1. Teoretický test a analýza
Z 3ventily pneumatíkvzorky poskytnuté spoločnosťou, 2 sú ventily a 1 je ventil, ktorý ešte nebol použitý. V prípade A a B je ventil, ktorý nebol použitý, označený sivou farbou. Komplexný 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. Ventily A a B sú prasknuté v ohyboch, vonkajšia časť ohybu je pozdĺž ventilu, hrdlo ventilového krúžku B je prasknuté smerom ku koncu a biela šípka medzi prasknutými povrchmi na povrchu ventilu A je vyznačená. Z vyššie uvedeného vyplýva, že praskliny sú všade, praskliny sú najväčšie a praskliny sú všade.
Časťventil pneumatikyVzorky A, B a C boli vyrezané z ohybu a morfológia povrchu bola pozorovaná pomocou rastrovacieho elektrónového mikroskopu ZEISS-SUPRA55 a zloženie mikrooblastí bolo analyzované pomocou EDS. Obrázok 2 (a) zobrazuje mikroštruktúru povrchu ventilu B. Je vidieť, že na povrchu je veľa bielych a svetlých častíc (označených bielymi šípkami na obrázku) a EDS analýza bielych častíc vykazuje vysoký obsah S. Výsledky analýzy energetického spektra bielych častíc sú znázornené na obrázku 2(b).
Obrázky 2 (c) a (e) zobrazujú povrchové mikroštruktúry ventilu B. Z obrázku 2 (c) je vidieť, že povrch je takmer celý pokrytý produktmi korózie a korozívne prvky produktov korózie podľa analýzy energetického spektra zahŕňajú najmä S, Cl a O, pričom obsah S v jednotlivých pozíciách je vyšší a výsledky analýzy energetického spektra sú znázornené na obr. 2(d). Z obrázku 2(e) je vidieť, že pozdĺž krúžku ventilu na povrchu ventilu A sú mikrotrhliny. Obrázky 2(f) a (g) zobrazujú povrchové mikromorfológie ventilu C, povrch je tiež úplne pokrytý produktmi korózie a korozívne prvky zahŕňajú aj S, Cl a O, podobne ako na obrázku 2(e). Dôvodom praskania môže byť praskanie od korózie pod napätím (SCC) z analýzy produktov korózie na povrchu ventilu. Obr. 2(h) zobrazuje aj povrchovú mikroštruktúru ventilu C. Je vidieť, že povrch je relatívne čistý a chemické zloženie povrchu analyzovaného EDS je podobné zloženiu zliatiny medi, čo naznačuje, že ventil nie je skorodovaný. Porovnaním mikroskopickej morfológie a chemického zloženia troch povrchov ventilov sa ukazuje, že v okolitom prostredí sa nachádzajú korozívne médiá, ako napríklad S, O a Cl.
Trhlina ventilu B bola otvorená ohybovou skúškou a zistilo sa, že trhlina neprenikla celým prierezom ventilu, praskla na strane zadného ohybu a nepraskla ani na strane oproti zadnému 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. Lom ventilu B bol pozorovaný pod skenovacím elektrónovým mikroskopom, ako je znázornené na obrázku 3. Obrázok 3 (a) zobrazuje makroskopický vzhľad lomu ventilu B. Je vidieť, že vonkajší lom v blízkosti ventilu bol pokrytý produktmi korózie, čo opäť naznačuje prítomnosť korozívneho média v okolitom prostredí. Podľa analýzy energetického spektra sú chemické zložky produktu korózie prevažne S, Cl a O a obsah S a O je relatívne vysoký, ako je znázornené na obrázku 3 (b). Pri pozorovaní povrchu lomu sa zistilo, že rast trhliny je pozdĺž kryštalického typu. Veľký počet sekundárnych trhlín je možné vidieť aj pri pozorovaní 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 praskania spôsobeného koróziou pod napätím.
