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近期一污水处理厂给我公司打来电话咨询,其排泥管线中某处排泥阀失效,我公司技术部通过分别对失效阀门部件做硬度及化学成分测试,观察样品的金相显微组织、断口表面宏观和微观形貌,并对金相样品作了微区成分分析等,得出以下结论。
1、从化学成分上看,排泥阀符合ASTMA350LF2的标准成分要求。从力学性能上看,样品的布氏硬度均值均远低于197HBW,也低于图样中规定的上限187HBW。就两者硬度来看,阀体的硬度平均值比阀杆高。
2、从排泥阀的金相组织特征上看,样品显微组织为典型的铁素体和珠光体组织,属于低碳钢退火或正火组织形态。阀杆铸造枝晶组织特征非常明显,说明铸造后未经热加工或热加工变形量很小。阀体的铸造枝晶组织不明显,有热加工痕迹,晶粒较堵头细小。二者夹杂或缩孔等冶金缺陷不明显,夹杂细小呈圆形,不是螺纹滑丝的主要原因。
3、从失效排泥阀的宏观、微观形貌上看,堵头硬度、强度较阀体低,其外螺纹在升压过程中产生滑丝而失效,断口呈现明显的韧性剪切形貌特征。
由上述可知,排泥阀失效的主要原因是阀杆硬度、强度过低。阀杆的金相显微组织显示了硬度、强度低的主要原因是组织形态为铸造组织退火态。阀杆由铸造完成,铸造后未经热加工或热加工变形量很小,使阀杆螺纹硬度、强度偏低,导致螺纹失效。
因此,可通过淬火加适合的高温回火工艺,获得主要以回火索氏体为主要组织组成的显微组织,使硬度合适,如170~ 185HBW;也可通过高温扩散退火消除铸造组织形态,并细化晶粒,提高材料的强韧性。