1. Teoretický test a analýza
Z 3ventily pneumatíkvzorky poskytnuté spoločnosťou, 2 sú ventily a 1 je ventil, ktorý ešte nebol použitý.Pre A a B je ventil, ktorý nebol použitý, označený ako sivý.Úplný obrázok 1. Vonkajší povrch ventilu A je plytký, vonkajší povrch ventilu B je povrch, vonkajší povrch ventilu C je povrch a vonkajší povrch ventilu C je povrch.Ventily A a B sú pokryté produktmi korózie.Ventil A a B sú prasknuté na ohyboch, vonkajšia časť ohybu je pozdĺž ventilu, ústie krúžku ventilu B je prasknuté ku koncu a biela šípka medzi prasknutými plochami na povrchu ventilu A je označená .Z vyššie uvedeného sú praskliny všade, praskliny sú najväčšie a praskliny sú všade.
Časťventil pneumatikyVzorky A, B a C sa vyrezali z ohybu a morfológia povrchu sa pozorovala pomocou skenovacieho elektrónového mikroskopu ZEISS-SUPRA55 a zloženie mikropôr sa analyzovalo pomocou EDS.Obrázok 2 (a) ukazuje mikroštruktúru povrchu ventilu B.Je vidieť, že na povrchu je veľa bielych a jasných častíc (označené bielymi šípkami na obrázku) a EDS analýza bielych častíc má vysoký obsah S. Výsledky analýzy energetického spektra bielych častíc sú znázornené na obrázku 2(b).
Obrázky 2 (c) a (e) sú povrchové mikroštruktúry ventilu B. Z obrázku 2 (c) je možné vidieť, že povrch je takmer celý pokrytý produktmi korózie a korozívne prvky produktov korózie podľa analýzy energetického spektra obsahujú najmä S, Cl a O, obsah S v jednotlivých polohách je vyšší a výsledky analýzy energetického spektra sú znázornené na obr. 2(d).Z obrázku 2(e) je možné vidieť, že pozdĺž ventilového krúžku na povrchu ventilu A sú mikrotrhliny. Obrázky 2(f) a (g) sú povrchové mikromorfológie ventilu C, povrch je tiež úplne pokryté produktmi korózie a korozívne prvky tiež zahŕňajú S, Cl a O, podobne ako na obrázku 2(e).Príčinou praskania môže byť korózne praskanie pod napätím (SCC) z analýzy produktu korózie na povrchu ventilu.Obr. 2(h) je tiež mikroštruktúra povrchu ventilu C. Je možné vidieť, že povrch je relatívne čistý a chemické zloženie povrchu analyzovaného pomocou EDS je podobné ako pri zliatine medi, čo naznačuje, že ventil je nie je skorodovaný.Porovnaním mikroskopickej morfológie a chemického zloženia troch povrchov ventilov sa ukazuje, že v okolitom prostredí sú korozívne médiá ako S, O a Cl.
Skúškou ohybom sa otvorila trhlina ventilu B a zistilo sa, že trhlina neprenikla celým prierezom ventilu, praskla na strane ohybu a nepraskla na strane protiľahlej k ohybu. ventilu.Vizuálna kontrola lomu ukazuje, že farba lomu je tmavá, čo naznačuje, že lom bol skorodovaný a niektoré časti lomu majú tmavú farbu, čo naznačuje, že korózia je v týchto častiach závažnejšia.Zlomenie chlopne B bolo pozorované pod skenovacím elektrónovým mikroskopom, ako je znázornené na obrázku 3. Obrázok 3 (a) ukazuje makroskopický vzhľad zlomeniny chlopne B.Je vidieť, že vonkajší zlom v blízkosti ventilu bol pokrytý produktmi korózie, čo opäť poukazuje na prítomnosť korozívnych médií v okolitom prostredí.Podľa analýzy energetického spektra sú chemické zložky produktu korózie hlavne S, Cl a O a obsahy S a O sú relatívne vysoké, ako je znázornené na obr. 3(b).Pozorovaním povrchu lomu sa zistilo, že vzor rastu trhliny je pozdĺž typu kryštálu.Veľký počet sekundárnych trhlín možno vidieť aj pozorovaním lomu pri väčšom zväčšení, ako je znázornené na obrázku 3(c).Sekundárne trhliny sú na obrázku označené bielymi šípkami.Produkty korózie a vzory rastu trhlín na povrchu lomu opäť vykazujú charakteristiky korózneho praskania pod napätím.
