紫銅管開裂要素分析

    

1 概略

    某冰箱廠原運用的制冷紫銅管質量一向很安穩,但在選用新式油膠后,出現了制冷劑(弗里昂)滲漏現象,為此我們對該批銅管進行了查驗分析。

2 微觀查驗

    紫銅管表面潤滑,局部涂有油膠。在體視顯微鏡下查詢,發現在涂有油膠的部位出現裂紋。裂紋細長,呈黑色狀,見圖1。

3 電鏡分析

    將裂紋部位的油膠清洗潔凈并打斷,用掃描電鏡查詢,裂紋源產生于銅管表面面,在其周圍有腐蝕痕跡,裂紋表面的腐蝕較內部嚴重,裂紋沿晶開裂呈巖石狀特征,見圖2。裂紋附近有很多腐蝕孔洞彌散分布在銅管的表面面,見圖3。用能譜儀分析,孔洞處有氯元素存在(見圖4),而未腐蝕的部位未發現氯元素。

4 金相查驗

    在裂紋附近未腐蝕區域截取金相試樣,拋光后查詢,未見夾雜物和針孔。試樣經侵蝕后查詢,組織為再結晶A單相固溶體,見圖6。未見試樣邊沿組織有反?，F象。

5 油膠查驗

    將油膠放入AgNO3溶液中浸泡一段時間,發現溶液渾濁,出現白色沉積物。氯離子與AgNO3反響生成AgCl白色沉積,即AgNO3+Cl

-AgCl↓+NO-3 ,由此承認油膠中含有氯離子。

6 談論

    上述查驗結果表明,紫銅管表面的腐蝕和裂紋均呈現在涂有油膠的部位,而查驗中未發現紫銅管有冶金缺陷,但在紫銅管表面的腐蝕孔洞中發現了氯離子,其它部位卻未見氯離子,這說明氯離子是一種腐蝕推動劑。在對油膠的查驗中也發現了氯離 子,因而可以揣度,在油膠與紫銅管的觸摸中,油膠中的氯離子吸附在紫銅管的氧化膜上,并替代了氧化膜中的氧離子,這么吸附在銅管上的氯離子與其生成了金屬的可溶性氯化物,而使這個區域出現孔洞。通?？锥闯尸F在表面晶界處能量較高的部位,成為化學腐蝕電池的陽極(在氧化膜未損壞的區域為陰極),再加上紫銅管加工剩下應力在腐蝕孔洞處構成應力會集,推動腐蝕的繼續進行,致使裂紋沿晶拓展,最終構成沿晶開裂的應力腐蝕損壞,其斷口描畫為巖石狀特征。

7 定論

    涂在紫銅管表面的新式油膠中的氯離子是致使紫銅管局部應力腐蝕開裂的主要要素。

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