金属材料与热处理 模块七 课题六钢的火花鉴定

简述钢铁材料火花鉴定的基本原理
钢铁材料火花鉴定是一种常用的金属材料分析方法，通过观察金属在高温条件下的火花产生情况，以判断其成分。

基本原理如下：* 电极放电：在火花鉴定仪中，使用一对电极（一般为一根钢、一根试样），施加高电压，形成电弧放电。

这时，电弧在试样表面产生高温。

* 试样激发：电弧的高温使试样表面受到激发，原子被激发至高能级状态。

* 发射光谱：激发的原子在返回基态时释放出能量，产生特定波长的光谱线。

这些光谱线是元素的特征光谱，不同元素产生不同波长的光。

* 光谱分析：利用光谱仪或光电倍增管等设备，观察并记录试样发射的光谱线。

这些光谱线反映了试样中各元素的存在情况。

* 比对分析：通过比对试样光谱线与已知元素光谱数据库，可以确定试样中含有的元素及其相对含量。

此方法适用于快速、经济地分析金属样品的成分，广泛用于金属材料的质量控制、质检和金属合金的检测。

火花鉴定的结果对于判断材料成分、质量和适用领域等方面具有重要参考价值。

1。

钢的火花鉴别标准
一、钢材类别识别
不同种类的钢材在火花上有不同的特征，因此可以根据火花特征来识别钢材的种类。

例如，碳素结构钢的火花呈簇状、带状，夹有未击穿的节花，而高速工具钢的火花呈火球状、针状，并伴有较多较细的爆裂。

二、碳含量鉴别
钢材中的碳含量可以通过观察火花的颜色和形状来判断。

一般来说，碳含量越高，火花的颜色越暗，形状也越粗糙。

例如，低碳钢的火花呈橙黄色，而高碳钢的火花呈蓝白色。

三、合金元素鉴别
钢材中的合金元素也可以通过观察火花来判断。

不同种类的合金元素在火花上有不同的特征。

例如，锰元素的存在会使火花呈暗紫色，硅元素的存在会使火花呈明亮的白色。

四、淬火状态鉴别
淬火状态的钢材在火花上有明显的特征。

淬火可以使钢材表面产生一层硬壳，同时内部结构也发生改变。

因此，可以根据火花的特征来判断钢材是否经过淬火处理。

例如，淬火后的钢材的火花呈暗紫色或黑色，而非淬火状态的钢材的火花呈亮黄色或白色。

五、钢材质量鉴别
钢的品质和性能与其化学成分及组织结构相关。

一般情况下，质量好的钢材的火花特征为光亮、颜色纯正且小而整齐；而质量差的钢材的火花特征为暗淡、颜色不纯且大小不一。

通过观察钢花的特征可以大致判断钢材的质量优劣。

钢铁火花鉴别实验报告实验背景：钢铁制品在生产过程中，常常会伴随着火花的出现。

这些火花可能是正常的现象，也可能是由于材料缺陷或者不良的制造工艺引起的。

因此，对钢铁火花的鉴别是非常重要的，可以帮助生产工人及时发现问题，保证产品质量和生产安全。

实验目的：本实验旨在通过观察和分析钢铁火花的形态和特点，探索钢铁火花的产生原因，以及判断火花的质量和制造工艺的好坏。

实验材料和设备：- 钢铁制品样品- 钢铁打火石或钢铁划脱条- 实验台- 安全护目镜- 打火机或火柴实验步骤：1. 将钢铁制品样品放置在实验台上，确保实验环境安全。