Zlomenie ventilu A nebolo otvorené, odstráňte časť ventilu (vrátane prasknutej polohy), obrúste a vyleštite axiálnu časť ventilu a použite Fe Cl3 (5 g) + HCl (50 ml) + C2H5OH ( 100 ml) roztoku sa vyleptalo a metalografická štruktúra a morfológia rastu trhlín sa pozorovali optickým mikroskopom Zeiss Axio Observer A1m.Obrázok 4 (a) ukazuje metalografickú štruktúru chlopne, ktorá je α+β dvojfázovou štruktúrou a β je relatívne jemná a zrnitá a distribuovaná na α-fázovej matrici.Vzory šírenia trhlín na obvodových trhlinách sú znázornené na obrázku 4(a), (b).Pretože povrchy trhlín sú vyplnené produktmi korózie, medzera medzi týmito povrchmi je široká a je ťažké rozlíšiť vzory šírenia trhlín.fenomén bifurkácie.Na tejto primárnej trhline bolo tiež pozorovaných veľa sekundárnych trhlín (označených na obrázku bielymi šípkami), pozri obr. 4(c), a tieto sekundárne trhliny sa šírili pozdĺž zrna.Vyleptaná vzorka ventilu bola pozorovaná pomocou SEM a zistilo sa, že v iných polohách paralelných s hlavnou trhlinou bolo veľa mikrotrhlín.Tieto mikrotrhliny vznikli z povrchu a rozšírili sa do vnútra ventilu.Trhliny mali rozdvojenie a tiahli sa pozdĺž zrna, pozri obrázok 4 (c), (d).Prostredie a stav napätia týchto mikrotrhlín sú takmer rovnaké ako v prípade hlavnej trhliny, takže je možné usúdiť, že forma šírenia hlavnej trhliny je tiež intergranulárna, čo potvrdzuje aj pozorovanie lomu ventilu B. Fenomén bifurkácie trhlina opäť vykazuje charakteristiky korózneho praskania ventilu pod napätím.
2. Analýza a diskusia
Celkovo možno usúdiť, že poškodenie ventilu je spôsobené koróznym praskaním spôsobeným SO2.Korózne praskanie pod napätím musí vo všeobecnosti spĺňať tri podmienky: (1) materiály citlivé na koróziu pod napätím;(2) korozívne médium citlivé na zliatiny medi;(3) určité stresové stavy.
Všeobecne sa verí, že čisté kovy netrpia koróziou pod napätím a všetky zliatiny sú v rôznej miere náchylné na koróziu pod napätím.V prípade mosadzných materiálov sa všeobecne verí, že dvojfázová štruktúra má vyššiu náchylnosť na koróziu pod napätím ako jednofázová štruktúra.V literatúre sa uvádza, že keď obsah Zn v mosadznom materiáli presiahne 20 %, má vyššiu náchylnosť na koróziu pod napätím a čím vyšší je obsah Zn, tým vyššia je náchylnosť na koróziu pod napätím.Metalografická štruktúra plynovej dýzy je v tomto prípade dvojfázová zliatina α+β a obsah Zn je asi 35 %, ďaleko presahuje 20 %, takže má vysokú citlivosť na koróziu pod napätím a spĺňa materiálové podmienky potrebné na namáhanie. korózne praskanie.
V prípade mosadzných materiálov, ak sa po deformácii tvárnením za studena nevykoná žíhanie na uvoľnenie napätia, dôjde pri vhodných podmienkach napätia a koróznom prostredí k korózii pod napätím.Napätie, ktoré spôsobuje korózne praskanie pod napätím, je vo všeobecnosti lokálne ťahové napätie, ktoré môže byť aplikované napätím alebo zvyškovým napätím.Po nahustení pneumatiky nákladného vozidla sa v axiálnom smere vzduchovej dýzy vplyvom vysokého tlaku v pneumatike vytvorí ťahové napätie, ktoré spôsobí obvodové trhliny vo vzduchovej dýze.Ťahové napätie spôsobené vnútorným tlakom pneumatiky možno jednoducho vypočítať podľa σ=p R/2t (kde p je vnútorný tlak pneumatiky, R je vnútorný priemer ventilu a t je hrúbka steny pneumatiky). ventil).Vo všeobecnosti však ťahové napätie generované vnútorným tlakom pneumatiky nie je príliš veľké a treba zvážiť vplyv zvyškového napätia.Polohy trhlín plynových dýz sú všetky na zadnom ohybe a je zrejmé, že zvyšková deformácia na zadnom ohybe je veľká a je tam zvyškové ťahové napätie.V skutočnosti v mnohých praktických komponentoch zo zliatiny medi je korózne praskanie spôsobené napätím zriedkavo spôsobené konštrukčným namáhaním a väčšina z nich je spôsobená zvyškovými napätiami, ktoré nie sú viditeľné a ignorované.V tomto prípade pri zadnom ohybe ventilu je smer ťahového napätia generovaného vnútorným tlakom pneumatiky v súlade so smerom zvyškového napätia a superpozícia týchto dvoch napätí poskytuje namáhanie pre SCC. .
3. Záver a návrhy
Záver:
Prasknutieventil pneumatikyje spôsobené hlavne koróznym praskaním spôsobeným SO2.
Návrh
(1) Sledujte zdroj korozívneho média v prostredí okoloventil pneumatikya snažte sa vyhnúť priamemu kontaktu s okolitým korozívnym médiom.Napríklad na povrch ventilu je možné naniesť vrstvu antikorózneho povlaku.
(2) Zvyškové ťahové napätie pri spracovaní za studena možno eliminovať vhodnými procesmi, ako je žíhanie na uvoľnenie napätia po ohýbaní.
Čas odoslania: 23. septembra 2022