和 CF3M 的最高工作温度上限为 450℃。
5.2 高温Ⅰ级
阀门的工作温度为 425 ～ 550℃ 时为高温Ⅰ级（简称 PI 级）。PI 级阀门的主体材料为 ASTM A351 标准中的 CF8 为基形的“高温Ⅰ级中碳铬镍稀土钛优质耐热钢”。因 PI 级是特定的称呼，在这里包含了高温不锈钢（P）的概念。因此，如果工作介质为水或蒸汽时，虽然也可用高温钢 WC6（t ≤ 540℃）或 WC9（t ≤ 570℃），在含硫油品时虽然也可用高温钢 C5（ZG1Cr5Mo），但在这里不能称它们为 PI 级。
5.3 高温Ⅱ级
阀门的工作温度为 550 ～ 650℃， 定为高温Ⅱ级（简称为 PⅡ级）。PⅡ 级高温阀门主要用于炼油厂的重油催化裂化装置，它包含用在三旋喷嘴等部位的高温衬里耐磨闸阀。PⅡ 级阀门的主体材料为 ASTM A351 标准中的 CF8 为基形的“高温Ⅱ级中碳铬镍稀土钛钽强化型耐热钢”。
5.4 高温Ⅲ级
阀门的工作温度为 650 ～ 730℃，定为高温Ⅲ级（简称为 PⅢ 级）。PⅢ 级高温阀门主要是用在炼油厂的大型重油催化裂化装置上。PⅢ 级高温阀门主体材料为 ASTM A351 标准中的 CF8M 为基形的“高温Ⅲ级中碳铬镍钼稀土钛钽强化型耐热钢”。
5.5 高温Ⅳ级
阀门的工作温度为 730 ～ 816℃， 定为高温Ⅳ级（简称为 PⅣ 级）。将 PⅣ 级阀门的工作温度上限定为 816℃ 是因为阀门设计选用的标准 ASME B16.34 压力-温度等级中提供的最高温度为 816℃。另外，工作温度超过 816℃ 以后，钢就接近进入了锻造温度区域，此时金属处于塑性变形区间，金属的可塑性好，难以承受高的工作压力和冲击力而保持不变形。PⅣ 级阀门的主体材料为 ASTM A351 标准中的 CF8M 为基形“高温Ⅳ级中碳铬镍钼稀土钛钽强化型耐热钢”。CK-20 及 ASTM A182 标准中 F310（其中 C 含量 ≥ 0.050%）及 F310H 等耐热不锈钢。
5.6 高温Ⅴ级
阀门的工作温度 ＞ 816℃ 以上，称为高温Ⅴ级（简称为 PⅤ 级）。PⅤ 级高温阀门（作切断用阀门，而非调节型蝶阀类的阀门）必须采用特殊的设计手段，如衬隔热衬里或通水或气冷却等，方能保证阀门的正常工作。所以，对 PⅤ 级高温阀门的工作温度上限不作规定，这是因为控制阀门的工作温度不是仅靠材料，而是用特殊的设计手段来解决的，而设计手段的基本原理是一样的。PⅤ 级高温阀门可根据其工作介质和工作压力及采用的特殊设计方法等，选用合理的、能满足该阀门的材料。在 PⅤ 级高温阀门中，通常烟道插板阀或蝶阀的插板或蝶板常选用 ASTM A297 标准中的 HK-30，HK-40 高温合金，它们能在 150℃ 以下抗氧化和还原性气体中耐蚀，但不能承受冲击和高压载荷。
6 结语
在技术快速发展的今天，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。不锈钢阀门网。
奥氏体不锈钢是以奥氏体组织或以奥氏体组织为主的不锈钢。奥氏体不锈钢具有多种优越的性能，可应用于各种不同的领域，尤其是因其优异的低温韧性使之作为低温结构材料而被广泛应用在超低温工程中。目前，超低温阀门大多选用奥氏体不锈钢制造。
超低温阀门是低温工程中不可缺少的流体管路控制装置。超低温阀门的功能与普通阀门基本一致，也是用于接通或切断管路介质、调节介质压力和流量。目前，超低温阀门有闸阀、截止阀、止回阀、球阀、蝶阀及节流阀等类型，主要用于气体的液化、分离、输送和贮存等设备上。使用温度可达 -270 度以下。
超低温阀门是在深冷的低温范围内工作的阀门。对其工作温度的划界，目前尚无统一规定。例如俄罗斯把在 -272 ～ -153 度温度范围工作的阀门称为超低温阀门；日本液化石油气管理法则把工作在低于 -150 度的阀门称为超低温阀门；我国目前尚未规定超低温阀门的温度界限。在阀门行业业内，一般以 -100 度作为超低温阀门的工作温度上限，也就是说把工作温度低于 -100 度的阀门定为超低温度阀门，这是一种按阀门使用材料来进行分界的方法，即当工作温度小于 100 度时，阀门的主体材料选用奥氏体不锈钢。
超低温阀门的工作介质不仅温度低，而且大部分或有毒，或易燃易爆，或渗透性强，因此决定了对阀门用材的诸多特殊要求：
- 良好的耐低温性超低温阀不仅要求在设定的温度下能正常工作，同时也要保证在常温下的工作性能。因此，所选材料既要满足常温力学性能，又要符合使用温度下对力学性能的要求。尤其要求材料在超低温下应具有足够的韧性以防止低应力下的脆性断裂。同时要求材料组织稳定，保证在使用过程中不会因相变而引起尺寸变化，最终导致阀门密封失效。
- 与介质相容性超低温阀门用材应与工作介质相容，即对介质具有足够的化学抵抗力，保证阀门在使用期限内，与介质相接触材料的化学及物理性质不会发生显著变化。同时，阀门用材还应符合低温介质防爆性的相容条件。
- 低的热导率由于超低温阀的工作温度很低，为降低传热，控制热漏，阀门除采用特殊结构（设置绝热装置）外，还应选用热导率相对低的材料，以减少热损失。
- 良好的焊接性能锻焊结构的阀体材料或对焊连接的阀门主体材料，应考虑材料的焊接性能和在使用温度下焊缝的可靠性。需熔敷特殊合金（如 Co-Cr-W 硬质合金）的密封面时，还应考虑材料本身堆焊（喷焊）的可行性。
- 经过分析，具有面心立方晶格的铜、铝合金和奥氏体不锈钢等材料，因没有低温脆性现象，故可作为超低温阀门用材。虽然铜、铝合金各有一定的优点，但因强度低，一般只用于低压及小口径阀门。而 9% 镍钢虽然可用于 -196 度工况中，但由于工艺复杂，一般很少选用。只有奥氏体不锈钢适宜作为各种规格、不同压力等级的超低温阀门用材。