2. 戴上安全护目镜，保护眼睛免受火花的伤害。

3. 使用打火机或火柴点燃钢铁打火石或划脱条，使其产生火花。

4. 观察和记录火花的形态、色彩、数量等特征，特别注意与不同材质和制造工艺相关的差异。

5. 将火花样品与已知材质和质量的火花进行对比，以鉴别未知火花的材质和质量。

6. 根据观察结果和对比，分析火花的产生原因，并判断样品的质量和制造工艺。

实验结果和分析：通过观察和对比实验，我们可以得出以下结论：1. 钢铁火花的形态可以展现为火球状、星状、弧形等。

2. 火花的颜色可以有明亮的白色、黄色、蓝色等。

3. 火花数量和产生速度与材质和质量相关，优质的钢铁往往能够产生较少且稳定的火花。

4. 不同的制造工艺会对火花的形态和特点产生影响，可能表现为火花的长度、强度、延展性等方面的差异。

综合以上结果和分析，我们可以根据钢铁火花的形态、颜色、数量等特点来判断其材质和制造工艺的优劣。

这些结果可以帮助我们及时发现问题，改进生产工艺，提高产品质量。

实验注意事项：1. 进行实验时需要保持实验台和周围环境的干燥和整洁，避免其他因素对实验结果的影响。

2. 实验过程中需要佩戴安全护目镜，确保眼睛免受火花的伤害。

3. 进行实验时应注意安全，保持距离可燃物和易燃液体。

4. 在实验中要确保正确操作火柴、打火机等火源设备，避免火灾和其他危险的发生。

常见金属的火花鉴别
1，碳素钢火花的特征：
①通常低碳钢火花束较长，流线少，芒线稍粗，多为一次花，发光一般，带暗
红色，无花粉。

②中碳钢火花束稍短，流线较细长而多，爆花分叉较多，开始出现二次、三次
花，花粉较多，发光较强，颜色橙。

③高碳钢火花束较短而粗，流线多而细，碎花、花粉多，又分叉多且多为三次
花，发光较亮。

2．铸铁的火花特征：
铸铁的火花束很粗，流线较多，一般为二次花，花粉多，爆花多，尾部渐粗下垂
成弧形，颜色多为橙红。

火花试验时，手感较软。

3．合金钢的火花特征：
①合金钢的火花特征与其含有的合金元素有关。

一般情况下，镍、硅、钼、钨等元
素抑制火花爆裂，而锰、钒铬等元素却可助长火花爆裂。

所以对合金钢的鉴别难
掌握。

② 一般铬钢的火花束白亮，流线稍粗而长，爆裂多为一次花、花型较大，
呈大星形，分叉多而细，附有碎花粉，爆裂的火花心较明亮。

③ 镍铬不锈钢的火花束细，发光较暗，爆裂为一次花，五、六根分叉，呈星形，尖
端微有爆裂。

④高速钢火花束细长，流线数量少，无火花爆裂，色泽呈暗红色，根部和中部为断
续流线，尾花呈弧。

钢铁材料火花鉴定的基本原理
钢铁材料火花鉴定是一种常用的金属材料分析方法，其基本原理是利用高温下金属发生燃烧时产生的火花颜色和形态来判断金属成分的方法。

这种方法主要用于快速鉴定金属材料的成分，特别是对于钢铁材料的成分分析具有重要意义。

火花鉴定的基本原理主要包括以下几个方面：
1. 燃烧原理，在高温条件下，金属样品被氧化剂（通常是氧气或空气）燃烧，产生的火花包含了金属样品的成分信息。

不同金属成分在燃烧时产生的火花颜色和形态有所不同，可以通过观察和分析这些火花来判断金属样品的成分。

2. 火花特征，不同金属元素在燃烧时产生的火花有着独特的颜色、亮度、形态和持续时间。

通过观察这些火花的特征，可以初步判断金属样品中包含的元素种类和含量范围。

3. 光谱分析，火花鉴定通常结合光谱仪器进行，利用光谱仪器对火花产生的光谱进行分析，可以进一步确定金属样品的成分。

光谱分析可以提供更加准确的元素定性和定量信息，是火花鉴定的重
要补充。

