Grått støpejern viser god varmeledningsevne, noe som betyr at den kan overføre varmen relativt godt, og bidra til å forhindre lokal overoppheting i høye temperatursystemer. Imidlertid er den termiske ekspansjonskoeffisienten høyere sammenlignet med materialer som stål eller aluminium, noe som betyr at den vil utvide og trekke seg mer sammen med temperatursvingninger. I systemer som gjennomgår hyppig termisk sykling, for eksempel varmevekslere, dampventiler eller varmtvæskerør, kan denne utvidelsen og sammentrekningen innføre termiske spenninger. Hvis disse påkjenningene ikke styres riktig, kan de føre til problemer som deformasjon eller forvrengning av ventilutstyret. I noen tilfeller kan tetningsflater bli kompromittert, påvirke tetningsintegriteten og føre til lekkasjer eller operasjonell ineffektivitet. Over tid kan denne gjentatte ekspansjonen og sammentrekningen nedbryte materialet, spesielt hvis termiske gradienter i ventilen forårsaker ujevn oppvarming.
En av de mest kritiske utfordringene for grått støpejern i systemer med hyppig termisk sykling er dens sprøhet, som er iboende på grunn av tilstedeværelsen av grafittflak i materialet. Mens grafitt hjelper med maskinbarhet og demping, svekker det også materialets motstand mot å sprekke forplantning, spesielt under termisk stress. Termisk tretthet kan utvikle seg når materialet utvides og kontrakter under varierende temperaturer, noe som fører til initiering og utbredelse av sprekker, spesielt i høyspenningsregioner som ventillegemet, flensområder eller ledd. Disse mikrokrakkene kan bli mer fremtredende over tid og til slutt føre til katastrofal svikt hvis ikke adressert tidlig.
Designmodifikasjoner kan redusere bivirkningene av termisk sykling på grå støpejernsventilutstyr betydelig. For eksempel kan gradvise overganger i veggtykkelse mellom tykke og tynne seksjoner redusere stresskonsentrasjoner, som er vanlige årsaker til sprekkinitiering. Videre kan design som inneholder ensartede veggtykkelser forhindre termisk forvrengning, da brå endringer i tykkelse kan føre til ulik ekspansjon eller sammentrekning under oppvarming og kjølesyklus. I tillegg kan visse produksjonsteknikker, for eksempel varmebehandling (f.eks. Tempering eller annealing), forbedre materialets seighet og motstand mot termisk sykling. Disse behandlingene endrer mikrostrukturen til støpejern, noe som gjør det mindre sprøtt og mer motstandsdyktig mot spenningene forårsaket av termiske svingninger.
Gjentatt termisk sykling kan bidra til slitasje og materialnedbrytning i ventiltilbehør, spesielt i områder som er i konstant kontakt med andre komponenter, som ventilseter eller tetningsflater. Når grått støpejern gjennomgår termisk ekspansjon og sammentrekning, kan overflaten oppleve mikroskopisk sprekker og slitasje på grunn av gjentatt friksjon mellom bevegelige deler. Dette kan kompromittere tetningens effektivitet av ventilseter eller øke slitasjehastigheten til komponenter som spindler og panseret, noe som fører til høyere vedlikeholdsbehov og en reduksjon i ventilens levetid. For å dempe disse effektene, kan overflatebehandlinger som herding eller belegg (f.eks. Keramiske belegg, nikkelplatting eller epoksybelegg) brukes for å øke slitemotstanden til kritiske overflater utsatt for termisk sykling.
Grå støpejern, når de blir utsatt for høye temperaturer og svingende miljøer, kan være sårbare for oksidasjon (rustdannelse), spesielt i applikasjoner som involverer høye varmevæsker, damp eller aggressive kjemikalier. Gjentatt termisk sykling kan akselerere oksidasjon på overflaten, spesielt hvis ventiltilbehøret blir utsatt for fuktige eller etsende forhold. Over tid kan dette føre til forverring av materialet, noe som påvirker dets strukturelle integritet og funksjonalitet. Grå støpejernsventiler utsatt for damp eller røykgasser med høy temperatur kan oppleve oksidasjonsindusert nedbrytning, der overflatelaget til metallet blir sprøtt og flassende, noe som fører til reduserte mekaniske egenskaper og for tidlig svikt. For å forbedre korrosjonsmotstanden, kan ventiltilbehør belegges eller behandles med materialer som krom, nikkel eller keramikk for å beskytte overflaten mot oksidasjon og korrosjon under termiske sykkelforhold.
