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為什么不銹鋼蝶閥會生銹呢？
點擊次數(shù)：490 發(fā)布時間：2014-6-20
不銹鋼蝶閥在運用過程中呈現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。經(jīng)過金相組織剖析、染色試臉、熱處置試臉、SEM等實驗剖析，找到了資料銹蝕的關(guān)鍵要素是由于資料中沿晶界的碳化物析出構(gòu)成貧鉻區(qū)，從而形成不不銹鋼蝶閥銹蝕。
材質(zhì)為CF8M的不銹鋼蝶閥在運用過程中呈現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。奧氏體不銹鋼經(jīng)正常熱處置后，室溫下組織應(yīng)為奧氏體，耐蝕性能很好。為了剖析蝶閥的銹蝕緣由，在其上取樣停止剖析。
1實驗辦法
取樣停止化學(xué)成分剖析(判別能否契合規(guī)范請求)、金相組織檢查、熱處置工藝實驗及SEM剖析。
2實驗結(jié)果及剖析
2.1化學(xué)成分
化學(xué)成分剖析結(jié)果及規(guī)范成分。
2.2金相剖析
從呈現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象的蝶閥上切取了金相試樣，經(jīng)磨制拋光后，用三氯化鐵水溶液腐蝕，在Neophot-32金相顯徽鏡上察看剖析，其金相組織由奧氏體與另一種析出物組成。從理論上講奧氏體不銹鋼經(jīng)正常熱處置后，應(yīng)得到均一奧氏體組織。組織中呈現(xiàn)的另一析出物終究是何組織，有兩種判別：一是σ相，另一種是碳化物。σ相與碳化物構(gòu)成的條件不同，但都具有一個共同的特性，那就是形成奧氏體不銹鋼對晶間腐蝕的敏理性。
首先采用了正色法停止σ相的鑒別。采用堿性赤血鹽水溶液(赤血鹽10g+氫氧化鉀10g+水100ml)，試樣在該試劑中煮沸2~4min后，鐵素體呈黃色，碳化物被腐蝕，奧氏體呈光亮色，σ相由褐色變?yōu)楹谏?。用上述辦法將從蝶閥上切取的試樣在堿性赤血鹽水溶液中煮沸4min后，在顯徽鏡下察看，析出物堅持了原形貌，未發(fā)現(xiàn)明顯變化。因而決議采用熱處置的辦法進(jìn)一步試臉剖析。
2.3熱處置實驗剖析
σ相是一種鐵鉻原子比例大致相等的金屬間化合物?；瘜W(xué)成分、鐵素體、冷變形、溫變都不同水平地對σ相構(gòu)成產(chǎn)生影響。采用染色法實驗，在顯微鏡下察看析出相變化不明顯，故采用了熱處置的辦法來鑒別σ相。有關(guān)材料引見，σ相通常是在500~800℃長期時效中構(gòu)成的。這是由于較高的溫度下時效有利于鉻的擴散。再高溫度加熱σ相將開端溶解，溶解終了至少要在920℃以上。在高于σ相的穩(wěn)定溫度加熱可使之消弭。構(gòu)成σ相所需時間固然很長，但消弭σ相普通只需短時間加熱即可。依據(jù)這一理論，制定了熱處置工藝，察看組織中的析出相能否能夠消弭。將從蝶閥上切取的試樣加熱到940℃，保溫30min，然后在Neophot-32金相顯微鏡上察看剖析。經(jīng)熱處置后的試樣中的析出相沒有消弭，并堅持原形貌，由此證明了該組織中的析出相有可能不是σ相。
2.3SEM剖析
