水泵常用材料

12湖北扬子江泵业有限责任公司2012年1月31日3泵装置的性能和寿命对一个成功的泵装置的基本要求是性能和寿命。性能就是泵的参数：扬程、流量和效率。寿命就是在维持允许的性能情况下必须更换一个或几个零件以前运转的总小时数。主要是在实际运转条件下结构材料抵抗腐蚀、侵蚀或这两种结合的一种量度。4我公司渣浆泵主要零部件材料选用如下：1.前、后泵壳、底座、托架，灰铸铁，HT200。2.过流部件（护套、前、后护板、叶轮），KmTBCr26,含铬量不低于26%，洛氏硬度58-62，适用PH范围5-11。3.轴，45号钢，正火调质HB=245-285。4.轴套，1Cr13或者2Cr13，Cr15Mo3。5.水封环，HT200和1Cr18Ni9Ti。6.填料箱，填料压盖，副叶轮，HT200、QT600-3、KmTBCr267.填料，油浸石棉盘根。8.润滑脂的材质是，二号锂基脂。我公司多级泵主要零部件材料选用如下：根据使用工况的不同，每个零件所选用的材料也不一样1、进水段、中段、出水段：HT200、QT600-3、ZG270-500等。2、叶轮、导叶、密封环：HT200、QT600-3、ZG270-500、1Cr18Ni9、1Cr13等。3、轴、穿杠：45号钢和40Cr钢。4、平衡板、平衡套、导叶套：1Cr13、QT600-3、ZQSn10-1、Cr26等。5、承磨环：采用45号钢表面喷镍基合金。6、轴承体、轴承压盖、轴承端盖、：HT200、QT600-37、尾盖：HT200、QT600-3、ZG270-50056泵材料的选择材料选择择时应考虑的因素1、介质的腐蚀性材料对于介质的腐蚀性是有一定的范围的，例如耐酸钢1Cr18Ni9，耐中、稀浓度的硝酸或有机酸的腐蚀，但是不能耐稀硫酸的腐蚀。2、电化学腐蚀在泵的整个流道最好采用相同的金属材料。3、介质温度材料在很低的温度下性脆，在高温时会产生蠕变，某种材料能耐常温的某种介质的腐蚀，但不能耐高温介质的腐蚀。所选材料性能应满足输送介质温度的要求。4、经济性在设计和使用中的高材低用或不耐蚀材料当耐蚀材料，采用都是不经济的。5、固体颗粒的磨损性介质里含有磨料性的固体颗粒时，应采用耐磨材料。6、材料的咬合性对于有相对运动的零件，如轴与轴套、螺栓与螺母、叶轮密封环、泵体密封环、平衡盘与平衡板等，在选择材料时应使两零件材料的硬度有差别。否则，在装卸或运转中容易咬住或擦伤。7、同一零件上温差的大小在工作时同一位置的温度相差很大的零件，例如热泵在输送高温介质时，填料函冷确水套与泵体相接的地方，与介质接触的泵体温度高，膨胀大。与冷确水接触的冷确套外周温度低，膨胀小。这样的零件宜采用塑性好的材料，以免运转中由于膨胀不同时产生裂纹。8、高速液流通过的地方高扬程泵的叶轮叶片、导叶叶片进口边，单级扬程很高的密封套，高扬程泵的平衡套、平衡盘`和平衡板等处应采用耐冲刷的材料（铬不锈钢或铬镍耐酸钢）。7材料名称及性能一、铸铁（一）灰铸铁：灰铸铁根据试棒的抗拉强度进行分级，我国的灰铸铁分HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350。例：HT200是灰铸铁的牌号，灰铸铁HT200表ø30试样的最低抗拉强度200MPa。●特性及适用范围：珠光体类型的灰铸铁，其强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性也良好，铸造性能较好，但脆性较大，需进行人工时效处理。大量用于不受冲击载荷的零部件，如承受压力的发动机缸体、缸盖、离合器壳及制动鼓等。也用于中等压力的油缸、泵体、泵座、阀体以及经表面淬火的零件。8●化学成份：HT200碳C：3.36%硅Si：2.37%锰Mn：0.66%硫S：0.11%磷P：0.071%●力学性能：抗拉强度σb(MPa)：200硬度：(RH=1时)188HB试样尺寸：试棒直径：30mm●热处理规范及金相组织：热处理规范：去应力退火530～550℃，4～6h；200℃出炉。