合金鑄鐵加工面涂層的合理厚度
耐腐蝕合金鑄鐵是依靠材料本身的性能進(jìn)行防腐的，設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行防腐設(shè)計(jì)時(shí)，建議加工面漆膜厚度不宜超過(guò)100um。因?yàn)槁窦ぷ髅娼?jīng)機(jī)械加工后很光潔，與拋丸或噴砂后的鋼結(jié)構(gòu)相比，漆膜附著力很差，如果漆膜設(shè)計(jì)過(guò)厚（如超過(guò)150um），漆膜涂層在干燥后會(huì)變得很脆，受到外力磕碰時(shí)很容易脫落而失去防腐意義，所以建議耐腐蝕合金鑄鐵加工面的漆膜厚度最好不要超過(guò)100um

鑄造門(mén)槽埋件的結(jié)構(gòu)工藝性
鑄件的筋板設(shè)計(jì)：筋板距離不宜超過(guò)500mm，對(duì)于主反軌類鑄件，要考慮在筋板上設(shè)置灌漿孔。
埋件的斷面形狀：合理的斷面形狀應(yīng)是1）平面寬度不宜超過(guò)500mm；2）埋件自身結(jié)構(gòu)大體對(duì)稱；3）壁厚不宜懸殊過(guò)大
不合理的斷面形狀會(huì)造成澆注塌箱、鑄造后收縮變形，鑄件熱結(jié)處產(chǎn)生縮孔、縮松缺陷。
埋件長(zhǎng)度：埋件長(zhǎng)度2.5-3m比較合理，埋件過(guò)短增加安裝難度并降低安裝精度，埋件過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成變形量增加并加工困難。

門(mén)槽埋件的結(jié)構(gòu)工藝性
目前水利工程門(mén)槽埋件有結(jié)構(gòu)件與鑄造件兩種。因?yàn)橹圃旃に嚨牟顒e，這兩種工件的結(jié)構(gòu)形式有比較大的區(qū)別。結(jié)構(gòu)形式的合理性，決定了制造工藝性的好壞，從而影響到埋件制造的難度和精度，進(jìn)而影響到投資方的成本。
合理的鑄件壁厚與連接
    合理的鑄件壁厚與過(guò)渡可獲得較理想的鑄件物理性能，不出現(xiàn)白口傾向，同時(shí)得到合理的石墨形狀

主反軌典型結(jié)構(gòu)

主軌典型結(jié)構(gòu)

門(mén)楣典型結(jié)構(gòu)

底坎典型結(jié)構(gòu)

GSTNi2CrCuRe與 STNi2CrCuRe相比，其材料的顯著優(yōu)點(diǎn)是：在強(qiáng)度提高近一倍的情況下，基體還具有一定的韌性（其韌性指標(biāo)相當(dāng)于挖掘機(jī)斗齒），并且耐海水腐蝕性能大幅提高。    
耐海水腐蝕合金鑄鐵埋件的典型結(jié)構(gòu)

表4  GSTNi2CrCuRe腐蝕鑄鐵的性能 

GSTNi2CrCuRe簡(jiǎn)介
為解決STNi2CrCuRe韌性不足的問(wèn)題，我公司經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期攻關(guān)，研制出了高強(qiáng)度兼具一定韌性的新型合金鑄鐵材料GSTNi2CrCuRe，并經(jīng)國(guó)際知識(shí)產(chǎn)權(quán)局備案形成我公司的專有技術(shù)，其化學(xué)成分與主要性能如下表：
表3   GSTNi2CrCuRe耐海水腐蝕鑄件的化學(xué)成分

注：對(duì)于主軌、反軌、主反軌等需要與輪子接觸的埋件，Cr含量可調(diào)整到1.2%以上，如用戶無(wú)特殊要求，為方便機(jī)械加工，Cr含量不作調(diào)整。

