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超音频淬火设备淬火后的阀杆为什么会发生脆断和断裂?该如何采取措施呢?
2020-08-04 17:35:30
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超音频感应加热设备

超音频淬火设备淬火后的阀杆为什么会发生脆断和断裂?该如何采取措施呢?超音频感应加热设备 厂家为您介绍下。


钢阀杆是液(气)阀门的重要零件。该零件除要求一定的强度和较好的韧性外,还要求工件有良好的耐腐蚀性能,以防止工作介质水、油或气体的腐蚀侵害。通常阀杆通过超音频淬火设备进行淬火热处理,淬火厚度为0.02~0.06mm。生产中多次发生气体阀杆脆断事故,严重影响生产安全和正常生产运行。阀杆耐蚀淬火热处理工艺为:(580 土10)℃x(4-5)h,氨分解率为40% -55%,工件炉冷至≤200℃时出炉空冷。


检验发现,阀杆断裂部位位于阀杆螺母与手轮之间。经化学分析和金相分析表明,化学成分和金相组织正常,超音频淬火设备淬火层厚≤0.06nm,符合相关国家标准要求,未发现明显组织异常和缺陷等。进一步研究分析阀杆脆断原因,对影响工件的各种工艺模式(状态、工艺组合、参数)进行综合试验。


试验表明,钢阀杆在气体耐蚀淬火后产生很大脆性,因而在工作中极易发生脆断。阀杆经超音频淬火设备淬火后的脆性与碳钢钢种和淬火工艺关系不大,淬火后进行去氢处理及加热,钢件的韧性也不能恢复。试验发现,既使采用正火、调质处理,阀杆淬火后aK值下降仍很大,不能排除脆性和脆断危险。


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分析认为,阀杆淬火后脆断是氢腐蚀造成的。氢腐蚀在较高温度产生,在高温高压下,氢与钢中碳形成甲烷,在晶界处聚集,形成网络状发纹,重者开裂鼓泡;在氢、氮共存时,氢腐蚀剧烈,大大降低钢材的冲击韧度。氢脆则不同,氢脆是在较低温度和压力下,氢气渗入钢内,以固溶状态存在。氢腐蚀脆性是不可逆的;而氢脆是可逆的,通过去氢处理可消除脆性。在石油化工装置中一些受高温高压的零件发生氢腐蚀断裂事例,和阀杆渗氮中氢腐蚀状态类似,这就解释了中低碳钢阀杆渗氮后发生脆断的根本原因。


试验表明,阀杆在超音频淬火设备淬火前,对阀杆工作薄弱处或容易脆断的部位(阀杆螺母与手轮配合处)采用涂料覆盖法局部防渗,可以避免阀杆在这些部位发生脆断。这是一种简便实用的防范方法。涂料配方为:水玻璃+质量分数为10%-20%的碳粉。生产试验和生产应用,采用上面防止措施,完全避免了中低碳钢阀杆淬火后发生脆断的现象,生产中应用良好。


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