球墨铸铁井盖

国内

在河南巩县铁生沟西汉中、晚期的冶铁遗址中出土的铁"_blank" href="/item/球化率/8476702" data-lemmaid="8476702">球化率相当于现代标准一级水平。而现代的球墨铸铁则是迟至1947年才在国外研制成功的。我国古代的铸铁，在一个相当长的时期里含硅量都偏低，也就是说，在约2000年前的西汉时期，我国铁器中的球状石墨，就已由低硅的生铁铸件经柔化退火的方法得到。这是我国古代铸铁技术的重大成就，也是世界冶金史上的奇迹。

球墨铸铁以其优良的性能，在使用中有时可以代替昂贵的铸钢和锻钢，在机械制造工业中得到广泛应用。国际冶金行业过去一直认为球墨铸铁是英国人于1947年发明的。西方某些学者甚至声称，没有现代科技手段，发明球墨铸铁是不可想象的。1981年，我国球铁专家采用现代科学手段，对出土的513件古汉魏铁器进行研究，通过大量的数据断定汉代我国就出现了球状石墨铸铁。有关论文在第18届世界科技史大会上宣读，轰动了国际铸造界和科技史界。国际冶金史专家于1987年对此进行验证后认为：古代中国已经摸索到了用铸铁柔化术制造球墨铸铁的规律，这对世界冶金史作重新分期划代具有重要意义。

国外

1947年英国H.Morrogh发现，在过共晶灰口铸铁中附加铈，使其含量在0.02wt%以上时，石墨呈球状。1948年美国A.P.Ganganebin等人研究指出，在铸铁中添加镁，随后用硅铁孕育，当残余镁量大于0.04wt%时，得到球状石墨。从此以后，球墨铸铁开始了大规模工业生产。球墨铸铁作为新型工程材料的发展速度是令人惊异的。1949年世界球墨铸铁产量只有5万吨，1960年为53.5万吨，1970年增长到500万吨，1980 年为760万吨，1990年达到915万吨。2000年达到1500万吨。球墨铸铁的生产发展速度在工业发达国家特别快。世界球墨铸铁产量的75%是由美国、日本、德国、意大利、英国、法国六国生产的。 中国球墨铸铁生产起步很早，1950年就研制成功并投入生产，中国的球墨铸铁年产量达230万吨，位于美国、日本之后，居世界第三位。适合中国国情的稀土镁球化剂的研制成功，铸态球墨铸铁以及奥氏体-贝氏体球墨铸铁等各个领域的生产技术和研究工作均达到了很高的技术水平。

（1）铸态珠光体球墨铸铁曲轴和铸态铁素体球墨铸铁汽车底盘零件分别在我国第二汽车厂、南京汽车厂和第一汽车厂相继投产。这标志着中国铸态球墨铸铁生产达到了较高水平。与之相适应的包外脱硫、双联法熔炼、瞬时孕育、孕育块技术以及音频检测和热分析快速分析等技术的采用，则标志着中国大量流水生产汽车铸件的技术水平与国际先进水平的差距正在缩小。

（2）试验研究了大断面（壁厚大于120mm）球墨铸铁的冶金因素以及相应的生产工艺措施。采用适量的钇基重稀土复合球化剂、强制冷却、顺序凝固、延后孕育，必要时添加微量锑、铋等可防止球墨铸铁件中心部位的石墨畸变和组织疏松等，现已成功地制作了38吨重的大型复杂结构件，17.5吨重的柴油机体、截面为805mm的球墨铸铁轧辊等。

（3）奥氏体-贝氏体球墨铸铁的研究与应用。20世纪70年代初，几乎同时中国、美国、芬兰3个国家宣布研究成功了具有高强度、高韧性的奥氏体-贝氏体球墨铸铁（国际上统称ADI），这种材质的抗拉强度达1000MPa，因此它广泛应用于齿轮以及各种结构件，与合金钢相比，奥-贝球墨铸铁具有显著的经济效益和社会效益。

（4）球墨铸铁管和水平连续铸造球墨铸铁型材。中国已相继建成几个球墨铸铁管厂，且近几年还将有几个球墨铸铁管厂建成。2000年，中国年产离心铸造球墨铸铁管达90万吨。此外，中国自行研制的水平连续铸造球墨铸铁型材生产线已通过国家鉴定，并已有多家企业投产。再加上中国引进的一条生产线，至2002年，中国年产球墨铸铁型材的能力达数万吨。

