灰铸铁材质的
大型减速机壳体在耐热性和耐腐蚀性方面有其特定表现,这与其成分(尤其是碳、硅含量)和显微组织(片状石墨分布)密切相关,具体特性如下:
灰铸铁的耐热性主要指其在温度变化时抵抗氧化、变形和强度下降的能力,具体表现为:
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适用温度范围:
普通
灰铸铁(如
HT200、
HT300)在**≤400℃** 的环境下能保持较好的稳定性。此时,其基体组织(珠光体、铁素体)和石墨形态不易发生明显变化,强度、硬度下降幅度较小,可满足一般工业减速机(如常温至中温齿轮箱)的使用需求。
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高温下的性能劣化:
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当温度超过 400℃时,灰铸铁中的珠光体会逐渐分解为铁素体和石墨,导致强度、硬度显著下降(如温度升至 500℃时,抗拉强度可能下降 30% 以上)。
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长期在 400~600℃环境中使用时,表面会发生氧化,形成氧化皮(主要成分为 Fe?O?和 FeO),若氧化层脱落,会加剧壳体的磨损和腐蚀。
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若温度急剧变化(如冷热交替),由于灰铸铁导热性中等(约 40~50 W/(m?K)),且脆性较大,可能因热应力集中产生裂纹(热冲击损伤)。
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与其他材质的对比:
其耐热性低于耐热铸铁(如含铬、镍的合金铸铁)和铸钢,后者可在 600℃以上环境长期使用;但优于普通铝合金(耐热极限约 200~300℃)。
灰铸铁的耐腐蚀性主要依赖于表面形成的氧化膜,但由于其组织中石墨与基体的电极电位差异,易发生电化学腐蚀,具体表现为:
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对中性介质的耐蚀性:
在大气、淡水、海水(短期)等中性或弱碱性环境中,灰铸铁表面会形成一层致密的氧化膜(Fe?O?),可减缓腐蚀速度。例如:
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在干燥大气中,年腐蚀速率通常低于 0.1mm;
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在静止淡水中,腐蚀速率约 0.05~0.2mm / 年,可满足一般户外或室内减速机的防护需求。
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对酸碱介质的敏感性:
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酸性环境:在盐酸、硫酸等强酸中,氧化膜会被迅速溶解,石墨与铁基体形成微电池(石墨为阴极,铁为阳极),加速铁的溶解(电化学腐蚀),腐蚀速率可达 1~10mm / 年,导致壳体表面出现坑蚀、剥落。
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碱性环境:在强碱性溶液(如浓度 > 10% 的 NaOH)中,铁会与碱反应生成可溶性铁酸盐,导致均匀腐蚀,尤其在高温碱性环境中腐蚀加剧。
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石墨形态对腐蚀的影响:
灰铸铁中的片状石墨相当于 “微裂缝”,会成为腐蚀介质的渗透通道,导致腐蚀沿石墨与基体的界面扩展,形成 “晶间腐蚀”,最终使铸件表层剥落(尤其是在潮湿且有盐分的环境中,如沿海地区)。
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提升耐蚀性的措施:
实际应用中,通常通过表面处理(如喷漆、镀锌、涂防锈油)或添加合金元素(如铬、镍、铜)制成耐蚀灰铸铁,以增强对特定介质的抵抗能力。
灰铸铁大型减速机壳体的耐热性和耐腐蚀性适用于常温至中温(≤400℃)、中性或弱腐蚀环境(如普通工业车间、户外无酸碱侵蚀的场景)。但其在高温(>400℃)、强酸强碱或高湿度盐雾环境中性能较差,需结合使用场景进行防护(如隔热设计、表面防腐处理),或选择更耐蚀 / 耐热的材质(如球墨铸铁、合金铸铁、铸钢)替代。
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