耐蚀铸铁

耐蚀铸铁(corrosion-resistantcastiron)

能够防止或延缓某种腐蚀介质腐蚀的特殊铸铁。耐蚀铸铁可根据金相组织、合金成分和适用的介质进行分类。在常见的腐蚀介质内，铸铁的化学成分比其金相组织对耐蚀性的影响更显著。因此，通常多按铸铁的化学成分分类。

普通高硅铸铁化学成分和力学性能见表。一般碳量可偏上限，以降低高硅铸铁的硬度、改善铸造工艺性能。锰不宜偏高，因对耐蚀性和力学性能均有不良影响。当含硅量小于15．2％时，其组织为少量片状石墨分布在富硅铁素体上；当其含硅量大于15．2％时，铁素体基体中析出η脆性相，随含硅量续增η相相应增多，铸铁变得更脆，而耐酸性则相应地增强。高硅铸铁对各种浓度、温度的硫酸、硝酸，室温的盐酸以及所有浓度、温度的氧化性混合酸、有机酸均有良好的耐蚀性。

普通高硅铸铁的化学成分和力学性能

牌号化学成分%

力学性能

CSiMnPSσb／MPaHBSSTSi-15O．5～O．814．5～16≤O．5<0．1

合金高硅铸铁主要包括：(1)稀土中硅铸铁(STSi11Cu2CrRE)。将高硅铸铁(STsi-15)中的硅含量降到10％～12％，加入0．10％～0．25％的稀土。其化学成分(％)为：C1．0～1．2，Si10～12，Mn0．35～0．60，Cu1．8～2．2，Cr0．4～0．8，P<0．045，S<0．018，RE残0．04～0．10。其性能与普通高硅铸铁相比，硬度略有下降，脆性及切削加工性能有所改善，可以车削等。稀土中硅铸铁的耐蚀性接近于高硅铸铁STSi-15。(2)含铜高硅铸铁，在普通高硅铸铁中加入6．5％～8．5％或8％～10％的铜。铜能改善高硅铸铁的力学性能，提高强度及韧性，降低硬度。含铜高硅铸铁具有可车削性等。含6．5％～8．5％Cu高硅铸铁在常用介质中除对45％浓度的硝酸耐蚀性稍差外，对其他酸均有较好的耐蚀性。含8％～10％cu的高硅铸铁在80℃的各种浓度的硫酸中都有高的耐蚀性，腐蚀率均少于0．3mm／a，它可用来制造接触各种浓度的热硫酸的化工机械零件。(3)含钼高硅铸铁(STSi15M03RE)。加钼可以改善高硅铸铁的耐盐酸腐蚀性能，一般加钼量为3％～3．5％。含14．3％Si的高硅铸铁，随加入钼量增多，腐蚀速度下降。含钼3％时在中低浓度的盐酸中是很耐蚀的，但在热浓盐酸中仍然不耐蚀。(4)高硅铬铸铁(STSi15Cr4RE)。高硅铬铸铁的化学成分为(％)：C<1．40，Si14．25～15．75，Mn<0．5，P<0．10，S<0．10，Cr4．0～5．0，RE残<0．10。其主要力学性能是：抗弯强度150～240MPa，挠度0．70～0．90mm，布氏硬度HBS350～450。具有高的耐蚀性能，适用于制造阴极保护用的阳极铸件，如接触海水、淡水等介质的设备零件。

镍奥氏体铸铁含镍量为13．5％～36％的铸铁。改变含镍量，并附加少量其他合金元素，形成不同牌号、类型，以适应不同腐蚀介质和使用条件的需要。如加铬、铜、钼改善耐蚀性，加铌改善焊接性等。各类型奥氏体铸铁又可按石墨形态归纳为奥氏体灰铸铁和奥氏体球墨铸铁。镍奥氏体铸铁的金相组织由单一的奥氏体基体与分布其上的片状石墨、球墨和少量碳化物组成。石墨形态对耐蚀性并无明显影响，但石墨球化后将明显提高奥氏体铸铁的抗磨蚀性。在烧碱、盐卤、海水、海洋大气，还原性无机酸、脂肪酸等介质中奥氏体铸铁具有高的耐蚀性。在碱性介质中镍奥氏体铸铁的耐蚀性极为优越。

高铬铸铁含铬24％～35％的白口铸铁称为耐蚀高铬铸铁。高铬铸铁的显微组织为奥氏体或铁素体加碳化物。一般说来，对于不含一定数量的稳定奥氏体合金元素(Ni，Cu，N)的高铬铸铁，当含碳量低于1．3％时易获得铁素体，含碳略高时易获得奥氏体基体。耐蚀高铬铸铁在氧化性腐蚀介质中显示出较好的耐蚀性，同时在含有固体颗粒的腐蚀介质中显示出优异的耐腐蚀和抗冲刷性能。

含铝铸铁含铝3．5％～6％的铸铁用于制造输送联碱氨母液、氯化铵溶液、碳酸氢铵母液等腐蚀介质的泵阀零件。在不含结晶物的氨母液中，铝铸铁的腐蚀率为0．1～1．0mm／a。在含结晶物的联碱溶液中，为提高铝铸铁的抗磨损腐蚀性能，可在铝铸铁中加入4％～6％Si和0．5％～1．0％Cr，制得铝硅铸铁。

低合金耐蚀铸铁主要有：(1)含铜铸铁。含铜0．40％可使铸铁在大气中的腐蚀减少25％以上，在含有浓硫酸烟气的大气中效果更佳。用含0．4％～0．5％Cu的铸铁输送硫酸的离心泵，其使用寿命比普通铸铁泵的寿命延长30％。在含硫高的冷或热的重油中，加耐nai入铜能减少铸铁的腐蚀，所以石油工业中可以采用含铜铸铁。含铜铸铁中再加入少量锡或锑又能进一步提高其耐蚀性。(2)低铬铸铁。铸铁中加入0．5％～2．3％Cr，可减弱铸铁在流动海水中的腐蚀，使腐蚀速率约减少50％。(3)低镍铸铁。铸铁中加入2％～4％的镍，可提高铸铁在碱、盐溶液及海水中的耐蚀性。

铸铁的腐蚀是指它与其周围介质发生化学、电化学反应或被熔融的金属熔蚀而导致其损伤或破坏的过程。铸铁的腐蚀介质一般多是导电的电解质，所以铸铁的腐蚀以电化学腐蚀居多。铸铁表面的成分、组织(不同的相、晶界、晶格缺陷)、表面状态(应力、应变)等的不均一性具有着不同电极电位，电位较正的为阴极，电位较负的为阳极。电极电位的正、负只能衡量电化学腐蚀倾向的大小，而不能估计铸铁耐蚀性的高低。耐蚀能力的好坏取决于腐蚀反应速度。