常用钢铁材料火花鉴别方法

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。

钢材的火花鉴别钢材的品种繁多，应用广泛，性能差异也很大，因此对钢材的鉴别就显得异常重要。

钢材的鉴别方法很多，现场主要用火花鉴别及根据钢材色标识别两种方法。

火花鉴别法是依靠观察材料被砂轮磨削时所产生的流线、爆花及其色泽判断出钢材化学成分的一种简便方法.火花鉴别常用设备及操作方法火花鉴别常用的设备为手提式砂轮机或台式砂轮机，砂轮宜采用46～60号普通氧化铝砂轮。

手提式砂轮直径为100~150mm，台式砂轮直径为200～250mm，砂轮转速一般为2800~4000r/min。

在火花鉴别时，最好应备有各种牌号的标准钢样以帮助对比、判断。

操作时应选在光线不太亮的场合进行,最好放在暗处，以免强光使火花色泽及清晰度的判别受到影响.操作时使火花向略高于水平方向射出,以便观察火花流线的长度和各部位的火花形状特征.施加的压力要适中，施加较大压力时应着重观察钢材的含碳量；施加较小压力时应着重观察材料的合金元素。

火花的组成和名称1.火束钢件与高速旋转的砂轮接触时产生的全部火花叫做火花束，也叫火束。

火束由根部火花、中部火花和尾部火花三部分组成，如图1-13所示。

图1-13火束的组成2.流线钢件在磨削时产生的灼热粉末在空间高速飞行时所产生的光亮轨迹,称为流线。

流线分直线流线、断续流线和波纹状流线等几种，如图1-14所示。

碳钢火束的流线均为直线流线；铬钢、钨钢、高合金钢和灰铸件的火束流线均呈断续流线;而呈波纹状的流线不常见。

图1-14流线的形状3.节点和芒线流线上中途爆裂而发出的明亮而稍粗的点,叫节点。

火花爆裂时所产生的短流线称为芒线。

因钢中含碳量的不同，芒线有二根分叉、三根分叉、四根分叉和多根分叉等几种，如图1—15所示。

图1-15芒线的形式4。

爆花与花粉在流线或芒线中途发生爆裂所形成的火花形状称为爆花，由节点和芒线组成。

只有一次爆裂芒线的爆花称为一次花,在一次花的芒线上再次发生爆裂而产生的爆花称为二次花，以此类推，有三次花、多次花等，如图1-16所示。

常用钢的火花鉴别法由于含碳量的不同，爆花可分为一次花、二次花、三次花和多次花。

1.有关火花图的基本知识一次花-在流线上的爆花，只有一次爆裂的芒线。

一次花是含碳量（质量分数）在0.25%以下的。

二次花-在一次花的芒线上，又一次发生爆裂所呈现的爆花形式。

二次花一般是含碳量（质量分数）在0.25%~0.60%时的。

三次花与多次花-在二次花的芒线上，再一次发生爆裂的火花形式称三次花。

若在三次花的芒线上继续有一次或数次爆裂出现，这种形式的爆花称多次花。

三次花与多次花是含碳量（质量分数）在0.25%~0.65%以上的。

单花-在整条流线上仅有一个爆花，称为单花。

复花-在一条流线上有两个或两个以上爆花，统称复花。

有两个爆花的称两层复花，有三个或三个以上爆花的称三层复花或多层复花。

2.低碳钢的火花图（以15钢为例）整个火束呈草黄带红，发光适中。

流线稍多，长度较长，自根部起逐渐膨胀粗大，至尾部又逐渐收缩，尾部下垂成半弧形。

花量不多，爆花为四根分叉一次花，呈星形，芒线较粗。

3.中碳钢的火花图整个火束呈黄色，发光明亮。

流线多而较细长，尾部挺直，尖端有分叉现象。

爆花为多根分叉二次花，附有节点，芒线清晰，有较多的小花及花粉产生，并开始出现不完全的两层复花，火花盛开，射力较大，花量较多，约占整个火束的3/5以上。

4.高碳钢的火花图（以65钢为例）整个火束呈黄色，光度根部暗，中部明亮，尾部次之。

流线多而细，长度较短，形挺直，射力很强。

爆花为多根分叉，二、三次爆裂，三层复花。

花量多而拥挤，占整个火束的3/4以上。

芒线细长而量多，间距密，芒线间杂有更多的花粉。

5.铬钢的火花图（以7Cr3为例）铬元素是助长产生爆花的，在一定范围内，铬的含量越多，产生的爆花也越多。

铬元素的存在，使火束趋向明亮，火花爆裂非常活跃而正规，花状呈大星形，分叉多而细，附有很多碎花粉。

7Cr3为高碳低铬钢，与高碳钢的火花图有些相似，爆花为二、三次爆裂复花，花形较大，有多量花粉产生，花量多而拥挤。

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。