1. 4 Исследование следов взаимодействия стальных деталей с алюминиевыми проводниками
1. 4. 1 Разрушение стальной детали в результате химического взаимодействия с алюминиевым проводником. Зона наплава алюминия
а)
Al
FeAl3
б)
Тип объекта
Наплав алюминия
Марка сплава
АД1
Травитель
Реактив № 3
Способ травления
Погружение в раствор. Время травления до 20 сек
Термическая обработка
Нет
Структурные составляющие
Алюминий (Al), интерметаллиды (FeAl3)
Увеличение
а) 100х; б) 200х
Описание микроструктуры
Основу сплава составляет α -твердый раствор на базе алюминия с интерметаллическими включениями FeAl3 в виде вытянутых игл
Особенности микроструктуры
Наличие интерметаллидов FeAl3
Интерпретация микроструктуры
Наплав (либо разрушение стальной оболочки) образовался в результате химического взаимодействия расплавленного алюминия со сталью
Схематическое изображение
микроструктуры
1. 4. 2 Электродуговое оплавление алюминиевого проводника в контакте со стальной деталью
а)
Fe3Al
Алюминий
б)
Тип объекта
Алюминиевый проводник
Марка сплава
АД1
Травитель
Реактив № 3
Способ травления
Погружение в раствор. Время травления до 20 сек
Термическая обработка
Нет
Структурные составляющие
Алюминий (Al), интерметаллиды (FeAl3)
Увеличение
а) 200х; б) 500х
Описание микроструктуры
Основу сплава составляет α -твердый раствор на основе железа с мелкими интерметаллическими включениями Fe3Al
Особенности микроструктуры
Наличие интерметаллидов Fe3Al
Интерпретация микроструктуры
Разрушение алюминиевого проводника при контакте со стальной деталью произошло в результате электродугового процесса
Схематическое изображение
микроструктуры
1. 5 Установление факта работы ТЭНа бытовых электронагревательных приборов в аварийном режиме (без жидкостного охлаждения)
1. 5. 1 Выводной (а) и спиральный (б) участки оболочки ТЭНа после его работы в штатном режиме
а)
б)
Тип объекта
ТЭН
Название и марка сплава
Латунь Л62
Травитель
Реактив № 1
Способ травления
Погружение в раствор, протирка ватным тампоном, предварительно смоченным в растворе. Время травления до 1 мин
Термическая обработка
Нет
Структурные составляющие
α -твердый раствор цинка в меди (α -латунь)
Увеличение
100х
Описание микроструктуры
Вытянутые в преимущественном направлении зерна α -фазы
Особенности микроструктуры
Балл зерна G = 8, 6. Средний размер зерна dз = 17, 7 мкм
Интерпретация микроструктуры
Размер зерна на обоих исследуемых участках одинаковый.
ТЭН работал в штатном режиме
Схематическое изображение
микроструктуры
1. 5. 2 Выводной (а) и спиральный (б) участки оболочки ТЭНа после его кратковременной работы в аварийном режиме
а)
б)
Тип объекта
ТЭН
Название и марка сплава
Латунь Л62
Травитель
Реактив № 1
Способ травления
Погружение в раствор, протирка ватным тампоном, предварительно смоченным в растворе. Время травления до 1 мин
Термическая обработка
Нет
Структурные составляющие
α -твердый раствор цинка в меди (α -латунь)
Увеличение
100х
Описание микроструктуры
а) Вытянутые в преимущественном направлении зерна;
б) Небольшого размера зерна с двойниками внутри
Особенности микроструктуры
а) Балл зерна G = 8, 6. Средний размер зерна dз = 17, 7 мкм
б) Балл зерна G = 6, 9. Средний размер зерна dз = 32, 4 мкм
Интерпретация микроструктуры
Имеется разница в размере зерна на двух исследуемых участках в 2 балла. Однако, размер зерна на спиральном значительно меньше по сравнению с тем же участком, подвергшимся температурному воздействию в ходе длительного аварийного режима работы (см. п. 1. 5. 3. ).
Вытянутые зерна на выводном участке свидетельствуют о нагреве ТЭНа не выше 150 0С.
ТЭН кратковременно работал в аварийном режиме
Схематическое изображение
микроструктуры
1. 5. 3 Выводной (а) и спиральный (б) участки оболочки ТЭНа после его работы в аварийном режиме
а)
б)
Тип объекта
ТЭН
Название и марка сплава
Латунь Л62
Травитель
Реактив № 1
Способ травления
Погружение в раствор, протирка ватным тампоном, предварительно смоченным в растворе. Время травления до 1 мин
Термическая обработка
Нет
Структурные составляющие
α -твердый раствор цинка в меди (α -латунь)
Увеличение
100х
Описание микроструктуры
а) Разнозернистая структура с преобладанием мелких зерен. Внутри крупных зерен присутствуют двойники. Шлиф немного перетравлен на границах зерен;
б) Крупные зерна с двойниками внутри.
