१. सैद्धान्तिक परीक्षण र विश्लेषण
३ मध्येटायर भल्भहरूकम्पनीले उपलब्ध गराएको नमुनाहरूमा, २ वटा भल्भहरू हुन्, र १ वटा भल्भ हो जुन अहिलेसम्म प्रयोग गरिएको छैन। A र B को लागि, प्रयोग नगरिएको भल्भलाई खैरो रंगले चिन्ह लगाइएको छ। विस्तृत चित्र १. भल्भ A को बाहिरी सतह उथले छ, भल्भ B को बाहिरी सतह सतह हो, भल्भ C को बाहिरी सतह सतह हो, र भल्भ C को बाहिरी सतह सतह हो। भल्भ A र B जंग उत्पादनहरूले ढाकिएका छन्। भल्भ A र B मोडहरूमा क्र्याक छन्, बेन्डको बाहिरी भाग भल्भको छेउमा छ, भल्भ रिंग माउथ B अन्त्यतिर क्र्याक छ, र भल्भ A को सतहमा क्र्याक सतहहरू बीचको सेतो तीर चिन्ह लगाइएको छ। माथिबाट, दरारहरू जताततै छन्, दरारहरू सबैभन्दा ठूला छन्, र दरारहरू जताततै छन्।
को एक खण्डटायर भल्भA, B, र C नमूनाहरू मोडबाट काटिएका थिए, र ZEISS-SUPRA55 स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपको साथ सतह आकारविज्ञान अवलोकन गरिएको थियो, र EDS मार्फत सूक्ष्म-क्षेत्र संरचनाको विश्लेषण गरिएको थियो। चित्र २ (a) ले भल्भ B सतहको सूक्ष्म संरचना देखाउँछ। यो देख्न सकिन्छ कि सतहमा धेरै सेतो र उज्यालो कणहरू छन् (चित्रमा सेतो तीरहरू द्वारा संकेत गरिएको), र सेतो कणहरूको EDS विश्लेषणमा S को उच्च सामग्री छ। सेतो कणहरूको ऊर्जा स्पेक्ट्रम विश्लेषण परिणामहरू चित्र २ (b) मा देखाइएको छ।
चित्र २ (c) र (e) भल्भ B को सतह सूक्ष्म संरचनाहरू हुन्। चित्र २ (c) बाट देख्न सकिन्छ कि सतह लगभग पूर्ण रूपमा जंग उत्पादनहरूले ढाकिएको छ, र ऊर्जा स्पेक्ट्रम विश्लेषण द्वारा जंग उत्पादनहरूको संक्षारक तत्वहरूमा मुख्यतया S, Cl र O समावेश छन्, व्यक्तिगत स्थितिहरूमा S को सामग्री उच्च छ, र ऊर्जा स्पेक्ट्रम विश्लेषण परिणामहरू चित्र २ (d) मा देखाइएको छ। चित्र २ (e) बाट देख्न सकिन्छ कि भल्भ A को सतहमा भल्भ रिंगको साथ सूक्ष्म-दरारहरू छन्। चित्र २ (f) र (g) भल्भ C को सतह सूक्ष्म-रूपहरू हुन्, सतह पनि पूर्ण रूपमा जंग उत्पादनहरूले ढाकिएको छ, र संक्षारक तत्वहरूमा S, Cl र O पनि समावेश छन्, चित्र २ (e) जस्तै। क्र्याकिङको कारण भल्भ सतहमा जंग उत्पादन विश्लेषणबाट तनाव जंग क्र्याकिङ (SCC) हुन सक्छ। चित्र २(h) पनि भल्भ C को सतह सूक्ष्म संरचना हो। यो देख्न सकिन्छ कि सतह अपेक्षाकृत सफा छ, र EDS द्वारा विश्लेषण गरिएको सतहको रासायनिक संरचना तामाको मिश्र धातुसँग मिल्दोजुल्दो छ, जसले भल्भ क्षय भएको छैन भनेर संकेत गर्दछ। तीन भल्भ सतहहरूको सूक्ष्म आकारविज्ञान र रासायनिक संरचनाको तुलना गरेर, वरपरको वातावरणमा S, O र Cl जस्ता संक्षारक माध्यमहरू रहेको देखाइएको छ।
