1. Teste Teórico e Análise
Dos 3válvulas de pneusamostras fornecidas pela empresa, 2 são válvulas e 1 é uma válvula que ainda não foi utilizada. Para A e B, a válvula que não foi utilizada está marcada em cinza. Figura abrangente 1. A superfície externa da válvula A é rasa, a superfície externa da válvula B é a superfície, a superfície externa da válvula C é a superfície e a superfície externa da válvula C é a superfície. As válvulas A e B estão cobertas com produtos de corrosão. As válvulas A e B estão rachadas nas curvas, a parte externa da curva está ao longo da válvula, a boca do anel da válvula B está rachada na extremidade e a seta branca entre as superfícies rachadas na superfície da válvula A está marcada . Do exposto, as rachaduras estão por toda parte, as rachaduras são as maiores e as rachaduras estão por toda parte.
Uma seção doválvula de pneuAs amostras A, B e C foram cortadas da curva, e a morfologia da superfície foi observada com um microscópio eletrônico de varredura ZEISS-SUPRA55, e a composição da microárea foi analisada com EDS. A Figura 2 (a) mostra a microestrutura da superfície da válvula B. Pode-se observar que existem muitas partículas brancas e brilhantes na superfície (indicadas pelas setas brancas na figura), e a análise EDS das partículas brancas possui um alto teor de S. Os resultados da análise do espectro de energia das partículas brancas são mostrados na Figura 2 (b).
As Figuras 2 (c) e (e) são as microestruturas superficiais da válvula B. Pode-se observar na Figura 2 (c) que a superfície está quase inteiramente coberta por produtos de corrosão, e os elementos corrosivos dos produtos de corrosão por análise de espectro de energia incluem principalmente S, Cl e O, o conteúdo de S em posições individuais é maior, e os resultados da análise do espectro de energia são mostrados na Fig. Pode-se observar na Figura 2 (e) que existem microfissuras ao longo do anel da válvula na superfície da válvula A. As Figuras 2 (f) e (g) são as micromorfologias superficiais da válvula C, a superfície também é completamente coberto por produtos de corrosão, e os elementos corrosivos também incluem S, Cl e O, semelhante à Figura 2 (e). A razão para a fissuração pode ser a fissuração por corrosão sob tensão (SCC) proveniente da análise do produto de corrosão na superfície da válvula. A Figura 2 (h) também mostra a microestrutura superficial da válvula C. Pode-se observar que a superfície é relativamente limpa, e a composição química da superfície analisada por EDS é semelhante à da liga de cobre, indicando que a válvula é não corroído. Ao comparar a morfologia microscópica e a composição química das três superfícies da válvula, mostra-se que existem meios corrosivos como S, O e Cl no ambiente circundante.
A trinca da válvula B foi aberta através do teste de flexão, e constatou-se que a trinca não penetrou em toda a seção transversal da válvula, rachou no lado da curvatura traseira e não quebrou no lado oposto à curvatura traseira da válvula. A inspeção visual da fratura mostra que a cor da fratura é escura, indicando que a fratura está corroída, e algumas partes da fratura são de cor escura, o que indica que a corrosão é mais grave nessas partes. A fratura da válvula B foi observada em microscópio eletrônico de varredura, conforme mostrado na Figura 3. A Figura 3 (a) mostra o aspecto macroscópico da fratura da válvula B. Pode-se observar que a fratura externa próxima à válvula foi coberta por produtos de corrosão, indicando novamente a presença de meios corrosivos no ambiente circundante. De acordo com a análise do espectro de energia, os componentes químicos do produto de corrosão são principalmente S, Cl e O, e os conteúdos de S e O são relativamente elevados, como mostrado na Fig. Observando a superfície da fratura, verifica-se que o padrão de crescimento da trinca é do tipo cristalino. Um grande número de fissuras secundárias também pode ser visto observando a fratura em ampliações maiores, como mostrado na Figura 3 (c). As fissuras secundárias estão marcadas com setas brancas na figura. Os produtos de corrosão e os padrões de crescimento de trincas na superfície da fratura mostram novamente as características da trinca por corrosão sob tensão.
