如何發現球墨鑄鐵故障的原因及解決方案
1原因分析
1.1成分分析
在一定的冷卻速度和孕育條件下，碳當量增加可以提高球墨鑄鐵的石墨球數，改善石墨形態，使碳以碳化物形態存在的數量減少，以石墨形態存在的數量增加，可使球化處理后的鐵液過冷傾向減小。在鐵碳二元相圖中，共晶成分的含碳量為4.26%，通常將DN800~DN1000mm鑄管碳當量控制在4.2%~4.3%范圍，可提高鐵液的流動性，使球墨鑄鐵管組織致密。碳當量過高，石墨飄浮傾向增加，使石墨蛻化，且碳高可造成石墨球占的有效體積分數增加，降低球墨鑄鐵的綜合性能，球墨鑄鐵管的力學性能變差。
1.2金相分析
1.2.1石墨球化分析
將試樣放大100倍后，從外壁向內壁依次觀察，石墨分布見圖2.圖2a內壁石墨基本為片狀，蠕蟲狀，球化率大于6級，石墨大小為8級。2b中心部位石墨大部分呈球狀，余為團狀和極少量團絮狀，球化率2級，石墨大小為8級。2c外壁石墨球較小，球化率3級，即石墨大部分呈團狀和球狀，余為團絮狀，石墨大小為大于8級，石墨直徑1.5mm.
1.2.2金相組織分析
鑄管內壁鐵素體含量較多，左下角顯示有未來得及完全球化的石墨聚集；圖3b端面中心1較內壁相比，鐵素體含量減少，增加有珠光體與滲碳體的混合物即萊氏體存在；圖3c中心2由內向外滲碳體明顯增多；圖3d靠近端面外壁珠光體含量為18%，鐵素體減少，初生滲碳體，珠光體及萊氏體增多。
試樣的球化率達到了3級的國標要求，靠近內壁的球化率為6級，為管子內壁夾渣，雜質元素多造成；外壁球化效果較中心和內壁好；外壁組織中萊氏體化嚴重。
管壁的力學性能差異較大，內壁共晶滲碳體，珠光體的分解和轉變，使石墨球長大，組織體積膨脹，導致鑄管徑向尺寸變大，石墨化程度越高，石墨球越容易長大，從而體積膨脹越大，而滲碳體，珠光體的分解是需要一定的溫度和時間要求的，分析結果表現為外壁珠光體與滲碳體轉變不徹底，因而，因相變程度不同，體積變化不同，導致管子內外壁產生方向相反的內應力。不同組織的管子在高壓外力作用下，外壁硬而脆的萊氏體強度和韌性都較低，產生斷裂，在整個鑄管內壁受壓強相同的情況下，局部的管壁斷裂會使此處管壁變薄，應力集中，最后形成打爆管，這就是夾層管水壓試驗易打爆的主要原因。
2預防措施
2.1控制合適的碳當量加大廢鋼加入量，使廢鋼加入比例達到7%~10%，硅的控制力求精確，使碳當量保持在4.2%~4.3%。
2.2加強退火工藝控制
大小管混退時按大管參數控制，進涼管時在熱管的基礎上再多隔兩個鏈爪。
2.3加強取樣頻次，提高監控水平為更好地控制退火質量，及時，準確，快速地反應退火效果，在退火爐后增設金相快速取樣設備，取樣頻次由原來的100支取一個樣，增加至25支取一個樣，使金相檢驗結果直接服務于退火爐，有利于退火參數的控制與調整。
3效果
采取措施后，由夾層原因造成的水壓試驗打爆管基本杜絕。
（1）將DN800~DN1000球墨鑄鐵管鐵液中鋼加入量控制在7%~10%，碳當量控制在4.2%~4.3%范圍，可提高鐵液的流動性，使球墨鑄鐵管組織致密，改善球墨鑄鐵管的力學性能。
（2）大于DN400mm以上規格的鑄管退火爐控制，加熱2段，保溫1段，保溫2段溫度應在960&以上，進管間距隨管徑變大逐漸變大，使管子的整個斷面珠光體與滲碳體轉變徹底。
（3）水壓合格率由原來的96%提高到了98%，內在質量更加穩定，伸長率也穩定在12%~16%；與以前由于夾層原因的水壓爆管占廢管總量的3%相比，僅此一項，年可為公司減少經濟損失近30萬元。
1.1成分分析