भल्भ B को दरार झुकाउने परीक्षण मार्फत खोलियो, र यो पत्ता लाग्यो कि दरार भल्भको सम्पूर्ण क्रस-सेक्शनमा प्रवेश गरेन, ब्याकबेन्डको छेउमा फुट्यो, र भल्भको ब्याकबेन्डको विपरीत छेउमा फुटेन। फ्र्याक्चरको दृश्य निरीक्षणले फ्र्याक्चरको रंग गाढा देखाउँछ, जसले फ्र्याक्चरमा क्षय भएको संकेत गर्दछ, र फ्र्याक्चरको केही भागहरू गाढा रंगका छन्, जसले यी भागहरूमा क्षय बढी गम्भीर छ भनेर संकेत गर्दछ। चित्र ३ मा देखाइए अनुसार, भल्भ B को फ्र्याक्चर स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप अन्तर्गत अवलोकन गरिएको थियो। चित्र ३ (क) ले भल्भ B फ्र्याक्चरको म्याक्रोस्कोपिक उपस्थिति देखाउँछ। यो देख्न सकिन्छ कि भल्भ नजिकको बाहिरी फ्र्याक्चर जंग उत्पादनहरूले ढाकिएको छ, जसले फेरि वरपरको वातावरणमा संक्षारक मिडियाको उपस्थितिलाई संकेत गर्दछ। ऊर्जा स्पेक्ट्रम विश्लेषण अनुसार, जंग उत्पादनको रासायनिक घटकहरू मुख्यतया S, Cl र O हुन्, र S र O को सामग्रीहरू तुलनात्मक रूपमा उच्च छन्, जस्तै चित्र ३ (ख) मा देखाइएको छ। फ्र्याक्चर सतह अवलोकन गर्दा, क्रिस्टल प्रकारको साथमा दरार वृद्धि ढाँचा रहेको पाइएको छ। चित्र ३(ग) मा देखाइए अनुसार, उच्च म्याग्निफिकेसनमा फ्र्याक्चर अवलोकन गर्दा ठूलो संख्यामा माध्यमिक दरारहरू पनि देख्न सकिन्छ। चित्रमा माध्यमिक दरारहरू सेतो तीरहरूले चिन्ह लगाइएका छन्। फ्र्याक्चर सतहमा क्षरण उत्पादनहरू र दरार वृद्धि ढाँचाहरूले फेरि तनाव क्षरण क्र्याकिंगको विशेषताहरू देखाउँछन्।
भल्भ A को फ्र्याक्चर खोलिएको छैन, भल्भको एक खण्ड हटाउनुहोस् (चर्किएको स्थिति सहित), भल्भको अक्षीय खण्डलाई पीस्नुहोस् र पालिस गर्नुहोस्, र Fe Cl3 (5 g) +HCl (50 mL) + C2H5OH (100 mL) घोल प्रयोग गर्नुहोस् नक्काशी गरिएको थियो, र Zeiss Axio Observer A1m अप्टिकल माइक्रोस्कोपको साथ मेटलोग्राफिक संरचना र दरार वृद्धि आकारविज्ञान अवलोकन गरिएको थियो। चित्र ४ (a) ले भल्भको मेटलोग्राफिक संरचना देखाउँछ, जुन α+β दोहोरो-चरण संरचना हो, र β अपेक्षाकृत राम्रो र दानेदार छ र α-चरण म्याट्रिक्समा वितरित छ। परिधि दरारहरूमा दरार प्रसार ढाँचाहरू चित्र ४(a), (b) मा देखाइएको छ। दरार सतहहरू जंग उत्पादनहरूले भरिएको हुनाले, दुई दरार सतहहरू बीचको खाडल फराकिलो छ, र दरार प्रसार ढाँचाहरू छुट्याउन गाह्रो छ। विभाजन घटना। यस प्राथमिक दरारमा धेरै माध्यमिक दरारहरू (चित्रमा सेतो तीरले चिन्ह लगाइएको) पनि अवलोकन गरिएको थियो, चित्र ४(ग) हेर्नुहोस्, र यी माध्यमिक दरारहरू दानासँगै फैलिएका थिए। Etched भल्भ नमूना SEM द्वारा अवलोकन गरिएको थियो, र यो पत्ता लाग्यो कि मुख्य दरारको समानान्तर अन्य स्थानहरूमा धेरै सूक्ष्म-दरारहरू थिए। यी सूक्ष्म-दरारहरू सतहबाट उत्पन्न भएका थिए र भल्भको भित्री भागमा फैलिएका थिए। दरारहरूमा विभाजन थियो र दानासँगै फैलिएको थियो, चित्र ४(ग), (घ) हेर्नुहोस्। यी सूक्ष्म-दरारहरूको वातावरण र तनाव अवस्था लगभग मुख्य दरारको जस्तै हो, त्यसैले यो अनुमान गर्न सकिन्छ कि मुख्य दरारको प्रसार रूप पनि अन्तर-दानादार छ, जुन भल्भ B को फ्र्याक्चर अवलोकनबाट पनि पुष्टि हुन्छ। दरारको विभाजन घटनाले फेरि भल्भको तनाव क्षरण क्र्याकिंगको विशेषताहरू देखाउँछ।
२. विश्लेषण र छलफल
संक्षेपमा भन्नु पर्दा, यो अनुमान गर्न सकिन्छ कि भल्भको क्षति SO2 को कारणले हुने तनाव क्षरण क्र्याकिंगको कारणले हुन्छ। तनाव क्षरण क्र्याकिंगले सामान्यतया तीन अवस्थाहरू पूरा गर्न आवश्यक छ: (१) तनाव क्षरणको लागि संवेदनशील सामग्री; (२) तामा मिश्र धातुहरूको लागि संवेदनशील संक्षारक माध्यम; (३) निश्चित तनाव अवस्थाहरू।