总的来说，钢铁材料火花鉴定的基本原理是通过观察和分析金属样品在高温燃烧时产生的火花特征来判断其成分，结合光谱分析可以得到更加准确的成分信息。

这种方法在金属材料分析领域具有广泛的应用，可以快速、准确地进行金属成分分析，对于质量控制和产品检测具有重要意义。

火花鉴别法火花鉴别法是一种常用于材料表面质量检测的方法，其原理是通过观察火花的形态和颜色来判断材料的成分和质量。

火花鉴别法主要应用于金属材料的鉴别，可以判断出材料的种类、合金成分及热处理状态等信息。

下面将详细介绍火花鉴别法的原理和应用。

一、火花鉴别法的原理火花鉴别法是利用高温下金属表面与氧气发生化学反应产生的火花来进行分析的。

当金属材料表面与氧气接触时，金属表面会发生燃烧反应，产生明亮的火花。

不同金属材料的成分和质量会导致火花的形态和颜色有所不同，通过观察火花的形态和颜色可以判断出材料的成分和质量。

火花鉴别法广泛应用于金属材料的质量检测和鉴别。

在金属加工和制造过程中，对材料的成分、合金含量和热处理状态等信息进行准确的判断非常重要，而火花鉴别法可以提供这些信息。

1. 材料鉴别火花鉴别法可以根据火花的形态和颜色来判断材料的种类。

不同金属材料的成分和质量会导致火花的形态和颜色有所不同，通过对比不同材料的火花特征，可以准确地鉴别出材料的种类。

比如，碳钢的火花呈现出明亮的白色，而合金钢的火花呈现出明亮的红色。

2. 合金成分分析火花鉴别法还可以通过观察火花的形态和颜色来判断合金材料的成分。

不同合金材料的成分和质量会导致火花的形态和颜色有所不同，通过对比不同合金材料的火花特征，可以准确地判断出合金材料的成分。

比如，铜合金的火花呈现出亮丽的绿色，而铝合金的火花呈现出亮丽的白色。

3. 热处理状态判断火花鉴别法还可以通过观察火花的形态和颜色来判断材料的热处理状态。

不同热处理状态下的材料会产生不同形态和颜色的火花，通过对比不同热处理状态下的火花特征，可以准确地判断材料的热处理状态。

比如，淬火后的钢材产生的火花呈现出明亮的白色，而退火后的钢材产生的火花呈现出明亮的红色。

三、火花鉴别法的注意事项在使用火花鉴别法进行材料鉴别时，需要注意以下几点：1. 操作环境应安全，避免火花伤人和引发火灾等意外事故。

2. 需要经过专业培训，掌握火花鉴别法的操作技巧和相关知识。

金属的火花鉴别火花鉴别是金属材料化学成分现场控制手段中最为简易的方法之一，其特点是设备简单，操作方便，对金属牌号及其化学成分的鉴定分析速度快，准确性强，在临场分析中不必破坏试件，基本能满足金属材料生产和热处理工艺要求．尤其对人批量金属材料的鉴别和分析更发挥了它的优点，这是化学分析法和其它物理分析法所不能比拟的。

一、火花鉴别的应用范围1．在浇铸和冶炼的企业，火花鉴别可用于钢铁废金属原料的外购、炉前搭配废钢铁原料的检查．以及金属成品的化学成分检杏。

对于炼钢炉前现场快速分析鉴定．火花鉴别也是极为有效的方法，能在几秒钟的时间里分析出炉内钢水是否已符合熔炼制造所要求牌号的化学成分2．在金属材料热处理或锻压加工前，应用火花分析法核对其材料牌号，就能正确掌握其加热温度和加热时间，防止产生废品。

3．火花分析法能检验钢材是否经过渗碳、渗氮处理。

能判断渗碳层及氮化层的深度、均匀性，对于渗碳钢还能分析渗碳层的含碳量。

4．火花分析法能有效地检验钢材表面的脱碳情况，观察其脱碳层深度、尤其是利用钢材表面脱碳层来观察火花图，能有效地分析合金成分的含量，这是每一个火花分析工作者准确分析合金成分的诀窍。

