1. Тэарэтычны тэст і аналіз
з 3шынныя клапаныўзоры, прадстаўленыя кампаніяй, 2 - гэта клапаны, а 1 - клапан, які яшчэ не выкарыстоўваўся.Для A і B клапан, які не выкарыстоўваўся, пазначаны шэрым колерам.Вычарпальны малюнак 1. Знешняя паверхня клапана A неглыбокая, знешняя паверхня клапана B - гэта паверхня, знешняя паверхня клапана C - гэта паверхня, а знешняя паверхня клапана C - гэта паверхня.Клапаны A і B пакрытыя прадуктамі карозіі.Клапаны A і B трэснулі на выгібах, знешняя частка выгібу знаходзіцца ўздоўж клапана, вусце кольца клапана B трэснута да канца, а белая стрэлка паміж трэснутымі паверхнямі на паверхні клапана A пазначана .Са сказанага вышэй, расколіны паўсюль, расколіны самыя вялікія, і расколіны паўсюль.
Раздзел стшынны клапанУзоры A, B і C былі выразаны з выгібу, марфалогія паверхні назіралася з дапамогай сканіруючага электроннага мікраскопа ZEISS-SUPRA55, а склад мікраўчасткаў быў прааналізаваны з дапамогай EDS.Малюнак 2 (а) паказвае мікраструктуру паверхні клапана B.Можна заўважыць, што на паверхні шмат белых і яркіх часціц (пазначана белымі стрэлкамі на малюнку), і EDS-аналіз белых часціц мае высокае ўтрыманне S. Вынікі аналізу энергетычнага спектру белых часціц паказаны на малюнку 2 (b).
Малюнкі 2 (c) і (e) - мікраструктуры паверхні клапана B. На малюнку 2 (c) відаць, што паверхня амаль цалкам пакрыта прадуктамі карозіі, а каразійныя элементы прадуктаў карозіі паводле аналізу энергетычнага спектру у асноўным уключаюць S, Cl і O, утрыманне S у асобных пазіцыях вышэй, а вынікі аналізу энергетычнага спектру паказаны на мал. 2 (d).На малюнку 2(e) відаць, што на паверхні клапана A ёсць мікратрэшчыны ўздоўж кольца клапана. Малюнкі 2(f) і (g) - гэта мікрамарфалогіі паверхні клапана C, паверхня таксама цалкам пакрыты прадуктамі карозіі, а каразійныя элементы таксама ўключаюць S, Cl і O, аналагічна малюнку 2(e).Прычынай парэпання можа быць каразійнае парэпанне пад напругай (SCC) у выніку аналізу прадуктаў карозіі на паверхні клапана.Малюнак 2 (h) таксама паказвае мікраструктуру паверхні клапана C. Відаць, што паверхня адносна чыстая, а хімічны склад паверхні, прааналізаванай з дапамогай EDS, падобны да складу меднага сплаву, што паказвае на тое, што клапан не падвяргаецца карозіі.Параўноўваючы мікраскапічную марфалогію і хімічны склад трох паверхняў клапанаў, паказана, што ў навакольным асяроддзі прысутнічаюць такія агрэсіўныя асяроддзя, як S, O і Cl.
Расколіна клапана B была раскрыта пры выпрабаванні на выгіб, і было выяўлена, што расколіна не пранікае праз увесь папярочны перасек клапана, трэскаецца на баку задняга выгібу і не трэскаецца на баку, процілеглым таму. клапана.Візуальны агляд пералому паказвае, што колер пералому цёмны, што паказвае на тое, што пералом быў падвергнуты карозіі, а некаторыя часткі разлому цёмнага колеру, што сведчыць аб больш сур'ёзнай карозіі ў гэтых частках.Пералом клапана B назіралі пад сканіруючым электронным мікраскопам, як паказана на малюнку 3. На малюнку 3 (a) паказаны макраскапічны выгляд пералому клапана B.Відаць, што вонкавы разлом каля клапана быў пакрыты прадуктамі карозіі, што яшчэ раз паказвае на прысутнасць агрэсіўных асяроддзяў у навакольным асяроддзі.Згодна з аналізам энергетычнага спектру, хімічнымі кампанентамі прадукту карозіі з'яўляюцца ў асноўным S, Cl і O, а ўтрыманне S і O адносна высокае, як паказана на мал. 3(b).Назіраючы за паверхняй разлому, выяўлена, што расколіна расколін уздоўж тыпу крышталя.Вялікая колькасць другасных расколін таксама можна ўбачыць, назіраючы за пераломам пры большым павелічэнні, як паказана на малюнку 3(c).Белымі стрэлкамі на малюнку пазначаны другасныя расколіны.Прадукты карозіі і схемы росту расколін на паверхні разлому зноў дэманструюць характарыстыкі каразійнага расколіны пад напругай.