（5）系统地测定了稀土镁球墨铸铁的力学性能及其他性能，为设计人员提供了有关数据。测定了稀土镁球墨铸铁的比重、导热性、电磁性等物理性能，结合金相标准研究了石墨和基体组织对球墨铸铁性能的影响规律。系统地测定了铁素体球墨铸铁在常温、低温、静态和动态条件下的各种性能。此外，还研究了稀土镁球墨铸铁的应力应变性能、小能量多冲抗力和断裂韧性，并开始用于指导生产。结合球墨铸铁齿轮的应用，还系统地研究了球墨铸铁的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，以及球墨铸铁齿轮的点蚀、剥落机理等。 （6）稀土镁球墨铸铁。在高强度低合金球墨铸铁方面，除了对铜、钼研究较多外，还对镍、铌等进行了研究。在利用天然钒钛生铁制作钒钛合金球墨铸铁方面，中国国内一些单位进行了大量、系统的工作。中锰球墨铸铁虽然在性能上不够稳定，在系统研究与生产应用，取得了显著的经济效益。

球墨井盖主要应用领域：市政道路，高速公路，通信，电力，自来水，小区，学校等各种园区。

球墨铸铁井盖一般分为圆形和方形，在市区的路政方面，一般采用圆形，因为 圆形的井盖不易倾斜，能够较好的保护好行人和车辆的安全。使用圆形，主要是考虑到圆形的井盖通过其圆心的每条直径长度都是一样的，这样如果井盖被经过的车辆轧起时，因为不论如何轧起，其直径都会比下面的井口略宽，井盖不会掉到井口里去。

而如果采用方形，因为方形的对角线明显长于其每条边长，这样的井盖被轧起时，很容易沿井口的对角线方向掉进井中，造成安全隐患。如果井口做成圆形或明显小于井盖，方形的井盖就不会掉进井中。这里就牵涉到一个材料的最大利用和节约的问题。井盖的使用取决于井口的大小，如果非要在上面安装个面积远远大于井口的方形井盖，那么材料的利用和实用价值自然没有直接使用圆形的井盖更有效，既节约井盖的材料，也保证了井口的安全。

而在乡下和电缆井利用的，一般采用方形，这样可以更好地预防雨水等液体的进入。

球墨铸铁井盖成分

生铁是含碳量大于2%的铁碳合金，工业生铁含碳量一般在2.5%--4%，并含C、SI、Mn、S、P等元素，是 用铁矿石经高炉冶炼的产品。根据生铁里碳存在形态的不同，又可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。

析出的石墨呈球形的铸铁。球状石墨对金属基体的割裂作用比片状石墨小，使铸铁的强度达到基体组织强度的70～90%，抗拉强度可达120kgf/mm2，并且具有良好的韧性。球墨铸铁除铁外的化学成分通常为：含碳量3.6～3.8%，含硅量2.0～3.0%，含锰、磷、硫总量不超过1.5%和适量的稀土、镁等球化剂。

球墨铸铁井盖特点

球墨铸铁井盖主要由球墨铸铁打造出来的井盖，这种井盖质量的好坏就牵扯到了球化率的问题。处理铸件的常用涂料就是防锈沥青漆了，当然球墨铸铁井盖的表面也是经过喷涂防锈沥青漆处理的。球墨铸铁井盖有一个优点，就是由于球墨铸铁强度高、韧性好，使得球墨铸井盖要比同类型的灰口铸铁井盖轻30%左右。

球墨铸铁井盖的特点：

韧性好。冲击值与中碳钢材相近，是灰铁材料的10倍以上。

抗腐蚀性强。喷水腐蚀试验，九十天的腐蚀量仅为钢管的1/40，是灰铁管的1/10。使用寿命是灰铁管的2倍，是普通钢管的5倍。

塑性好。延伸率≥7%，与高碳钢材相近，而灰铁材料延伸率为零。

强度高。抗拉强度ób≥420MPa,屈服强度ós≥300MPa,与低碳钢材相同，是灰铁材料的三倍。

由于球墨铸铁的球状石墨微观结构，在减弱振动能力方面，球墨铸铁优于铸钢，因此更加有利于降低应力。选择球墨铸铁的一个重要的原因在于球墨铸铁比铸钢成本低。球墨铸铁的低成本使得这种材料更加受欢迎，铸造效率更高，也减少了球墨铸铁的机加工成本。

