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軸承套圈表面“黑斑”成因

作者:天津茲維克      時間:2015-06-16
1 試驗材料及方法 原料為興澄特鋼生產的GCr15軸承鋼。 工藝路線:100t EBT電爐冶煉-LF精煉-VD真空處理-CCM300方坯溫送(或進緩冷坑)-連軋-鋸切定尺-精整-檢驗入庫。 在產生“黑斑”處截取試樣,用JSM-5600LV掃描電鏡和NORAN能譜儀進行觀察及相應物相分析。 2 試驗結果 試樣經無水酒精清洗后用掃描電鏡觀察發現“黑斑”為大大小小的腐蝕坑及腐蝕麻點,平行條紋為磨加工的切削條紋。 腐蝕坑經放大后觀察其中有腐蝕產物,用能譜分析檢測到較高含量的氧、硫、氯、鈉、鉀等元素,無夾雜物,可判定并不是鋼材本身的間題,可能是加工過程中引起的。因為酸洗液中有氯,而磨削時使用的冷卻液里有鈉,鉀等元素。 將腐蝕麻點處高倍放大,有一層腐蝕產物硯蓋著,其形貌為龜裂狀的泥狀花樣。白色小穎粒為鋼中碳化物,這是由于碳化物不易被腐蝕而殘留在表面。 3 討論和分析 有文獻介紹 “黑斑”缺陷產生為聚集的夾雜物造成,經掃描電鏡觀察及能譜分析可知,軸承表面的“黑斑”主要是由于氯及鈉、鉀離子引起的點腐蝕,未發現聚集的夾雜物。氯離子是荒管在酸洗時由酸洗液帶入的,當金屬表面的部分氧化膜由于某種原因(可能是擦傷或碰傷)遭到破壞,則致使殘留酸液中的Cl-入侵,與表面的金屬反應成為陽極,而其余為陰極,形成微電池。 致使金屬表面被腐蝕成很多的腐蝕坑,而含Cr的碳化物不易被腐蝕則保存下來(如圖3)。蝕坑周圍由陰極反應產生的堿促進了鈍化,因而抑制了腐蝕.鈉、鉀離子是軸承管在車削加工時由冷卻液帶入的,它的入侵加快了腐蝕的進行。為防止類似現象發生,在制造工藝過程中必須嚴格防止工件與氯、鈉、鉀等離子的介質接觸,酸洗表面氧化皮時需洗凈殘留的酸液,而且車削加工后要洗凈表面的冷卻液。按此措施,以后的生產中再未發生過類似情況。 4 結論 通過電鏡和能譜分析,發現“黑斑”缺陷為加工過程中酸洗液清洗不干凈局部產生點腐蝕,后又經冷卻液中Na、K陽離子的促進而造成的。
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