4Cr9Si2钢作为一种高铬钢，本身具有较大的脆性，因此如何提高其韧性成为本实验的关键所在。
4Cr9si2钢属于马氏体耐热钢，它是在铬钢中加入Si。加入Si不仅可以显著提高钢的抗氧化性能，而且还能减少钢在蟠变开始阶段时的变形速度。它可用于制造使用温度低于℃的内燃机进气阀，减负荷发动机的排气阀等，因此，该钢在各种型号柴油机上被广泛使用。
4Cr9Si2化学成分：⑴碳C：0.35~0.50，⑵硅Si：2.00~3.00，⑶锰Mn：≤0.70，⑷磷P：≤0.，⑸硫S：≤0.，⑹铬Cr：8.00～10.00，⑺镍Ni：≤0.60，⑻钼Mo：—，⑼氮N：—，⑽铜Cu：—，⑾其它元素：
目前，该钢作为气门阀材料需要解决的主要问题是热处理对其最终性能的影响，特别是对冲击韧性的影响。热处理时，应该根据不同产品对其进排气阀的不同要求，采用不同的工艺。热处理的正确、先进与否，首先在于被处理零件的质量是否达到技术要求；其次是成本低，能源消耗少，生产率高；最后是操作安全方便，劳动强度低。
4Cr9Si2首先研究了淬火工艺对其的影响，探讨了常规淬火、亚温淬火、临界点淬火三种不同的淬火工艺，通过对试样硬度及冲击韧性的变化规律来分析三者的优劣。重点研究了回火工艺对4Cr9Si2钢的影响。研究了试样在经过常规淬火后，回火温度、回火时间和回火后冷却方式对材料的影响。
4Cr9Si2通过对试样的组织分析和断口SEM观察,绘制了冲击试验值同上述三者之间的准确定量关系,结果表明:在℃~℃之间,试验的冲击韧性值是下降然后上升,在℃左右出现脆性的最大值;随着回火时间的增加,试样的冲击韧性逐渐下降,但下降的趋势越来越不明显,最终接近于与水平坐标平行,可以用非平衡晶界偏聚理论来解释这种现象。
由于4Cr9si2钢对冷速敏感，因此我们在函数记录仪上定量的研究了回火后冷却速度对韧脆性的影响。实践证明冷速越快，试样越不易变脆，如果回火后采用炉冷则试样的冲击值接近谷底，这主要是由于a相时效析出对位错产生了强钉扎。
钢在高温时抵抗塑性变形及破断的能力称为钢的高温强度。评定高温强度的指标很多，其中主要的指标是蠕变极限和持久强度。
4Cr9Si2可以通过加入合金元素和热处理来提高钢的高温强度，合金元素对钢的高温强度有很大的影响，其强化作用主要有以下几个方面：(1)基体的固溶强化。加入Cr、W、Mo、Si等合金元素提高钢基体原子间的结合力和再结晶温度，从而提高钢的抗蠕变能力。同时，加入一种或多种合金元素如Ni、Mn等使钢成为单相的奥氏体。因为y相铁原子排列比较致密，原子间结合力较强，故奥氏体型耐热钢比铁素体型耐热钢的高温强度高。