Põhjused Liblikaventiilide roostetamine kasutamise ajal

Roostevabast terasest liblikaklapid roostetavad kasutamise ajal paratamatult. On väga oluline teada saada, mis põhjustab roostevabast terasest liblikaklapi roostetamist. Liblikaklapi materjalistruktuuri analüüsi, kuumtöötluskatse, SEM ja teiste katsepaneelide analüüsi kaudu. Kuna karbiidid piki ventiili materjali terapiire sadestavad alamärgistustsooni, on see roostevabast terasest liblikaklapi korrosiooni põhjus.

CF8M-ist valmistatud roostevabast terasest liblikaklapp on kasutamise ajal roostes. Austeniitne roostevaba teras pärast normaalset kuumtöötlemist, kude peaks olema toatemperatuuril Austria keha, hea korrosioonikindlus. Liblikaklapi rooste põhjuse analüüsimiseks võeti sellele analüüsimiseks proov .

1 Katsemeetod

Proovide võtmine keemilise koostise analüüsiks (otsustades, kas see vastab standardnõuetele), metallograafilise struktuuri kontroll, kuumtöötlusprotsessi katse ja SEM-analüüs.

2 Katse tulemused ja analüüs

2.1 Keemiline koostis

Keemilise koostise analüüsi tulemused ja standardkoostis on esitatud tabelis 1.

2.2 Metallograafiline analüüs

Metallograafilised proovid lõigati roostetanud liblikaklapist. Pärast lihvimist ja poleerimist korrodeeriti need raudkloriidi vesilahusega ning neid jälgiti ja analüüsiti Neophot-32 metallograafilisel mikroskoobil. Metallograafiline struktuur koosneb austeniidist ja teisest sademekoostise liigist. Teoreetiliselt peaks austeniitne roostevaba teras saama pärast normaalset kuumtöötlemist ühtlase austeniitilise struktuuri. Organisatsioonis ilmuva teise sademe struktuuri kohta on kahte tüüpi otsuseid: üks on σ faasis ja teine on karbiid. σ faasi ja karbiidi moodustumise tingimused on erinevad, kuid neil kõigil on ühine omadus, st austeniitse roostevaba terase tundlikkus intergranulaarse korrosiooni suhtes.

Esiteks kasutatakse σ faasi tuvastamiseks kiremismeetodit. Punase vere soola leeliselise vesilahuse kasutamine ( 10 g punast veresoola + 10 g kaaliumhüdroksiidi + 100ml vett ), pärast proovi keetmist selles reaktiivis 2 kuni 4 minutit , ferriit on kollane, karbiidid korrodeeruvad ja austeniit on erksavärviline, σ faas muutub pruunist mustaks. Liblikaklapist lõigatud proovi keedeti ülaltoodud meetodil 4 minutit leeliselise punase vere soolalahuses ja seejärel täheldati mikroskoobi all, sademed säilitasid oma algse morfoloogia ja olulisi muutusi ei leitud. Seetõttu otsustati näoanalüüsi edasiseks testimiseks kasutada kuumtöötlemismeetodit.

2.3 Kuumtöötluskatse analüüs

Sigma faas on intermetalliline ühend, millel on ligikaudu sama raua ja kroomi aatomisuhe. Keemiline koostis, ferriit, külm deformatsioon ja temperatuuri muutus mõjutavad kõik σ faasi moodustumist erineval määral . Testimiseks kasutati värvimismeetodit ja sadenemisfaasi muutus ei olnud mikroskoobi all ilmne, seega kasutati σ faasi tuvastamiseks kuumtöötlusmeetodit. Asjakohase teabe kohaselt moodustub σ faas tavaliselt pikaajalise vananemise ajal temperatuuril 500~ 800°C. Seda seetõttu, et vananemine kõrgematel temperatuuridel soodustab kroomi difusiooni. σ faasi kuumutamine kõrgemal temperatuuril hakkab lahustuma ja lahustumine peab olema vähemalt 920°Cvõi rohkem. Kuumutamine stabiilsel temperatuuril, mis on kõrgem kui σ faas, võib selle kõrvaldada. Kuigi σ faasi moodustamine võtab kaua aega, nõuab σ faasi kõrvaldamine tavaliselt ainult lühikest kuumutamisaega. Selle teooria kohaselt töötati välja kuumtöötlusprotsess, et jälgida, kas struktuuri sadestunud faasi saab kõrvaldada. Liblikaklapist lõigatud proovi kuumutatakse 940-ni°C, hoitakse 30 minutit , seejärel jälgitakse ja analüüsitakse neofot-32 metallurgilisel mikroskoobil. Pärast kuumtöötlemist ei kõrvaldata proovi sadestunud faasi ja säilitatakse algne morfoloogia, mis tõendab, et sadestunud faas struktuuris ei pruugi olla sigma faas.