5．对于金属材料仓库，在装卸搬运过程中容易发生混料事故，而火花分析法是杜绝混钢事故的最简单最有效的方法。

6．化学分析人员在化验工作前对被分析的金属材料作一次火花分析，可以省略试样中未含元素的化学分析工作，同时可以验证化学分析的结果正确与否。

物理分析的人员进行火花分析．可对金属材料的牌号做到心中有数，有利于对金属材料的抗拉强度、延伸率、断面收缩率及金相组织等作进一步分析。

二、火花形成原理金属材料在一定的压力下与旋转砂轮接触时，砂轮对工件产生切削作用，从工件产生的钢铁微粒被磨削热加热成熔融状态脱离工件，沿砂轮切线方向作高速运动，产生光亮的流线形成火花束，这些高温熔融状态的金属颗粒与空气中的氧气接触会形成氧化膜，钢中的碳元素，在高温下极易与氧结合形成一氧化碳，发生还原反应，这时被还原的铁再度被空气氧化，然后再还原．这种反应多次重复，当一氧化碳气体压力超过熔融金属的表面张力时便爆裂成火花，同时高温钢粒在空间运行形成切向的轨迹，就是我们所见的一条光亮线和光亮火花。

一、实验目的
1.了解火花鉴别钢材的方法。

2.掌握几种主要钢材的火花特征。

二、实验原理
火花鉴别法是将被试验的钢铁材料与高速旋转的砂轮接触，根据产生火花的形状和颜色，来近似地确定钢铁的化学成分的一种方法。

钢铁材料在一定的压力下，放在砂轮上摩擦，由于砂轮的磨削作用，钢铁成屑末状脱离试件，并且沿着砂轮与材料接触点的切线方向作高速运动。

同时被磨削热加热成熔融状态，形成光亮的流线，当流线中熔融状态的金属颗粒与空气中的氧接触时形成氧化膜。

氧化膜进而与钢铁中的碳作用产生一氧化碳气体，待气体压力超过熔融金属的表面张力时便爆裂成火花。

钢铁中的含碳量主要是根据火花的爆裂情况加以鉴定的。

碳钢中的含碳量越高，火花越多，火束越多。

对合金钢，由于各种合金元素对火花形状、颜色产生不同影响，因而也可基本上鉴别出合金元素的种类及大概含量。

但不象碳素钢那样容易和准确。

三、几种常用钢的火花特征(请点击下载）
1.20钢
流线多、带红色，火束长，芒线稍粗。

发光适中，花量稍多，多根分岔爆裂，呈星形，花角狭小。

2.45钢
流线多而稍细，火束短，发光大，爆裂为多根分岔，多量三次花量呈火星形，火花盛开花数约占全体五分之三以上，有很多的小花及花粉发生。

钢铁材料的火花鉴别钢铁材料火花鉴别法是利用钢铁材料在磨削过程中产生的物理化学现象判断其化学成分的方法。

当钢样在砂轮上磨削时，磨削颗粒沿砂轮旋转的切线方向被抛射，磨粒处于高温状态，表面被强烈氧化，形成一层FeO薄膜。

钢中的碳在高温下极易与氧发生反应，FeO+C →Fe+CO，使FeO还原；被还原的Fe将再次被氧化，然后再次还原；这种氧化一还原反应循环进行，会不断产生出CO气体，当颗粒表面的氧化铁薄膜不能控制产生的CO气体时，就有爆裂现象发生从而形成火花。

