Grått gjutjärn Uppvisar god värmeledningsförmåga, vilket innebär att den kan överföra värme relativt bra, vilket hjälper till att förhindra lokaliserad överhettning i högtemperatursystem. Emellertid är dess termiska expansionskoefficient högre jämfört med material som stål eller aluminium, vilket innebär att det kommer att expandera och sammandras mer med temperaturfluktuationer. I system som genomgår ofta termisk cykling, såsom värmeväxlare, ångventiler eller varma vätskeledningar, kan denna expansion och sammandragning införa termiska spänningar. Om dessa spänningar inte hanteras korrekt kan de leda till problem som deformation eller snedvridning av ventiltillbehöret. I vissa fall kan tätningsytor bli komprometterade, som påverkar tätningsintegriteten och leder till läckor eller operationell ineffektivitet. Med tiden kan denna upprepade expansion och sammandragning försämra materialet, särskilt om termiska gradienter i ventilen orsakar ojämn uppvärmning.
En av de mest kritiska utmaningarna för grått gjutjärn i system med ofta termisk cykling är dess sprödhet, som är inneboende på grund av närvaron av grafitflingor i materialet. Medan grafit hjälper till med bearbetbarhet och dämpning, försvagar det också materialets motstånd mot sprickutbredning, särskilt under termisk stress. Termisk trötthet kan utvecklas när materialet expanderar och kontrakt under varierande temperaturer, vilket leder till initiering och förökning av sprickor, särskilt i högspänningsregioner som ventilkroppen, flänsområden eller leder. Dessa mikrokrackor kan bli mer framträdande över tid och så småningom leda till katastrofalt misslyckande om de inte tas upp tidigt.
Konstruktionsmodifieringar kan avsevärt minska de negativa effekterna av termisk cykling på grå gjutjärnsventiltillbehör. Exempelvis kan gradvisa övergångar i väggtjocklek mellan tjocka och tunna sektioner minska spänningskoncentrationer, vilket är vanliga orsaker till sprickinitiering. Dessutom kan mönster som innehåller enhetliga väggtjocklekar förhindra termisk distorsion, eftersom plötsliga förändringar i tjocklek kan leda till ojämlik expansion eller sammandragning under uppvärmnings- och kylcykler. Dessutom kan vissa tillverkningstekniker, såsom värmebehandling (t.ex. härdning eller glödgning), förbättra materialets seghet och motstånd mot termisk cykling. Dessa behandlingar förändrar mikrostrukturen i gjutjärn, vilket gör den mindre spröd och mer resistenta mot spänningarna orsakade av termiska fluktuationer.
Upprepad termisk cykling kan bidra till slitage och materialnedbrytning i ventiltillbehör, särskilt i områden som är i konstant kontakt med andra komponenter, som ventilsäten eller tätningsytor. När grå gjutjärn genomgår termisk expansion och sammandragning kan dess yta uppleva mikroskopisk sprickbildning och nötning på grund av upprepad friktion mellan rörliga delar. Detta kan äventyra tätningseffektiviteten hos ventilsäten eller öka slithastigheten för komponenter som spindlar och motorhuv, vilket kan leda till högre underhållsbehov och en minskning av ventilens livslängd. För att mildra dessa effekter kan ytbehandlingar såsom härdning eller beläggning (t.ex. keramiska beläggningar, nickelplätering eller epoxybeläggningar) appliceras för att öka slitmotståndet för kritiska ytor som utsätts för termisk cykling.
Grå gjutjärn, när de utsätts för höga temperaturer och fluktuerande miljöer, kan vara sårbara för oxidation (rostbildning), särskilt i tillämpningar som involverar högvärmningsvätskor, ånga eller aggressiva kemikalier. Upprepad termisk cykling kan påskynda oxidation på ytan, särskilt om ventiltillbehöret utsätts för fuktiga eller frätande förhållanden. Med tiden kan detta leda till försämring av materialet, vilket påverkar dess strukturella integritet och funktionalitet. Grå gjutjärnsventiler som utsätts för högtemperaturång- eller rökgaser kan uppleva oxidationsinducerad nedbrytning, där ytskiktet på metallen blir spröd och flagnig, vilket leder till minskade mekaniska egenskaper och för tidigt fel. För att förbättra korrosionsmotståndet kan ventiltillbehör beläggas eller behandlas med material som krom, nickel eller keramik för att skydda ytan från oxidation och korrosion under termiska cykelförhållanden.
