球墨铸铁的耐蚀性分析及比较

金属受周围介质作用而引起的破坏叫腐蚀。

腐蚀按反应的性质可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀指金属和介质直接起化学作用。例如，金属和空气中的O2、SO2、H2S等气体或非电解质液体之间的作用。常温下铸铁的化学腐蚀速度不大，但高温下却很快，铸铁浇注过程中，表面上很快形成一层氧化膜即是明证。电化学腐蚀指因电解质溶液（如潮湿空气、酸、碱、盐溶液）作用而引起的破坏。金属在常温下主要是电化学腐蚀。

和钢相比，普通铸铁因有大量石墨片，又有多量硅，两者腐蚀情况不一样。球墨铸铁的石墨呈团、球状，表面积小，互相隔开，所以，和灰铸铁腐蚀情况又不一样。铸铁中常见的金相组织：铁素体、珠光体、磷化铁、渗碳体和石墨，它们的电极电位依次增高。石墨在铸铁中电极电位最高，可以充当阴极，是最不活泼的组成部分；相反，铁素体的电极电位最低，可以充当阳极，最容易受到腐蚀 （见表14-27）。铸件内部的气孔、缩孔、缩松也是腐蚀介质进入铸件内部的渠道，可以加速铸件内部腐蚀。表14-28对比了球墨铸铁、灰铸铁、钢材在不同介质下的腐蚀情况。

图14-24　球墨铸铁及5种材料与淬火SAE52100钢干滑动磨损的比较

（滑动速度25．4m/s）
1—冷拉黄铜；2—铍青铜；3—铝合金；4—83-7 7-3铸造青铜；5—球墨铸铁；6—活塞环灰铸铁

稀硫酸（3%、5%）、醋酸及盐酸皆为非氧化酸。在这些介质中，石墨可以充当阴极，并有氢由阴极析出，形成所谓析氢腐蚀。石墨越多，即阴极越多，腐蚀则越剧烈，故铸铁在这些介质中腐蚀速度比钢大得多。球状石墨互相隔离，表面积小，因此，它的腐蚀速度又比灰铸铁低得多。珠光体里的渗碳体（阴极）和铁素体（阳极）也可以构成微电池，加速金属的腐蚀。铁素体为单一相，没有微电池，腐蚀速度比珠光体或者珠光体+铁素体混合组织小得多。表14-28中30号铸钢（铸态）的腐蚀速度比球墨铸铁大得多，这是因为铸态铸钢中有较大的内应力，组织粗大。

表14-27　几种材料的电极电位单位：V

注 使用1%NaCl溶液测定。

表14-28　球墨铸铁、 灰铸铁、 钢材不同基体不同介质下的腐蚀速度

续表

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图14-25　球墨铸铁与其他钢铁材料在大气中腐蚀速度的比较

1—A1S11020钢；2—含铜轧钢板；3—球墨铸铁；4—可锻铸铁；5—含铜可锻铸铁

球墨铸铁和灰铸铁在碱溶液中的耐蚀性能相当，并与普通钢相近似在稀释的碱溶液中，球墨铸铁无明显腐蚀；在温度低于80℃、体积浓度不超过70%的碱溶液中，其腐蚀速率低于0．2mm/年；在沸腾的碱溶液中，其腐蚀速率高达20mm/年。在高浓度碱溶液中，球墨铸铁对应力腐蚀的敏感性高于灰铸铁。

球墨铸铁在大气中具有一定的耐蚀性。一般来说，球墨铸铁比普通钢的耐蚀性更好，与灰铸铁、可锻铸铁相当。这可能与各种铸铁中含硅量比钢多有关。表14-29和图14-25是球墨铸铁与其他钢铁材料在大气中腐蚀的对比。

球墨铸铁在土壤中的耐蚀性远优于钢（是钢的30倍），与灰铸铁相近似。表14-30是Φ150mm球墨铸铁管在土壤中的耐蚀性，两者的腐蚀重量损失速度相近似，球墨铸铁抗点蚀能力略强，但球墨铸铁管经腐蚀后的强度损失则远远小于灰铸铁管。因此，在输水管线中广泛应用球墨铸铁管。

表14-29　球墨铸铁在大气中的腐蚀速度及其与其他钢铁材料的比较单位：mg/ （dm2·d）

续表

表14-30　Φ150mm 球墨铸铁管的土壤腐蚀及其与灰铸铁管的比较

注表中的铸铁管成分见下表：