交通事故车辆轮毂断裂原因调查后引发的思考

  一、事故过程：一辆货车在正常行驶时，其第一轴左侧车轮脱落，碰撞路边行人，导致行人伤亡。事故发生后，该车驾驶人提出车轮整体脱出是由于轮毂断裂造成的，而轮毂断裂的原因却不清楚。若轮毂是自然使用断裂则是交通意外，若轮毂断裂是由于生产质量上的问题则应当要追究生产厂商的相关责任。驾驶人要求对轮毂断裂的原因进行鉴

  1.根据外观检查结果做多元化的分析，可以排除轮毂受外物碰撞导致其断裂的可能性。

  2.据金相组织检验分析，送检的轮毂系铸铁制造零件。铸铁是一类铁碳合金，其中的碳元素主要以石墨的形式存在于基体中。石墨的机械性能很差，抗拉强度约为20MPa，延伸率接近于零。铸铁的基体主要有珠光体和铁素体两种，其中珠光体的抗拉强度为800MPa～1000MPa，铁素体的抗拉强度为180MPa～230MPa。与基体相比，石墨的强度和塑性都要差得多，分布于基体中的石墨可以视为空洞或微裂纹。石墨减小了基体的有效承载面积，片状石墨尖端容易使铸铁在承受载荷时产生应力集中，促使铸铁材料从局部开始损坏、直至断裂。

  三、据嘉碳技术上的支持部刘工介绍，根据石墨在基体中呈现的形态，可将铸铁分为：球墨铸铁、蠕墨铸铁和灰铸铁等。

  轮毂是汽车行驶系的重要承载零件，其将整车载荷经车轮传递到地面，轮毂在车辆行进中承受交变载荷，轮毂材料需要拥有非常良好的综合力学性能和抗疲劳性能，不需要较好的导热性能。因此，汽车轮毂通常用石墨呈球形、具有较高强度、韧性和弯曲疲劳性能的球墨铸铁制造，不宜使用石墨呈蠕虫状、拥有非常良好导热能力的蠕墨铸铁制造，更不宜用石墨呈片状、抗拉强度低、韧性差和许用弯曲应力极低的灰铸铁制造。

  通过送检轮毂试样的金相组织检验根据结果得出，在同一个零件中，既出现了蠕墨铸铁组织，又出现了灰铸铁组织，表明送检轮毂在铸造过程中没有有效地控制好石墨的形态。而在零件表面出现了灰铸铁组织，这将严重降低零件的韧性和抗疲劳性能，容易萌生裂纹，引起承载零件的断裂失效。

  四、轮毂断裂失效的原因为：该轮毂生产的全部过程中没有有效地控制石墨的形态，导致零件表层为片状石墨、内部为蠕虫状石墨的不合理金相组织，严重降低了轮毂的强度、韧性和抗疲劳性能，易产生裂纹，因此在选用增碳剂建议选择嘉碳轮毂专用高效型增碳剂，采用高温无氧生产的基本工艺，晶体结构更完整，更紧密，可直接在铁液中溶解，作为先共晶晶核和共晶石墨晶核，明显提高铁液的形核状态，增加铁液中的晶核点的数量，提高铁液的形核能力，使蠕墨铸铁的铁素体含量提高，提高球化率，改善石墨球圆整度，减少石墨球直径，提高蠕墨铸铁的性能。