一種不銹鋼銹蝕原因的分析方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及理化檢測方法，特別涉及對金屬試樣進行理化檢測方法。
【背景技術】
[0002]在公司ZU項目生產(chǎn)制造中，產(chǎn)生一批不銹鋼發(fā)動機支座銹蝕現(xiàn)象，從試飛的飛機上的裝機件到裝配過程中流轉(zhuǎn)的件，再到未裝機的庫存件都發(fā)現(xiàn)了不同程度的銹蝕，以往制造中都未發(fā)生過。公司要求查明原因，徹底解決問題，避免以后再次發(fā)生同類事件，哈飛理化未進行過此類分析工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明專利主要解決了不銹鋼材料表面銹蝕原因分析的方法程序問題。
[0004]本發(fā)明提供了一種不銹鋼銹蝕原因的分析方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0005]對銹蝕件表面觀察，通過顏色差異判定銹蝕件外觀的銹蝕程度；
[0006]根據(jù)銹蝕程度將銹蝕件分為銹蝕區(qū)和非銹蝕區(qū)兩部分，將銹蝕區(qū)和非銹蝕區(qū)兩部分進行切割，制備金相試樣，標明銹蝕面方向，將金相試樣腐蝕后在光學顯微鏡下觀察組織；
[0007]利用掃描電子顯微鏡對銹蝕件進行微觀觀察；
[0008]利用能譜儀對銹蝕件的銹蝕區(qū)和非銹蝕區(qū)表面分別進行能譜分析，判定銹蝕區(qū)和非銹蝕區(qū)化學成分差異，得到不銹鋼銹蝕件的銹蝕原因；
[0009]通過鹽霧試驗對不銹鋼銹蝕件的銹蝕原因進行驗證，檢驗銹蝕原因是否符合實際情況。
[0010]本發(fā)明不銹鋼銹蝕原因的分析方法，其特征在于，所述微觀觀察步驟包括:
[0011 ] 對預檢測件進行超聲清洗、吹干；
[0012]將試樣放入電子顯微鏡樣品室內(nèi)，在電子顯微鏡下觀察銹蝕區(qū)域及未銹蝕區(qū)域的表面形貌。
[0013]為實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明中采取宏觀和微觀相結(jié)合的方法，解決了銹蝕原因分析的方法和程序問題。通過該程序方法實施，滿足了分析銹蝕原因的目的。
[0014]通過宏觀和微觀相結(jié)合的方法實施，解決了銹蝕原因分析的方法和程序問題。分析得出不銹鋼材料銹蝕原因，促進工藝改進。
【具體實施方式】
[0015]---ZU發(fā)動機支架銹蝕原因分析
[0016]ZU直升機發(fā)動機支架在試飛期間發(fā)現(xiàn)表面出現(xiàn)銹蝕，同時，發(fā)現(xiàn)幾十件在生產(chǎn)線上和倉庫中同批次發(fā)動機支架表面也出現(xiàn)不同程度的銹蝕。對銹蝕零件進行理化檢測試驗，分析銹蝕產(chǎn)生原因。
[0017]發(fā)動機支架采用ICrlSN1Ti不銹鋼板材加工制造，支架制造工藝流程為:下料-鉗工-涂漆-沖壓折彎-鉗工折彎-脫漆-三氯乙烯除油-淬火(1150± 10°C，箱式爐水冷)_沖壓校型-鉗工校型-硬度檢驗-吹砂-鈍化(吹砂間隔應少于4小時)-標記-終檢-交付鉚接-淋浴試驗。
[0018]I表面觀察
[0019]銹蝕支座表面各個區(qū)域均出現(xiàn)不同程度的銹蝕，呈棕紅色，銹蝕出現(xiàn)區(qū)域沒有明顯的規(guī)律性。切取金相試樣及進行微觀分析的試樣，分別編號為試樣1、試樣2。
