1. Teoretický test a analýza
Ze 3ventilky pneumatikvzorky dodané společností, 2 jsou ventily a 1 je ventil, který ještě nebyl použit. U A a B je nepoužitý ventil označen šedou barvou. Úplný obrázek 1. Vnější povrch ventilu A je mělký, vnější povrch ventilu B je povrch, vnější povrch ventilu C je povrch a vnější povrch ventilu C je povrch. Ventily A a B jsou pokryty korozními produkty. Ventil A a B jsou prasklé v ohybech, vnější část ohybu je podél ventilu, ústí ventilového kroužku B je prasklé ke konci a bílá šipka mezi prasklými plochami na povrchu ventilu A je označena . Z výše uvedeného jsou praskliny všude, praskliny jsou největší a praskliny jsou všude.
Částventilek pneumatikyVzorky A, B a C byly vyříznuty z ohybu a morfologie povrchu byla pozorována rastrovacím elektronovým mikroskopem ZEISS-SUPRA55 a složení mikrooblastí bylo analyzováno pomocí EDS. Obrázek 2 (a) ukazuje mikrostrukturu povrchu ventilu B. Je vidět, že na povrchu je mnoho bílých a jasných částic (označeno bílými šipkami na obrázku) a EDS analýza bílých částic má vysoký obsah S. Výsledky analýzy energetického spektra bílých částic jsou znázorněny na obrázku 2(b).
Obrázky 2 (c) a (e) jsou povrchové mikrostruktury ventilu B. Z obrázku 2 (c) je vidět, že povrch je téměř celý pokryt korozními produkty a korozní prvky korozních produktů analýzou energetického spektra obsahují především S, Cl a O, obsah S v jednotlivých polohách je vyšší a výsledky analýzy energetického spektra jsou uvedeny na obr. 2(d). Z obrázku 2(e) je vidět, že podél ventilového kroužku na povrchu ventilu A jsou mikrotrhliny. Obrázky 2(f) a (g) jsou povrchové mikromorfologie ventilu C, povrch je také zcela pokryty korozními produkty a korozní prvky také zahrnují S, Cl a O, podobně jako na obrázku 2(e). Důvodem praskání může být korozní praskání pod napětím (SCC) z analýzy korozního produktu na povrchu ventilu. Obr. 2(h) je také povrchová mikrostruktura ventilu C. Je vidět, že povrch je relativně čistý a chemické složení povrchu analyzovaného pomocí EDS je podobné jako u slitiny mědi, což ukazuje, že ventil je nezkorodované. Porovnáním mikroskopické morfologie a chemického složení tří povrchů ventilů se ukazuje, že v okolním prostředí se vyskytují korozivní média jako S, O a Cl.
Trhlina ventilu B byla otevřena ohybovou zkouškou a bylo zjištěno, že trhlina nepronikla celým průřezem ventilu, praskla na straně ohybu a nepraskla na straně protilehlé k ohybu. ventilu. Vizuální kontrola lomu ukazuje, že barva lomu je tmavá, což naznačuje, že lom byl zkorodovaný, a některé části lomu jsou tmavé barvy, což naznačuje, že koroze je v těchto částech vážnější. Zlomení chlopně B bylo pozorováno pod rastrovacím elektronovým mikroskopem, jak je znázorněno na obrázku 3. Obrázek 3 (a) ukazuje makroskopický vzhled zlomeniny chlopně B. Je vidět, že vnější zlom v blízkosti ventilu byl pokryt produkty koroze, což opět ukazuje na přítomnost korozivních médií v okolním prostředí. Podle analýzy energetického spektra jsou chemické složky korozního produktu převážně S, Cl a O a obsahy S a O jsou relativně vysoké, jak je znázorněno na obr. 3(b). Pozorováním povrchu lomu bylo zjištěno, že vzor růstu trhliny je podél typu krystalu. Velký počet sekundárních trhlin lze také vidět pozorováním lomu při větším zvětšení, jak je znázorněno na obrázku 3(c). Sekundární trhliny jsou na obrázku označeny bílými šipkami. Korozní produkty a vzory růstu trhlin na povrchu lomu opět vykazují charakteristiky korozního praskání pod napětím.
