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作为钢的替代品,1949年人类开发了球墨铸铁。铸钢含碳量少于0.3%,而铸铁和球墨铸铁含炭量量则至少为3%。铸钢中的低含碳量使得作为游离石墨存在的碳不会形成结构薄片。铸铁内的碳天然形式是游离石墨薄片形式。在球墨铸铁内,这种石墨薄片通过特殊的处理方法变化成微小的球体。这种改进后的球体使得使得球墨铸铁比铸铁和钢相比具有更加优异的物理性能。正是这种碳的球状微观结构,使得球墨铸铁具有更加良好的展延性和抗冲击性,而铸铁内部的薄片形式导致铸铁没有展延性。通过铁素体基体可获得佳的展延性。
因此,球墨铸铁的压力负载部件都经过铁素体化退火周期的工艺处理后,球墨铸铁内部的球状结构也能够铸铁内部的薄片石墨容易产生的裂缝现象。在球墨铸铁的微观照片中,可以看见裂缝游行到石墨球后终止。在球墨铸铁行业内,这些石墨球称为“裂缝终结者”,因为它们具有阻止断裂的能力。
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球墨铸铁管的主要成分有碳、硅、锰、硫、磷和镁等。
球墨铸铁管定义使用18号以上的铸造铁水经添加球化剂后,经过离心球墨铸铁机高速离心铸造成的管道,称球墨铸铁管,简称为球管、球铁管和球墨铸管等。
国标球墨铸铁管是铸铁管的一种。质量上要求铸铁管的球化等级控制为1-3级(球化率》80%),因而材料本身的机械性能得到了较好的改善,具有铁的本质、钢的性能。退火后的球墨铸铁管,其金相组织为铁素体加少量珠光体,机械性能良好,防腐性能优异、延展性能好,密封效果好,安装简易、主要用于市政、工矿企业给水、输气,输油等。
在铁素体和珠光体基体上分布有一定数量的球状石墨,根据公称口径及对延伸率的要求不同,基体组织中的铁素体和珠光体的比例有所不同,小口径的珠光体比例一般不大于20%,大口径的一般控制在25%左右。
球墨铸铁管在供水管道中的优越性:
1) 由于球墨铸铁管采用柔性接头, 施工操作较为方便, 可提高施工效率、 改善施工条件、 降低施工成本, 而且接口大部分采用胶圈连接,操作简便, 能缩短工期,降低施工造价。
2) 球墨铸铁管具有承受供水压力高, 能抵抗外部荷载和适应地质条件的变化, 管材具有强度高、 韧性好、 耐腐蚀、 柔性接口安装方便、抗震性强、 劳动强度低等优点, 可适用于地质差的地段和横穿公路,不需另外加工钢管, 再加上耐腐蚀性强,能适用于沿海和盐碱地带。目前在地下管线工程中广泛应用。大型管道安装工程更能体现其安装便捷,劳动强度低的优势。
3) 球墨铸铁管密封性能好, 不易渗漏,可减少管网漏失率和降低管网日常维护费用。
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