晶相组织：细片状珠光体＋片状石墨＋针条状碳化物。晶体结构图9一般可以认为，灰铸铁的下列性能随着牌号HT100到HT350的增加而增长：1)各种强度，包括高温强度；2)得到低的机加工粗糙度的能力；3)弹性模量；4)耐磨性；而下列性能随抗拉强度的增高而下降。1)机加工性；2)抗热冲击；3)减震性；4)铸造薄壁件的能力。10灰铁性能和应用：具有一定的抗拉强度，良好的抗压强度（抗压强度是抗拉强度的3－4倍），优异的减震性，良好的耐磨性，容易进行机加工，比一般金属的壁厚敏感大，高温长大，低冲击性能，高导热率，优良的铸造工艺性能（灰铸铁收缩率一般为0.5-1.05％，而碳素铸钢的自由线收缩率是灰铸铁的二倍，大体是2.0％左右。）较好的耐蚀（石墨粗大的灰铸铁，耐稀酸性能好，当元素含量在普通范围内，其耐腐蚀性变化不大，但对常温的碱溶液，熔融苛性钠（650℃），水解后呈碱性的盐类、有机物和原油、二硫化碳及水管中的水具有较好的耐蚀性。在灰铸铁中加入0.4-1.0%的铜，可增加对海水，污水、大气的耐腐蚀性。）1、HT150常用于制造承受中等应力的零件，如支柱、底座、齿轮箱、端盖、阀体、管路、手轮等。对浓硫酸具有良好的抗腐蚀能力。在水泵行业中，用于制造各类中小型清水泵的泵体、叶轮、轴套、密封环、填料环等，各类杂质泵的底座、轴承端盖、填料箱、密封环、轴承体等。2、HT200常用于制造承受较大应力和较重要的零件。如气缸、飞轮、轴承座、液压泵和阀体等。通常用来铸造泵体，轴承座，底座和叶轮及多种小型泵铸件，且用于许多须耐腐蚀的零件，特别是耐浓硫酸腐蚀的零件。（其对浓硫酸的耐腐蚀能力，与HT150相同）。3、HT250常用于制造承受较大应力和较重要的零件，如气缸、机座、飞轮、联轴器、齿轮箱、轴承座及液压泵和阀的壳体。在泵行业中，通常用来制造各类中、小型清水泵的零件，如泵体、叶轮、轴套、密封环、填料环等。对浓硫酸具有良好的抗腐蚀能力。（二）球墨铸铁：球墨铸铁除具有普通铸铁的特点外，还具有以下的一些特点：较好的耐热性能，一定的耐腐蚀性能，较高的高温机械强度和塑性，良好的能量多次冲击抗力。抗拉强度和延伸率两个指标作为验收球墨铸铁的依据。球墨铸铁分为：QT400-18、QT450-10、QT500-7、QT600-3例：球墨铸铁QT600-3就是指抗拉强度大于等于600MPa,伸长率大于等于312化学成份：QT600-3碳C：3.56～3.85%硅Si：1.83～2.56%锰Mn：0.49～0.70%硫S：0.016～0.045%磷P：0.035～0.058%镁Mg：0.041～0.067%力学性能：抗拉强度σb(MPa)：≥600条件屈服强度σ0.2(MPa)：≥370伸长率δ(%)：≥3硬度：190～270HB密度：7.3单位为t/m3或者g/cm3热处理规范及金相组织：热处理规范：930℃，2h正火空冷，600℃，2h，回火空冷晶相组织：珠光体+铁素体晶体结构图131、QT400－18是铁素体球墨铸铁，该材料的强度，延伸率和冲击值都高于可锻铸铁，具有较高的承受常温一次大能量冲击载荷的能力。其常温和低温的小能量多冲击抗力皆优于可锻铸铁。另外，它还具有一定的耐腐蚀性能（耐腐蚀性能优于灰铸铁）。可用于制造轴流泵或旋涡泵的叶轮，井用潜水泵的进水段等。2、QT450－10是铁素体球墨铸铁，有近似于低碳钢的性能，即有较高的韧性、塑性；在低温下有较低的韧性－脆性转变温度和较高的冲击值。这种球墨铸铁还具有一定的耐热性能和耐腐蚀性能。主要应用于制造要求较高韧性、塑性及低温工作要求具有一定冲击值的零件。在泵行业中，用于制造多级离心泵的联轴器、泵壳的进口法兰，轴流式旋涡泵的叶轮，井用潜水泵的进水段等。3、QT500－7是铁素体珠光体混合基体的球墨铸铁，具有优良的综合机械性能，适于制造承受一般动载荷及静载荷零件。水泵行业广泛用于制造多种离心式杂质泵的泵体、泵盖、托架、轴承体、卡箍、迷宫套及各种胶泵的骨架零件和船用电动往复泵的连杆等。