Различные оттенки зерен (избирательная травимость) связаны с разной ориентировкой их решеток относительно плоскости шлифа
Особенности микроструктуры
а) Балл зерна G = 7, 8. Средний размер зерна dз = 23, 6 мкм;
б) Балл зерна G = 1, 9. Средний размер зерна dз = 183, 5 мкм
Интерпретация микроструктуры
Балл зерна на выводном участке на 5, 9 единиц больше, чем балл зерна на спиральном участке, что указывает на неравномерный нагрев ТЭНа: спиральный участок подвергся большему термическом воздействию
Схематическое изображение
микроструктуры
1. 5. 4 Выводной (а) и спиральный (б) участки оболочки ТЭНа после его работы в аварийном режиме и дополнительного нагрева до 200 0С
а)
б)
Тип объекта
ТЭН
Название и марка сплава
Латунь Л62
Травитель
Реактив № 1
Способ травления
Погружение в раствор, протирка ватным тампоном, предварительно смоченным в растворе. Время травления до 1 мин
Термическая обработка
Нагрев до 200 0С, выдержка в течение 30 мин
Структурные составляющие
α -твердый раствор цинка в меди (α -латунь)
Увеличение
100х
Описание микроструктуры
а) Разнозернистая структура с преобладанием мелких зерен. Внутри некоторых крупных зерен присутствуют двойники;
б) Крупные зерна с двойниками внутри. Различные оттенки зерен (избирательная травимость) связаны с разной ориентировкой их решеток относительно плоскости шлифа
Особенности микроструктуры
а) Балл зерна G = 7, 4. Средний размер зерна dз = 27, 05 мкм;
б) Балл зерна G = 4, 1. Средний размер зерна dз = 84, 12 мкм
Интерпретация микроструктуры
Балл зерна на выводном участке на 3, 3 единицы больше, чем балл зерна на спиральном участке, что указывает на неравномерный нагрев ТЭНа: спиральный участок подвергся большему термическом воздействию
Схематическое изображение
микроструктуры
1. 5. 5 Выводной (а) и спиральный (б) участки оболочки ТЭНа после его работы в аварийном режиме и дополнительного нагрева до 300 0С
а)
б)
Тип объекта
ТЭН
Название и марка сплава
Латунь Л62
Травитель
Реактив № 1
Способ травления
Погружение в раствор, протирка ватным тампоном, предварительно смоченным в растворе. Время травления до 1 мин
Термическая обработка
Нагрев до 300 0С, выдержка в течение 30 мин
Структурные составляющие
α -твердый раствор цинка в меди (α -латунь)
Увеличение
100х
Описание микроструктуры
а) Разнозернистая структура с преобладанием мелких зерен. Внутри некоторых крупных зерен присутствуют двойники;
б) Крупные зерна с двойниками внутри. Различные оттенки зерен (избирательная травимость) связаны с разной ориентировкой их решеток относительно плоскости шлифа
Особенности микроструктуры
а) Балл зерна G = 7, 6. Средний размер зерна dз = 25, 25 мкм;
б) Балл зерна G = 2, 6. Средний размер зерна dз = 142, 3 мкм
Интерпретация микроструктуры
Балл зерна на выводном участке на 5 единиц больше, чем балл зерна на спиральном участке, что указывает на неравномерный нагрев ТЭНа: спиральный участок подвергся большему термическом воздействию
Схематическое изображение
микроструктуры
1. 5. 6 Выводной (а) и спиральный (б) участки оболочки ТЭНа после его работы в аварийном режиме и дополнительного нагрева до 400 0С
а)
б)
Тип объекта
ТЭН
Название и марка сплава
Латунь Л62
Травитель
Реактив № 1
Способ травления
Погружение в раствор, протирка ватным тампоном, предварительно смоченным в растворе. Время травления до 1 мин
Термическая обработка
Нагрев до 400 0С, выдержка в течение 30 мин
Структурные составляющие
α -твердый раствор цинка в меди (α -латунь)
Увеличение
100х
Описание микроструктуры
а) Разнозернистая структура с равным количеством мелких и крупных зерен. Внутри некоторых крупных зерен присутствуют двойники;
б) Крупные зерна с двойниками внутри. Различные оттенки зерен (избирательная травимость) связаны с разной ориентировкой их решеток относительно плоскости шлифа
Особенности микроструктуры
а) Балл зерна G = 6, 8. Средний размер зерна dз = 33, 04 мкм;
б) Балл зерна G = 3, 4. Средний размер зерна dз = 107, 71 мкм
