球墨鑄鐵管的使用壽命主要決定于管模的使用狀態(tài),一是反復進行使用磨損和維修,使管模的內表面尺寸出現(xiàn)超差而無法進行維修使用;二是管模內表面出現(xiàn)無法維修的缺陷,如管模中間出現(xiàn)龜裂紋且無法進行機械維修,并嚴重影響生差率和質量;三是出現(xiàn)嚴重的損傷或變形、如炸裂、彎曲或橢圓等。
青島球墨鑄鐵管模內壁的熱疲勞裂紋是從表面開始的。裂紋形成之前,表面首先發(fā)生不均勻的塑性變形,產生一些細微的凹凸,再在塑性應變最劇烈處相繼形成一些楔型微裂,裂紋中充滿氧化腐蝕物。此后,其中一條裂紋逐漸發(fā)展成主裂紋,其他微裂紋因熱應力松弛不再擴展或擴展很慢。
熱疲勞裂紋屬于穿晶-沿晶混合型,主要是沿晶裂紋,在裂紋附近有晶粒碎化現(xiàn)象。熱疲勞裂紋長度與熱循環(huán)次數(shù)之間的關系,待到裂紋擴展到臨界尺寸后,擴展速度逐漸變慢,最后停止。晶界強度隨溫度的上升而下降,且比晶粒強度下降的更快,所以一般認為達到某一溫度以上,金屬材料的斷裂主要決定于晶界斷裂,晶界的局部氧化對裂紋的形成和擴展也起重要作用。
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