1. Elméleti teszt és elemzés
A 3-bólgumiabroncs szelepeka cég által biztosított minták, 2 szelep, 1 pedig még nem használt szelep. Az A és B esetében a nem használt szelep szürkén van megjelölve. Átfogó ábra 1. Az A szelep külső felülete sekély, a B szelep külső felülete a felület, a C szelep külső felülete a felület, a C szelep külső felülete a felület. Az A és B szelepeket korróziós termékek borítják. Az A és B szelep a hajlatoknál megrepedt, a kanyar külső része a szelep mentén, a B szelepgyűrű szája a vége felé repedt, és az A szelep felületén a repedezett felületek között a fehér nyíl látható. . A fentiek közül a repedések mindenhol vannak, a repedések a legnagyobbak, és a repedések mindenhol vannak.
Egy szakasza agumiabroncs szelepAz A, B és C mintákat kivágtuk a hajlatból, és a felület morfológiáját ZEISS-SUPRA55 pásztázó elektronmikroszkóppal figyeltük meg, a mikroterület összetételét pedig EDS-sel elemeztük. A 2(a) ábra a B szelep felületének mikroszerkezetét mutatja. Látható, hogy a felületen sok fehér és fényes részecske található (az ábrán fehér nyilak jelzik), és a fehér részecskék EDS-analízise magas S-tartalommal rendelkezik. A fehér részecskék energiaspektrum-analízisének eredményei a 2(b) ábrán láthatók.
A 2(c) és (e) ábrán a B szelep felületi mikrostruktúrái láthatók. A 2(c) ábrán látható, hogy a felületet szinte teljes egészében korróziós termékek, az energiaspektrum analízis szerint a korróziós termékek korrozív elemeit borítják. főként S-t, Cl-t és O-t tartalmaznak, az S-tartalom az egyes pozíciókban magasabb, az energiaspektrum-analízis eredményeit a 2(d) ábra mutatja. A 2(e) ábrán látható, hogy az A szelep felületén a szelepgyűrű mentén mikrorepedések vannak. A 2(f) és (g) ábrák a C szelep felületi mikromorfológiái, a felület szintén teljesen beborítják a korróziós termékek, és a korrozív elemek közé tartozik az S, Cl és O is, hasonlóan a 2(e) ábrához. A repedés oka a szelep felületén végzett korróziós termékelemzésből származó feszültségkorróziós repedés (SCC) lehet. A 2(h) ábra a C szelep felületi mikroszerkezetét is mutatja. Látható, hogy a felület viszonylag tiszta, és az EDS-szel elemzett felület kémiai összetétele hasonló a rézötvözetéhez, ami azt jelzi, hogy a szelep nem korrodált. A három szelepfelület mikroszkopikus morfológiájának és kémiai összetételének összehasonlításával kimutatható, hogy a környező környezetben korrozív közegek, például S, O és Cl vannak.
A B szelep repedését a hajlítási próbával felnyitották, és megállapították, hogy a repedés nem hatolt át a szelep teljes keresztmetszetén, a hátrahajlítás oldalán megrepedt, és nem repedt a hátrahajlítással ellentétes oldalon. a szelepről. A törés szemrevételezéses vizsgálata azt mutatja, hogy a törés színe sötét, ami azt jelzi, hogy a törés korrodált, és a törés egyes részei sötét színűek, ami arra utal, hogy ezeken a részeken komolyabb a korrózió. A B szelep törését pásztázó elektronmikroszkóp alatt figyeltük meg, amint az a 3. ábrán látható. A 3(a) ábra a B szelep törésének makroszkopikus megjelenését mutatja. Látható, hogy a szelep közelében lévő külső repedést korróziós termékek fedték be, ami ismét jelzi a korrozív közeg jelenlétét a környező környezetben. Az energiaspektrum-analízis szerint a korróziós termék kémiai komponensei főként S, Cl és O, az S és O tartalma pedig viszonylag magas, amint azt a 3(b) ábra mutatja. A törésfelületet megfigyelve megállapítható, hogy a repedésnövekedés a kristálytípus mentén alakul ki. Nagyszámú másodlagos repedés is látható, ha nagyobb nagyításnál megfigyeljük a törést, amint az a 3(c) ábrán látható. A másodlagos repedéseket fehér nyilakkal jelöljük az ábrán. A korróziós termékek és a repedésnövekedési minták a törésfelületen ismét a feszültségkorróziós repedés jellemzőit mutatják.
