低压应用,非腐蚀工况,经济型的阀体材料一般有球磨铸铁、灰铸铁以及碳钢。含碳量大于2.11%的铁碳合金称为铸铁,小于2.11%的称为铸钢。成本上灰铸铁最便宜,球磨铸铁次之。
三者最小机械性能对比如下:
此对比表来源于美国尼伯科有限公司
化学成分对比如下:
此对比表来源于美国尼伯科有限公司
作为钢的替代品,1949年人类开发了球墨铸铁。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最佳的展延性。
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消除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。
以下为从B16.1,B16.42,B16.34得到的球磨铸铁,灰铸铁以及碳钢的温压表。
摘自ASMEB16.34, WCB温压表
摘自B16.42,球磨铸铁温压表
摘自B16.1 灰铸铁的温压表。
可以看出,碳钢可以耐更高的压力和温度。相对来说灰铸铁的耐压和耐温范围最窄。一般低压蝶阀,刀闸阀选用灰铸铁以及球磨铸铁阀体较多,综合性价比高。