Zlom ventilu A nebol otvorený, odstráňte časť ventilu (vrátane miesta s trhlinou), obrúste a vyleštite axiálnu časť ventilu a použite roztok FeCl3 (5 g) + HCl (50 ml) + C2H5OH (100 ml) na leptanie a metalografická štruktúra a morfológia rastu trhliny boli pozorované pomocou optického mikroskopu Zeiss Axio Observer A1m. Obrázok 4 (a) zobrazuje metalografickú štruktúru ventilu, ktorá má dvojfázovú štruktúru α+β, pričom β je relatívne jemné a zrnité a rozložené na matrici α-fázy. Vzory šírenia trhlín na obvodových trhlinách sú znázornené na obrázku 4(a), (b). Keďže povrchy trhlín sú vyplnené produktmi korózie, medzera medzi týmito dvoma povrchmi trhlín je široká a je ťažké rozlíšiť vzory šírenia trhlín. jav bifurkácie. Na tejto primárnej trhline bolo tiež pozorovaných mnoho sekundárnych trhlín (na obrázku označených bielymi šípkami) a tieto sekundárne trhliny sa šírili pozdĺž vlákien. Vzorka leptaného ventilu bola pozorovaná pomocou SEM a zistilo sa, že sa v iných polohách rovnobežne s hlavnou trhlinou nachádza mnoho mikrotrhlín. Tieto mikrotrhliny vychádzali z povrchu a rozširovali sa dovnútra ventilu. Trhliny mali rozdvojenie a tiahli sa pozdĺž vlákien, pozri obrázok 4 (c), (d). Prostredie a stav napätia týchto mikrotrhlín sú takmer rovnaké ako v hlavnej trhline, takže možno usudzovať, že forma šírenia hlavnej trhliny je tiež intergranulárna, čo potvrdzuje aj pozorovanie lomu ventilu B. Fenomén rozdvojenia trhliny opäť ukazuje charakteristiky praskania ventilu v dôsledku korózie pod napätím.
2. Analýza a diskusia
Stručne povedané, možno usudzovať, že poškodenie ventilu je spôsobené praskaním v dôsledku korózie pod napätím spôsobeným SO2. Praskanie v dôsledku korózie pod napätím musí vo všeobecnosti spĺňať tri podmienky: (1) materiály citlivé na koróziu pod napätím; (2) korozívne médium citlivé na zliatiny medi; (3) určité podmienky napätia.
Všeobecne sa predpokladá, 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 predpokladá, 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 trysky je v tomto prípade dvojfázová zliatina α+β a obsah Zn je približne 35 %, čo výrazne presahuje 20 %, takže má vysokú citlivosť na koróziu pod napätím a spĺňa materiálové podmienky potrebné na praskanie koróziou pod napätím.
V prípade mosadzných materiálov, ak sa po deformácii za studena nevykoná žíhanie na uvoľnenie napätia, za vhodných napäťových podmienok a v korozívnom prostredí dôjde ku korózii z napätia. Napätie, ktoré spôsobuje praskanie z korózie z napätia, je vo všeobecnosti lokálne ťahové napätie, ktoré môže byť aplikované napätie alebo zvyškové napätie. Po nafúkaní pneumatiky nákladného vozidla sa v dôsledku vysokého tlaku v pneumatike vytvorí ťahové napätie pozdĺž axiálneho smeru vzduchovej trysky, čo spôsobí obvodové trhliny vo vzduchovej tryske. Ťahové napätie spôsobené vnútorným tlakom pneumatiky sa dá jednoducho vypočítať podľa vzorca σ=p R/2t (kde p je vnútorný tlak pneumatiky, R je vnútorný priemer ventilu a t je hrúbka steny ventilu). Vo všeobecnosti však ťahové napätie spôsobené vnútorným tlakom pneumatiky nie je príliš veľké a mal by sa zohľadniť vplyv zvyškového napätia. Miesta praskania plynových trysiek sú všetky v zadnom ohybe a je zrejmé, že zvyšková deformácia v zadnom ohybe je veľká a tam je zvyškové ťahové napätie. V skutočnosti je v mnohých praktických súčiastkach zo zliatin medi praskanie v dôsledku korózie v dôsledku napätia zriedkavo spôsobené konštrukčnými napätiami a väčšina z nich je spôsobená zvyškovými napätiami, ktoré nie sú viditeľné a ignorované. V tomto prípade je v zadnom ohybe ventilu smer ťahového napätia generovaného vnútorným tlakom pneumatiky v súlade so smerom zvyškového napätia a superpozícia týchto dvoch napätí poskytuje napäťový stav pre koróziu pod napätím.
3. Záver a návrhy
Záver:
Praskanieventil pneumatikyje spôsobená hlavne koróznym praskaním pod napätím spôsobeným SO2.
Návrh
(1) Vysledujte 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 náteru.
(2) Zvyškové ťahové napätie z tvárnenia za studena možno eliminovať vhodnými procesmi, ako je napríklad žíhanie na uvoľnenie napätia po ohýbaní.
Čas uverejnenia: 23. septembra 2022