Az A szelep törését nem nyitották ki, távolítsa el a szelep egy részét (beleértve a repedt helyzetet is), csiszolja és polírozza a szelep axiális részét, és használjon Fe Cl3 (5 g) + HCl (50 ml) + C2H5OH ( 100 ml) oldatot marattunk, és a metallográfiai szerkezetet és a repedésnövekedés morfológiáját Zeiss Axio Observer A1m optikai mikroszkóppal figyeltük meg. A 4 (a) ábra a szelep metallográfiai szerkezetét mutatja, amely α+β kétfázisú szerkezet, a β pedig viszonylag finom és szemcsés, és eloszlik az α-fázisú mátrixon. A repedések terjedési mintázata a kerületi repedéseknél a 4(a), (b) ábrán látható. Mivel a repedésfelületek korróziós termékekkel vannak feltöltve, a két repedésfelület közötti rés tág, és nehéz megkülönböztetni a repedésterjedési mintákat. bifurkációs jelenség. Ezen az elsődleges repedésen számos másodlagos repedés is megfigyelhető (az ábrán fehér nyilakkal jelölve), lásd a 4(c) ábrát, és ezek a másodlagos repedések a szemcse mentén terjedtek. A maratott szelepmintát a SEM megfigyelte, és azt találta, hogy a fő repedéssel párhuzamosan sok mikrorepedés van más helyeken is. Ezek a mikrorepedések a felszínről származtak, és a szelep belsejébe terjedtek. A repedések elágazottak, és a szemcse mentén kiterjedtek, lásd a 4. (c), (d) ábrát. Ezeknek a mikrorepedéseknek a környezete és feszültségi állapota közel megegyezik a főrepedéssel, így arra lehet következtetni, hogy a fő repedés terjedési formája is szemcseközi, amit a B szelep törésmegfigyelése is megerősít. a repedés ismét a szelep feszültségkorróziós repedésének jellemzőit mutatja.
2. Elemzés és megbeszélés
Összefoglalva megállapítható, hogy a szelep sérülését a SO2 okozta feszültségkorróziós repedés okozza. A feszültségkorróziós repedésnek általában három feltételnek kell megfelelnie: (1) a feszültségkorrózióra érzékeny anyagok; (2) rézötvözetekre érzékeny korrozív közeg; (3) bizonyos stresszviszonyok.
Általában úgy gondolják, hogy a tiszta fémek nem szenvednek feszültségkorróziótól, és minden ötvözet különböző mértékben érzékeny a feszültségkorrózióra. A sárgaréz anyagok esetében általában úgy gondolják, hogy a kétfázisú szerkezet nagyobb feszültség-korrózióérzékenységgel rendelkezik, mint az egyfázisú szerkezet. A szakirodalomban beszámoltak arról, hogy ha a sárgaréz anyag Zn-tartalma meghaladja a 20%-ot, akkor nagyobb a feszültségkorróziós érzékenysége, és minél nagyobb a Zn-tartalom, annál nagyobb a feszültségkorróziós érzékenység. A gázfúvóka metallográfiai szerkezete ebben az esetben α+β kétfázisú ötvözet, Zn-tartalma pedig mintegy 35%, jóval meghaladja a 20%-ot, így nagy a feszültségkorróziós érzékenysége és megfelel az igénybevételhez szükséges anyagi feltételeknek. korróziós repedés.
Sárgaréz anyagoknál, ha a feszültségmentesítő izzítást nem hajtják végre a hidegmegmunkálási deformációt követően, megfelelő igénybevételi körülmények és korrozív környezetben feszültségkorrózió lép fel. A feszültségkorróziós repedést okozó feszültség általában helyi húzófeszültség, amely lehet alkalmazott feszültség vagy maradó feszültség. A teherautó gumiabroncsának felfújása után a légfúvóka tengelyirányában húzófeszültség keletkezik a gumiabroncsban uralkodó nagy nyomás miatt, ami kerületi repedéseket okoz a légfúvókában. A gumiabroncs belső nyomása okozta húzófeszültség egyszerűen kiszámítható σ=p R/2t szerint (ahol p a gumiabroncs belső nyomása, R a szelep belső átmérője, t pedig a gumiabroncs falvastagsága). a szelep). Általánosságban elmondható azonban, hogy a gumiabroncs belső nyomása által keltett húzófeszültség nem túl nagy, és figyelembe kell venni a maradék feszültség hatását. A gázfúvókák repedési helyzetei mind a hátrahajlásnál vannak, és nyilvánvaló, hogy a hátrahajlításnál nagy a maradó alakváltozás, és ott maradó húzófeszültség van. Valójában sok praktikus rézötvözet alkatrészben a feszültségkorróziós repedést ritkán okozzák a tervezési feszültségek, és legtöbbjüket a nem látható és figyelmen kívül hagyott maradó feszültségek okozzák. Ebben az esetben a szelep hátsó hajlításánál a gumiabroncs belső nyomása által generált húzófeszültség iránya összhangban van a maradó feszültség irányával, és e két feszültség egymásra épülése biztosítja az SCC feszültségi feltételét. .
3. Következtetések és javaslatok
Következtetés:
A repedés agumiabroncs szelepfőként a SO2 okozta feszültségkorróziós repedés okozza.
Javaslat
(1) Kövesse nyomon a korrozív közeg forrását a körülötte lévő környezetbengumiabroncs szelep, és próbálja meg elkerülni a közvetlen érintkezést a környező korrozív közeggel. Például egy réteg korróziógátló bevonatot lehet felvinni a szelep felületére.
(2) A hideg megmunkálásból származó maradék húzófeszültség megfelelő eljárásokkal, például hajlítás utáni feszültségmentesítéssel kiküszöbölhető.
Feladás időpontja: 2022-09-23