作为船舶主机燃烧室的重要组成部分，气门的工作条件极为复杂。因此在气门的制造选材过程中应充分考虑其工作条件特征。可以说，气门工作条件决定制造选材方向，制造选材过程也将直接影响气门适应复杂工作环境的程度。
    1.船用主机气门的工作条件
    1.1.燃气的高温、高压作用
    船舶主机气门的头部直接与高温、高压燃气接触，由于受到气流的高速冲刷、加热，温度高达650～800℃，阀杆温度可达150～250℃。图1为某型号船舶主机的气门在转速为1200r/min，压力为1.39MPa工况下的温度分布。
    阀盘底面最高温度超过了680℃，整个头部的温差在180℃以上，使船舶主机气门产生较大热变形和承受较大的热应力。气门机构留有冷态间隙，使气门在开启和关闭时受到冲击负荷，若间隙过大，冲击将更加严重。此外，气阀和阀座在高温燃气作用下，将产生交变机械应力和变形，引起气阀和阀座接触面发生相对滑移，使摩擦加剧。
    1.2.撞击和磨损作用
    船舶主机气门在关闭时，阀面与座面发生撞击和磨损。阀盘和阀座在撞击力的作用下，阀面尺寸减小，座面尺寸增大，气门滑移着楔入阀座。气门弹簧的振动和伸缩变形时螺旋线的扭转作用，也使阀面和座面间产生楔入性和扭转性的滑移，这些滑移使阀面和座面间产生干磨擦。阀面和座面上的剥落金属颗粒、灰分、碳粒又变成了磨料加重了磨损。
    1.3.燃烧产物的腐蚀作用
    燃烧产物对主机气门的阀盘和阀座有腐蚀作用。特别是船舶主机燃用重油时，阀盘与阀座上的沉积物即燃烧后生成的硫、钒、钠氧化物的聚合物产生严重的腐蚀和磨损。钒、钠低熔点的化合物对金属起腐蚀作用，并使阀盘与阀座接触不良。阀盘和阀座在频繁撞击下，由腐蚀形成的硬脆沉积物崩碎脱落，使阀面和阀座上出现凹坑，造成密封面漏气，甚至烧损。
    2.船舶主机气门制造材料的选择
    2.1.对气门制造材料的基本要求
    根据船舶主机气门的工作环境和长期实践过程，人们总结出了船舶主机气门选材的四个基本要求:(1) 具有良好的高温机械性能；既有足够的高温强度和热硬性；(2) 具有高温抗腐蚀的性能；(3) 具有较高的耐磨性与抗冲击性能；(4) 导热性好，热膨胀系数小。
    2.2.耐热合金钢成首选
    工业用钢包括碳素钢和合金钢。碳素钢简称碳钢，其含碳量小于2.11%，为含有少量的Si、Mn、P、S等杂质的铁碳合金。因碳素钢具有较好的机械性能、良好的工艺性能、品种多、价格低廉等特点，成为机械工程广泛使用的重要金属材料，在钢的总用量中占90%以上。但是随着现代工业和科学技术的发展，对材料的机械性能和理化性能的要求更高了。碳素钢因其强度低、淬透性低、回火抗力差、高温性能极差等缺点远不能满足现代工业上所要求的高强度、超高强度、 耐高温、耐低温、耐磨损和耐腐蚀等性能。而合金钢就是应运而生的满足现代工业生产要求的重要金属材料。合金钢在碳素钢的基础上加入了一定量的合金元素形成的具有特定性能的钢。合金钢依用途可分为合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢三大类。其中特殊性能钢是具有特殊物理、化学性能的钢，主要有不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。
    对于船舶主机气门这种工作在高温、高压、高强度条件下的部件，其制作材料大多都采用耐热合金钢。这是因为耐热合金钢具有较好的高温工作性能，即具有较好的抗氧化性与高温强度。耐热合金钢的工作温度可以达到600～800℃，而碳素钢的工作温度仅为200℃左右。同时耐热合金钢在600℃高温下工作时其硬度仍可保持在HRC60，而碳素钢在工作温度超过200℃时其硬度、耐磨性显著降低。制造气门所采用的耐热合金钢中加入了Cr、Si、Al等合金元素，生成结构致密的高熔点氧化膜覆盖于气门表面，使之不再被氧化。而在气阀钢中加入Mo、W、Ti、V、Cr等元素是为了提高气阀钢的再结晶温度，进而提高气门的抗蠕变能力。气门的抗蠕变能力越大，其高温强度越高。
    耐热合金钢按其组织可分为珠光体钢、马氏体钢和奥氏体钢。而气阀所采用的传统制作材料多为马氏体钢和奥氏体钢。马氏体钢中的铬硅钢为中碳高合金钢，多用于制造工作温度小于700℃的气门。如4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo等。奥氏体耐热钢含有大量的Cr、Ni合金元素的高合金钢，其中4Cr14Ni14W2Mo主要用于制造工作温度小于750℃的气门。
    2.3.船舶主机气门选材制造过程同可靠性与可维修性的关系
    在选取船舶主机气门钢的材料以及制造过程中，一定要考虑船舶主机气门的可靠性与可维修性。船舶主机气门的可靠性是指气门在规定的时间、规定的条件下完成规定的功能的能力。所谓规定的时间即为气门的使用期（即首次投入使用到发生故障时的时间间隔或者是修复后投入使用到再次发生故障时的时间间隔）、规定的条件是指气门的环境条件（如高温、高压等）、使用条件、维修条件（如在船维修或进厂维修等）和工作方式等。规定的功能是指气门在设计过程中所赋予的工作性能，例如抗腐蚀性、抗氧化性等。气门的可靠性是一个综合性能，反映了设计、材料、制造、安装工艺等的质量。气门的可维修性是指其发生故障后，在规定的时间内通过维修使气门保持或者恢复到规定使用条件下完成规定功能的能力。可维修性是设计制造赋予产品的一种固有特性。维修船舶主机气门的目的是通过维修合理而迅速地保持或恢复气门的原有功能，也就是说，在船舶主机气门发生故障后，要求维修工作以最佳的质量、最短的时间和最低的费用恢复气门原有的技术特性。
    近年来尽管船舶柴油机船舶主机气门可靠性随着科学技术的发展、新材料的涌现等原因有了很大提高，但是，由于燃用低质油等现象的存在，可靠性的提高是有限的，相对而言甚至还出现了可靠性下降的趋势，致使故障率反而增加。因此，提高船舶主机气门可维修性可大大弥补船舶主机气门可靠性的不足。因此优质的船舶主机气门维修与翻新工艺也就成了延长船舶主机气门使用寿命的重要保证。