[0020]2金相觀察
[0021]金相分析試樣經(jīng)鑲嵌、磨制、拋光和腐蝕后，在光學顯微鏡下觀察截面顯微組織。金相組織顯示黑色的點為碳化物，有棱角的顆粒為氮化物，材料組織正常，未發(fā)現(xiàn)晶間腐蝕跡象的存在。
[0022]3微觀觀察
[0023]將試樣I及試樣2進行超聲清洗、吹干，在電子顯微鏡下觀察銹蝕區(qū)域及未銹蝕區(qū)域的表面形貌。
[0024]3.1金相試樣微觀觀察
[0025]對支架截面觀察發(fā)現(xiàn)，支架表面凹凸不平，表面氧化皮有分層現(xiàn)象。
[0026]3.2試樣2銹蝕區(qū)域顯微分析，試樣2銹蝕區(qū)域表面隨機分布大量腐蝕產(chǎn)物，邊緣呈層狀與基體分離，與基體的結(jié)合較差
[0027]使用草酸對表面的腐蝕產(chǎn)物進行清洗。清洗后的表面形貌試樣2表面存在大量的劃痕和凹坑，同時發(fā)現(xiàn)有固體顆粒鑲嵌入試樣基體。
[0028]3.3試樣2未銹蝕區(qū)域顯微分析，試樣2未銹蝕區(qū)域表面較為平整。對表面進行草酸處理后，表面平坦，劃痕較輕。
[0029]4能譜分析
[0030]4.1將試樣I及試樣2超聲清洗、吹干，對表面進行能譜分析。
[0031]4.2試樣2銹蝕區(qū)域顯微分析，試樣2銹蝕區(qū)域表面隨機分布大量腐蝕產(chǎn)物，在未見明顯腐蝕產(chǎn)物區(qū)域存在大量的Si元素，且Cr含量低于材料名義成分。對腐蝕產(chǎn)物進行EDS分析，腐蝕產(chǎn)物為Fe、Ni氧化物。
[0032]4.3對試樣2表面發(fā)現(xiàn)的嵌入試樣基體的固體顆粒鑲進行EDS分析，嵌入的顆粒應S120
[0033]4.4試樣2未銹蝕區(qū)域顯微分析，對試樣2表面進行EDS分析發(fā)現(xiàn)，表面存在氧化皮，富Ni貧Cr且含有Si元素。
[0034]5鹽霧試驗
[0035]分別取原材料板材一件(試樣3)。從支架切取板材兩件,支架切取的兩件:一件將整個表面氧化層及吹砂損傷層打磨干凈(試樣4)，另一件只將部分有銹蝕的區(qū)域表面打磨干凈(試樣5)，進行鹽霧試驗。鹽霧試驗后試樣3和試樣4表面形貌與進行鹽霧前沒有明顯差別，未出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象；試樣5表面打磨區(qū)域未出現(xiàn)銹蝕，其它區(qū)域出現(xiàn)了明顯的棕紅色銹蝕區(qū)域，尤其在試樣折彎小尺寸面上銹蝕嚴重。
[0036]從銹蝕區(qū)顏色上分析，腐蝕區(qū)域可能為Fe2O3和Fe2O3.2H20。
[0037]金相組織未發(fā)現(xiàn)有晶間腐蝕的跡象。
[0038]試樣表面沒有成分偏析，表面的銹蝕區(qū)域和未銹蝕區(qū)域都含有大量的Si，為外部因素帶來的。
[0039]對比銹蝕區(qū)域和未銹蝕區(qū)域表面發(fā)現(xiàn)，銹蝕區(qū)域的表面存在大量的劃傷和凹坑，且劃傷較深，嚴重破壞了支架表面的完整性。
[0040]從支架生產(chǎn)工藝分析，試樣表面存在有大量的Si元素，甚至基體表面嵌入了 S12,表面存在的大量劃傷和凹坑，說明零件在吹砂過程中，吹砂工藝控制不當，且在隨后的酸洗過程中未能將表面清理干凈。表面劃傷，基體表面嵌入了 S12，破壞鈍化膜的連續(xù)性，破壞材料表面均勻性，從而造成支架表面局部銹蝕；酸洗鈍化后，殘液存留帶來了腐蝕介質(zhì)，使腐蝕加重；基體表面嵌入了 S12，造成不銹鋼材料表面鈍化膜不均勻或較薄，形成電化學腐蝕。