Интерпретация микроструктуры
Балл зерна на выводном участке на 3, 4 единицы больше, чем балл зерна на спиральном участке, что указывает на неравномерный нагрев ТЭНа: спиральный участок подвергся большему термическом воздействию
Схематическое изображение
микроструктуры
1. 5. 7 Выводной (а) и спиральный (б) участки оболочки ТЭНа после его работы в аварийном режиме и дополнительного нагрева до 500 0С
а)
б)
Тип объекта
ТЭН
Название и марка сплава
Латунь Л62
Травитель
Реактив № 1
Способ травления
Погружение в раствор, протирка ватным тампоном, предварительно смоченным в растворе. Время травления до 1 мин
Термическая обработка
Нагрев до 500 0С, выдержка в течение 30 мин
Структурные составляющие
α -твердый раствор цинка в меди (α -латунь)
Увеличение
100х
Описание микроструктуры
а) Крупные зерна. Внутри некоторых зерен присутствуют двойники;
б) Крупные зерна. Внутри некоторых зерен присутствуют двойники;
Различные оттенки зерен (избирательная травимость) связаны с разной ориентировкой их решеток относительно плоскости шлифа
Особенности микроструктуры
а) Балл зерна G = 4, 4. Средний размер зерна dз = 76, 15 мкм;
б) Балл зерна G = 2, 9; Средний размер зерна dз = 128, 62 мкм
Интерпретация микроструктуры
Балл зерна на выводном участке на 1, 5 единицы больше, чем балл зерна на спиральном участке, что указывает на неравномерный нагрев ТЭНа: спиральный участок подвергся большему термическом воздействию
Схематическое изображение
микроструктуры
1. 5. 8 Выводной (а) и спиральный (б) участки оболочки ТЭНа после его работы в аварийном режиме и дополнительного нагрева до 600 0С
а)
б)
Тип объекта
ТЭН
Название и марка сплава
Латунь Л62
Травитель
Реактив №1
Способ травления
Погружение в раствор, протирка ватным тампоном, предварительно смоченным в растворе. Время травления до 1 мин
Термическая обработка
Нагрев до 600 0С, выдержка в течение 30 мин
Структурные составляющие
α -твердый раствор цинка в меди (α -латунь)
Увеличение
100х
Описание микроструктуры
а) Разнозернистая структура с преобладанием мелких зерен. Внутри некоторых крупных зерен присутствуют двойники;
б) Крупные зерна с двойниками внутри. Различные оттенки зерен (избирательная травимость) связаны с разной ориентировкой их решеток относительно плоскости шлифа
Особенности микроструктуры
а) Балл зерна G = 4, 8. Средний размер зерна dз = 65, 64 мкм;
б) Балл зерна G = 2, 7. Средний размер зерна dз = 138, 10 мкм
Интерпретация микроструктуры
Балл зерна на выводном участке на 2, 1 единицы больше, чем балл зерна на спиральном участке, что указывает на неравномерный нагрев ТЭНа: спиральный участок подвергся большему термическом воздействию
Схематическое изображение
микроструктуры
1. 5. 9 Выводной (а) и спиральный (б) участки оболочки ТЭНа после его работы в аварийном режиме и дополнительного нагрева до 700 0С
а)
б)
Тип объекта
ТЭН
Название и марка сплава
Латунь Л62
Травитель
Реактив № 1
Способ травления
Погружение в раствор, протирка ватным тампоном, предварительно смоченным в растворе. Время травления до 1 мин
Термическая обработка
Нагрев до 200 0С, выдержка в течение 30 мин
Структурные составляющие
α -твердый раствор цинка в меди (α -латунь)
Увеличение
100х
Описание микроструктуры
а) Разнозернистая структура с преобладанием мелких зерен. Внутри некоторых крупных зерен присутствуют двойники;
б) Крупные зерна с двойниками внутри. Различные оттенки зерен (избирательная травимость) связаны с разной ориентировкой их решеток относительно плоскости шлифа
Особенности микроструктуры
а) Балл зерна G = 2, 9. Средний размер зерна dз = 127, 78 мкм;
б) Балл зерна G = 3, 2. Средний размер зерна dз = 118, 49 мкм
Интерпретация микроструктуры
Крупный размер зерна на обоих участках свидетельствует о высокой температуре нагрева ТЭНа.
Размер зерна на выводном участке практически равен размеру зерна на спиральном участке, что указывает на невозможность однозначно установить факт работы ТЭНа в аварийном режиме