Page 86 - 理化检验-物理分册2019年第二期

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０１９０２０１６

耐热铸铁排气支管开裂失效分析

忻晓霏
( 上海材料研究所,上海 ２００４３７ )

摘 要: 某排气支管采用 QTRSi４Mo 耐热铸铁一体铸造成型, 在运行约 ２０００h 后发生开裂.
利用直读光谱仪、 拉伸试验机、 扫描电子显微镜、 光学显微镜等设备, 对排气支管的开裂原因进行了
分析.结果表明: 排气支管开裂主要是由于材料内部存在较多的疏松缺陷, 降低了材料的强度, 在
服役过程中的振动力作用下, 排气支管于缺陷处发生了开裂.
关键词: 排气支管;耐热铸铁;开裂;疏松缺陷

中图分类号: TG１４３ 文献标志码: B 文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０１９ ) ０２Ｇ０１４１Ｇ０３
FailureAnal y sisonCrackin g ofExhaustBranchPi p eof
HeatResistantCastIron

XINXiaofei
( Shan g haiResearchInstituteofMaterials , Shan g hai２００４３７ , China )

Abstract : Anexhaustbranch p i p e wasinte g rall ycasted with QTRSi４Mo heatresistantcastiron , and
crackin goccurredafterabout２０００hofo p eration．Thecrackin g causesoftheexhaustbranchp i p ewereanal y zedb y
directreadin gs p ectrometer , tensiletestin g machine , scannin gelectron microsco p e , o p ticalmicrosco p eandother
e q ui p ments．Theresultsshowthatthecrackin goftheexhaustbranchp i p ewasmainl yduetotheexistenceofmuch
shrinka g edefectinsidethematerial , whichreducedthestren g thofthematerial．Underthevibrationforcedurin g
service , theexhaustbranchp i p ecrackedatthedefect．
Ke y words : exhaustbranchp i p e ; heatresistantcastiron ; crackin g ; shrinka g edefect

耐热铸铁是指可以在高温下使用, 其抗氧化或
抗生长性能符合使用要求的铸铁.其中,“ 生长” 是
指由于氧化性气体沿石墨边界和裂纹渗入铸铁内部
造成的氧化, 以及因 Fe ３C 分解发生石墨化而引起
铸件的体积膨胀.耐热铸铁主要有硅系耐热铸铁、
铬系耐热铸铁、 铝系耐热铸铁、 多元合金耐热铸铁、
镍系耐热铸铁等 [ １ ] , 主要用于制造锅炉及其附件、 排
气支管、 涡轮机壳体等 [ ２ ] . 图 １ 开裂排气支管宏观形貌
某单位排气支管采用 QTRSi４Mo 耐热铸铁一 Fi g 敭１ Macromor p holo gy ofthecrackedexhaustbranchp i p e
体铸造成型, 该排气支管与其余零件通过螺栓连接. 排气支管解剖取样进行检验和分析, 以查明其开裂
排气支管内介质为高温燃气, 高负荷时最高温度可 原因, 从而采取措施避免类似失效的再发生.
达到６５０℃ 左右, 外部为大气, 该排气支管在运行约
１ 理化检验
２０００h 时后发现开裂, 如图 １ 所示.笔者对开裂的
１．１ 宏观检查
对开裂排气支管进行宏观检查, 表面能观察到
收稿日期: ２０１８Ｇ１０Ｇ１０
作者简介: 忻晓霏( １９８７－ ), 女, 高级实验师, 主要从事金属材料 一条裂纹并且裂纹扩展很深, 几乎贯穿试样, 排气支
管开裂处宏观形貌如图 ２ 所示.人工打开开裂处形
的金相检验和失效分析工作, ７８２３１５７３＠ qq ．com
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