宣布时间：2021-03-19点击：2517
摘要：通过宏观检验、化学身分剖析、金相组织检验、剩余应力试验以及电镜微观视察等要领对冷凝器用铝黄铜管开裂原因进行剖析。结果标明 ，由于铝黄铜管热处理历程中去应力退火不充分 ，加上后期酸洗历程中未冲洗洁净 ，残留有部分酸洗液 ，在应力和腐化介质的配相助用下 ，造成冷凝器用铝黄铜管的应力腐化开裂。
要害词：金相组织；剩余应力；应力腐化开裂；铝黄铜管
中图分类号：TG111.91；TG146.1+1文献标识码：A文章编号：1001-3814(2020)16-0159-03作者：伍轶群
对某发电站生产的冷凝器铝黄铜管在装置完成后进行灌水试压试验 ，试验历程中泛起渗漏 ，取出检查发明多根铝黄铜管泛起开裂。裂纹沿轴向漫衍 ，是非巨细纷歧 ，***大的裂纹长约150mm ，铝黄铜管外貌呈土黄色 ，裂纹四周呈灰白色 ，其宏观形貌见图1。
该批开裂的铜管凭据GB/T8890-2007《热交换器用铜合金无缝管》要求生产 ，接纳的材质为HAl77-2铝黄铜 ，规格型号为准4mm×0.8mm软态。经过退火、酸洗、挤压拉制成划定规格的直管。
1.理化检验
1.1材质化学身分剖析对开裂的铝黄铜管材质进行化学身分剖析 ，其结果见表1。
1.2金相组织
在裂纹四周笔直宁静行于裂纹偏向取样进行金相检验。结果标明：铝黄铜管基体组织为单相α（Cu） ，泛起少量孪晶 ，按YS/T347-2004《铜及铜合金平均晶粒度测定要领》要求丈量晶粒尺寸 ，铝黄铜管的晶粒平均尺寸介于0.020～0.026mm之间 ，可见有大宗的裂纹 ，裂纹以沿晶裂纹为主 ，保存少量穿晶裂纹 ，显微组织中的裂纹如图2所示
1.3力学性能
在开裂的铝黄铜管中 ，任意选取两根铜管进行力学性能测试 ，结果见表2。
1.4剩余应力试验
从这批开裂的铝黄铜管中取样 ，凭据GB/T10567.2-2007《铜及铜合金加工材剩余应力检验要领氨熏试验法》进行铝黄铜管的剩余应力试验 ，氨熏24h后视察 ，试验中的6根铜管中有2根泛起明显的开裂现象 ，裂纹长度约40mm ，1根有轻微的开裂 ，其余3根完好。试验后开裂的铝黄铜管宏观形貌如图3所示。
1.5电子探针视察
将铝黄铜管沿开裂处掰开 ，肉眼视察 ，断口外貌呈棕黄色（注：彩色图见电子版） ，近内壁断口外貌呈暗黄色 ，裂口边沿无明显的塑性变形。接纳JXA-8100型电子探针视察断口外貌 ，可见断口外貌附有大宗的腐化物 ，呈疏松状或泥状漫衍（图4（a）～（c）） ，清洗后可见断口外貌呈高低不平的锯齿状 ，保存大宗的纵向裂纹（图4（d））。对断口外貌的腐化物进行EDS身分剖析 ，结果见表3。从表3中可知腐化物中含有明显的S、Cl腐化性元素以及明显的Si、Fe、K和Ca等杂质元素。
2.剖析与讨论
凭据以上剖析结果并参照GB/T8890-2007标准可知 ，开裂的冷凝器用铝黄铜管材质化学身分切合HAl77-2铝黄铜标准身分要求 ，铝黄铜管的力学性能以及晶粒尺寸巨细切合标准要求 ，但剩余应力检测时 ，泛起部分铝黄铜管缺乏格的情况。
金相组织显示 ，铜管裂口四周晶粒无明显变形 ，巨细略有差别 ，裂纹沿晶界延伸 ，部分向内离开 ，具有明显的应力腐化开裂的特征。面电镜视察标明 ，铜管开裂处无明显的塑性变形 ，断口外貌及四周附有一层厚厚的腐化物 ，腐化物中含有大宗的S、Cl等腐化性元素 ，
去除外貌附着物后 ，可见断口面上保存大宗的二次裂纹以及穿晶裂纹。剩余应力试验结果标明 ，此批冷凝器铝黄铜管保存明显的剩余应力�；�铜管在冷拉、冲压等加工历程中 ，可爆发较大的晶格畸变 ，若未经去应力退火或去应力退火不良时 ，均会保存剩余应力 ，当保存剩余应力的黄铜管在组装使用历程中 ，在腐化介质的作用下自行开[1-2]。铝黄铜管在轧制、冷拉等加工历程中形成剩余应力 ，可经后期的热处理工艺去除应力 ，但此批铝黄铜管在热处理历程中去应力退火不充分 ，未能完全消除保存的应力 ，加上后期酸洗历程中清洗不彻底 ，残留部分酸洗液 ，铜管外貌受到富含S、Cl腐化物质的作用 ，腐化沿应力漫衍不均匀的晶粒扩展[3] ，两者配相助用***终引起冷凝器用铝黄铜管的应力腐化开裂。
3.结论
冷凝器用铝黄铜管开裂系应力腐化开裂 ，主要原因有两方面：
（1）铝黄铜管进行热处理时 ，去应力退火不充分。
（2）后期酸洗历程中清洗不彻底 ，在铝黄铜管外貌残留少量酸洗液。
来源：中国知网 作者：伍轶群
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