有時鋼中呈現(xiàn)的σ相，采用任何染色的辦法均無法區(qū)分其頗色，可采用SEM的剖析辦法來鑒別。由于已知σ相為鐵與鉻的化合物，含鉻量為42%~48%，經(jīng)過EDS定性和定量剖析測出未知相的組成元素及其含量，從而肯定未知相。
EDS剖析結(jié)果標(biāo)明，析出物的含鉻量為33.6%，明顯高于基體中的Cr含量16.3%，而σ相的含鉻量是42%~48%，因此承認(rèn)析出相為σ相。綜合染色試臉、熱處置實驗的結(jié)果，以為不銹鋼蝶閥組織中的析出相不是σ相。經(jīng)SEM察看析出相為一種共晶組織，是以鉻為主的碳化物。
不銹鋼蝶閥的資料為鎳鉻奧氏體不銹鋼，這種資料普通都在固溶狀態(tài)下運用。在室溫狀態(tài)下，其組織為奧氏體，奧氏體不銹鋼在普遍的腐蝕介質(zhì)中特別是大氣中具有良好的抗腐蝕才能。對不銹鋼蝶閥銹蝕的緣由剖析如下：
?、倬C合上述各項實驗的結(jié)果，可斷定蝶閥資料組織中析出相不是σ相，故蝶閥的銹蝕現(xiàn)象不是由σ相惹起的。
?、诮?jīng)過SEM察看，確認(rèn)蝶閥的組織中析出相是以鉻為主的碳化物，這種共晶組織沿晶界散布。EDS剖析結(jié)果標(biāo)明這種散布在晶界上的碳化物鉻含量明顯高于基體。這種碳化物是M23C6型。隨碳化物的析出，又得不到鉻的擴散補充時，以碳化鉻的方式沿奧氏體晶界析出，在碳化物四周構(gòu)成貧鉻區(qū)，從而奧氏體不銹鋼晶界易被腐蝕。所以沿晶界析出的碳化物是形成蝶閥銹蝕的主要緣由。
③經(jīng)固溶處置后的奧氏體不銹鋼，由于在高溫加熱時大局部碳化物被溶解，奧氏體中飽和了大量的碳與鉻，并因隨后的快速冷卻而固定下來，使資料有很商的耐腐蝕性。因而應(yīng)嚴(yán)厲控制熱處置工藝，固溶處置時將工件加熱至高退，使碳化物充沛溶解，然后疾速冷卻，得到均一奧氏休組織。固溶處置后，假如采用遲緩冷卻，在冷卻過程中碳化鉻將沿晶界析出，從而招致資料耐腐蝕性能降低。
材質(zhì)為CF8M的不銹鋼蝶閥在運用過程中呈現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。奧氏體不銹鋼經(jīng)正常熱處置后，室溫下組織應(yīng)為奧氏體，耐蝕性能很好。為了剖析蝶閥的銹蝕緣由，在其上取樣停止剖析。
1實驗辦法
取樣停止化學(xué)成分剖析(判別能否契合規(guī)范請求)、金相組織檢查、熱處置工藝實驗及SEM剖析。
2實驗結(jié)果及剖析
2.1化學(xué)成分
化學(xué)成分剖析結(jié)果及規(guī)范成分。
2.2金相剖析
從呈現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象的蝶閥上切取了金相試樣，經(jīng)磨制拋光后，用三氯化鐵水溶液腐蝕，在Neophot-32金相顯徽鏡上察看剖析，其金相組織由奧氏體與另一種析出物組成。從理論上講奧氏體不銹鋼經(jīng)正常熱處置后，應(yīng)得到均一奧氏體組織。組織中呈現(xiàn)的另一析出物終究是何組織，有兩種判別：一是σ相，另一種是碳化物。σ相與碳化物構(gòu)成的條件不同，但都具有一個共同的特性，那就是形成奧氏體不銹鋼對晶間腐蝕的敏理性。
