1. Teoretični preizkus in analiza
od 3ventili za pnevmatikevzorce, ki jih je zagotovilo podjetje, 2 sta ventila, 1 pa ventil, ki še ni bil uporabljen. Za A in B je ventil, ki ni bil uporabljen, označen sivo. Obsežna slika 1. Zunanja površina ventila A je plitva, zunanja površina ventila B je površina, zunanja površina ventila C je površina in zunanja površina ventila C je površina. Ventila A in B sta prekrita s produkti korozije. Ventil A in B sta počena na zavojih, zunanji del zavoja je vzdolž ventila, ustje obroča ventila B je počeno proti koncu, na površini ventila A pa je označena bela puščica med razpokanimi površinami. . Iz zgoraj navedenega so razpoke povsod, razpoke so največje in razpoke so povsod.
Del odventil pnevmatikeVzorci A, B in C so bili izrezani iz krivine, morfologija površine je bila opazovana z vrstičnim elektronskim mikroskopom ZEISS-SUPRA55 in sestava mikropodročij je bila analizirana z EDS. Slika 2 (a) prikazuje mikrostrukturo površine ventila B. Vidimo lahko, da je na površini veliko belih in svetlih delcev (označenih z belimi puščicami na sliki), EDS analiza belih delcev pa ima visoko vsebnost S. Rezultati analize energijskega spektra belih delcev so prikazani na sliki 2(b).
Sliki 2 (c) in (e) sta površinski mikrostrukturi ventila B. Iz slike 2 (c) je razvidno, da je površina skoraj v celoti prekrita s produkti korozije, z analizo energijskega spektra pa korozivni elementi produktov korozije. v glavnem vključujejo S, Cl in O, vsebnost S v posameznih položajih je višja, rezultati analize energijskega spektra pa so prikazani na sliki 2(d). Na sliki 2(e) je razvidno, da so na površini ventila A mikrorazpoke vzdolž obroča ventila. Sliki 2(f) in (g) sta mikromorfologiji površine ventila C, površina je tudi popolnoma prekrit s produkti korozije, jedki elementi pa vključujejo tudi S, Cl in O, podobno kot na sliki 2(e). Razlog za pokanje so lahko razpoke zaradi napetostne korozije (SCC) zaradi analize korozijskih produktov na površini ventila. Slika 2(h) je tudi mikrostruktura površine ventila C. Vidimo lahko, da je površina razmeroma čista, kemična sestava površine, analizirane z EDS, pa je podobna sestavi bakrove zlitine, kar kaže, da je ventil ni razjeden. S primerjavo mikroskopske morfologije in kemične sestave treh površin ventilov je razvidno, da so v okolici korozivni mediji, kot so S, O in Cl.
Razpoka ventila B je bila odprta z upogibnim testom in ugotovljeno je bilo, da razpoka ni predrla celotnega prečnega prereza ventila, počila je na strani zadnjega upogiba in ni počila na strani, ki je nasprotna zadnjemu upogibu. ventila. Pri vizualnem pregledu zloma je razvidno, da je barva zloma temna, kar pomeni, da je bil zlom razjeden, nekateri deli zloma pa so temne barve, kar kaže, da je na teh delih korozija hujša. Zlom zaklopke B smo opazili pod vrstičnim elektronskim mikroskopom, kot je prikazano na sliki 3. Slika 3 (a) prikazuje makroskopski videz zloma zaklopke B. Vidimo lahko, da je zunanji zlom v bližini ventila prekrit s produkti korozije, kar ponovno kaže na prisotnost jedkih medijev v okolici. Glede na analizo energijskega spektra so kemične komponente produkta korozije večinoma S, Cl in O, vsebnosti S in O pa so relativno visoke, kot je prikazano na sliki 3(b). Ob opazovanju površine preloma je ugotovljeno, da je vzorec rasti razpoke vzdolž kristalnega tipa. Veliko število sekundarnih razpok je mogoče videti tudi z opazovanjem zloma pri večjih povečavah, kot je prikazano na sliki 3(c). Sekundarne razpoke so na sliki označene z belimi puščicami. Produkti korozije in vzorci rasti razpok na površini loma ponovno kažejo značilnosti razpokanja zaradi napetostne korozije.
