球墨铸件的防腐直接关系到管道的的使用性和性,因此是衡量管网技术及运行状况的一个重要指标。因铸铁中存在石墨,球墨铸件中的石墨以球状形式存在,并不影响基体材料的力学和机械性能,但据10个典型城市结果显示,我国城镇供水管网静漏失率达到12~13%,远远超过了要求城市漏失率控制在6%以下的标准,所以管道防腐一直是我们当前一个热门的课题。
球墨铸件的注意事项
(一)严格要求化学成分,对原铁液要求的碳硅含量比灰铸铁高,降低球墨铸件中锰,磷,硫的含量
(二)铁液出炉温度比灰铸铁高,以补偿球化,孕育处理时铁液温度的损失
(三)进行球化处理,即往铁液中添加球化剂
(四)加入孕育剂进行孕育处理
(五)球墨铸件流动性较差,收缩较大,因此需要较高的浇注温度及较大的浇注系统尺寸,合理应用冒口,冷铁,采用顺序凝固原则
(六)进行热处理
球墨铸件表面处理探讨和低温用铁素体原料选用
(一)、球墨铸铁表面处理探讨
众所周知:热处理是一项改进金属材料品质的方法,借助热处理可以改变或影响铸铁的组织及性质,同时还可获得更高的强度、硬度和耐磨性等。
铸铁热处理的种类繁多,但基本上可分成两大类:第一类是组织构造不会由热处理而发生变化或者也不应该发生改变的,第二类则是基本的组织结构发生变化者。第一种热处理主要是用于消除内应力,热处理后组织、强度及其它力学性质等没有因热处理而发生明显变化。第二种热处理能使基体组织发生明显的变化,这种热处理大致分为五类:①退火:其目的主要在于分解碳化物,降低铸铁的硬度,提高加工性能;②正火:其目的主要用于改进铸铁组织、获得均匀分布的力学性能;③淬火:其目的主要是为了获得比较高的硬度和表面耐磨性;④表面硬化处理:其目的主要是获得表面硬化层,同时得到较高的表面耐磨性;⑤析出硬化处理:其目的主要是为获得更度。
铸铁种类繁多,有灰口铸铁、白口铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁等等,它们的组织结构也各不相同。一般根据凝固过程中的析出物—共晶石墨或共晶碳化物来分类:基体内主要含片状石墨者称之为灰铸铁,主要含碳化物者称之为白口铸铁。事实上白口铸铁由于具有很高的硬度与脆性用途较少;而灰铸铁的性质主要是由共晶石墨的形状与大小而定,这些析出的石墨无法经由热处理予以改进,因此具有非常低的强度及硬度。但若铁液添加镁及稀土金属能使石墨在凝固过程中以球状析出成为球墨铸铁,那么情况就有所不同。由于球墨铸铁其性质与基体相同的钢接近,故通过热处理可使强度、硬度明显提高,弹性模数、伸长率也有不同程度的提高。但是不同的热处理对球墨铸铁的作用不同,在工程上用的比较多的是退火、正火和析出硬化处理;事实上球墨铸铁同样可以通过调质、等温淬火处理以及渗氮、渗硼和低温气体碳氮共渗来改善其力学性能。
(二)、低温用铁素体球墨铸铁原料选用
1、生铁
球铁用原材料一般要求低磷、低硫和较低的硅、锰。生产中选用的生铁是QT14生铁,其成分为:4.1%~4.3%C,1.3%~1.6%Si,0.2%~0.5%Mn,≤0.08%P,≤0.02%S。
2、球化剂和孕育剂
由于没有纯镁球化处理设施,为了保证球墨铸铁件质量,生产中选用了低稀土镁含量型球化剂。球化剂为金陵稀土材料厂生产的稀土镁硅铁,其成分为:2%~4%RE,7%~9%Mg,≤44%Si。球化处理中球化剂加入量为1.8%~2%。
低温用铁素体球墨铸铁要求终硅量尽可能地低,原先用孕育剂(75硅铁)孕育后含硅量较高,故生产中选用了金陵稀土材料厂生产的钡硅复合孕育剂,其成分为:≤45%Si,0.8%~2.0%Ca,4%~6%Ba,1%~2%Al。孕育剂加入总量为0.8%。
3、化学成分的确定
球墨铸铁的化学成分与它的组织、力学性能和铸造性能有很大的关系。原铁液的化学成分应符合“高碳、低硅、低锰、低硫和低磷”的原则。生产中碳控制在3.6%~3.9%范围内,以不致产生石墨飘浮为准。铁素体球墨铸铁随着温度的下降逐渐发生由韧性向脆性的转变,且硅能提高脆性转变温度,故低温用铁素体球墨铸铁应在满足石墨化的条件下,尽可能地控制较低的含硅量。原铁液含硅量控制在1.2%~1.6%,球化孕育处理后,含硅量控制在1.9%~2.5%。由于锰易偏析形成碳化物,影响力学性能,故其含量不易高,控制在0.2%~0.35%。磷、硫含量应尽可能地低,一般磷控制在0.07%以下,原铁液含硫量控制在0.08%以下,球化处理后含硫量不大于0.03%。
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