丹瑞斯阀门：不锈钢蝶阀锈蚀原因分析及解决方法！

南笙

材质为CF8M的不锈钢蝶阀在使用过程中出现锈蚀现象。奥氏体不锈钢经正常热处理后，室温下组织应为奥氏体，耐蚀性能很好。为了分析蝶阀的锈蚀原因，在其上取样进行分析。下面，就跟随天津蝶阀小编一起来介绍了解一下吧！

1试验方法

取样进行化学成分分析(判断是否符合标准要求)、金相组织检查、热处理工艺试验及SEM分析。

2试验结果及分析

2.1化学成分

化学成分分析结果及标准成分。

2.2金相分析

从出现锈蚀现象的蝶阀上切取了金相试样，经磨制抛光后，用三氯化铁水溶液腐蚀，在Neophot-32金相显徽镜上观察分析，其金相组织由奥氏体与另一种析出物组成。从理论上讲奥氏体不锈钢经正常热处理后，应得到均一奥氏体组织。组织中出现的另一析出物究竟是何组织，有两种判断：一是σ相，另一种是碳化物。σ相与碳化物形成的条件不同，但都具有一个共同的特点，那就是造成奥氏体不锈钢对晶间腐蚀的敏感性。

首先采用了杂色法进行σ相的鉴别。采用碱性赤血盐水溶液(赤血盐10g+氢氧化钾10g+水100ml)，试样在该试剂中煮沸2~4min后，铁素体呈黄色，碳化物被腐蚀，奥氏体呈光亮色，σ相由褐色变为黑色。用上述方法将从蝶阀上切取的试样在碱性赤血盐水溶液中煮沸4min后，在显徽镜下观察，析出物保持了原形貌，未发现明显变化。因此决定采用热处理的方法进一步试脸分析。

2.3热处理试验分析

σ相是一种铁铬原子比例大致相等的金属间化合物。化学成分、铁素体、冷变形、温变都不同程度地对σ相形成产生影响。采用染色法试验，在显微镜下观察析出相变化不明显，故采用了热处理的方法来鉴别σ相。有关资料介绍，σ相通常是在500~800℃长期时效中形成的。这是因为较高的温度下时效有利于铬的扩散。再高温度加热σ相将开始溶解，溶解完毕至少要在920℃以上。在高于σ相的稳定温度加热可使之消除。形成σ相所需时间虽然很长，但消除σ相一般只要短时间加热即可。根据这一理论，制定了热处理工艺，观察组织中的析出相是否可以消除。将从蝶阀上切取的试样加热到940℃，保温30min，然后在Neophot-32金相显微镜上观察分析。经热处理后的试样中的析出相没有消除，并保持原形貌，由此证明了该组织中的析出相有可能不是σ相。

2.3SEM分析

有时钢中出现的σ相，采用任何染色的方法均无法辨别其颇色，可采用SEM的分析方法来鉴别。因为已知σ相为铁与铬的化合物，含铬量为42%~48%，通过EDS定性和定量分析测出未知相的组成元素及其含量，从而确定未知相。

EDS分析结果表明，析出物的含铬量为33.6%，明显高于基体中的Cr含量16.3%，而σ相的含铬量是42%~48%，因而否认析出相为σ相。综合染色试脸、热处理试验的结果，认为不锈钢蝶阀组织中的析出相不是σ相。经SEM观察析出相为一种共晶组织，是以铬为主的碳化物。

不锈钢蝶阀的材料为镍铬奥氏体不锈钢，这种材料一般都在固溶状态下使用。在室温状态下，其组织为奥氏体，奥氏体不锈钢在广泛的腐蚀介质**别是大气中具有良好的抗腐蚀能力。对不锈钢蝶阀锈蚀的原因分析如下：

①综合上述各项试验的结果，可判定蝶阀材料组织中析出相不是σ相，故蝶阀的锈蚀现象不是由σ相引起的。

②通过SEM观察，确认蝶阀的组织中析出相是以铬为主的碳化物，这种共晶组织沿晶界分布。EDS分析结果表明这种分布在晶界上的碳化物铬含量明显高于基体。这种碳化物是M23C6型。随碳化物的析出，又得不到铬的扩散补充时，以碳化铬的形式沿奥氏体晶界析出，在碳化物周围形成贫铬区，从而奥氏体不锈钢晶界易被腐蚀。所以沿晶界析出的碳化物是造成蝶阀锈蚀的主要原因。

③经固溶处理后的奥氏体不锈钢，由于在高温加热时大部分碳化物被溶解，奥氏体中饱和了大量的碳与铬，并因随后的快速冷却而固定下来，使材料有很商的耐腐蚀性。因此应严格控制热处理工艺，固溶处理时将工件加热至高退，使碳化物充分溶解，然后迅速冷却，得到均一奥氏休组织。固溶处理后，如果采用缓慢冷却，在冷却过程中碳化铬将沿晶界析出，从而导致材料耐腐蚀性能降低。

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