首先采用了正色法停止σ相的鑒別。采用堿性赤血鹽水溶液(赤血鹽10g+氫氧化鉀10g+水100ml)，試樣在該試劑中煮沸2~4min后，鐵素體呈黃色，碳化物被腐蝕，奧氏體呈光亮色，σ相由褐色變?yōu)楹谏?。用上述辦法將從蝶閥上切取的試樣在堿性赤血鹽水溶液中煮沸4min后，在顯徽鏡下察看，析出物堅持了原形貌，未發(fā)現(xiàn)明顯變化。因而決議采用熱處置的辦法進(jìn)一步試臉剖析。
2.3熱處置實驗剖析
σ相是一種鐵鉻原子比例大致相等的金屬間化合物?；瘜W(xué)成分、鐵素體、冷變形、溫變都不同水平地對σ相構(gòu)成產(chǎn)生影響。采用染色法實驗，在顯微鏡下察看析出相變化不明顯，故采用了熱處置的辦法來鑒別σ相。有關(guān)材料引見，σ相通常是在500~800℃長期時效中構(gòu)成的。這是由于較高的溫度下時效有利于鉻的擴散。再高溫度加熱σ相將開端溶解，溶解終了至少要在920℃以上。在高于σ相的穩(wěn)定溫度加熱可使之消弭。構(gòu)成σ相所需時間固然很長，但消弭σ相普通只需短時間加熱即可。依據(jù)這一理論，制定了熱處置工藝，察看組織中的析出相能否能夠消弭。將從蝶閥上切取的試樣加熱到940℃，保溫30min，然后在Neophot-32金相顯微鏡上察看剖析。經(jīng)熱處置后的試樣中的析出相沒有消弭，并堅持原形貌，由此證明了該組織中的析出相有可能不是σ相。
2.3SEM剖析
有時鋼中呈現(xiàn)的σ相，采用任何染色的辦法均無法區(qū)分其頗色，可采用SEM的剖析辦法來鑒別。由于已知σ相為鐵與鉻的化合物，含鉻量為42%~48%，經(jīng)過EDS定性和定量剖析測出未知相的組成元素及其含量，從而肯定未知相。
EDS剖析結(jié)果標(biāo)明，析出物的含鉻量為33.6%，明顯高于基體中的Cr含量16.3%，而σ相的含鉻量是42%~48%，因此承認(rèn)析出相為σ相。綜合染色試臉、熱處置實驗的結(jié)果，以為不銹鋼蝶閥組織中的析出相不是σ相。經(jīng)SEM察看析出相為一種共晶組織，是以鉻為主的碳化物。
不銹鋼蝶閥的資料為鎳鉻奧氏體不銹鋼，這種資料普通都在固溶狀態(tài)下運用。在室溫狀態(tài)下，其組織為奧氏體，奧氏體不銹鋼在普遍的腐蝕介質(zhì)中特別是大氣中具有良好的抗腐蝕才能。對不銹鋼蝶閥銹蝕的緣由剖析如下：
?、倬C合上述各項實驗的結(jié)果，可斷定蝶閥資料組織中析出相不是σ相，故蝶閥的銹蝕現(xiàn)象不是由σ相惹起的。
?、诮?jīng)過SEM察看，確認(rèn)蝶閥的組織中析出相是以鉻為主的碳化物，這種共晶組織沿晶界散布。EDS剖析結(jié)果標(biāo)明這種散布在晶界上的碳化物鉻含量明顯高于基體。這種碳化物是M23C6型。隨碳化物的析出，又得不到鉻的擴散補充時，以碳化鉻的方式沿奧氏體晶界析出，在碳化物四周構(gòu)成貧鉻區(qū)，從而奧氏體不銹鋼晶界易被腐蝕。所以沿晶界析出的碳化物是形成蝶閥銹蝕的主要緣由。
③經(jīng)固溶處置后的奧氏體不銹鋼，由于在高溫加熱時大局部碳化物被溶解，奧氏體中飽和了大量的碳與鉻，并因隨后的快速冷卻而固定下來，使資料有很商的耐腐蝕性。因而應(yīng)嚴(yán)厲控制熱處置工藝，固溶處置時將工件加熱至高退，使碳化物充沛溶解，然后疾速冷卻，得到均一奧氏休組織。固溶處置后，假如采用遲緩冷卻，在冷卻過程中碳化鉻將沿晶界析出，從而招致資料耐腐蝕性能降低。