2.4 SEM analüüs

Mõnikord ei saa terase sigma faasi eristada ühegi värvimismeetodiga. Seda saab identifitseerida SEM-analüüsi meetodil. Kuna on teada, et σ faas on raua ja kroomi ühend, mille kroomisisaldus on 42%–48%, mõõdetakse tundmatu faasi koostisosi ja nende sisu EDS kvalitatiivse ja kvantitatiivse analüüsiga, et määrata kindlaks tundmatu faas.

Maatriksi ja sademete mikropiirkonna kvantitatiivse analüüsi tulemused on esitatud tabelis 2.

EDS-analüüs näitas, et sadet sisaldava kroomi kogus oli 33,6% , mis on oluliselt suurem kui maatriksis Cr sisaldus 16,3%, samas kui σ kogus kroomi sisaldavat faasi on 42% -48%, keelates seega sademed σ faasina. Värvimiskatse ja kuumtöötluskatse tulemuste põhjal arvatakse, et roostevabast terasest liblikaklapi konstruktsiooni sadestatud faas ei ole σ faasis. SEM-i poolt täheldatud sadestunud faas on omamoodi eutektiline struktuur, mis on peamiselt kroomkarbiid.

Roostevabast terasest liblikaklapp on valmistatud nikkel-kroom-austeniitsest roostevabast terasest, mida kasutatakse tavaliselt tahkes lahuses. Toatemperatuuril on selle struktuur austeniit. Austeniitilisel roostevabal terasel on hea korrosioonikindlus paljudes söövitavates keskkondades, eriti atmosfääris. Roostevabast terasest liblikaventiilide korrosiooni põhjused on järgmised:

①Ülaltoodud katsete tulemuste põhjal saab kindlaks teha, et liblikaklapi materjali struktuuri sadestunud faas ei ole σ faasis, nii et liblikaklapi roostenähtus ei ole põhjustatud σ faasist.

②SEM-vaatluse kaudu kinnitatakse, et liblikaklapi struktuuri sadestatud faas on peamiselt kroomkarbiid ja see eutektiline struktuur jaotub piki teravilja piiri. EDS-analüüsi tulemused näitavad, et terapiiril jaotunud karbiidi kroomisisaldus on oluliselt suurem kui maatriksil. See karbiid on tüübist M 23C6. Karbiidide sademete ja kroomdifusioonilisandita sadestatakse kroomkarbiidid piki austeniitterade piire, moodustades karbiidide ümber kroomivaba tsooni, nii et austeniitsed roostevabast terasest terade piirid on kergesti korrodeerunud. Seetõttu on liblikaventiili rooste peamine põhjus teravilja piiri ääres sadestunud karbiid.

③Austeniit roostevabast terasest pärast lahuse töötlemist, sest enamik karbiide lahustatakse kõrgel temperatuuril kuumutamisel, austeniit on küllastunud suure hulga süsiniku ja kroomiga ning austeniit fikseeritakse järgneva kiire jahutamise tõttu, nii et materjalil on palju Jagatise korrosioonikindlust. Seetõttu tuleb kuumtöötlusprotsessi rangelt kontrollida. Lahuse töötlemise ajal kuumutatakse toorik karbiidi täielikuks lahustamiseks kõrgele taandumisele ja jahutatakse seejärel kiiresti, et saada ühtlane Austenite struktuur. Pärast lahuse töötlemist, kui kasutatakse aeglast jahutamist, sadestab kroomkarbiid jahutamisprotsessi ajal piki teravilja piiri, mis toob kaasa materjali korrosioonikindluse vähenemise.