為什么鑄鐵耐腐蝕比鋼材好?
答:
鑄鐵腐蝕機理鑄鐵的腐蝕通常為化學的或電化學的, 其腐蝕狀態(tài)可能是均勻的、局部的、應力的和晶界間的.工程上要求腐蝕應是均勻的, 因為局部的、應力的及晶界間的腐蝕是危險的破壞形式.
鑄鐵的腐蝕既與其化學成分、金相組織、零件的表面特性等因素有關, 還與浸蝕性介質的成分、活潑性及溫度等因素有關.鑄鐵在大氣中的腐蝕速度很慢, 隨著時間的延長, 鑄件表面將形成一層防護膜, 使合金由活潑狀態(tài)變?yōu)槎栊誀顟B(tài), 顯著地降低鑄鐵在大氣中的腐蝕速度.在有明顯晶界的合金鑄鐵中, 由于特種碳化物和其他化合物沿晶界析出, 固溶體內含的合金元素減少, 沿著晶界極易發(fā)生微晶間腐蝕, 使鑄鐵產生孔洞或降低強度. 鑄鐵在大氣、海水、酸、堿、鹽和其他介質的作用下都會發(fā)生腐蝕.不同的使用條件,不同的腐蝕環(huán)境,腐蝕過程、機理不同,腐蝕形式也不相同.
鐵碳合金的基本組成元素為鐵和碳,基本組成相為鐵素體、滲碳體及石墨.由于在鑄鐵中滲碳體(陰)的電極電位高于鐵素體(陽),而石墨(陰)的電極電位又比滲碳體的高,與電解質溶液接觸過程微電池,促進腐蝕.
鑄鐵在各種環(huán)境中的耐蝕性主要由其成分和微觀組織結構決定.鑄鐵成分中各元素對其耐蝕性都有影響,碳、硅、錳、磷、硫是鑄鐵中必然存在的元素.
(1)碳(C)
碳量愈高,其組織中石墨和滲碳體的含量就愈高.陰極面積增大,析氫反應加速. 在非氧化性酸中的腐蝕速度隨含碳量增加而加快. 在氧化性酸中,陰極組分石墨和滲碳體使合金易轉變?yōu)殁g態(tài),腐蝕速度下降.在中性溶液中,陰極為氧的去極化作用,含碳量變化對腐蝕速度無重大影響.
(2)硅元素(Si)
鑄鐵中通常都含有1%~3%的硅.當硅含量達到4%左右時,可適當增加鑄鐵的耐蝕性.而當硅含量達到14%以上時,鑄鐵的耐蝕性將顯著提高.不過硅含量的增加會使得鑄鐵的力學性能變得很差,當硅含量大于16%時,鑄鐵就會變得很脆、很難加工、因此,鑄鐵中硅含量一般控制在14%~16%內.
① 硅的加入,可在鑄鐵表面形成致密的SiO2保護膜,這層膜具有很高的電阻率和較高的化學穩(wěn)定性,阻止腐蝕介質對鑄鐵的進一步腐蝕.
② 硅的加入還可以使鑄鐵組織中的基體金屬即陽極區(qū)域產生鈍化,提高電極電位,有效地提高鑄鐵的抗化學腐蝕和電化學腐蝕能力.
(3)錳(Mn)
錳和硅在通常含量范圍內(Mn 0.5%~0.8%,Si
1%~2%),并不影響鑄鐵的耐蝕性能.
(4)硫(S)
硫與鐵、錳反應生成硫化物呈單獨相析出,起陰極夾雜物的作用,加速腐蝕(特別在酸性溶液中).
(5)磷(P)
磷(0.05% ~0.5%),并不能改變鑄鐵在中性介質和大氣條件下的耐蝕性能,但在某些介質,如未濃縮的無機酸溶液中,磷含量提高,促進析氫反應,導致耐蝕性下降.
總的來講,上述各元素在通常含量范圍內對鑄鐵耐蝕性的影響并不明顯.為了改善鑄鐵耐蝕性,通常向鑄鐵中加人Ni、Cr、Si、Cu和Al等合金元素;Ti(鈦)、V(釩)等元素偶爾也作為合金元素加入.這些元索單獨或聯合加入對改善鑄鐵的耐腐蝕性和耐熱性有很大的作用.
在大部分市政應用領域,如:水、鹽水、蒸汽等,球墨鑄鐵的耐腐蝕性和抗氧化性都超過鑄鋼.由于球墨鑄鐵的球狀石墨微觀結構,在減弱振動能力方面,球墨鑄鐵優(yōu)于鑄鋼,因此更加有利于降低應力.選擇球墨鑄鐵的一個重要的原因在于球墨鑄鐵比鑄鋼成本低.球墨鑄鐵的低成本使得這種材料更加受歡迎,鑄造效率更高,也較少了球墨鑄鐵的機加工成本.球墨鑄鐵與鑄鐵(灰鑄鐵)的比較: 與鑄鐵相比,球墨鑄鐵在強度方面具有絕對的優(yōu)勢.球墨鑄鐵的抗拉強度是60k,而鑄鐵的抗拉強度只有31k.球墨鑄鐵的屈服強度是40k,而鑄鐵并沒有顯示出屈服強度,并且最終出現斷裂.球墨鑄鐵的強度-成本比遠遠優(yōu)于鑄鐵.(請參閱83頁有關機械性能的全面比較).球墨鑄鐵在耐腐蝕性方面與鑄鐵相同.本文有截止閥生產廠家提供,轉載請注明出處.
為什么鑄鐵耐腐蝕比鋼材好
為什么鑄鐵耐腐蝕比鋼材好
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