钢的火花鉴别成分
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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。
常用钢铁材料的鉴别规定1.目的采取即简单又快速的方法,较为可靠的现场识别常用钢铁材料的钢种规格,防止混料现象的发生。
2.范围适用于所有生产现场或库房的钢铁材料的鉴别。
3.职责由公司指定专人进行鉴别操作,发现问题有权停止现场相关生产活动并立即向质检部反映情况。
4.鉴别方法根据目前公司的生产规模,结合不同钢种鉴别的要求和特点,选择断口鉴别法和火花鉴别法作为公司常用钢铁材料的鉴别方法。
4.1 断口鉴别法根据化学成分不同的钢铁材料,其断口的特征也各不相同的特点,通过肉眼观察其断口特征,可以对常用钢铁材料进行钢种鉴别。
常用钢材的断口特征如下:1. 低碳钢:由于含碳量低,塑性好,并易敲弯而不易敲断,故一般应先锯开缺口后再进行敲击。
低碳钢的断口显示银白色,断口处能看到均匀的颗粒,断口边缘有明显的塑性变形现象存在。
2. 中碳钢:比低碳钢易敲,其断口呈银白色,比较平整,颗粒较低碳钢细,没有塑性明显变形的现象。
3. 高碳钢:断口呈银白色,平整,没有塑性变形的现象,颗粒很细。
4.2火花鉴别法4.2.1 火花测试设备火花检测设备,主要是砂轮机和砂轮,其规格要求和应用范围如下:4.2.2常用钢铁材料的火花特征主要材料是碳素结构钢、合金结构钢及轴承钢等。
4.2.3注意事项由于火花鉴别的准确性与操作者的经验和周围环境有很大的关系,因此,操作时须注意以下事项:1.鉴别时需保证砂轮的直径、转速固定不变。
2.应选择在较暗的环境下进行,并且保持环境固定不变。
3.应备有常用材料的标准试块,以便在不易鉴别时能进行比较。
4.操作时应严格遵守安全操作规定,避免发生人身、设备事故。
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。
火花源原子发射光谱法是一种用于测定钢中超低碳、氮、磷和硫的方法。
以下是该方法的简要介绍:
1.原理:火花源原子发射光谱法利用火花放电产生的能量将钢中的元素激发成原子态,然后测量各元素的原子发射光谱,根据光谱线的强度来确定各元素的含量。
2.样品制备:将钢样切割成小块,然后进行研磨和抛光,以获得光滑的表面。
这有助于提高测量的准确性和稳定性。
3.实验过程:将制备好的钢样放置在火花源原子发射光谱仪的样品台上,然后进行激发和光谱测量。
在测量过程中,需要控制激发条件和光谱测量参数,以确保结果的准确性和可靠性。
4.结果分析:通过比较光谱线的强度与标准样品的强度,可以确定钢中各元素的含量。
由于该方法具有较高的灵敏度和精度,因此可以用于测定钢中的超低碳、氮、磷和硫等元素。
需要注意的是,火花源原子发射光谱法是一种相对较新的技术,其应用和发展还受到许多因素的影响。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的方法和设备,并进行严格的实验操作和控制,以确保结果的准确性和可靠性。
钢材的火花鉴别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。
检验钢铁成分的方法
钢铁成分的检验方法主要有以下几种:
1. 火花检验法:通过观察钢铁材料经过磨削加工后的表面痕迹,判断其化学成分。
这种方法比较简单直观,但需有一定的技巧和经验。
2. 化学分析法:通过使用化学试剂对样品进行定性定量分析。
钢铁成分的化学分析包括碳、硫、磷、锰、镍、铬、铜、钨、钒等元素的定性或定量测定。
这种方法准确度高,但操作复杂,耗时长。
3. 光谱分析法:基于原子光谱的特性,通过计算机分析样品的光谱数据,进而确定其化学组成。
这种方法准确度高,分析速度快,但需要专门的设备和技术人员。
4. 磁性检测法:通过磁性物质的特点来检测钢铁材料的质量。
根据磁感应强度B判断其质量情况,B值越大,说明钢铁中杂质含量较高;反之则表明杂质含量较低。
这种方法主要用于钢铁生产过程中的质量控制和废品处理。