表2  典型海水工程埋件用腐蝕鑄鐵的性能

上述常用耐海水腐蝕鑄鐵材料，設(shè)計(jì)單位可根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的海水含鹽量高低、海水流速大小、海水（或污水）的污染程度，工程的重要程度選擇不同合金含量的材料成分。表1牌號(hào)從上至下隨著合金含量的降低耐蝕性能和造價(jià)也逐步降低。
設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)合金鑄鐵的材質(zhì)時(shí)，應(yīng)避免使用AS（砷）、Sb（銻）合金元素。雖然AS、Sb等元素降低鑄鐵中陰極相的活性，使陰極相朝負(fù)電位方向移動(dòng)，降低耐蝕鑄鐵不同相之間的電位差，降低材料的腐蝕速度，但鑄件開(kāi)裂傾向極大，并大幅降低合金鑄鐵的機(jī)械性能。提高Cr含量不僅提高合金鑄鐵的耐蝕能力，還可以大幅提高合金鑄鐵的硬度，但Cr含量大于1.2%、硬度大于350HB后，將造成加工很困難。如果埋件工作面需要高硬度，為降低制造成本，應(yīng)按照埋件的使用功能區(qū)分不同埋件的合金成分含量，如：門(mén)楣（頂坎）、底坎可以選擇Cr:0.8-1.2%，硬度HB≧220；主軌、反軌、主反軌可以選擇Cr:1.2-1.8%，硬度HB≧300
為滿足合金鑄鐵的設(shè)計(jì)壽命，海水工程埋件選用材料時(shí)，首先就是選用適用的冶金產(chǎn)品品種牌號(hào)，這種牌號(hào)的產(chǎn)品應(yīng)該具有符合設(shè)計(jì)要求的耐腐蝕性能、綜合力學(xué)性能和適宜的熱處理狀態(tài)；確定采用的品種牌號(hào)后，更要嚴(yán)格要求鑄件的冶金質(zhì)量，包括化學(xué)成分的準(zhǔn)確性、均勻性；第二要考慮生產(chǎn)海水工程埋件的冶金工藝，因?yàn)橄冗M(jìn)的冶煉工藝是生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的保證，沖天爐就很難保證成分的準(zhǔn)確性和均勻性，只有中低頻感應(yīng)電爐等類熔煉爐才能冶煉出優(yōu)質(zhì)的鐵水，才能保證達(dá)到設(shè)計(jì)的要求；再者，還要看產(chǎn)品的鑄造工藝，先進(jìn)的鑄造工藝才能鑄造出不僅外觀質(zhì)量高，而且內(nèi)在質(zhì)量好的優(yōu)質(zhì)的鑄件。這幾方面都是選材時(shí)應(yīng)該特別注意的。

表1   常用耐海水腐蝕鑄件的化學(xué)成分

耐腐蝕合金鑄鐵
    耐海水腐蝕及海洋大氣腐蝕鑄造加工件，代表材質(zhì)為STNi2CrCuRe，主要用于沿海水利工程、海河大閘、海濱發(fā)電工程、污水處理工程等需要耐海水及海洋大氣腐蝕、城市污水處理的鑄造加工件，用于替代價(jià)格昂貴的不銹鋼。耐海水腐蝕鑄造加工件，與不銹鋼結(jié)構(gòu)件或不銹鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)件相比，具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)已在沿海工程獲得大量成功應(yīng)用。
   STNi2CrCuRe耐海水腐蝕鑄件性能簡(jiǎn)介
    對(duì)于海水水工工程而言，耐蝕金屬材料的用量大，一個(gè)工程用量可能達(dá)到成千上萬(wàn)噸，使用高級(jí)合金是不現(xiàn)實(shí)的，也是對(duì)資源的浪費(fèi)。使用普通碳鋼與鑄鐵很難達(dá)到實(shí)際使用與設(shè)計(jì)的要求；采用不銹鋼焊接鋼結(jié)構(gòu)基體的復(fù)合材料，因不同材質(zhì)的電子電位差不同，往往因焊接部位的加速腐蝕造成復(fù)合材料埋件的過(guò)早失效，綜合考慮各種選材原則、平衡各種因素條件后，選用低合金耐海水腐蝕鑄鐵是最好的選擇。目前研制和在用的低合金鑄鐵就是在鑄鐵中加入Ni、Cr、Si、Cu、RE等元素形成的低合金耐蝕鑄鐵，加入Ni、Cr、Si等元素降低鑄鐵中陽(yáng)極相，也就是基體的活性，朝正電位方向移動(dòng)，從而降低材料的腐蝕速度；加入Cr、Si等在鑄鐵表面形成保護(hù)膜，相當(dāng)于增加了腐蝕微電池的電阻，減小電流，降低腐蝕；加入稀土元素使鑄鐵除氣，去除雜質(zhì)、改善組織，特別是晶界上的雜質(zhì)，從而改善鑄鐵的耐蝕性，特別是耐晶間腐蝕性能。近年來(lái)逐漸形成了以STNi2CrCuRE為代表的耐蝕鑄鐵，腐蝕速度約為0.05～0.2mm/a，耐蝕級(jí)別為4～6級(jí)，是目前應(yīng)用最廣的耐蝕鑄鐵材料，這種耐蝕鑄鐵近幾年來(lái)在海水水工工程中獲得了大量應(yīng)，使用效果良好。   STNi2Cr合金鑄鐵材料以其優(yōu)良性價(jià)比受到了用戶的一致好評(píng)，近年來(lái)在近海工程和沿海水利工程上面得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。在多達(dá)四十幾個(gè)項(xiàng)目應(yīng)用中，經(jīng)跟蹤未發(fā)現(xiàn)有超過(guò)設(shè)計(jì)要求的腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。
  STNi2Cr合金鑄鐵材料存在以下問(wèn)題：
1、 不經(jīng)表面防腐的合金鑄鐵材料長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中時(shí)，會(huì)生成一層浮銹，但不影響合金鑄鐵材料的耐海水腐蝕性能。
2、 該材料是灰鑄鐵基體的脆性材料，在吊裝轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中如操作不當(dāng)會(huì)造成埋件摔斷。