1. Prova i anàlisi teòrica
Dels 3vàlvules de pneumàticsmostres proporcionades per l'empresa, 2 són vàlvules i 1 és una vàlvula que encara no s'ha utilitzat. Per a A i B, la vàlvula que no s'ha utilitzat està marcada com a gris. Figura 1. La superfície exterior de la vàlvula A és poc profunda, la superfície exterior de la vàlvula B és la superfície, la superfície exterior de la vàlvula C és la superfície i la superfície exterior de la vàlvula C és la superfície. Les vàlvules A i B estan cobertes amb productes de corrosió. Les vàlvules A i B estan esquerdades a les corbes, la part exterior de la corba es troba al llarg de la vàlvula, la boca de l'anell de la vàlvula B està esquerdada cap al final i la fletxa blanca entre les superfícies esquerdades a la superfície de la vàlvula A està marcada. . A partir de l'anterior, les esquerdes són per tot arreu, les esquerdes són les més grans i les esquerdes són per tot arreu.
Una secció de lavàlvula de pneumàticEs van tallar mostres A, B i C del revolt i es va observar la morfologia de la superfície amb un microscopi electrònic d'exploració ZEISS-SUPRA55 i es va analitzar la composició de la microàrea amb EDS. La figura 2 (a) mostra la microestructura de la superfície de la vàlvula B. Es pot veure que hi ha moltes partícules blanques i brillants a la superfície (indicades per les fletxes blanques de la figura), i l'anàlisi EDS de les partícules blanques té un alt contingut de S. Els resultats de l'anàlisi de l'espectre energètic de les partícules blanques es mostren a la figura 2 (b).
Les figures 2 (c) i (e) són les microestructures superficials de la vàlvula B. A la figura 2 (c) es pot veure que la superfície està gairebé totalment coberta per productes de corrosió i els elements corrosius dels productes de corrosió mitjançant l'anàlisi de l'espectre energètic. inclouen principalment S, Cl i O, el contingut de S en posicions individuals és més alt i els resultats de l'anàlisi de l'espectre d'energia es mostren a la figura 2 (d). A la figura 2(e) es pot veure que hi ha microesquerdes al llarg de l'anell de la vàlvula a la superfície de la vàlvula A. Les figures 2(f) i (g) són les micromorfologies superficials de la vàlvula C, la superfície també és completament cobert per productes de corrosió, i els elements corrosius també inclouen S, Cl i O, similar a la figura 2 (e). El motiu de l'esquerda pot ser el craqueig per corrosió per tensió (SCC) de l'anàlisi del producte de corrosió a la superfície de la vàlvula. La figura 2(h) també és la microestructura superficial de la vàlvula C. Es pot veure que la superfície està relativament neta i la composició química de la superfície analitzada per EDS és similar a la de l'aliatge de coure, cosa que indica que la vàlvula està no corroït. En comparar la morfologia microscòpica i la composició química de les tres superfícies de la vàlvula, es demostra que hi ha mitjans corrosius com ara S, O i Cl a l'entorn circumdant.
L'esquerda de la vàlvula B es va obrir a través de la prova de flexió i es va trobar que l'esquerda no va penetrar en tota la secció transversal de la vàlvula, es va esquerdar al costat de la flexió posterior i no s'esquerdava al costat oposat a la flexió posterior. de la vàlvula. La inspecció visual de la fractura mostra que el color de la fractura és fosc, el que indica que la fractura s'ha corroït, i algunes parts de la fractura són de color fosc, la qual cosa indica que la corrosió és més greu en aquestes parts. La fractura de la vàlvula B es va observar amb un microscopi electrònic d'escaneig, tal com es mostra a la figura 3. La figura 3 (a) mostra l'aspecte macroscòpic de la fractura de la vàlvula B. Es pot veure que la fractura exterior prop de la vàlvula ha estat coberta per productes de corrosió, indicant de nou la presència de mitjans corrosius a l'entorn circumdant. Segons l'anàlisi de l'espectre energètic, els components químics del producte de corrosió són principalment S, Cl i O, i els continguts de S i O són relativament elevats, tal com es mostra a la figura 3(b). Observant la superfície de fractura, es troba que el patró de creixement de l'esquerda és al llarg del tipus de cristall. També es pot veure un gran nombre d'esquerdes secundàries observant la fractura a augments més alts, tal com es mostra a la figura 3 (c). Les esquerdes secundàries estan marcades amb fletxes blanques a la figura. Els productes de corrosió i els patrons de creixement de les esquerdes a la superfície de la fractura tornen a mostrar les característiques del trencament per corrosió per estrès.