在一定的冷卻速度和孕育條件下，碳當量增加可以提高球墨鑄鐵的石墨球數，改善石墨形態，使碳以碳化物形態存在的數量減少，以石墨形態存在的數量增加，可使球化處理后的鐵液過冷傾向減小。在鐵碳二元相圖中，共晶成分的含碳量為4.26%，通常將DN800~DN1000mm鑄管碳當量控制在4.2%~4.3%范圍，可提高鐵液的流動性，使球墨鑄鐵管組織致密。碳當量過高，石墨飄浮傾向增加，使石墨蛻化，且碳高可造成石墨球占的有效體積分數增加，降低球墨鑄鐵的綜合性能，球墨鑄鐵管的力學性能變差。
1.2金相分析
1.2.1石墨球化分析
將試樣放大100倍后，從外壁向內壁依次觀察，石墨分布見圖2.圖2a內壁石墨基本為片狀，蠕蟲狀，球化率大于6級，石墨大小為8級。2b中心部位石墨大部分呈球狀，余為團狀和極少量團絮狀，球化率2級，石墨大小為8級。2c外壁石墨球較小，球化率3級，即石墨大部分呈團狀和球狀，余為團絮狀，石墨大小為大于8級，石墨直徑1.5mm.
1.2.2金相組織分析
鑄管內壁鐵素體含量較多，左下角顯示有未來得及完全球化的石墨聚集；圖3b端面中心1較內壁相比，鐵素體含量減少，增加有珠光體與滲碳體的混合物即萊氏體存在；圖3c中心2由內向外滲碳體明顯增多；圖3d靠近端面外壁珠光體含量為18%，鐵素體減少，初生滲碳體，珠光體及萊氏體增多。
試樣的球化率達到了3級的國標要求，靠近內壁的球化率為6級，為管子內壁夾渣，雜質元素多造成；外壁球化效果較中心和內壁好；外壁組織中萊氏體化嚴重。
管壁的力學性能差異較大，內壁共晶滲碳體，珠光體的分解和轉變，使石墨球長大，組織體積膨脹，導致鑄管徑向尺寸變大，石墨化程度越高，石墨球越容易長大，從而體積膨脹越大，而滲碳體，珠光體的分解是需要一定的溫度和時間要求的，分析結果表現為外壁珠光體與滲碳體轉變不徹底，因而，因相變程度不同，體積變化不同，導致管子內外壁產生方向相反的內應力。不同組織的管子在高壓外力作用下，外壁硬而脆的萊氏體強度和韌性都較低，產生斷裂，在整個鑄管內壁受壓強相同的情況下，局部的管壁斷裂會使此處管壁變薄，應力集中，最后形成打爆管，這就是夾層管水壓試驗易打爆的主要原因。
2預防措施
2.1控制合適的碳當量加大廢鋼加入量，使廢鋼加入比例達到7%~10%，硅的控制力求精確，使碳當量保持在4.2%~4.3%。
2.2加強退火工藝控制
大小管混退時按大管參數控制，進涼管時在熱管的基礎上再多隔兩個鏈爪。
2.3加強取樣頻次，提高監控水平為更好地控制退火質量，及時，準確，快速地反應退火效果，在退火爐后增設金相快速取樣設備，取樣頻次由原來的100支取一個樣，增加至25支取一個樣，使金相檢驗結果直接服務于退火爐，有利于退火參數的控制與調整。
3效果
采取措施后，由夾層原因造成的水壓試驗打爆管基本杜絕。
（1）將DN800~DN1000球墨鑄鐵管鐵液中鋼加入量控制在7%~10%，碳當量控制在4.2%~4.3%范圍，可提高鐵液的流動性，使球墨鑄鐵管組織致密，改善球墨鑄鐵管的力學性能。
（2）大于DN400mm以上規格的鑄管退火爐控制，加熱2段，保溫1段，保溫2段溫度應在960&以上，進管間距隨管徑變大逐漸變大，使管子的整個斷面珠光體與滲碳體轉變徹底。
（3）水壓合格率由原來的96%提高到了98%，內在質量更加穩定，伸長率也穩定在12%~16%；與以前由于夾層原因的水壓爆管占廢管總量的3%相比，僅此一項，年可為公司減少經濟損失近30萬元。
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