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角阀

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  • 品牌名称:暂无品牌
  • 起订量:1
  • 产品编号:10364
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原因分析

角阀某卫浴产品企业生产的1万多个厨房洗菜盘安装用黄铜角阀,在使用约4个月后部分发生开裂。该角阀安装在洗菜盘下方,开裂位置在 PP-R 接头的管口部位。角阀材料为 HPb58-2黄铜,表面镀铬。 为开裂角阀外观,其螺牙顶部出现严重的变形痕迹,镀铬层被挤开露出铜基体,且这种现象在开裂角阀中具有普遍性。

运用断口观察、化学成分分析、硬度测试、金相检验等方法,对黄铜角阀的开裂失效原因进行了分析,并提出了改进建议,为黄铜角阀的生产和合理使用提供参考。

理化检验

为典型的开裂角阀断口宏观形貌,可以看出,断口未见明显变形,表面覆盖一层腐蚀产物,且内壁表面腐蚀颜色较外壁表面的深,这表明开裂起始于内壁,即裂纹由内向外扩展。
图4为典型的角阀断口微观形貌,可见断口呈典型的解理断裂特征。使用 X 射线能谱仪分析断口表面的腐蚀产物成分,发现断口表面腐蚀区均可检测到腐蚀性元素硫、氧、氯等。
上述断口分析结果显示,角阀断口未见明显的宏观变形,裂纹源处于内表面,断口微观呈解理脆性断裂特征,表面腐蚀产物中有腐蚀性元素硫、氧、氯等,这些均属典型的应力腐蚀开裂特征。这表明,角阀开裂属于应力腐蚀开裂。
对开裂角阀断面附近截面进行金相检验,可见裂纹呈分叉状。 这是应力腐蚀开裂的一个典型特征,进一步表明角阀开裂属于应力腐蚀开裂。

综合分析

HPb58-2黄铜具有良好的力学性能、加工性能及耐腐蚀性能,广泛用于制作卫浴产品、供排水管、奖章、蛇形管、冷凝管、弹壳及各种形状复杂的冲制品、小五金件等。 黄铜具有良好的耐腐蚀性能,但对应力腐蚀开裂比较敏感,特别是锌含量大于15%(质量分数)的黄铜具有较高的应力腐蚀开裂敏感性。因此,黄铜加工成型后需要进行消除应力处理,以减轻应力腐蚀开裂倾向;在腐蚀介质方面,黄铜对含硫的腐蚀介质有较大的应力腐蚀开裂敏感性,如环境中有腐蚀性元素硫、氧、氯等存在时,则会加快应力腐蚀开裂的发生。

由断口分析、金相检验及能谱分析结果可知,角阀断口未见明显的宏观变形,裂纹源处于内表面,裂纹呈分叉状,断口微观呈解理脆性断裂特征,断口表面腐蚀产物中有腐蚀性元素硫、氧、氯等,这些特征表明,角阀开裂属于典型的应力腐蚀开裂。应力腐蚀开裂需满足两个条件,一是有腐蚀介质,二是有应力特别是拉应力的作用,因而可以推断,这些开裂的角阀内部存在一定的拉应力。有资料指出,这种拉应力经常来源于焊接、冷加工、热处理以及装配等工序。

角阀失效属于典型的应力腐蚀开裂,角阀装配应力过大是导致其发生应力腐蚀开裂的主要原因。建议装配黄铜角阀时应控制装配力度,避免在角阀中留下过大的内应力,引起角阀早期失效。

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