Пералом клапана A не быў адкрыты, выдаліце частку клапана (уключаючы месца расколіны), адшліфуйце і адпаліруйце восевую частку клапана і выкарыстоўвайце Fe Cl3 (5 г) +HCl (50 мл) + C2H5OH ( 100 мл) раствора пратручвалі, і металаграфічную структуру і марфалогію росту расколін назіралі з дапамогай аптычнага мікраскопа Zeiss Axio Observer A1m.На малюнку 4 (a) паказана металаграфічная структура клапана, якая ўяўляе сабой двухфазную структуру α+β, а β адносна дробная і грануляваная і размеркаваная на матрыцы α-фазы.Схемы распаўсюджвання расколін у акружных расколінах паказаны на малюнку 4(a), (b).Паколькі паверхні расколін запоўнены прадуктамі карозіі, прамежак паміж дзвюма паверхнямі расколін вялікі, і цяжка адрозніць схемы распаўсюджвання расколін.з'ява біфуркацыі.Многія другасныя расколіны (пазначаныя белымі стрэлкамі на малюнку) таксама назіраліся на гэтай першаснай расколіне, гл. мал. 4(с), і гэтыя другасныя расколіны распаўсюджваліся ўздоўж зерня.Вытравлены ўзор клапана назіраўся з дапамогай SEM, і было выяўлена мноства мікратрэшчын у іншых месцах, паралельных асноўнай расколіне.Гэтыя мікратрэшчыны ўзніклі з паверхні і пашырыліся да ўнутранай часткі клапана.Расколіны мелі біфуркацыю і працягваліся ўздоўж зерня, гл. малюнак 4 (c), (d).Навакольнае асяроддзе і стан напружання ў гэтых мікратрэшчынах амаль такія ж, як і ў асноўнай расколіны, таму можна зрабіць выснову, што форма распаўсюджвання асноўнай расколіны таксама міжкрысталетычная, што таксама пацвярджаецца назіраннем разлому клапана B. Феномен біфуркацыі расколіна зноў паказвае характарыстыкі каразійнага расколіны клапана.
2. Аналіз і абмеркаванне
Падводзячы вынік, можна зрабіць выснову, што пашкоджанне клапана выклікана каразійным парэпанне пад дзеяннем SO2.Каразійнае парэпанне пад напругай звычайна павінна адпавядаць тром умовам: (1) матэрыялы адчувальныя да карозіі пад напругай;(2) агрэсіўная серада, адчувальная да сплаваў медзі;(3) пэўныя стрэсавыя ўмовы.
Звычайна лічыцца, што чыстыя металы не пакутуюць ад карозіі пад напругай, і ўсе сплавы ў рознай ступені схільныя да карозіі пад напругай.Для латуневых матэрыялаў звычайна лічыцца, што двухфазная структура мае больш высокую ўспрымальнасць да карозіі пад напругай, чым аднафазная структура.У літаратуры паведамляецца, што калі ўтрыманне цынку ў латунным матэрыяле перавышае 20%, ён мае больш высокую ўспрымальнасць да карозіі пад напругай, і чым вышэй утрыманне Zn, тым вышэй успрымальнасць да карозіі пад напругай.Металаграфічная структура газавага сопла ў гэтым выпадку ўяўляе сабой двухфазны сплаў α+β, а ўтрыманне цынку складае каля 35 %, што значна перавышае 20 %, таму яно мае высокую адчувальнасць да карозіі пад напругай і адпавядае патрабаванням матэрыялу для напружання каразійнае парэпанне.
Для латуневых матэрыялаў, калі адпал для зняцця напружання не выконваецца пасля дэфармацыі халоднай апрацоўкі, у адпаведных умовах напружання і ў агрэсіўных асяроддзях будзе адбывацца карозія пад напругай.Напружанне, якое выклікае каразійнае парэпанне пад напругай, звычайна з'яўляецца мясцовым напружаннем расцяжэння, якое можа быць прыкладзеным напружаннем або рэшткавым напружаннем.Пасля таго, як шына грузавіка напампавана, уздоўж восевага напрамку паветранага сопла будзе стварацца напружанне расцяжэння з-за высокага ціску ў шыне, што прывядзе да расколін па акружнасці паветранага сопла.Напружанне расцяжэння, выкліканае ўнутраным ціскам шыны, можна проста вылічыць у адпаведнасці з σ=p R/2t (дзе p - унутраны ціск шыны, R - унутраны дыяметр клапана, а t - таўшчыня сценкі шыны). клапан).Аднак у цэлым напружанне расцяжэння, якое ствараецца ўнутраным ціскам шыны, не занадта вялікае, і варта ўлічваць эфект рэшткавага напружання.Палажэнні парэпання газавых соплаў знаходзяцца на заднім выгібе, і відавочна, што рэшткавая дэфармацыя на заднім выгібе вялікая, і там ёсць рэшткавае напружанне расцяжэння.Фактычна, у многіх практычных кампанентах з меднага сплаву каразійнае расколіна пад напругай рэдка выклікаецца праектнымі напружаннямі, і большасць з іх выклікана рэшткавымі напружаннямі, якія не заўважаюцца і ігнаруюцца.У гэтым выпадку на заднім выгіне клапана кірунак напружання расцяжэння, якое ствараецца ўнутраным ціскам шыны, супадае з напрамкам рэшткавага напружання, і суперпазіцыя гэтых двух напружанняў забяспечвае стан напружання для SCC .
3. Высновы і прапановы
Выснова:
Парэпаннешынны клапану асноўным выклікана каразійным парэпанне пад напругай, выкліканым SO2.
Прапанова
(1) Прасачыце крыніцу каразійнай асяроддзя ў навакольным асяроддзішынны клапан, і старайцеся пазбягаць прамога кантакту з навакольным агрэсіўным асяроддзем.Напрыклад, на паверхню вентыля можна нанесці пласт антыкаразійнага пакрыцця.
(2) Рэшткавае напружанне расцяжэння пры халоднай апрацоўцы можа быць ліквідавана адпаведнымі працэсамі, такімі як адпал для зняцця напружання пасля згінання.
Час публікацыі: 23 верасня 2022 г