耐磨性一般比灰铸铁好，它的硬度一般比可锻铸铁高，因此耐磨性也比可锻铸铁好。耐腐蚀性能高于普通珠光体灰铸铁，但远远低于铁素体球墨铸铁。4、QT600－3是珠光体＋少量铁素体基体的球墨铸铁。该材料具有较高的强度、硬度、耐磨性和一定的塑性和韧性，屈强比高于45号钢，一般用于要求较高强度、耐磨性的动载零件。耐腐蚀性能远低于铁素体球墨铸铁。水泵行业中用来制造船用电动往复泵的曲轴、连杆，计量泵的连杆、弓形架，大、中型矿潜泵的壳体，高压泵的曲轴、多级离异心泵的进、出水段、中段等。(三)、抗磨白口铸铁主要有四类：低合金白口铸铁、镍硬白口铸铁、高铬白口铸铁和中锰抗磨球墨铸铁。14低合金白口铸铁主要有KmTBMn2W2、KmTBCrMn2、KmTBCr1、KmTBCr2Ni、KmTBMn3Cr2MoCu等；镍硬白口铸铁主要有KmTBNi4Cr2-GT（镍硬I型）、KmTBCr9Ni5Si2（镍硬IV型）；高铬白口铸铁主要有KmTBCr15Mo3-GT、KmTBCr20Mo2、KmTBCr26和KmTBCr28等；1、KmTBCr1抗磨性能较低，用于要求抗磨性不高的设备上。硬度HB280－340，抗拉强度150－180MPa,抗弯强度320－360MPa。成形性能次于灰铸铁，焊接性能较灰铸铁差，切削加工性能比灰铸铁差，但优于其它抗磨白口铸铁。2、KmTBCr2Ni抗磨性能较高、耐热性较好，适用于要求抗磨性不高的泵件和简单耐热铸铁件。硬度HB400－500，铸造性能较好，仅次于普通灰口铸铁，焊接性能比灰口铸铁差，切削加工性能比灰铸铁差，但比镍硬类白口铸铁易于加工。3、KmTBMn2W2是石家庄水泵厂和沈阳铸造研究所于1973年共同研制而成。石家庄水泵厂采用该材料大批量地生产各种PN型、PS型的护套、叶轮、护板等过流部件。化学成分：2.5-3.0%C、0.5-1.5%Si、1.3-1.6%Mn、1.2-2.0%W、=0.10%S、=0.10%P。硬度HRC=38，抗弯强度450MPa。铸造性能：流动性差，线收缩大（2％左右），容易出现气孔、缩孔、裂纹等缺陷。焊接性能差。切削和磨削性能：尚可进行加工。154、KmTBMn3Cr2MoCu主要应用于泥浆泵的过流部件，如泵体、泵盖、叶轮等。硬度：铸态HRC28－35，热处理态HRC=50。抗弯强度：铸态=500Mpa，热处理态=600Ma。铸造性能优于一般低合金白口铸铁。切削和磨削性能：通常在铸态加工后进行淬火热处理，热处理后磨削加工成成品。165、KmTBCr5Mn2是自贡工业泵总厂于1982年自行研制，自己使用的杂质泵抗磨材料之一。分高碳（GT）和低碳（DT）两种。化学成分：2.6-3.2%C、4.5-6.5%Cr、1.5-2.5%Mn、1.2-1.5%Mo、1.2-2.0%Cu。硬度：KmTBCr5Mn2－GT，HRC52－60；KmTBCr5Mn2－DT，48－56。铸造性能：流动性差，线收缩大，容易出现气孔、缩孔、缩松、裂纹等缺陷。主要用于制造中、小型杂质泵叶轮、泵体、护套、护板等易损过流部件。其使用寿命如下：输送电厂煤灰：2500－5500h；输送河沙：2500－5000h；选煤厂3500h；输送水泥：2500－4500h；铝厂铝浆液2000h。6、KmTBCr15Mo3－DT（GT）——高铬合金白口铸铁相近牌号：西德（DIN1695-81）G-X300CrMo153。英国（BS4844/3-86）3A（低碳2.4-3.0%）、3B（高碳3.0-3.6%）。美国（ASTM4532-80）ⅢC15％Cr-Mo-HC。硬度参见下表：17化学成份：%碳C：2.91钼Mo：2.76铬Cr：15.2硅Si：0.24锰Mn：0.92磷P：0.08硫S：0.06热处理制度：该材料在铸态或硬化态下加工很困难，所以一般需经高温软化退火，进行粗切削加工，然后再经硬化热处理，硬化后再精加工至成品。成形性能：线收缩约2％，体收缩率约为3.98％。铸件容易出现缩孔、裂纹等缺陷。焊接性能很差，一般不进行焊接。但对铸件的局部缺陷必要