爆裂的碎粒若仍残留未参加反应的FeO和C时，将继续发生反应，则出现二次、三次或多次爆裂火花。

钢中的碳是形成火花的基本元素，当钢中含有锰、硅、钨、铬、钼等元素时，它们的氧化物将影响火花的线条、颜色和状态。

根据火花的特征，可大致判断出钢材的碳含量和其它元素的含量。

1．火花的构成钢铁材料在砂轮上磨削时产生的火花由根部火花，中部火花和尾部火花构成火花束，见图4—9。

高温磨削颗粒形成的线条状轨迹称为流线。

流线上明亮而又较粗的点称为节点。

火花在爆裂时，产生的若干短线条称为芒线。

芒线所组成的火花称为节花。

随着碳含量的增加，在芒线上继续爆裂产生二次花、三次花不等。

在芒线附近所呈现的明亮的小点称为花粉。

火花束的构成，见图4—10。

由于钢铁材料化学成分不同，流线尾部呈现不同形状的火花称为尾花。

尾花有苞状尾花、狐尾状尾花、菊状尾花和羽状尾花，见图4—11。

图4—9 火花束的形式节点流线节花芒线三次花图4—10 火花束的构成苞尾花菊状尾花狐尾花羽状尾花图4—11各种尾花形状2．碳素钢的火花特征低碳钢的流线粗、稀，爆花少且多呈一次花，芒线粗、长并有明亮的节点。

火花色泽草黄带暗红色。

中碳钢的流线细长且多，流线尾部和中部有节点，爆花比低碳钢增多，花型大，有一次花和二次花，附少量花粉。

火花色泽为黄色。

高碳钢的流线细、短、直、多而密。

爆花多，花型较小，多呈二次花、三次花或多次花，芒线细而疏，花粉多，火花色泽为明黄色。

三、钢铁材料的火花鉴别1.火花鉴别的基本知识火花鉴别是利用钢铁材料在高速旋转的砂轮上磨削时，根据所产生的火花形状、光亮度和色泽等特征大致鉴别钢铁材料的种类及化学成分。

钢铁材料在砂轮上磨削时所射出的全部火花称作火花束，它有根部火花、中部火花和尾部火花组成。

火花束中由灼热发光的粉末形成线条状的火花称为流线。

流线在中途爆炸而形成的稍粗而明亮的点称为节点。

节点处所射出的线称为芒线。

流线或芒线上由节点、芒线所组成的火花称节花。

节花按爆发先后分为一次花、二次花、三次花等。

芒线附近呈现明亮的点称为花粉。

有时在流线尾端会出现不同形状的尾花（菊花状尾花、弧尾花、羽状尾花等）。

2.常用钢铁材料的火花特征碳是钢铁材料火花形成的基本元素，也是火花鉴别法需要测定的主要成分。

由于含碳量不同，其火花形成也不同；合金元素也影响火花的特征。

（1）碳素钢的火花特征随着含碳量的增加，火花束中流线增多，长度逐渐缩短并变细，其形状也由挺直转向抛物线；芒线也逐渐变细变短；节花由一次花逐渐形成二次花，三次花；色泽由草黄带暗红色逐渐转变为亮黄色再转变为暗红色，光亮度逐渐增高。

低碳钢的火花束为粗流线、流线数量少，一次花较多，色泽草黄带暗红。

中碳钢流线较直，中部较粗大，根部稍细，二次花较多，色泽呈黄色。

高碳钢流线长，密而多，有二次花、三次花，色泽呈黄色且明亮。

（2）高速钢（W18Cr4V）的火花特征火花束细长，流线较少，大部分呈断续状态，有时呈波状流线；整个火花束呈暗红色，无火花爆裂；尾端膨胀而下垂成弧尾状。

（3）灰铸铁的火花特征火花束细而短，尾花呈羽状，色泽为暗红色。

钢材的火花鉴别2009年06月02日星期二 20:26火花鉴别是将钢与高速旋转的砂轮接触，根据磨削产生的火花形状和颜色，近似地确定钢的化学成分的方法。

当钢被砂轮磨削成高温微细颗粒被高速抛射出来时，在空气中剧烈氧化，金属微粒产生高热和发光，形成明亮的流线，并使金属微粒熔化达熔融状态，使所含的碳氧化为CO气体进而爆裂成火花。

