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球墨鑄鐵管具有很高耐腐蝕性,球墨鑄鐵的防腐性能是鋼材的30倍以上。球墨鑄鐵管是內(nèi)襯水泥沙漿,外噴鋅涂瀝青漆處置了內(nèi)部和外部腐蝕存在的問(wèn)題 ,灰口鑄鐵管和鋼管無(wú)法處置。因此,運(yùn)用者不用采取任何防腐措施。它還防止二次污染水質(zhì)。接點(diǎn)靈活,具有良好的順應(yīng)性。球墨鑄鐵的銜接收道是推入式接頭或機(jī)械密封用橡膠墊片接頭,具有良好的密封性和延性。無(wú)焊接是必需的。所設(shè)計(jì)的撓度為3-5 °,所需配件的數(shù)量可以減少。關(guān)節(jié) 可以吸收基礎(chǔ)沉降所構(gòu)成的壓力,防止管道分裂。其運(yùn)用環(huán)境也不再遭到氣溫、濕度及復(fù)雜地表元素的影響,球墨鑄鐵管的應(yīng)用環(huán)境可以說(shuō)不受任何限制,在我國(guó)地緣廣闊環(huán)境復(fù)雜,特別是水資源又相對(duì)缺乏的現(xiàn)狀下有著寬廣的展開(kāi)前景。
作為鋼的替代品,1949年人類開(kāi)發(fā)了球墨鑄鐵。鑄鋼含碳量少于0.3%,而鑄鐵和球墨鑄鐵含炭量量則至少為3%。鑄鋼中的低含碳量使得作為游離石墨存在的碳不會(huì)形成結(jié)構(gòu)薄片。鑄鐵內(nèi)的碳天然形式是游離石墨薄片形式。在球墨鑄鐵內(nèi),這種石墨薄片通過(guò)特殊的處理方法變化成微小的球體。這種改進(jìn)后的球體使得使得球墨鑄鐵比鑄鐵和鋼相比具有更加優(yōu)異的物理性能。正是這種碳的球狀微觀結(jié)構(gòu),使得球墨鑄鐵具有更加良好的展延性和抗沖擊性,而鑄鐵內(nèi)部的薄片形式導(dǎo)致鑄鐵沒(méi)有展延性。通過(guò)鐵素體基體可獲得的展延性,因此,所有美國(guó)尼伯科球墨鑄鐵的壓力負(fù)載部件都經(jīng)過(guò)鐵素體化退火周期的工藝處理。球墨鑄鐵內(nèi)部的球狀結(jié)構(gòu)也能夠鑄鐵內(nèi)部的薄片石墨容易產(chǎn)生的裂縫現(xiàn)象。在球墨鑄鐵的微觀照片中,可以看見(jiàn)裂縫游行到石墨球后終止。在球墨鑄鐵行業(yè)內(nèi),這些石墨球稱為“裂縫終結(jié)者”,因?yàn)樗鼈兙哂凶柚箶嗔训哪芰Α?br /> 有時(shí),球墨鑄鐵被稱為“兩個(gè)世界里的”金屬,意思是球墨鑄鐵具有鑄鋼的強(qiáng)度,也有鑄鐵優(yōu)異的抗腐蝕性。
球墨鑄鐵與鑄鐵(灰鑄鐵)的比較與鑄鐵相比,球墨鑄鐵在強(qiáng)度方面具有的優(yōu)勢(shì)。球墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度是60k,而鑄鐵的抗拉強(qiáng)度只有31k。球墨鑄鐵的屈服強(qiáng)度是40k,而鑄鐵并沒(méi)有顯示出屈服強(qiáng)度,并且終出現(xiàn)斷裂。球墨鑄鐵的強(qiáng)度-成本比遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于鑄鐵。(請(qǐng)參閱83頁(yè)有關(guān)機(jī)械性能的比較)。球墨鑄鐵在耐腐蝕性方面與鑄鐵相同。
鑄造球墨鑄鐵管的性能要求澆注前鐵液必須達(dá)到一定的含 硅量,一般要求在2.0—2.4^之間。而原鐵液中硅元素的來(lái)源主要是: 金屬爐料、球化劑、孕育劑。實(shí)驗(yàn)表明硅如果以孕育劑的形式加入,則 球墨鑄鐵中的石墨化能力可提高3倍左右,石墨球數(shù)目增加的就會(huì)更 多。并且硅對(duì)球墨鑄鐵管的機(jī)械性能影響很大,比如硅可以改變石墨 球的大小、分布和圓整度,可以細(xì)化石墨球,會(huì)使基體塑性、強(qiáng)度提高; 硅在退火過(guò)程中可以促進(jìn)滲碳體分解,生成鐵素體,提高球墨鑄鐵管 的塑性和延展性;硅還可以溶解在鐵中并強(qiáng)化金屬基體,提高球墨鑄 鐵管的硬度和強(qiáng)度。 因此球墨鑄鐵管中的硅主要是以孕育的方式加 入。為了更好的發(fā)揮硅的作用,在生產(chǎn)中硅以三次孕育的形式加入:首 先是球化包內(nèi)孕育,其次是隨流孕育,然后是管模粉孕育。并且這三次 孕育都以瞬時(shí)孕育的效果,因此在球化包內(nèi)孕育前爐內(nèi)的硅要調(diào) 質(zhì)到一個(gè)合適的量,由實(shí)驗(yàn)表明爐內(nèi)的硅一般調(diào)到0.8 —丨.2%之間,如 果爐內(nèi)的硅調(diào)到低于0.8^,在球化包內(nèi)就要加入更多的孕育劑,這樣 球化后的鐵液降溫太大,不利于澆注; 在球化包內(nèi)加入的孕育劑相對(duì)就會(huì)減少,這樣孕育效果就會(huì)大大降 低,并且硅在高溫的爐內(nèi)還會(huì)被燒損,其反應(yīng)方程式為51+2^01=5102結(jié)果會(huì)使鑄管中的終硅量減少,影響鑄管力學(xué)性能。
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