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球墨铸铁管的故障原因及解决方案

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球墨铸铁管的故障原因及解决方案

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【摘要】:

球墨铸铁管的故障原因及解决方案,成分分析

  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。

球墨铸铁管的故障原因及解决方案,石墨球化分析

  将试样放大100倍后,从外壁向内壁依次观察,石墨分布见图2.图2a内壁石墨基本为片状,蠕虫状,球化率大于6级,石墨大小为8级。2b中心部位石墨大部分呈球状,余为团状和极少量团絮状,球化率2级,石墨大小为8级。2c外壁石墨球较小,球化率3级,即石墨大部分呈团状和球状,余为团絮状,石墨大小为大于8级,石墨直径1.5mm.

球墨铸铁管的故障原因及解决方案,金相组织分析

  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。

球墨铸铁管预防措施
        操控合适的碳当量加大废钢参加量,使废钢参加份额到达7%~ 10%,硅的操控力求准确,使碳当量保持在4.2%~ 4.3%。加强退火工艺操控
巨细管混退时按大管参数操控,进凉管时在热管的基础上再多隔两个链爪。
加强取样频次,提高监控水平为更好地操控退火质量,及时,准确,快速地反响退火作用,在退火炉后增设金相快速取样设备,取样频次由本来的100支取一个样,增加至25支取一个样,使金相查验结果直接服务于退火炉,有利于退火参数的操控与调整。

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