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问题则应当要追究生产厂家的相关责任。驾驶人要求对轮毂断裂的原因进行鉴

二、嘉碳了解到轮毂经外观及金相组织检验分析结果：

1.根据外观检查结果进行分析，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，轮毂材料需要具有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，汽车轮毂一般使用石墨呈球形、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、具有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结果表明，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，容易产生裂纹，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，显著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。

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