1. Теоретски тест и анализа
Од 3-тевентили за гумиОд примероците обезбедени од компанијата, 2 се вентили, а 1 е вентил кој сè уште не е користен. За А и Б, вентилот кој не е користен е означен со сива боја. Сеопфатна слика 1. Надворешната површина на вентилот А е плитка, надворешната површина на вентилот Б е површината, надворешната површина на вентилот Ц е површината, а надворешната површина на вентилот Ц е површината. Вентилите А и Б се покриени со производи од корозија. Вентилот А и Б се напукнати на свиоците, надворешниот дел од свиокот е по должината на вентилот, отворот на прстенот на вентилот Б е напукнат кон крајот, а белата стрелка помеѓу напукнатите површини на површината на вентилот А е означена. Од горенаведеното, пукнатините се насекаде, пукнатините се најголеми и пукнатините се насекаде.
Дел одвентил на гуматаПримероците А, Б и Ц беа исечени од свиокот, а површинската морфологија беше набљудувана со скенирачки електронски микроскоп ZEISS-SUPRA55, а составот на микроповршината беше анализиран со EDS. Слика 2 (а) ја покажува микроструктурата на површината на вентилот Б. Може да се види дека на површината има многу бели и светли честички (означени со белите стрелки на сликата), а EDS анализата на белите честички има висока содржина на S. Резултатите од анализата на енергетскиот спектар на белите честички се прикажани на Слика 2 (б).
Сликите 2 (в) и (д) се површински микроструктури на вентилот Б. Од Слика 2 (в) може да се види дека површината е речиси целосно покриена со производи од корозија, а корозивните елементи на производите од корозија со анализа на енергетскиот спектар главно вклучуваат S, Cl и O, содржината на S на поединечни позиции е поголема, а резултатите од анализата на енергетскиот спектар се прикажани на Слика 2 (г). Од Слика 2 (д) може да се види дека има микропукнатини по должината на прстенот на вентилот на површината на вентилот А. Сликите 2 (ф) и (г) се површински микроморфологии на вентилот C, површината е исто така целосно покриена со производи од корозија, а корозивните елементи исто така вклучуваат S, Cl и O, слично на Слика 2 (д). Причината за пукање може да биде пукање од корозија предизвикана од стрес (SCC) од анализата на производите од корозија на површината на вентилот. Сл. 2(h) е исто така и површинската микроструктура на вентилот C. Може да се види дека површината е релативно чиста, а хемискиот состав на површината анализирана со EDS е сличен на оној на бакарната легура, што укажува дека вентилот не е кородиран. Со споредување на микроскопската морфологија и хемискиот состав на трите површини на вентилот, се покажува дека во околната средина постојат корозивни медиуми како што се S, O и Cl.
Пукнатината на вентилот Б беше отворена преку тестот за свиткување и беше откриено дека пукнатината не го пробива целиот пресек на вентилот, туку е напукната од страната на задната свитка и не е напукната од спротивната страна на задната свитка на вентилот. Визуелниот преглед на фрактурата покажува дека бојата на фрактурата е темна, што укажува дека фрактурата е кородирана, а некои делови од фрактурата се темни по боја, што укажува дека корозијата е посериозна во овие делови. Фрактурата на вентилот Б беше набљудувана под скенирачки електронски микроскоп, како што е прикажано на Слика 3. Слика 3 (а) го покажува макроскопскиот изглед на фрактурата на вентилот Б. Може да се види дека надворешната фрактура во близина на вентилот е покриена со производи на корозија, што повторно укажува на присуство на корозивни медиуми во околната средина. Според анализата на енергетскиот спектар, хемиските компоненти на производот на корозија се главно S, Cl и O, а содржината на S и O е релативно висока, како што е прикажано на Слика 3 (б). Набљудувајќи ја површината на фрактурата, се открива дека моделот на раст на пукнатината е по должината на кристалниот тип. Голем број секундарни пукнатини може да се видат и со набљудување на фрактурата при поголеми зголемувања, како што е прикажано на Слика 3(в). Секундарните пукнатини се означени со бели стрелки на сликата. Производите од корозија и моделите на раст на пукнатините на површината на фрактурата повторно ги покажуваат карактеристиките на пукнатините од корозија предизвикани од стрес.