根据流线和火花特征，可大致鉴别钢的化学成分。

(1)火花的组成火束：钢材在砂轮上磨削，产生的全部火花叫火束。

整个火束分为根花、间花和尾花。

见图。

流线：火束中线条状的光亮火花叫流线。

由于钢的化学成份不同，流线开头可分为直线流线、断续流线和波浪线。

见图。

含炭量越多流线越短；碳钢的流线多是亮白色，合金钢和铸钢是橙色和红色，高速钢的流线接近暗红色；碳钢的流线为直线状，高速钢的流线程断续状或波纹状。

节点和芒线：流线中途爆裂处较流线粗而亮的点叫节点，见火束示意图中局部放大图。

节点爆裂射出的发光线条叫芒线（又称分叉）。

随含碳量增高，分叉增多，有两根分叉、三根分叉、四根分叉和多根分叉之分。

见图。

爆花和花粉：流线中途爆裂所产生的光亮火花叫爆花，又称节花。

爆花由节点和芒线组成，形状见火束示意图中局部放大图。

爆花随流线上芒线的爆裂情况，有一次花、二次花、三次花和多次花之分。

一次节花是流线上第一次发射出来的节花，它是含碳量在0.25%以下的碳钢的火花特征。

二次节花是在一次节花的芒线上，又一次发生爆裂所呈现的节花，它是含碳量在0.25%--0.6%的中碳钢的火花特征。

三次节花是在二次节花的芒线上，再一次发生爆裂的节花，它是高碳钢的火花特征。

含碳量愈多，三次节花越多、越明亮。

分散在爆花芒线间的点状火花称为花粉，见图。

碳钢有节花，随含炭量增加，节花更多；高速钢一般没有节花，但含钼高速钢稍有节花，而含钨高速钢见不到节花，并流线断续状明显。

尾花：流线尾端呈现出不同形状的爆花称为尾花。

随钢中合金元素不同，尾花的形状分为直羽尾花、狐尾尾花和枪尖尾花等，见图。

钢铁材料的火花鉴别火花鉴别是钢铁材料化学成分现场控制手段中最为简易的方法之一，其特点是设备简单，操作方便，对金属牌号及其化学成分的鉴定分析速度快，准确性强，在临场分析中不必破坏试件，基本能满足金属材料生产和热处理工艺要求．尤其对人批量金属材料的鉴别和分析更发挥了它的优点，这是化学分析法和其它物理分析法所不能比拟的。

一、火花鉴别的应用范围1．在浇铸和冶炼的企业，火花鉴别可用于钢铁废金属原料的外购、炉前搭配废钢铁原料的检查．以及金属成品的化学成分检杏。

对于炼钢炉前现场快速分析鉴定．火花鉴别也是极为有效的方法，能在几秒钟的时间里分析出炉内钢水是否已符合熔炼制造所要求牌号的化学成分2．在金属材料热处理或锻压加工前，应用火花分析法核对其材料牌号，就能正确掌握其加热温度和加热时间，防止产生废品。

3．火花分析法能检验钢材是否经过渗碳、渗氮处理。

能判断渗碳层及氮化层的深度、均匀性，对于渗碳钢还能分析渗碳层的含碳量。

4．火花分析法能有效地检验钢材表面的脱碳情况，观察其脱碳层深度、尤其是利用钢材表面脱碳层来观察火花图，能有效地分析合金成分的含量，这是每一个火花分析工作者准确分析合金成分的诀窍。

5．对于金属材料仓库，在装卸搬运过程中容易发生混料事故，而火花分析法是杜绝混钢事故的最简单最有效的方法。

6．化学分析人员在化验工作前对被分析的金属材料作一次火花分析，可以省略试样中未含元素的化学分析工作，同时可以验证化学分析的结果正确与否。

物理分析的人员进行火花分析．可对金属材料的牌号做到心中有数，有利于对金属材料的抗拉强度、延伸率、断面收缩率及金相组织等作进一步分析。

二、火花形成原理钢铁材料在一定的压力下与旋转砂轮接触时，砂轮对工件产生切削作用，从工件产生的钢铁微粒被磨削热加热成熔融状态脱离工件，沿砂轮切线方向作高速运动，产生光亮的流线形成火花束，这些高温熔融状态的金属颗粒与空气中的氧气接触会形成氧化膜，钢中的碳元素，在高温下极易与氧结合形成一氧化碳，发生还原反应，这时被还原的铁再度被空气氧化，然后再还原．这种反应多次重复，当一氧化碳气体压力超过熔融金属的表面张力时便爆裂成火花，同时高温钢粒在空间运行形成切向的轨迹，就是我们所见的一条光亮线和光亮火花。

