蝶閥的名稱(chēng)來(lái)源于翼狀結構的蝶板，蝶板安裝于管道的直徑方向。在蝶閥閥體圓柱形通道內，圓盤(pán)形蝶板繞著(zhù)軸線(xiàn)旋轉只需 90° 即可開(kāi)閉閥門(mén)。

　　蝶閥結構簡(jiǎn)單、體積小、重量輕。它只有少數幾個(gè)零件組成。而且只需旋轉 90° 即可快速啟閉，操作簡(jiǎn)單。該閥具有良好的流體控制特性。

　　蝶閥處于完全開(kāi)啟位置時(shí)，蝶板厚度是介質(zhì)流經(jīng)閥體時(shí)唯一的阻力。因此通過(guò)該閥所產(chǎn)生的壓力降很小。在閥門(mén)關(guān)閉運動(dòng)中，蝶板朝著(zhù)關(guān)閉位置轉動(dòng)，介質(zhì)流動(dòng)速度逐漸減小。該閥具有較好的流量控制特性。

　　材質(zhì)為 CF8M 的不銹鋼蝶閥在使用過(guò)程中出現銹蝕現象。奧氏體不銹鋼經(jīng)正常熱處理后，室溫下組織應為奧氏體，耐蝕性能很好。為了分析蝶閥的銹蝕原因，在其上取樣進(jìn)行分析。

　　1 試驗方法

　　取樣進(jìn)行化學(xué)成分分析(判斷是否符合標準要求)、金相組織檢查、熱處理工藝試驗及 SEM 分析。

　　2 試驗結果及分析

　　2.1 化學(xué)成分

　　化學(xué)成分分析結果及標準成分見(jiàn)《表 1》。

　　《表 1》 化學(xué)成分分析結果 / %成分CSiMnPSCrNiMo

　　CF8M0.081.51.50.040.0418~219~122~3

　　蝶閥0.100.600.610.0240.00918.059.711.45

　　2.2 金相分析

　　從出現銹蝕現象的蝶閥上切取了金相試樣，經(jīng)磨制拋光后，用三氯化鐵水溶液腐蝕，在 Neophot-32 金相顯徽鏡上觀(guān)察分析，其金相組織由奧氏體與另一種析出物組成。從理論上講奧氏體不銹鋼經(jīng)正常熱處理后，應得到均一奧氏體組織。組織中出現的另一析出物究竟是何組織，有兩種判斷：一是 σ 相，另一種是碳化物。σ 相與碳化物形成的條件不同，但都具有一個(gè)共同的特點(diǎn)，那就是造成奧氏體不銹鋼對晶間腐蝕的敏感性。

　　首先采用了雜色法進(jìn)行 σ 相的鑒別。采用堿性赤血鹽水溶液(赤血鹽 10g + 氫氧化鉀 10g + 水 100ml)，試樣在該試劑中煮沸2~4 min 后，鐵素體呈黃色，碳化物被腐蝕，奧氏體呈光亮色，σ 相由褐色變?yōu)楹谏?。用上述方法將從蝶閥上切取的試樣在堿性赤血鹽水溶液中煮沸 4 min 后，在顯徽鏡下觀(guān)察，析出物保持了原形貌，未發(fā)現明顯變化。因此決定采用熱處理的方法進(jìn)一步試臉?lè )治觥?/p>

　　2.3 熱處理試驗分析

　　σ 相是一種鐵鉻原子比例大致相等的金屬間化合物?；瘜W(xué)成分、鐵素體、冷變形、溫變都不同程度地對 σ 相形成產(chǎn)生影響。采用染色法試驗，在顯微鏡下觀(guān)察析出相變化不明顯，故采用了熱處理的方法來(lái)鑒別 σ 相。有關(guān)資料介紹，σ 相通常是在 500~800℃ 長(cháng)期時(shí)效中形成的。這是因為較高的溫度下時(shí)效有利于鉻的擴散。再高溫度加熱 σ 相將開(kāi)始溶解，溶解完畢至少要在 920℃ 以上。在高于 σ 相的穩定溫度加熱可使之消除。形成 σ 相所需時(shí)間雖然很長(cháng)，但消除 σ 相一般只要短時(shí)間加熱即可。根據這一理論，制定了熱處理工藝，觀(guān)察組織中的析出相是否可以消除。將從蝶閥上切取的試樣加熱到 940℃，保溫 30 min，然后在 Neophot-32 金相顯微鏡上觀(guān)察分析。經(jīng)熱處理后的試樣中的析出相沒(méi)有消除，并保持原形貌，由此證明了該組織中的析出相有可能不是 σ 相。

　　2.4 SEM 分析

　　有時(shí)鋼中出現的 σ 相，采用任何染色的方法均無(wú)法辨別其頗色，可采用 SEM 的分析方法來(lái)鑒別。因為已知 σ 相為鐵與鉻的化合物，含鉻量為 42%~48%，通過(guò) EDS 定性和定量分析測出未知相的組成元素及其含量，從而確定未知相。

　　對基體和析出相進(jìn)行的微區定量分析結果見(jiàn)《表 2》。

　　《表 2》 EDS 定量分析結果 / %成分FeCrNiMoSiMn

　　基體70.46316.36510.2111.2390.4661.257

　　析出相56.90833.6293.6814.8350.0400.907

　　EDS 分析結果表明，析出物的含鉻量為 33.6%，明顯高于基體中的 Cr 含量 16.3%，而 σ 相的含鉻量是 42%~48%，因而否認析出相為 σ 相。綜合染色試臉、熱處理試驗的結果，認為不銹鋼蝶閥組織中的析出相不是 σ 相。經(jīng) SEM 觀(guān)察析出相為一種共晶組織，是以鉻為主的碳化物。

　　不銹鋼蝶閥的材料為鎳鉻奧氏體不銹鋼，這種材料一般都在固溶狀態(tài)下使用。在室溫狀態(tài)下，其組織為奧氏體，奧氏體不銹鋼在廣泛的腐蝕介質(zhì)中特別是大氣中具有良好的抗腐蝕能力。對不銹鋼蝶閥銹蝕的原因分析如下：

　?、?綜合上述各項試驗的結果，可判定蝶閥材料組織中析出相不是 σ 相，故蝶閥的銹蝕現象不是由 σ 相引起的。

　?、?通過(guò) SEM 觀(guān)察，確認蝶閥的組織中析出相是以鉻為主的碳化物，這種共晶組織沿晶界分布。EDS 分析結果表明這種分布在晶界上的碳化物鉻含量明顯高于基體。這種碳化物是 M₂₃C₆ 型。隨碳化物的析出，又得不到鉻的擴散補充時(shí)，以碳化鉻的形式沿奧氏體晶界析出，在碳化物周?chē)纬韶氥t區，從而奧氏體不銹鋼晶界易被腐蝕。所以沿晶界析出的碳化物是造成蝶閥銹蝕的主要原因。

　?、?經(jīng)固溶處理后的奧氏體不銹鋼，由于在高溫加熱時(shí)大部分碳化物被溶解，奧氏體中飽和了大量的碳與鉻，并因隨后的快速冷卻而固定下來(lái)，使材料有很商的耐腐蝕性。因此應嚴格控制熱處理工藝，固溶處理時(shí)將工件加熱至高退，使碳化物充分溶解，然后迅速冷卻，得到均一奧氏休組織。固溶處理后，如果采用緩慢冷卻，在冷卻過(guò)程中碳化鉻將沿晶界析出，從而導致材料耐腐蝕性能降低。