연성주철 맨홀뚜껑의 경도 및 성능

1. 연철 맨홀뚜껑의 경도특성과 과학적 근거

연성철은 일반적으로 브리넬 경도(HB) 범위가 140~250HB 로 일반 회주철( 180~220HB )보다 훨씬 높습니다. 이러한 탁월한 성능은 흑연이 페라이트 또는 펄라이트 매트릭스 내에 균일하게 분포된 구형 형태로 존재하는 독특한 미세 구조 에서 비롯됩니다.

구상화 처리 (마그네슘 및 희토류 첨가)를 통해 연성철은 기존 주철의 주조성을 유지하면서 기계적 강도를 크게 향상시킵니다. 예를 들어:

압축 강도 : 최대 600-900MPa (ISO 1083 표준 기준), 회주철의 두 배 이상.
연신율 : 10~18% (기존 주철의 경우 0.5~1%)로 내충격성이 우수합니다.

전문 테스트 데이터( Modern Foundry Technology, 2022 )에 따르면 연성주철 맨홀뚜껑은 -40°C에서도 90% 이상의 경도 안정성을 유지하여 극한 기후 지역에서 사용하기에 적합합니다.

2. 엔지니어링 장점

1. 높은 내하중 능력

시립 대형 맨홀 뚜껑은 400kN을 초과하는 하중을 견뎌야 합니다( EN 124 표준에 따름). 높은 경도와 인성으로 인해 연성철은 A15-F900 하중 등급을 쉽게 충족하거나 초과합니다.
예를 들어, 상하이 푸동 공항의 활주로 맨홀 뚜껑은 QT500-7 소재를 사용하여 600kN 의 측정 하중 용량을 달성합니다.

2. 내식성과 긴 수명

용융 아연 도금 또는 에폭시 수지 코팅 후 연성 철 커버는 눈에 띄는 부식 없이 1,000시간 이상의 염수 분무 테스트 (GB/T 10125)를 견딜 수 있습니다. 서비스 수명은 30년에 달해 유지관리 비용을 최대 60%까지 절감할 수 있습니다.

3. 응용 전망 및 기술 업그레이드

스마트시티 통합 :
변위 및 온도 모니터링을 위한 센서가 내장된 고급 맨홀 뚜껑에는 높은 경도와 우수한 신호 투과성을 결합한 재료가 필요합니다. 실리콘 함량을 2.1~2.8% 사이로 제어하면 이러한 균형을 달성하는 데 도움이 됩니다.
경량 디자인 :
유한요소해석(FEA) 최적화는 독일의 DIN 19580 표준 사례 연구에서 참조한 바와 같이 경도를 저하시키지 않으면 서 최대 15%의 중량 감소를 가능하게 합니다.
재활용 재료 활용 :
중국 주조 협회 2023 보고서 에 따르면 고철 비율을 50% 로 늘리면 경도 변동이 ±5HB에 불과해 지속 가능한 생산을 지원합니다.

4. 향후 전망

3D 프린팅 및 정밀 주조 기술 의 성숙도가 높아짐에 따라 연성주철 맨홀 뚜껑의 경도 일관성과 기하학적 유연성이 지속적으로 향상될 것입니다. 이러한 진화는 원자력, 심해 엔지니어링 및 지능형 인프라와 같은 고급 부문 에서의 적용을 가속화할 것입니다.