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材質(zhì)為CF8M的不銹鋼蝶閥在使用過(guò)程中泛起銹蝕現象。奧氏體不銹鋼經(jīng)正常熱處理后，室溫下組織應為奧氏體，耐蝕機能很好。為了分析蝶閥的銹蝕原因，在其上取樣進(jìn)行分析。

1試驗方法

取樣進(jìn)行化學(xué)成分分析(判定是否符合尺度要求)、金相組織檢查、熱處理工藝試驗及SEM分析。

2試驗結果及分析

2.1化學(xué)成分

化學(xué)成分分析結果及尺度成分。

2.2金相分析

從泛起銹蝕現象的蝶閥上切取了金相試樣，經(jīng)磨制拋光后，用三氯化鐵水溶液侵蝕，在Neophot-32金相顯徽鏡上觀(guān)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(jīng)正常熱處理后，應得到均一奧氏體組織。組織中泛起的另一析出物畢竟是何組織，有兩種判定：一是σ相，另一種是碳化物。σ相與碳化物形成的前提不同，但都具有一個(gè)共同的特點(diǎn)，那就是造成奧氏體不銹鋼對晶間侵蝕的敏感性。

首先采用了雜色法進(jìn)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，碳化物被侵蝕，奧氏體呈光亮色，σ相由褐色變?yōu)樾Ｓ蒙鲜龇椒▽牡y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(guān)察，析出物保持了原形貌，未發(fā)現顯著(zhù)變化。因此決定采用熱處理的方法進(jìn)一步試臉?lè )治觥?.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。氣體匯流排化學(xué)成分、鐵素體、冷變形、溫變都不同程度地對σ相形成產(chǎn)生影響。采用染色法試驗，在顯微鏡下觀(guān)察析出相變化不顯著(zhù)，故采用了熱處理的方法來(lái)鑒別σ相。有關(guān)資料先容，σ相通常是在500~800℃長(cháng)期時(shí)效中形成的。這是由于較高的溫度下時(shí)效有利于鉻的擴散。再高溫度加熱σ相將開(kāi)始溶解，溶解完畢至少要在920℃以上。在高于σ相的不亂溫度加熱可使之消除。形成σ相所需時(shí)間固然很長(cháng)，但消除σ相一般只要短時(shí)間加熱即可。根據這一理論，制定了熱處理工藝，觀(guān)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(guān)察分析。經(jīng)熱處理后的試樣中的析出相沒(méi)有消除，并保持原形貌，由此證實(shí)了該組織中的析出相有可能不是σ相。

2.3SEM分析

有時(shí)鋼中泛起的σ相，采用任何染色的方法均無(wú)法辨別其頗色，可采用SEM的分析方法來(lái)鑒別。由于已知σ相為鐵與鉻的化合物，含鉻量為42%~48%，通過(guò)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。

EDS分析結果表明，析出物的含鉻量為33.6%，顯著(zhù)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，以為不銹鋼蝶閥組織中的析出相不是σ相。車(chē)間集中供氣系統經(jīng)SEM觀(guān)察析出相為一種共晶組織，是以鉻為主的碳化物。

不銹鋼蝶閥的材料為鎳鉻奧氏體不銹鋼，這種材料一般都在固溶狀態(tài)下使用。在室溫狀態(tài)下，其組織為奧氏體，奧氏體不銹鋼在廣泛的侵蝕介質(zhì)中特別是大氣中具有良好的抗侵蝕能力。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，可判斷蝶閥材料組織中析出相不是σ相，故蝶閥的銹蝕現象不是由σ相引起的。

②通過(guò)SEM觀(guān)察，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顯著(zhù)高于基體。這種碳化物是M23C6型。隨碳化物的析出，又得不到鉻的擴散增補時(shí)，以碳化鉻的形式沿奧氏體晶界析出，在碳化物附近形成貧鉻區，從而奧氏體不銹鋼晶界易被侵蝕。所以沿晶界析出的碳化物是造成蝶閥銹蝕的主要原因。

③經(jīng)固溶處理后的奧氏體不銹鋼，因為在高溫加熱時(shí)大部門(mén)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(lái)，使材料有很商的耐侵蝕性。因此應嚴格控制熱處理工藝，固溶處理時(shí)將工件加熱至高退，使碳化物充分溶解，然后迅速冷卻，得到均一奧氏休組織。固溶處理后，假如采用緩慢冷卻，在冷卻過(guò)程中碳化鉻將沿晶界析出，從而導致材料耐侵蝕機能降低。