A fratura da válvula A não foi aberta, remova uma seção da válvula (incluindo a posição rachada), esmerilhe e polir a seção axial da válvula e use Fe Cl3 (5 g) + HCl (50 mL) + C2H5OH ( 100 mL) da solução foi atacada e a estrutura metalográfica e a morfologia do crescimento da trinca foram observadas com microscópio óptico Zeiss Axio Observer A1m. A Figura 4 (a) mostra a estrutura metalográfica da válvula, que é uma estrutura de fase dupla α + β, e β é relativamente fino e granular e distribuído na matriz de fase α. Os padrões de propagação de fissuras nas fissuras circunferenciais são mostrados na Figura 4 (a), (b). Como as superfícies das fissuras estão preenchidas com produtos de corrosão, o espaço entre as duas superfícies das fissuras é grande e é difícil distinguir os padrões de propagação das fissuras. fenômeno de bifurcação. Muitas fissuras secundárias (marcadas com setas brancas na figura) também foram observadas nesta fissura primária, ver Fig. 4 (c), e estas fissuras secundárias propagaram-se ao longo do grão. A amostra da válvula gravada foi observada por MEV e constatou-se que havia muitas microfissuras em outras posições paralelas à trinca principal. Essas microfissuras originaram-se da superfície e se expandiram para o interior da válvula. As fissuras apresentavam bifurcação e se estendiam ao longo da fibra, ver Figura 4 (c), (d). O ambiente e o estado de tensão dessas microfissuras são quase iguais aos da fissura principal, portanto pode-se inferir que a forma de propagação da fissura principal também é intergranular, o que também é confirmado pela observação da fratura da válvula B. O fenômeno de bifurcação de a rachadura mostra novamente as características de corrosão sob tensão da válvula.
2. Análise e Discussão
Resumindo, pode-se inferir que o dano da válvula é causado pela corrosão sob tensão causada pelo SO2. A fissuração por corrosão sob tensão geralmente precisa atender a três condições: (1) materiais sensíveis à corrosão sob tensão; (2) meio corrosivo sensível a ligas de cobre; (3) certas condições de estresse.
Acredita-se geralmente que os metais puros não sofrem corrosão sob tensão e todas as ligas são suscetíveis à corrosão sob tensão em graus variados. Para materiais de latão, acredita-se geralmente que a estrutura bifásica tem maior suscetibilidade à corrosão sob tensão do que a estrutura monofásica. Foi relatado na literatura que quando o teor de Zn no material de latão excede 20%, ele apresenta maior suscetibilidade à corrosão sob tensão, e quanto maior o teor de Zn, maior a suscetibilidade à corrosão sob tensão. A estrutura metalográfica do bico de gás, neste caso, é uma liga bifásica α+β, e o teor de Zn é de cerca de 35%, excedendo em muito 20%, por isso tem uma alta sensibilidade à corrosão sob tensão e atende às condições de material exigidas para tensão. fissuração por corrosão.
Para materiais de latão, se o recozimento para alívio de tensão não for realizado após a deformação por trabalho a frio, a corrosão sob tensão ocorrerá sob condições de tensão adequadas e ambientes corrosivos. A tensão que causa a fissuração por corrosão sob tensão é geralmente a tensão de tração local, que pode ser tensão aplicada ou tensão residual. Depois que o pneu do caminhão for inflado, será gerada tensão de tração ao longo da direção axial do bocal de ar devido à alta pressão no pneu, o que causará rachaduras circunferenciais no bocal de ar. A tensão de tração causada pela pressão interna do pneu pode ser simplesmente calculada de acordo com σ=p R/2t (onde p é a pressão interna do pneu, R é o diâmetro interno da válvula e t é a espessura da parede de a válvula). Porém, em geral, a tensão de tração gerada pela pressão interna do pneu não é muito grande, e o efeito da tensão residual deve ser considerado. As posições de fissuração dos bicos de gás estão todas na curvatura posterior, e é óbvio que a deformação residual na curvatura posterior é grande e há uma tensão de tração residual ali. Na verdade, em muitos componentes práticos de liga de cobre, a fissuração por corrosão sob tensão raramente é causada por tensões de projeto, e a maioria delas é causada por tensões residuais que não são vistas e ignoradas. Neste caso, na curva traseira da válvula, a direção da tensão de tração gerada pela pressão interna do pneu é consistente com a direção da tensão residual, e a superposição dessas duas tensões fornece a condição de tensão para o SCC .
3. Conclusão e sugestões
Conclusão:
A quebra doválvula de pneué causada principalmente por fissuras por corrosão sob tensão causadas por SO2.
Sugestão
(1) Rastreie a fonte do meio corrosivo no ambiente ao redor doválvula de pneu, e tente evitar o contato direto com o meio corrosivo circundante. Por exemplo, uma camada de revestimento anticorrosivo pode ser aplicada à superfície da válvula.
(2) A tensão de tração residual do trabalho a frio pode ser eliminada por processos apropriados, como recozimento para alívio de tensão após flexão.
Horário da postagem: 23 de setembro de 2022