Лептир вентили од нерђајућег челика ће неизбежно рђати током употребе. Веома је важно сазнати шта узрокује рђање лептир вентила од нерђајућег челика. Кроз анализу структуре материјала лептир вентила, тест топлотне обраде, СЕМ и друге тестне плоче. Будући да се карбиди дуж граница зрна у материјалу вентила таложе и формирају зону означавања, то је разлог за корозију лептир вентила од нерђајућег челика.
Лептир вентил од нерђајућег челика израђен од ЦФ8М није кородирао током употребе. лептир вентил, на њему је узет узорак за анализу.
1Тест метода
Узорковање за анализу хемијског састава (просуђивање да ли испуњава стандардне захтеве), преглед металографске структуре, испитивање процеса топлотне обраде и СЕ анализа.
2Тестови резултата и анализа
[ГГ] "Табела 1 [ГГ]" Резултати анализе хемијског састава/% | ||||||||
Састојци | C | Си | Мн | P | S | Цр | Ни | Мо |
ЦФ8М | 0.08 | 1.5 | 1.5 | 0.04 | 0.04 | 18~21 | 9~12 | 2~3 |
Лептир вентил | 0.10 | 0.60 | 0.61 | 0.024 | 0.009 | 18.05 | 9.71 | 1.45 |
2.1Хемијски састав
Резултати анализе хемијског састава и стандардни састав приказани су у [ГГ] "Табела 1 [ГГ]".
2.2Металографска анализа
Металографски примерци изрезани су са зарђале лептир вентила. Након брушења и полирања, они су кородирани воденим раствором хлорида гвожђа, па су посматрани и анализирани на металографском микроскопу Неопхот-32. Металографска структура се састоји од аустенита и још једне врсте састава талога. Теоретски говорећи, аустенитни нерђајући челик би требао добити уједначену аустенитну структуру након нормалне топлотне обраде. Постоје две врсте судова о структури другог талога који се појављује у организацији: један је афаза, а друга је карбид. Услови формирања фазе и карбида су различити, али сви имају заједничку карактеристику, односно осетљивост аустенитног нерђајућег челика на интергрануларну корозију.
Прво се за идентификацију фазе користи метода шарења. Коришћењем алкалног воденог раствора соли црвене крви (10 г црвене соли у крви + 10 г калијум хидроксида +100 мл воде), након што се узорак прокува у овом реагенсу 2 до 4 минута, ферит је жут, карбиди су кородирани, а аустенит је светле боје, σфаза се мења из смеђе у црну. Узорак исечен из лептир вентила је куван у раствору алкалне црвене крви 4 минута горњом методом, а затим је посматран под микроскопом, талози су задржали свој изворни изглед морфологије, и нису пронађене значајне промене. Због тога је одлучено да се користи метода термичке обраде за даље испитивање анализе лица.
2.3 Анализа теста топлотног третмана
Сигмафаза је интерметално једињење са приближно истим атомским односом гвожђа и хрома. Хемијски састав, ферит, хладна деформација и промене температуре утичу на формирање σфазне варијабилне степене. Метода бојења је коришћена за испитивање, а промена фазе таложења није била очигледна под микроскопом, па је метода топлотне обраде коришћена за идентификацију σфазе. Према релевантним информацијама, σфаза се обично формира током дуготрајног старења на 500 ~ 800℃.То је зато што старење на вишим температурама погодује дифузији хрома. Грејање σфазе на вишој температури ће почети да се раствара, а растварање мора бити најмање 920℃или више. Грејање на стабилној температури вишој од σфазе може то да елиминише. Иако је потребно много времена да се формира σфаза, уклањање σфазе генерално захтева само кратко време загревања. Према овој теорији, развијен је процес термичке обраде да би се утврдило да ли се таложена фаза у структури се може уклонити. Узорак исечен из лептир вентила се загрева на 940℃, држано 30 минута, и посматрано и анализирано на металуршком микроскопу Неопхот-32.Након топлотне обраде, исталожена фаза у узорку се не уклања и одржава оригинална морфологија, што доказује да исталожена фаза у структури не мора бити асигмафазна.
2.4 СЕМанализа
Понекад се сигафазни челик не може разликовати помоћу било које методе бојења. Може се идентификовати методом СЕМанализе. Будући да је познато да је σфаза једињење гвожђа и хрома, са садржајем хрома од 42% до 48%, саставни елементи и њихов садржај непознате фазе се мере помоћу ЕД квалитативне и квантитативне анализе, како би се одредити непознату фазу.
Резултати квантитативне анализе матрице и преципитата микро-подручја приказани су у [ГГ] "Табела 2 [ГГ]".
[ГГ] "Табела 2 [ГГ]" ЕДСКвантитативни резултати анализе/% | ||||||
Састојци | Фе | Цр | Ни | Мо | Си | Мн |
Матрик | 70.463 | 16.365 | 10.211 | 1.239 | 0.466 | 1.257 |
Таложена фаза | 56.908 | 33.629 | 3.681 | 4.835 | 0.040 | 0.907 |
ЕДСанализа је показала да је количина талога који садржи хром била 33,6%, значајно већа него у матрициЦрцонтент од 16,3%, док је количина фазе која садржи хром 42%-48%, чиме се негирају талози као σфаза. На основу резултата теста бојења и тест топлотне обраде, верује се да таложена фаза у структури лептир вентила од нерђајућег челика није σфаза. Посматрано по СЕМ, таложена фаза је нека врста еутектичке структуре, која је углавном хром карбид.
Лептир вентил од нерђајућег челика је направљен од никл-хром аустенитног нерђајућег челика, који се обично користи у чврстом стању. На собној температури, његова структура је аустенитна. Аустенитни нерђајући челик има добру отпорност на корозију у широком спектру корозивних медија, посебно у атмосфери. Разлози за корозију лептирастих вентила од нерђајућег челика су следећи:
①На основу резултата горе наведених испитивања, може се утврдити да таложена фаза у структури материјала лептир вентила није σфаза, па феномен рђе на лептир вентилу није узрокован σфазом.
②Кроз СЕМ опажање потврђено је да је преципитирана фаза у структури лептирастог вентила углавном хром -карбид, а ова еутектичка структура је распоређена дуж границе зрна. Резултати ЕДС -анализе показују да је садржај хрома у овом карбиду распоређен на граници зрна значајно Овај карбид је врсте М23Ц6.С таложењем карбида и без додатка дифузије хрома, карбиди хрома се таложе дуж граница аустенитних зрна, формирајући зону осиромашену хромом око карбида, тако да границе аустенитних зрна од нерђајућег челика лако се кородирају. Због тога је карбид таложен дуж границе зрна главни узрок хрђе лептир вентила.
③За аустенитни нерђајући челик након третмана раствором, јер се већина карбида раствара при загревању на високој температури, аустенит је засићен великом количином угљеника и хрома, а аустенит је фиксиран услед накнадног брзог хлађења, тако да материјал има лот Отпорности количника на корозију. Због тога процес термичке обраде треба строго контролисати. Током третмана раствором, радни предмет се загрева до великог одступања да би се потпуно растворио карбид, а затим се брзо хлади да би се добила уједначена структура аустенита. Након третмана раствором, ако се користи споро хлађење, хром -карбид ће се исталожити дуж границе зрна током хлађења процес, што ће резултирати смањењем отпорности материјала на корозију.