La fractura de la vàlvula A no s'ha obert, traieu una secció de la vàlvula (inclosa la posició esquerdada), tritureu i poliu la secció axial de la vàlvula i utilitzeu Fe Cl3 (5 g) + HCl (50 ml) + C2H5OH ( Es va gravar una solució de 100 ml) i es va observar l'estructura metal·logràfica i la morfologia del creixement de les esquerdes amb el microscopi òptic Zeiss Axio Observer A1m. La figura 4 (a) mostra l'estructura metal·logràfica de la vàlvula, que és una estructura de fase dual α + β, i β és relativament fi i granular i es distribueix a la matriu de fase α. Els patrons de propagació de les esquerdes a les esquerdes circumferencials es mostren a la figura 4 (a), (b). Com que les superfícies de les esquerdes estan plenes de productes de corrosió, la bretxa entre les dues superfícies de les esquerdes és àmplia i és difícil distingir els patrons de propagació de les esquerdes. fenomen de bifurcació. També es van observar moltes esquerdes secundàries (marcades amb fletxes blanques a la figura) en aquesta esquerda primària, vegeu la figura 4(c), i aquestes esquerdes secundàries es van propagar al llarg del gra. SEM va observar la mostra de la vàlvula gravada i es va trobar que hi havia moltes microesquerdes en altres posicions paral·leles a l'esquerda principal. Aquestes microesquerdes es van originar a la superfície i es van expandir cap a l'interior de la vàlvula. Les esquerdes tenien bifurcació i s'estenia al llarg del gra, vegeu la figura 4 (c), (d). L'entorn i l'estat de tensió d'aquestes microesquerdes són gairebé els mateixos que els de l'esquerda principal, per la qual cosa es pot deduir que la forma de propagació de l'esquerda principal també és intergranular, cosa que també es confirma amb l'observació de fractures de la vàlvula B. El fenomen de bifurcació de l'esquerda mostra de nou les característiques de l'esquerda per corrosió per tensió de la vàlvula.
2. Anàlisi i discussió
En resum, es pot deduir que el dany de la vàlvula és causat per l'esquerda per corrosió per tensió causada pel SO2. L'esquerda per corrosió per tensió generalment ha de complir tres condicions: (1) materials sensibles a la corrosió per tensió; (2) mitjà corrosiu sensible als aliatges de coure; (3) determinades condicions d'estrès.
En general, es creu que els metalls purs no pateixen corrosió per tensió, i tots els aliatges són susceptibles a la corrosió per tensió en diferents graus. Per als materials de llautó, generalment es creu que l'estructura bifàsica té una susceptibilitat a la corrosió per estrès més alta que l'estructura monofàsica. S'ha informat a la literatura que quan el contingut de Zn en el material de llautó supera el 20%, té una major susceptibilitat a la corrosió per tensió, i com més gran és el contingut de Zn, més gran és la susceptibilitat a la corrosió per tensió. L'estructura metal·logràfica del broquet de gas en aquest cas és un aliatge bifàsic α + β, i el contingut de Zn és d'aproximadament el 35%, molt superior al 20%, de manera que té una alta sensibilitat a la corrosió per estrès i compleix les condicions del material requerides per a l'estrès. esquerdes per corrosió.
Per als materials de llautó, si el recuit d'alleujament de tensió no es realitza després de la deformació de treball en fred, es produirà corrosió per tensió en condicions d'estrès adequades i ambients corrosius. La tensió que provoca l'esquerda per corrosió per tensió és generalment la tensió de tracció local, que pot aplicar-se tensió o tensió residual. Després d'inflar el pneumàtic del camió, es generarà estrès de tracció al llarg de la direcció axial del broquet d'aire a causa de l'alta pressió del pneumàtic, que provocarà esquerdes circumferencials al broquet d'aire. L'esforç de tracció causat per la pressió interna del pneumàtic es pot calcular simplement segons σ=p R/2t (on p és la pressió interna del pneumàtic, R és el diàmetre interior de la vàlvula i t és el gruix de la paret de la vàlvula). Tanmateix, en general, la tensió de tracció generada per la pressió interna del pneumàtic no és massa gran i s'ha de tenir en compte l'efecte de la tensió residual. Les posicions de trencament dels broquets de gas es troben a la part posterior, i és obvi que la deformació residual a la curva posterior és gran i hi ha una tensió de tracció residual. De fet, en molts components pràctics d'aliatge de coure, l'esquerda per corrosió per esforç rarament és causada per tensions de disseny, i la majoria d'elles són causades per tensions residuals que no es veuen ni s'ignoren. En aquest cas, a la corba posterior de la vàlvula, la direcció de l'esforç de tracció generada per la pressió interna del pneumàtic és coherent amb la direcció de la tensió residual, i la superposició d'aquestes dues tensions proporciona la condició d'estrès per al SCC. .
3. Conclusió i Suggeriments
Conclusió:
El craqueig de lavàlvula de pneumàticés causada principalment per esquerdes per corrosió per tensió causades pel SO2.
Suggeriment
(1) Traceu la font del medi corrosiu a l'entorn al voltantvàlvula de pneumàtic, i intenta evitar el contacte directe amb el medi corrosiu circumdant. Per exemple, es pot aplicar una capa de recobriment anticorrosió a la superfície de la vàlvula.
(2) L'esforç de tracció residual del treball en fred es pot eliminar mitjançant processos adequats, com ara el recuit d'alleujament de tensions després de la flexió.
Hora de publicació: 23-set-2022