सामान्यतया यो विश्वास गरिन्छ कि शुद्ध धातुहरू तनाव क्षरणबाट ग्रस्त हुँदैनन्, र सबै मिश्र धातुहरू फरक-फरक डिग्रीमा तनाव क्षरणको लागि संवेदनशील हुन्छन्। पीतल सामग्रीहरूको लागि, यो सामान्यतया विश्वास गरिन्छ कि दोहोरो-चरण संरचनामा एकल-चरण संरचना भन्दा बढी तनाव क्षरण संवेदनशीलता हुन्छ। साहित्यमा यो रिपोर्ट गरिएको छ कि जब पीतल सामग्रीमा Zn सामग्री २०% भन्दा बढी हुन्छ, यसमा उच्च तनाव क्षरण संवेदनशीलता हुन्छ, र Zn सामग्री जति उच्च हुन्छ, तनाव क्षरण संवेदनशीलता त्यति नै उच्च हुन्छ। यस अवस्थामा ग्यास नोजलको मेटलोग्राफिक संरचना α+β दोहोरो-चरण मिश्र धातु हो, र Zn सामग्री लगभग ३५% छ, २०% भन्दा धेरै, त्यसैले यसमा उच्च तनाव क्षरण संवेदनशीलता छ र तनाव क्षरण क्र्याकिंगको लागि आवश्यक सामग्री अवस्थाहरू पूरा गर्दछ।
पीतलका सामग्रीहरूको लागि, यदि चिसो काम गर्ने विकृति पछि तनाव राहत एनिलिङ गरिएन भने, उपयुक्त तनाव अवस्था र संक्षारक वातावरणमा तनाव क्षरण हुनेछ। तनाव क्षरण क्र्याकिंग निम्त्याउने तनाव सामान्यतया स्थानीय तन्य तनाव हो, जुन लागू तनाव वा अवशिष्ट तनाव हुन सक्छ। ट्रकको टायर फुलाएपछि, टायरमा उच्च चापको कारणले हावा नोजलको अक्षीय दिशामा तन्य तनाव उत्पन्न हुनेछ, जसले हावा नोजलमा परिधि दरारहरू निम्त्याउनेछ। टायरको आन्तरिक दबाबको कारणले हुने तन्य तनावलाई σ=p R/2t (जहाँ p टायरको आन्तरिक दबाब हो, R भल्भको भित्री व्यास हो, र t भल्भको भित्ता मोटाई हो) अनुसार गणना गर्न सकिन्छ। यद्यपि, सामान्यतया, टायरको आन्तरिक दबाबबाट उत्पन्न हुने तन्य तनाव धेरै ठूलो हुँदैन, र अवशिष्ट तनावको प्रभावलाई विचार गर्नुपर्छ। ग्यास नोजलहरूको क्र्याकिंग स्थितिहरू सबै ब्याकबेन्डमा हुन्छन्, र यो स्पष्ट छ कि ब्याकबेन्डमा अवशिष्ट विकृति ठूलो छ, र त्यहाँ अवशिष्ट तन्य तनाव छ। वास्तवमा, धेरै व्यावहारिक तामा मिश्र धातुका कम्पोनेन्टहरूमा, डिजाइन तनावका कारण तनाव क्षरण क्र्याकिङ विरलै हुन्छ, र तीमध्ये धेरैजसो अवशिष्ट तनावका कारण हुन्छन् जुन देखिँदैन र बेवास्ता गरिन्छ। यस अवस्थामा, भल्भको पछाडिको मोडमा, टायरको आन्तरिक दबाबबाट उत्पन्न हुने तन्य तनावको दिशा अवशिष्ट तनावको दिशासँग मिल्दोजुल्दो हुन्छ, र यी दुई तनावहरूको सुपरपोजिसनले SCC को लागि तनाव अवस्था प्रदान गर्दछ।
निष्कर्ष र सुझावहरू
निष्कर्ष:
को क्र्याकिंगटायर भल्भयो मुख्यतया SO2 को कारणले हुने तनाव क्षरण क्र्याकिंगको कारणले हुन्छ।
सुझाव
(१) वरपरको वातावरणमा संक्षारक माध्यमको स्रोत पत्ता लगाउनुहोस्टायर भल्भ, र वरपरको संक्षारक माध्यमसँग प्रत्यक्ष सम्पर्कबाट बच्न प्रयास गर्नुहोस्। उदाहरणका लागि, भल्भको सतहमा एन्टी-क्रोसन कोटिंगको तह लगाउन सकिन्छ।
(२) चिसो काम गर्दा हुने अवशिष्ट तन्य तनावलाई उपयुक्त प्रक्रियाहरूद्वारा हटाउन सकिन्छ, जस्तै झुकेपछि तनाव राहत एनिलिङ।
पोस्ट समय: सेप्टेम्बर-२३-२०२२
