日本SMC電磁閥銹蝕原因分析

【資料簡介】

日本SMC電磁閥銹蝕原因分析
日本SMC電磁閥的材料為鎳鉻奧氏體不銹鋼，這種材料一般都在固溶狀態下使用。在室溫狀態下，其組織為奧氏體，奧氏體不銹鋼在廣泛的腐蝕介質中特別是大氣中具有良好的抗腐蝕能力。對不銹鋼蝶閥銹蝕的原因分析如下：
①綜合上述各項試驗的結果，可判定蝶閥材料組織中析出相不是σ相，日本SMC電磁閥的銹蝕現象不是由σ相引起的。 ②通過SEM觀察，就可以確認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分布。EDS分析結果表明這種分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，以碳化鉻的形式沿奧氏體晶界析出，在碳化物周圍形成貧鉻區，從而奧氏體不銹鋼晶界易被腐蝕。
日本SMC電磁閥從出現銹蝕現象的電磁閥上切取了金相試樣，經磨制拋光后，用三氯化鐵水溶液腐蝕，在Neophot-32金相顯徽鏡上觀察分析，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正常熱處理后，應得到均一奧氏體組織。組織中出現的另一析出物究竟是何組織，有兩種判斷：一是σ相，另一種是碳化物。σ相與碳化物形成的條件不同，但都具有一個共同的特點，那就會造成奧氏體不銹鋼對晶間腐蝕的敏感性。
首先采用了雜色法進行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相由褐色變為黑色。用上述方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，在顯徽鏡下觀察，析出物保持了原形貌，未發現明顯變化。所以決定采用熱處理的方法進一步試臉分析。2.3熱處理試驗分析
σ相是一種鐵鉻原子比例大致相等的金屬間化合物?；瘜W成分、鐵素體、冷變形、溫變都不同程度地對σ相形成產生影響。采用染色法試驗，在顯微鏡下觀察析出相變化不明顯，故采用了熱處理的方法來鑒別σ相。有關資料介紹，σ相通常是在500~800℃長期時效中形成的。這是因為較高的溫度下時效有利于鉻的擴散。再高溫度加熱σ相將開始溶解，溶解完畢至少要在920℃以上。在高于σ相的穩定溫度加熱可使之消除。形成σ相所需時間雖然很長，但消除σ相一般只要短時間加熱即可。根據這一理論，制定了熱處理工藝，觀察組織中的析出相是否可以消除。將從蝶閥上切取的試樣加熱到940℃，保溫30min，然后在Neophot-32金相顯微鏡上觀察分析。經熱處理后的試樣中的析出相沒有消除，并保持原形貌，由此證明了該組織中的析出相有可能不是σ相。
2.日本SMC電磁閥分析 日本SMC電磁閥采用任何染色的方法均無法辨別其頗色，可采用SEM的分析方法來鑒別。因為已知σ相為鐵與鉻的化合物，含鉻量為42%~48%，通過EDS定性和定量分析測出未知相的組成元素及其含量，從而確定未知相。
而經過EDS分析結果表明，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%，因而否認析出相為σ相。綜合染色試臉、熱處理試驗的結果，認為不銹鋼蝶閥組織中的析出相不是σ相。經SEM觀察析出相為一種共晶組織，是以鉻為主的碳化物。

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