Zlomení ventilu A nebylo otevřeno, odstraňte část ventilu (včetně prasklé polohy), obruste a vyleštěte axiální část ventilu a použijte Fe Cl3 (5 g) + HCl (50 ml) + C2H5OH ( 100 ml) roztoku bylo vyleptáno a metalografická struktura a morfologie růstu trhlin byly pozorovány optickým mikroskopem Zeiss Axio Observer A1m. Obrázek 4 (a) ukazuje metalografickou strukturu chlopně, která je α+β dvoufázová struktura, a β je relativně jemná a zrnitá a distribuovaná na α-fázové matrici. Vzory šíření trhlin na obvodových trhlinách jsou znázorněny na obrázku 4(a), (b). Vzhledem k tomu, že povrchy trhlin jsou vyplněny korozními produkty, je mezera mezi dvěma povrchy trhlin široká a je obtížné rozlišit vzory šíření trhlin. bifurkační fenomén. Na této primární trhlině bylo také pozorováno mnoho sekundárních trhlin (na obrázku označeno bílými šipkami), viz obr. 4(c), a tyto sekundární trhliny se šířily podél zrna. Vyleptaný vzorek ventilu byl pozorován pomocí SEM a bylo zjištěno, že v jiných polohách paralelně s hlavní trhlinou bylo mnoho mikrotrhlin. Tyto mikrotrhliny pocházely z povrchu a expandovaly do vnitřku ventilu. Trhliny měly rozdvojení a rozšiřovaly se podél zrna, viz obrázek 4 (c), (d). Prostředí a stav napětí těchto mikrotrhlin jsou téměř stejné jako u hlavní trhliny, takže lze usuzovat, že forma šíření hlavní trhliny je také mezikrystalová, což je potvrzeno také pozorováním lomu ventilu B. Fenomén bifurkace trhlina opět vykazuje charakteristiky korozního praskání ventilu napětím.
2. Analýza a diskuse
Souhrnně lze odvodit, že poškození ventilu je způsobeno korozním praskáním způsobeným SO2. Korozní praskání pod napětím obecně musí splňovat tři podmínky: (1) materiály citlivé na korozi pod napětím; (2) korozivní médium citlivé na slitiny mědi; (3) určité stresové podmínky.
Obecně se má za to, že čisté kovy netrpí korozí pod napětím a všechny slitiny jsou v různé míře náchylné ke korozi pod napětím. U mosazných materiálů se obecně má za to, že dvoufázová struktura má vyšší náchylnost ke korozi pod napětím než jednofázová struktura. V literatuře se uvádí, že když obsah Zn v mosazném materiálu překročí 20 %, má vyšší náchylnost ke korozi pod napětím a čím vyšší je obsah Zn, tím vyšší je náchylnost ke korozi pod napětím. Metalografická struktura plynové trysky je v tomto případě α+β dvoufázová slitina a obsah Zn je asi 35 %, daleko přesahující 20 %, takže má vysokou korozní citlivost pod napětím a splňuje materiálové podmínky požadované pro namáhání. korozní praskání.
U mosazných materiálů, pokud se po deformaci tvářením za studena neprovede žíhání pro odlehčení pnutí, dojde za vhodných podmínek namáhání a korozního prostředí ke korozi pod napětím. Napětí, které způsobuje korozní praskání pod napětím, je obecně místní tahové napětí, které může být aplikováno napětím nebo zbytkovým napětím. Po nahuštění pneumatiky nákladního automobilu dojde vlivem vysokého tlaku v pneumatice k tahovému napětí v axiálním směru vzduchové trysky, což způsobí obvodové trhliny ve vzduchové trysce. Tahové napětí způsobené vnitřním tlakem pneumatiky lze jednoduše vypočítat podle σ=p R/2t (kde p je vnitřní tlak pneumatiky, R je vnitřní průměr ventilu a t je tloušťka stěny pneumatiky). ventil). Obecně však platí, že tahové napětí generované vnitřním tlakem pneumatiky není příliš velké a je třeba vzít v úvahu vliv zbytkového napětí. Polohy praskání plynových trysek jsou všechny na zadním ohybu a je zřejmé, že zbytková deformace na zadním ohybu je velká a je zde zbytkové tahové napětí. V mnoha praktických součástech ze slitin mědi je praskání způsobené korozí pod napětím jen zřídka způsobeno konstrukčním napětím a většina z nich je způsobena zbytkovým napětím, které není vidět a ignorovat. V tomto případě na zadním ohybu ventilu je směr tahového napětí generovaného vnitřním tlakem pneumatiky konzistentní se směrem zbytkového napětí a superpozice těchto dvou napětí poskytuje podmínky napětí pro SCC. .
3. Závěr a návrhy
Závěr:
Praskáníventilek pneumatikyje způsobeno především korozním praskáním způsobeným SO2.
Návrh
(1) Sledujte zdroj korozivního média v okolíventilek pneumatikya snažte se vyhnout přímému kontaktu s okolním korozivním médiem. Na povrch ventilu lze například nanést vrstvu antikorozního povlaku.
(2) Zbytkové tahové napětí při tváření za studena lze eliminovat vhodnými procesy, jako je žíhání na odlehčení pnutí po ohýbání.
Čas odeslání: 23. září 2022