球墨铸铁的强度和铸钢的强度是可比的。球墨铸铁具有更高的屈服强度，其屈服强度最低为40k，而铸钢的屈服强度只有36k。在大部分市政应用领域，如：水、盐水、蒸汽等，球墨铸铁的耐腐蚀性和抗氧化性都超过铸钢。

球墨铸铁井盖性能

球铁铸件差不多已在所有主要工业部门中得到应用，这些部门要求高的强度、塑性、韧性、耐磨性、耐严 重的热和机械冲击、耐高温或低温、耐腐蚀以及尺寸稳定性等。为了满足使用条件的这些变化、球墨铸铁现有许多牌号，提供了机械性能和物理性能的一个很宽的范围。

如国际标准化组织ISO1083所规定的大多数球墨铸铁铸件，主要是以非合金态生产的。显然，这个范围包括抗拉强度大于800牛顿/毫米，延伸率为2%的高强度牌号。另一个极端是高塑性牌号，其延伸率大于17%，而相应的强度较低(最低为370牛顿/毫米）。强度和延伸率并不是设计者选择材料的唯一根，而其它决定性的重要性能还包括屈服强度、弹性模数、耐磨性和疲劳强度、硬度和冲击性能。另外，耐蚀性和抗氧化以及电磁性能对于设计者也许是关键的。为了满足这些特殊使用，研制了一组奥氏体球铁，通常叫傲Ni一Resis亡球铁。这些奥氏体球铁，主要用锌、铬和锰合金化，并且列入国际标准。

（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，降低球墨铸铁中锰，磷，硫的含量

（二）铁液出炉温度比灰铸铁更高，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）球墨铸铁流动性较差，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

为了确保铸铁井盖的正常使用，要注意安装质量，做到尺寸准确，安装坚固，开启方便，外表清洁美观，根据检查铸铁井盖的技术标准，特制定以下安装细则：

铸铁井盖的砖砌体砌筑，应按照设计院设计的井盖尺寸确定其内径或长*宽，方圆（如按实样施工的话最好），也可相应参照标准执行。砌井时一定要注意井口内径应与井盖井箅的内径相符，安装好的井盖应与路面相平。混凝土或沥青将井座浇铸铺设后，应及时将盖打开清扫，避免砂浆或沥青将检查井盖与座浇成一体，以免影响日后开启。

水泥路面井座安装时，在井口的砖砌体上用C25混凝土浇铸20CM厚圈梁抹平，一定要保持井座四方着实，整体平整，不得松动，并在井盖浇铸宽为40CM的混凝土保护圈（如果是水泥路面，也可浇铸宽为20CM的混凝土保护圈，并用钢筋加强）保养期要在10天以上。

为保持盖外表的美观，表面花纹和字迹的清晰，在沥青路面施工时应用薄铁皮覆盖在井盖上或废机油等刷涂盖面，防止沥青油喷在井盖上；在水泥路面施工时，应用塑料膜将井盖盖好，以防止水泥砂浆沾染井盖表面，损伤表面花纹、字迹，也可以当天施工完时用水将井盖表面清洗干净。

在沥青路面上安装铸铁井盖时，一定要注意避免施工机械直接碾压井座，在路面整体浇铸时，应予在路面预留比井座略大的孔，在沥青铺完后安置。（全砼路面应在二结石铺完碾实后安装）确保井盖安置质量以延长使用寿命。

球墨铸铁井盖主要由球墨铸铁打造出来的井盖，这种井盖质量的好坏就牵扯到了球化率的问题。处理铸件的常用涂料就是防锈沥青漆了，当然球墨铸铁井盖的表面也是经过喷涂防锈沥青漆处理的。球墨铸铁井盖有一个优点，就是由于球墨铸铁强度高、韧性好，使得球墨铸井盖要比同类型的灰口铸铁井盖轻30%左右。