金属材料与热处理（第七版）习题册参考答案绪论一、填空题1.石器青铜器铁器水泥钢铁硅新材料2.材料能源信息3.405% 金属材料4.金属材料的基本知识金属的性能金属学基础知识热处理的基本知识金属材料及其应用5.成分热处理用途二、选择题1.A2.B3.C三、思考与练习1.答：为了能够正确地认识和使用金属材料，合理地确定不同金属材料的加工方法，充分发挥它们的潜力，就必须熟悉金属材料的牌号，了解它们的性能和变化规律。

为此，需要比较深入地去学习和了解有关金属材料的知识。

2.答：3.答：要弄清楚重要的概念和基本理论，按照材料的成分和热处理决定其性能，性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆；注意理论联系实际，认真完成作业和试验等教学环节，是完全可以学好这门课程的。

第一章金属的结构与结晶§1—1 金属的晶体结构1.非晶体晶体晶体2.体心立方面心立方密排六方体心立方面心立方密排六方3.晶体缺陷点缺陷线缺陷面缺陷二、判断题1．√ 2．√ 3．×4．×三、选择题1．A 2．C 3．C四、名词解释1．答：晶格是假想的反映原子排列规律的空间格架；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。

2．答：只由一个晶粒组成的晶体称为单晶体；由很多大小、外形和晶格排列方向均不相同的晶粒所组成的晶体称为多晶体。

五、思考与练习答：三种常见的金属晶格的晶胞名称分别为：（体心立方晶格）（面心立方晶格）（密排六方晶格）§1—2 纯金属的结晶一、填空题1.液体状态固体状态2.过冷度3.冷却速度冷却速度低4.形核长大5.强度硬度塑性二、判断题1．×2．×3．×4．√ 5．√6．√1．CBA 2．B 3．A 4．A四、名词解释1．答：结晶指金属从高温液体状态冷却凝固为原子有序排列的固体状态的过程。

在结晶的过程中放出的热量称为结晶潜热。

2．答：在固态下，金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为金属的同素异构转变。

实验六__钢铁材料的火花鉴别
一、实验目的
本实验旨在对各种钢铁材料进行火花鉴别，以判别钢的种类，使用X 射线熔池测试，以便确定不同钢铁材料的化学成分、金相结构、硬度等性质。

二、实验原理
火花鉴别法是一种快速的材料鉴别方法，主要是根据钢铁材料放出的火花特性来分析它的材料性质，通过观察得到的火花特性来判断钢铁材料的成分、硬度、组织结构等。

可以准确判断钢铁材料的特性。

火花鉴别法的原理是当钢铁材料受到强脉冲电流或高功率电流的攻击时，它会发生热裂解，然后产生火花。

在火花产生过程中，不同成分的钢铁会产生不同的火花特性，由此可以反应出不同材料的特性，从而判别所测试材料的种类。

三、实验设备
1、脉冲电源：脉冲电源是一种发出强脉冲电流的设备，可以设定不同的时间间隔和持续时间，用于火花鉴别实验。

2、火花收集器：火花收集器用来收集火花，是火花鉴别实验中不可或缺的设备。

3、钢铁材料标本：本实验中使用的钢铁材料标本是各种钢铁材料分类的参考样品，用来做对比研究。

四、实验步骤
1、准备实验：安装火花收集器，准备好脉冲电源，准备钢铁材料标本。

2、设定脉冲电源：调整脉冲电源的脉冲宽度和时间间隔。

5.6 钢铁的火花鉴别
§5.6 钢铁的火花鉴别
【使用说明】
1、依据学习目标，全体同学积极主动的根据教材内容认真预习并完成导学案，
小组长做好监督与检查，确保每位同学都能认真及时的预习相关知识。

