南京利信达金属材料有限公司
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南京紫铜管对紫铜管开裂原因分析
1 概略
某冰箱厂原运用的制冷紫铜管质量一向很安稳,但在选用新式油胶后,出现了制冷剂(弗里昂)渗漏现象,为此我们对该批铜管进行了查验分析。
2 微观查验
紫铜管表面润滑,局部涂有油胶。在体视显微镜下查询,发现在涂有油胶的部位出现裂纹。裂纹细长,呈黑色状,见图1。
3 电镜分析
将裂纹部位的油胶清洗洁净并打断,用扫描电镜查询,裂纹源产生于铜管表面面,在其周围有腐蚀痕迹,裂纹表面的腐蚀较内部严重,裂纹沿晶开裂呈岩石状特征,见图2。裂纹附近有很多腐蚀孔洞弥散分布在铜管的表面面,见图3。用能谱仪分析,孔洞处有氯元素存在(见图4),而未腐蚀的部位未发现氯元素。
4 金相查验
在裂纹附近未腐蚀区域截取金相试样,抛光后查询,未见夹杂物和针孔。试样经侵蚀后查询,组织为再结晶A单相固溶体,见图6。未见试样边沿组织有反常现象。
5 油胶查验
将油胶放入AgNO3溶液中浸泡一段时间,发现溶液浑浊,出现白色沉积物。氯离子与AgNO3反响生成AgCl白色沉积,即AgNO3+Cl
-AgCl↓+NO-3 ,由此承认油胶中含有氯离子。
6 谈论
上述查验结果表明,紫铜管表面的腐蚀和裂纹均呈现在涂有油胶的部位,而查验中未发现紫铜管有冶金缺陷,但在紫铜管表面的腐蚀孔洞中发现了氯离子,其它部位却未见氯离子,这说明氯离子是一种腐蚀推动剂。在对油胶的查验中也发现了氯离 子,因而可以揣度,在油胶与紫铜管的触摸中,油胶中的氯离子吸附在紫铜管的氧化膜上,并替代了氧化膜中的氧离子,这么吸附在铜管上的氯离子与其生成了金属的可溶性氯化物,而使这个区域出现孔洞。通常孔洞呈现在表面晶界处能量较高的部位,成为化学腐蚀电池的阳极(在氧化膜未损坏的区域为阴极),再加上紫铜管加工剩下应力在腐蚀孔洞处构成应力会集,推动腐蚀的继续进行,致使裂纹沿晶拓展,最终构成沿晶开裂的应力腐蚀损坏,其断口描画为岩石状特征。
7 定论
涂在紫铜管表面的新式油胶中的氯离子是致使紫铜管局部应力腐蚀开裂的主要要素。
