1、气阀的工作条件和性能要求
    内燃机的气阀在燃气腐蚀条件下工作。进气阀的工作温度低于300～400℃，受力和抗腐蚀要求都不高，可采用40Cr钢、38CrSi钢等。排气阀的工作条件要恶劣得多，排气阀的工作温度一般为600～800℃，工作温度还会随着压缩比和转速的增大而进一步提高，最高可达850℃以上。由于气阀的高速运动和频繁的启动，除了可能出现机械疲劳外，在气阀头部也可能产生热疲劳。由于重油中含有钒、硫、钠、铅等元素，尾气中含PbO、V₂O₅、Na₂O和SO₂等腐蚀介质。PbO、V₂O₅等腐蚀的结果使阀表面出现“麻点”和“沟槽”，严重时引起气缸漏气。
    根据气阀的工作条件，对排气阀材料应提出如下要求：
    (1)在工作温度下有足够的高温强度和韧性，有高的硬度和耐磨性；
    (2)在工作温度下有良好的抗氧化性和耐燃气腐蚀的性能；
    (3)在冷热交变倩况下，组织应稳定，不应有尺寸变化；
    (4)良好的冷加工、热加工及焊接等工艺性能。
    气阀钢按组织类型可分为马氏体钢、奥氏体钢、高温合金等。
    2、马氏体气阀钢
    常用的马氏体气阀钢有：4Cr9Si2、4Crl0Si2Mo。钢中加入铬和硅可以提高抗氧化能力和热疲劳抗力，同时可以提高回火稳定性，因而提高了使用温度。钢中加入钼不仅提高热强性而且也减缓回火脆性。钢中所加这些元素的含量宜控制在下列范围：0.38％～0.43％C、2.4％～2.8％Si、8.5％～9.0％Cr。4Cr9Si2钢用做700℃以下工作的排气阀，4Cr10Si2Mo钢用做750℃以下工作的排气阀。
    3、奥氏体气阀钢
    由于基体再结晶温度的限制，高于750℃的阀门(如内燃机车的柴油机排气阀)则需要采用奥氏体型耐热钢，使用较早的典型钢种是4Crl4Nil4W2Mo，该钢由于含有大量镍而获得奥氏体组织，经固溶处理后时效析出碳化物强化。由于镍含量高，使用温度并不高，故自20世纪50年代开始，该钢已被新研制的5Cr21Mn9Ni4N(常称LV21-4N)奥氏体钢所代替。该钢在美、英等国不锈钢工程上应用很广。
    近年来．我国还研制了无Cr、Ni的奥氏体气阀钢6Mn18Al5MoV，可替代4Cr10Si2Mo和4Cr14Ni14W2Mo,该钢的工艺性和析出σ相等问题还有待解决。