2、结合导学案中的问题提示，认真研读教材，回答相关问题。

3、要求每位同学认真预习、研读课本，找出不明白的问题，用红笔做好标记。

【学习目标】
1、知识与技能：了解火花鉴别的原理及火花组成，掌握火花鉴别方法及火花特征。

2、学习与方法：通过研读课本，积极讨论，踊跃展示，能根据火花鉴别一般的钢种。

3、情感态度价值观：激情投入，大胆质疑，快乐学习。

【重点难点】
火花的特征
【自主学习】
火花的形成重要级别：★★★
火花的组成重要级别：★★★★
2
爱让每一名学生都做得更好！
火花的鉴别方法重要级别：★★★★★
火花的鉴别的注意事项重要级别：★★★★
【合作探究】
1、简述火花的形成。

2、火花由哪几部分组成？
3、根据火花鉴别中观察到的火花，分别说出各火花特征，并指出对应哪类钢材：（1）（2）
（3）（4）
爱让每一名学生都做得更好！3
4、火花鉴别的注意事项是什么？
【当堂测验】
一般来说，钢中含碳量越高，火花（），火束也（）。

【课后作业】
1、理解掌握本导学案内容，并完成习题册第五章第六节相关题目。

【学后反思】
4
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《金属材料与热处理》部分习题参考答案模块一金属的力学性能综合训练——课题1 强度与塑性1.解释下列名词（略）2.说明下列力学性能指标的意义（略）3.低碳钢拉伸试验的基本过程：低碳钢在拉伸力作用下的表现过程可分为弹性变形阶段、屈服阶段、均匀塑性变形阶段、缩颈（集中塑性变形阶段）和断裂阶段。

1）完全弹性变形阶段：拉伸力在Fp 以下阶段（Op段），试样在受力时发生变形，在此阶段中拉伸力和伸长量成正比例关系，卸除拉伸力后变形能完全恢复，该阶段为完全弹性变形阶段。

2）屈服阶段当所加的拉伸力F超过Fe后，拉伸力不增大或变化不大，试样仍继续伸长，开始出现明显的塑性变形。

曲线上出现平台或锯齿（曲线ess′段），3）均匀塑性变形阶段在曲线的s′b段，拉伸力增大，伸长沿整个试样长度均匀进行，继而进入均匀塑性变形阶段。

同时随着塑性变形的不断增加，试样的变形抗力也逐渐增加，产生形变强化，这个阶段是材料的强化阶段。

4）颈缩和断裂阶段在曲线的最高点（b点），达到最大拉伸力Fb 时，试样再次产生不均匀的塑性变形，变形主要集中于试样的某一局部区域，该处横截面积急剧减小，结果就形成了所谓“缩颈”现象。

随着缩颈处截面不断减小，承载能力不断下降，到k点时，试样发生断裂。

4.弹性极限在工程上的实际意义：材料受到外力时，几乎所有的弹性元件在工作时都不允许产生微小的塑性变形，只允许在弹性范围内工作。

制造这类工件的材料应以能保持弹性变形按正比例变化的最大抗力作为失效抗力指标。

屈服强度工程意义：屈服强度可以理解为金属材料开始产生明显塑性变形的最小应力值，其实质是金属材料对初始塑性变形的抗力。

屈服强度是工程技术上重要的力学性能指标之一，也是大多数工程构件和机器零件选材和设计的依据。

传统的设计方法，对于韧性材料以屈服强度为标准。

抗拉强度工程意义：抗拉强度的物理意义是韧性材料抵抗大量均匀塑性变形的能力。

铸铁等脆性材料拉伸过程中一般不出现缩颈现象，抗拉强度就是材料的断裂强度。