Фрактурата на вентилот А не е отворена, отстранете дел од вентилот (вклучувајќи ја и позицијата на пукнатина), избрусете го и полирајте го аксијалниот дел од вентилот и користете раствор од Fe Cl3 (5 g) + HCl (50 mL) + C2H5OH (100 mL) кој беше оценет, а металографската структура и морфологијата на раст на пукнатините беа набљудувани со оптички микроскоп Zeiss Axio Observer A1m. Слика 4 (a) ја покажува металографската структура на вентилот, која е α+β двофазна структура, а β е релативно фина и грануларна и распределена на α-фазната матрица. Моделите на ширење на пукнатините кај периферните пукнатини се прикажани на Слика 4 (a), (b). Бидејќи површините на пукнатините се исполнети со производи од корозија, јазот помеѓу двете површини на пукнатините е широк и тешко е да се разликуваат моделите на ширење на пукнатините. Феномен на бифуркација. На оваа примарна пукнатина беа забележани и многу секундарни пукнатини (означени со бели стрелки на сликата), видете Сл. 4 (c), и овие секундарни пукнатини се проширија по должината на зрното. Примерокот од гравираниот вентил беше набљудуван со SEM, и беше откриено дека има многу микропукнатини на други позиции паралелни со главната пукнатина. Овие микропукнатини потекнуваат од површината и се шират кон внатрешноста на вентилот. Пукнатините имаат бифуркација и се протегаат по должината на зрното, видете Слика 4 (c), (d). Околината и состојбата на напрегање на овие микропукнатини се речиси исти како оние на главната пукнатина, па може да се заклучи дека формата на ширење на главната пукнатина е исто така интергрануларна, што е потврдено и со набљудувањето на фрактурата на вентилот Б. Феноменот на бифуркација на пукнатината повторно ги покажува карактеристиките на пукање од корозија на напрегање на вентилот.
2. Анализа и дискусија
Како заклучок, може да се заклучи дека оштетувањето на вентилот е предизвикано од пукање од корозија предизвикано од SO2. Пукањето од корозија предизвикано од стрес генерално треба да исполнува три услови: (1) материјали чувствителни на корозија од стрес; (2) корозивна средина чувствителна на бакарни легури; (3) одредени услови на стрес.
Општо се верува дека чистите метали не страдаат од корозија предизвикана од стрес, а сите легури се подложни на корозија предизвикана од стрес во различен степен. За месингани материјали, генерално се верува дека двофазната структура има поголема подложност на корозија предизвикана од стрес отколку еднофазната структура. Во литературата е објавено дека кога содржината на Zn во месинганиот материјал надминува 20%, тој има поголема подложност на корозија предизвикана од стрес, а колку е поголема содржината на Zn, толку е поголема подложноста на корозија предизвикана од стрес. Металографската структура на гасната млазница во овој случај е α+β двофазна легура, а содржината на Zn е околу 35%, што е далеку над 20%, па затоа има висока чувствителност на корозија предизвикана од стрес и ги исполнува материјалните услови потребни за пукање предизвикано од корозија предизвикана од стрес.
Кај месинганите материјали, ако жарењето за ослободување од стрес не се изврши по деформацијата на ладна обработка, ќе се појави корозија на стрес под соодветни услови на стрес и корозивни средини. Напрегањето што предизвикува пукање од корозија на стрес е генерално локално затегнувачко напрегање, кое може да биде применето напрегање или преостанато напрегање. Откако гумата на камионот ќе се надуе, ќе се генерира затегнувачко напрегање по аксијалната насока на воздушната млазница поради високиот притисок во гумата, што ќе предизвика периферни пукнатини во воздушната млазница. Затегнувачкото напрегање предизвикано од внатрешниот притисок на гумата може едноставно да се пресмета според σ=pR/2t (каде што p е внатрешниот притисок на гумата, R е внатрешниот дијаметар на вентилот, а t е дебелината на ѕидот на вентилот). Сепак, генерално, затегнувачкото напрегање генерирано од внатрешниот притисок на гумата не е преголемо и треба да се земе предвид ефектот на преостанатиот стрес. Позициите на пукање на гасните млазници се сите на задната свитка и очигледно е дека преостанатата деформација на задната свитка е голема и таму има преостанато затегнувачко напрегање. Всушност, кај многу практични компоненти од бакарни легури, пукањето од корозија поради стрес ретко е предизвикано од дизајнерски напрегања, а повеќето од нив се предизвикани од преостанати напрегања кои не се гледаат и игнорираат. Во овој случај, на задниот свиок на вентилот, насоката на затегнувачкиот напон генериран од внатрешниот притисок на гумата е во согласност со насоката на преостанатиот напон, а суперпозицијата на овие два напрегања ја обезбедува состојбата на напрегање за SCC.
3. Заклучок и предлози
Заклучок:
Пукањето навентил на гуматае главно предизвикано од напукнување од стресна корозија предизвикано од SO2.
Предлог
(1) Пронајдете го изворот на корозивниот медиум во околината околувентил на гуматаи обидете се да избегнете директен контакт со околниот корозивен медиум. На пример, на површината на вентилот може да се нанесе слој од антикорозивен слој.
(2) Преостанатиот затегнувачки стрес од ладна обработка може да се отстрани со соодветни процеси, како што е жарење со ослободување од стрес по свиткување.
Време на објавување: 23 септември 2022 година