[0041]能譜分析顯示，銹蝕區(qū)域氧含量較高，腐蝕產(chǎn)物呈紅黃色，產(chǎn)物為Fe2O3和Fe2O3.2H20o
[0042]外來夾雜物的存在和所造成的劃傷，導致支架表面容易遭受腐蝕，是導致支架發(fā)生銹蝕的主要原因。
[0043]通過24小時鹽霧對比試驗，未經(jīng)任何處理且表面沒有損傷的原材料表面未出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象；打磨后，去除了夾雜物和劃痕的支架表面，雖未經(jīng)鈍化處理，也未出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象；而未打磨的原始表面，雖然帶有鈍化層保護，銹蝕仍然明顯；再次驗證了吹砂表面受損是導致支架產(chǎn)生銹蝕的主要原因；同時表明，將表面銹蝕層和吹砂損傷層打磨修復，能夠消除形成原電池的因素，有效地防止支架發(fā)生銹蝕。
【主權項】
1.一種不銹鋼銹蝕原因的分析方法，其特征在于，包括以下步驟: 對銹蝕件表面觀察，通過顏色差異判定銹蝕件外觀的銹蝕程度； 根據(jù)銹蝕程度將銹蝕件分為銹蝕區(qū)和非銹蝕區(qū)兩部分，將銹蝕區(qū)和非銹蝕區(qū)兩部分進行切割，制備金相試樣，標明銹蝕面方向，將金相試樣腐蝕后在光學顯微鏡下觀察組織； 利用掃描電子顯微鏡對銹蝕件進行微觀觀察； 利用能譜儀對銹蝕件的銹蝕區(qū)和非銹蝕區(qū)表面分別進行能譜分析，判定銹蝕區(qū)和非銹蝕區(qū)化學成分差異，得到不銹鋼銹蝕件的銹蝕原因； 通過鹽霧試驗對不銹鋼銹蝕件的銹蝕原因進行驗證，檢驗銹蝕原因是否符合實際情況。2.根據(jù)權利要求1所述的不銹鋼銹蝕原因的分析方法，其特征在于，所述微觀觀察步驟包括: 對預檢測件進行超聲清洗、吹干； 將試樣放入電子顯微鏡樣品室內(nèi)，在電子顯微鏡下觀察銹蝕區(qū)域及未銹蝕區(qū)域的表面形貌。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種不銹鋼銹蝕原因的分析方法，包括以下步驟:對銹蝕件表面觀察，通過顏色差異判定銹蝕件外觀的銹蝕程度；根據(jù)銹蝕程度將銹蝕件分為銹蝕區(qū)和非銹蝕區(qū)兩部分，將銹蝕區(qū)和非銹蝕區(qū)兩部分進行切割，制備金相試樣，標明銹蝕面方向，將金相試樣腐蝕后在光學顯微鏡下觀察組織；利用掃描電子顯微鏡對銹蝕件進行微觀觀察；利用能譜儀對銹蝕件的銹蝕區(qū)和非銹蝕區(qū)表面分別進行能譜分析，判定銹蝕區(qū)和非銹蝕區(qū)化學成分差異，得到不銹鋼銹蝕件的銹蝕原因；通過鹽霧試驗對不銹鋼銹蝕件的銹蝕原因進行驗證，檢驗銹蝕原因是否符合實際情況。
【IPC分類】G01N1/32, G01N17/00
【公開號】CN105004651
【申請?zhí)枴緾N201410160466
【發(fā)明人】金光慧, 陳國權, 馬飛亞, 魏振偉
【申請人】哈爾濱飛機工業(yè)集團有限責任公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2014年4月21日