Zlom ventila A ni bil odprt, odstranite del ventila (vključno z razpokanim položajem), brusite in polirajte aksialni del ventila in uporabite Fe Cl3 (5 g) + HCl (50 ml) + C2H5OH ( 100 ml) raztopine smo jedkali in z optičnim mikroskopom Zeiss Axio Observer A1m opazovali metalografsko strukturo in morfologijo rasti razpok. Slika 4 (a) prikazuje metalografsko strukturo ventila, ki je α+β dvofazna struktura, β pa je razmeroma fin in zrnat ter porazdeljen na matriki α-faze. Vzorci širjenja razpok na obodnih razpokah so prikazani na sliki 4(a), (b). Ker so površine razpok napolnjene s produkti korozije, je reža med obema površinama razpok široka in je težko razločiti vzorce širjenja razpok. bifurkacijski fenomen. Na tej primarni razpoki je bilo opaziti tudi veliko sekundarnih razpok (označenih z belimi puščicami na sliki), glej sliko 4(c), in te sekundarne razpoke so se širile vzdolž zrna. Vzorec jedkanega ventila je bil opazovan s SEM in ugotovljeno je bilo, da je na drugih mestih, vzporednih z glavno razpoko, veliko mikrorazpok. Te mikrorazpoke izvirajo s površine in se širijo v notranjost ventila. Razpoke so imele bifurkacijo in so se razširile vzdolž zrna, glej sliko 4 (c), (d). Okolje in napetostno stanje teh mikrorazpok sta skoraj enaka tistim za glavno razpoko, zato je mogoče sklepati, da je oblika širjenja glavne razpoke tudi intergranularna, kar potrjuje tudi opazovanje loma ventila B. Pojav bifurkacije razpoka ponovno kaže značilnosti pokanja ventila zaradi napetostne korozije.
2. Analiza in razprava
Če povzamemo, lahko sklepamo, da je poškodbo ventila povzročilo napetostno korozijsko razpokanje, ki ga povzroča SO2. Napetostno korozijsko razpokanje mora na splošno izpolnjevati tri pogoje: (1) materiali, občutljivi na napetostno korozijo; (2) jedko sredstvo, občutljivo na bakrove zlitine; (3) določeni stresni pogoji.
Na splošno velja, da čiste kovine niso izpostavljene napetostni koroziji, vse zlitine pa so v različnih stopnjah dovzetne za napetostno korozijo. Za medeninaste materiale se na splošno verjame, da ima dvofazna struktura večjo občutljivost na napetostno korozijo kot enofazna struktura. V literaturi je bilo objavljeno, da ko vsebnost Zn v medeninastem materialu presega 20 %, ima višjo občutljivost na napetostno korozijo in višja kot je vsebnost Zn, večja je občutljivost na napetostno korozijo. Metalografska struktura plinske šobe je v tem primeru dvofazna zlitina α+β, vsebnost Zn pa je približno 35 %, kar daleč presega 20 %, zato ima visoko občutljivost na korozijsko korozijo in izpolnjuje materialne pogoje, potrebne za napetost. korozijsko razpokanje.
Pri medeninastih materialih, če po deformaciji v hladnem ni opravljeno žarjenje za razbremenitev napetosti, bo v ustreznih pogojih napetosti in korozivnem okolju prišlo do napetostne korozije. Napetost, ki povzroči napetostno korozijsko razpokanje, je na splošno lokalna natezna napetost, ki je lahko uporabljena napetost ali zaostala napetost. Ko je pnevmatika tovornega vozila napolnjena, se vzdolž osne smeri zračne šobe ustvari natezna napetost zaradi visokega tlaka v pnevmatiki, kar bo povzročilo obodne razpoke v zračni šobi. Natezno obremenitev, ki jo povzroča notranji tlak pnevmatike, je mogoče preprosto izračunati glede na σ=p R/2t (kjer je p notranji tlak pnevmatike, R notranji premer ventila in t debelina stene pnevmatike). ventil). Vendar na splošno natezna napetost, ki nastane zaradi notranjega tlaka pnevmatike, ni prevelika, zato je treba upoštevati učinek preostale napetosti. Položaji razpok plinskih šob so vsi na zadnjem upogibu in očitno je, da je preostala deformacija na zadnjem upogibu velika in tam obstaja preostala natezna napetost. Pravzaprav v mnogih praktičnih komponentah iz bakrovih zlitin korozijsko razpokanje redko povzročijo konstrukcijske napetosti, večino pa povzročijo preostale napetosti, ki jih ne opazimo in prezremo. V tem primeru je na zadnjem zavoju ventila smer natezne napetosti, ki nastane zaradi notranjega tlaka pnevmatike, skladna s smerjo preostale napetosti, superpozicija teh dveh napetosti pa zagotavlja pogoj napetosti za SCC .
3. Zaključek in predlogi
Zaključek:
Pokanjeventil pnevmatikepovzroča predvsem napetostno korozijsko razpokanje, ki ga povzroča SO2.
Predlog
(1) Sledite viru jedkega medija v okolju okoliventil pnevmatikein se poskušajte izogniti neposrednemu stiku z okoliškim jedkim medijem. Na površino ventila se lahko na primer nanese plast protikorozijske prevleke.
(2) Preostalo natezno napetost pri hladni obdelavi je mogoče odpraviti z ustreznimi postopki, kot je žarjenje za razbremenitev napetosti po upogibanju.
Čas objave: 23. septembra 2022