Page 61 - 理化检验-物理分册2023年第三期
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于艳敏, 等: 球阀表面渗碳凹坑及黑斑产生原因
为18.9% , 碳元素作为表面硬质改性的少量添加元 损失, 并形成凹坑和黑斑。
素, 约占基体成分含量的 1 / 5 ; 黑色块状析出相中 参考文献:
C 、 Fe元素含量比约为 1825.3% , 高浓度的碳元素
形成偏聚效应, 集合成硬质质点, 约为基体成分的 [ 1 ] 李明凯, 赵雄翔, 康贺铭, 等. 渗碳 Cr-Ni高强硬度合
18 倍, 其 他 区 域 的 C 、 Fe 元 素 含 量 比 均 介 于 金钢超高周疲劳寿命预测 [ J ] . 材料科学与 工 艺,
2022 , 30 ( 1 ): 69-75.
18.9%~1825.3% 。
[ 2 ] 黄瑞, 刘湘江, 黄宗泽.R18CrNi8 钢制渗碳针阀体失
2 综合分析 效分析[ J ] . 宝钢技术, 2021 ( 2 ): 43-47.
[ 3 ] 卢艳东, 田洪志. 超级双相不锈钢球阀腐蚀泄漏预防
由上述理化检验结果可知: 含碳析出相更容易
措施[ J ] . 发电设备, 2021 , 35 ( 3 ): 177-184.
在碳元素含量较高的区域附近形成化合物并析
[ 4 ] 马玉山, 何涛, 常占东, 等. 失效 F51球阀阀体表面硬
出 [ 12 ] , 球状析出相均位于黑色块状析出相和脱落后
质涂层研究[ J ] . 有色矿冶, 2019 , 35 ( 2 ): 39-41.
凹坑的周围, 说明球状析出相更容易在碳元素含量 [ 5 ] 尚玉来, 金瑞建, 金克雨, 等. 高温耐磨球阀密封面涂
较高的块状析出相周围析出, C 、 Fe元素含量比直接 层强化工艺的研究[ J ] . 阀门, 2022 ( 1 ): 52-57.
影响渗碳层的脆性及脱落减薄特性, C 、 Fe元素含量 [ 6 ] 黄宇生, 柏洪武, 邱晓来, 等. 超音速火焰喷涂 Cr 3 C 2 -
比越大, 该处渗碳层的脆性越大, 脱落风险越大 [ 13 ] 。 NiCr 涂层性能及其在金属硬密封球阀上的应用[ J ] .
Cr元素在球阀基材表层富集, 同时因渗碳气氛而导 材料保护, 2020 , 53 ( 9 ): 50-55.
[ 7 ] 陈彦, 杭丽娜, 张程, 等. 钛材球阀阀球及阀座表面硬
致球阀表层局部碳元素含量过高, 使表层Cr元素与
和高 化处理的研究[ J ] . 化工机械, 2018 , 45 ( 5 ): 533-537.
[ 8 ] 张成, 陆平, 张清双, 等. 金属密封球阀密封面硬化技
C元素产生化合物, 该区域含碳析出相 M 23 C 6
碳颗粒析出过量, 最终形成黑色块状高碳Fe-C析出
术的选择[ J ] . 通用机械, 2015 ( 5 ): 87-88.
相和球状 Fe-Cr-C析出相。该两种物质均为硬质质
[ 9 ] 车鹏程, 邵文柱, 程义, 等. 瞬时过热对高铬镍奥氏体
点, 与基材形成剥离状态, 结合不紧密, 在球阀旋转
钢断裂和析出相形变的影响机理[ J ] . 金属热处理,
摩擦或碰撞过程中均有可能发生脱落, 进而产生凹 2021 , 46 ( 5 ): 235-242.
坑。基材表面的凹坑加速了元素偏聚效应, 进而加 [ 10 ] 曹海. 耐磨球阀在煤直接液化工艺的应用及失效分析
相和 Fe- [ J ] . 化工管理, 2021 ( 26 ): 178-179.
速了碳颗粒的形成和球状相析出。 M 23 C 6
C相的析出和脱落交替作用, 导致凹坑处变深, 最终 [ 11 ] 胡伟勇, 王峰, 项文建, 等.GCr15 钢轴承套圈球化退
火表层脱碳分析[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2018 , 54
形成大尺寸凹坑形貌, 导致球阀表面密封失效。
( 4 ): 269-271 , 275.
3 结论 [ 12 ] 王维发, 王星, 王培科, 等. 采煤机齿轨轮淬火开裂原
因分析[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2016 , 52 ( 2 ): 146-
该球阀表面渗碳凹坑和黑斑产生的原因为, 渗
148.
碳热处理过程中, 渗碳气氛浓度过高、 渗碳时间过 [ 13 ] 李俊, 吕东, 张晓忠, 等. 金属密封球阀的密封性能机
长, 导致碳元素发生偏聚, 从而造成球阀外表面材料
理解析[ J ] . 阀门, 2022 ( 2 ): 123-127.
( 上接第44页)
弹簧内圈等部位; 要求原料供应商增加材料的表面 [ 3 ] 白云岭. 汽车发动机气门弹簧断裂分析[ J ] . 理化检验
硬度, 提高弹簧在喷丸过程中的抗击打能力; 优化喷 ( 物理分册), 2013 , 49 ( 7 ): 476-478.
丸工艺, 注意喷丸流量和时间的选择, 调整喷丸 [ 4 ] 吴连伟, 张德君, 李文博, 等. 发动机气门弹簧与锁夹
座自动装配的研究及应用初探[ J ] . 中国设备工程,
角度。
2022 ( 2 ): 141-144.
参考文献: [ 5 ] 聂轮. 气门弹簧早期断裂原因[ J ] . 理化检验( 物理分
册), 2021 , 57 ( 4 ): 55-57.
[ 1 ] 曾鹤龄, 相华. 发动机气门弹簧断裂问题分析[ J ] . 装 [ 6 ] 陆慧, 孙明正. 船用柴油机拉缸故障失效分析[ J ] . 理
备制造技术, 2010 ( 11 ): 137-138. 化检验( 物理分册), 2022 , 58 ( 2 ): 45-48.
[ 2 ] 樊坚兴. 汽车发动机气门弹簧断裂原因分析[ J ] . 失效 [ 7 ] 师利芳, 刘正虎, 周林. 车用六角头螺栓断裂原因[ J ] .
分析与预防, 2015 , 10 ( 1 ): 21-25. 理化检验( 物理分册), 2022 , 58 ( 5 ): 26-29.
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