מדוע שסתומים משתמשים בברזל רקיע?

Mar 15, 2023

כתחליף לפלדה, ברזל רקיע פותח בשנת 1949. פלדה יצוקה מכילה פחות מ-0.3 אחוז פחמן, בעוד שברזל יצוק וברזל רקיע מכילים לפחות 3 אחוזי פחמן. תכולת הפחמן הנמוכה בפלדה יצוקה היא כזו שהפחמן הקיים כגרפיט חופשי אינו יוצר נתזים מבניים. הצורה הטבעית של פחמן בברזל יצוק היא בצורה של פתיתי גרפיט חופשיים. בברזל רקיע, פתיתי גרפיט זה הופכים לכדורים זעירים על ידי טיפול מיוחד. כדור משופר זה גורם לברזל רקיע להיות בעל תכונות פיזיקליות מצוינות יותר מברזל יצוק ופלדה. מבנה המיקרו הכדורי הזה של פחמן הוא שהופך את הברזל הדקיק ליותר רקיע ועמיד בפני פגיעות, בעוד שצורת הפתיתים בתוך הברזל היצוק הופכת את הברזל היצוק לרקיע פחות. משיכות אופטימלית מתקבלת באמצעות מטריצה ​​פריטית, לכן כל החלקים הטעונים בלחץ NIBCO Ductile Iron מטופלים במחזור חישול. המבנה הכדורי בתוך הברזל הדקיק יכול גם להעלים את תופעת הסדקים שקל לייצר את הפתית הגרפיט בתוך הברזל היצוק. בצילומי מיקרו של ברזל רקיע, ניתן לראות סדקים עוברים לכדורי גרפיט ומסתיימים. בתעשיית הברזל רקיע, גושי גרפיט אלו ידועים כ"מעצורי סדקים" בגלל יכולתם למנוע שברים. ברזל רקיע מכונה לפעמים המתכת "הטוב משני העולמות", כלומר יש לה חוזק של פלדה יצוקה ועמידות בפני קורוזיה מעולה של ברזל יצוק.

השוואה בין ברזל רקיע וברזל יצוק (ברזל אפור) בהשוואה לברזל יצוק, לברזל רקיע יש יתרון מוחלט מבחינת חוזק. חוזק המתיחה של ברזל רקיע הוא 60k, בעוד של ברזל יצוק הוא רק 31k. חוזק התפוקה של ברזל רקיע הוא 40k ואילו ברזל יצוק אינו מראה חוזק תפוקה ובסופו של דבר נשבר. יחס החוזק לעלות של ברזל רקיע עדיף בהרבה על זה של ברזל יצוק. (ראה עמוד 83 להשוואה מקיפה של תכונות מכניות). ברזל רקיע זהה לברזל יצוק מבחינת עמידות בפני קורוזיה.

ברזל רקיע לעומת פלדה יצוקה החוזק של ברזל רקיע דומה לזה של פלדה יצוקה. לברזל גמיש יש חוזק תפוקה גבוה יותר, עם חוזק תפוקה מינימלי של 40k, בעוד פלדה יצוקה בעלת חוזק תפוקה של 36k בלבד. (ראה עמוד 83 להשוואה מקיפה של תכונות מכניות). ברוב היישומים העירוניים, כגון: מים, מי מלח, קיטור וכו', העמידות בפני קורוזיה ועמידות החמצון של ברזל רקיע עולה על זו של פלדה יצוקה. בשל מבנה המיקרו גרפיט הכדורי של ברזל רקיע, ברזל רקיע עדיף על פלדה יצוקה מבחינת יכולת שיכוך רעידות, ולכן הוא תורם יותר להפחתת המתח. סיבה חשובה לבחירת ברזל רקיע היא שהברזל הדקיק זול יותר מפלדה יצוקה. העלות הנמוכה של ברזל רקיע הופכת את החומר הזה לפופולרי יותר, את היציקה יעילה יותר, ופחות עלות עיבוד של ברזל רקיע.

5

 

שלח החקירה