青岛球墨铸铁管的故障原因分析

在一定的冷却速度和孕育条件下，碳当量增加可以提高球墨铸铁的石墨球数，改善石墨形态，使碳以碳化物形态存在的数量减少，以石墨形态存在的数量增加，可使球化处理后的铁液过冷倾向减小。在铁碳二元相图中，共晶成分的含碳量为4.26%，通常将DN800~DN1000mm铸管碳当量控制在4.2%~ 4.3%范围，可提高铁液的流动性，使球墨铸铁管组织致密。碳当量过高，石墨飘浮倾向增加，使石墨蜕化，且碳高可造成石墨球占的有效体积分数增加，降低球墨铸铁的综合性能，球墨铸铁管的力学性能变差。

　　铸管内壁铁素体含量较多，左下角显示有未来得及完全球化的石墨聚集；图3b端面中心1较内壁相比，铁素体含量减少，增加有珠光体与渗碳体的混合物即莱氏体存在；图3c中心2由内向外渗碳体明显增多；图3d靠近端面外壁珠光体含量为18%，铁素体减少，初生渗碳体，珠光体及莱氏体增多。

　　试样的球化率达到了3级的国标要求，靠近内壁的球化率为6级，为管子内壁夹渣，杂质元素多造成；外壁球化效果较中心和内壁好；外壁组织中莱氏体化严重。

　　管壁的力学性能差异较大，内壁共晶渗碳体，珠光体的分解和转变，使石墨球长大，组织体积膨胀，导致铸管径向尺寸变大，石墨化程度越高，石墨球越容易长大，从而体积膨胀越大，而渗碳体，珠光体的分解是需要一定的温度和时间要求的，分析结果表现为外壁珠光体与渗碳体转变不彻底，因而，因相变程度不同，体积变化不同，导致管子内外壁产生方向相反的内应力。不同组织的管子在高压外力作用下，外壁硬而脆的莱氏体强度和韧性都较低，产生断裂，在整个铸管内壁受压强相同的情况下，局部的管壁断裂会使此处管壁变薄，应力集中，最后形成打爆管，这就是夹层管水压试验易打爆的主要原因。