中央自动充放气铜管开裂失效分析.doc

中央自动充放气铜管开裂失效分析泮战侠 1, 白培谦 1, 肖理 2, 王庆国 1 ( ,陕西西安 710200 ; ,陕西西安 710032 ) 摘要: 通过对中央充放气铜管宏观检查、化学成分分析、硬度测试、氨熏试验等结果分析,确定了其开裂原因是由于工件冷变形后未消除残余应力,加之装配后产生的应力,在露天放置又受到大气雨水等共同作用, 形成了腐蚀环境, 导致产生应力腐蚀裂纹。并提出了去应力退火预防中央充放气铜管开裂,效果良好。关键词: 中央充放气铜管;应力腐蚀裂纹;去应力退火某重型卡车入库露天放置一段时间(约 3 个月) ,轮胎自动充放气装置发生批量性漏气现象,经检测多部军车中央充放气铜管出现裂纹。该中央充放气铜管材质为 63 黄铜。为了查明中央充分器铜管开裂原因,对失效件进行检查分析。 1 检查与结果 宏观检查自动充放气铜管外观形貌如图 1 所示, 观察送检自动充放气铜管失效件可见横向及纵向裂纹,见图 2、3 。将失效件自开裂处打开,其断口宏观形貌如图 4 所示,断面标识位置为旧断口,表面氧化膜很薄且致密。图1 自动充放气铜管外观形貌图2 自动充放气铜管横向裂纹图3 自动充放气铜管纵向裂纹图4 断口宏观形貌 化学成分检查对开裂中央充放气铜管取样进行化学成分检查, 检测结果( 见表 1) 表明该铜管化学成分符合 GB/T5231-2001 《加工铜及铜合金化学成分和产品形状》中关于 63 黄铜相关技术要求。表1 黄铜管化学成分(质量分数) % 项目 Cu Fe Pb Ni Zn 杂质总和 GB/T5231-2001 ~ ≤ ≤ ≤ 余量 实测值 余量 硬度检查对开裂中央充放气铜管取样进行硬度检查,检测结果(见表 2)。表2 开裂铜管硬度测量值单位: 试样编号 1# 2# 3# 4# 5# 测量值 160 158 162 168 164 断口微观检查失效件显微组织均为α+β相,为未退火或退火不良组织,见图 5 。在扫描电镜下观察 1# 失效件沿开裂处打开的断口微观形貌: 自动充放气铜管先期开裂处断口形貌为典型的沿晶断裂, 见图 6; 打开开裂处时形成的新断面其断口形貌为浅韧窝。用能谱仪对新、旧断口表面进行化学成分分析, 通过对比发现旧断口处存在大量氧元素及硫元素, 新断口处无硫元素仅存在微量氧元素,见图 7 、图 8 所示,表明失效铜管曾处在 SO2 气氛中。图5 基体组织 500 ×图6 沿晶断裂形貌图7 旧断面能谱分析图图8 新断面能谱分析图 拉伸试验按照 GB/T228-2010 《金属拉力试验法》进行拉伸试验,结果见表 3。表3 黄铜管力学性能性能指标试样编号抗拉强度 R m( N/mm 2) 断后伸长率 A 50(%) 1# 583 断于标距外 2# 562 断于标距外 3# 378 断于标距外 4# 604 断于标距外 5# 534 断于标距外 GB/T1527-2006 ( Y2 )≥ 370 18 检测结果表明:黄铜管抗拉强度远高于标准值。 氨熏试验采用***化铵试验法对送检的失效件 1#、 2#、 3# 截取未