5. 金相检验法:通过观察钢铁材料在显微镜下的组织结构来确定其成分。
这种方法主要用于研究钢铁材料的组织和性能的关系,以及钢铁材料的失效分析等。
以上就是一些常见的钢铁成分检验方法,具体选择哪种方法需要根据实际需求和条件进行评估。
第二章用火花法鉴别材料1.知识准备钢在高速旋转的砂轮机上磨削时会产生火花,根据火花的形状和颜色鉴别钢的的牌号的方法叫火花鉴别法。
当试样与高速旋转的砂轮接触时,由于剧烈摩擦,温度急剧升高,被砂轮切削下来的颗粒以高速抛射出去,同空气摩擦,温度继续升高,发生激烈氧化甚至熔化,因而在抛射中呈现出一条条光亮流线。
磨削颗粒的表面生成的氧化铁被颗粒内所含的碳元素还原,生成CO 气体,在压力足够时便冲破表面氧化膜,发生爆裂而形成爆花。
流线和爆花的色泽、数量、形状、大小同试样的化学成分相关有关,因此可以初步鉴别金属材料。
1.1火花束工件与砂轮接触时产生的火花也叫做火束,由根花、间花和尾花三个主要部分组成。
整个火束示意图如图5-1所示。
图5-1火花束组成1.1.1根花:靠近砂轮部位的火花。
1.1.2间花:在火束中间部位,火花最密集的一段。
从间花中可以看出钢中碳质量分数多少。
图5-2火花示意图1.1.3尾花:火束末端接近消失的部位,根据尾花形状,可以判断钢中所含合金元素。
1.2 火花火花由流线、节点、芒线、爆花、花粉和尾花所组成,其示意图如图5-2所示。
1.2.1流线:高温的粉末微粒沿砂轮切线飞行时产生线条状的亮体称为流线,通常分为3种:①直线状流线;②断续状流线;③波纹状流线。
图5-3流线示意图1.2.2节点流线中途爆裂的亮点叫节点。
1.2.3芒线节点爆裂时射出的发光线条。
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见图5-4所示。
图5-4芒线分叉示意图1.2.4爆花流线中爆裂所产生的光亮火花或是节点处爆裂的火花叫爆花。
爆花由节点和芒线组成,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见图5-5所示。
图5-5 爆花示意图1.2.5花粉分散在爆花芒线间的点状火花称为花粉,1.2.6尾花流线尾端呈现出不同形状的爆花称为尾花。
钢的化学成分不同,尾花的形状也不同,通常尾花的形状可分为直线、直羽状尾花、狐尾尾花、枪尖尾花、钩状尾花等,如图5-6所示。
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。
1.2 金属材料的现场鉴别现场鉴别钢铁材料最简易的方法是火花鉴别法、色标鉴别法等。
1.2.1 火花鉴别法1.火花的构成图1-9 火花束钢材在砂轮上磨削时所射出的火花由根部火花、中部火花和尾部火花构成火花束。
如图1-9所示。
磨削时由灼热粉末形成的线条状火花称为流线。
流线在飞行途中爆炸而发出稍粗而明亮的点称为节点。
火花在爆裂时所射出的线条称为芒线。
芒线所组成的火花称为节花。
节花分一次花、二次花、三次花不等。
芒线附近呈现明亮的小点称为花粉。
火花束的构成如图1-10所示。
图1-10 火花束的组成由于钢材的化学成分不同,流线尾部出现不同的尾部火花,称为尾花。
尾花有苞状尾花、菊状尾花、狐尾花、羽状尾花等。
如图1-11所示。
图1-11 各种尾花形状a)苞状尾花 b) 狐尾花 c) 菊状尾花 d)羽状尾花2.常用钢的火花特征碳素钢随着含碳量增加,流线形式由挺直转向抛物线,流线逐渐增多,火束长度逐渐缩短,粗流线变细,芒线逐渐细而短,由一次瀑花转向多次爆花,花的数量和花粉也逐渐增多,光辉度随着含碳量的升高而增加,砂轮附近的晦暗面积增大。
在砂轮磨削时,手感也由软而渐渐变硬。
图1-12 15钢的火花15钢的火花特征:火花流线多,略呈弧形。
火束长,呈草黄色,带红。
芒线稍粗。
爆花呈多分叉,一次爆花,如图1-12所示。
图1-13 40钢的火花40钢的火花特征:整个火束呈黄而略明亮。
流线较细、多分叉而长。
爆花接近流线尾端,呈多叉二次爆裂。
磨削时手感反抗力较弱,如图1-13所示。
图1-14 T13钢的火花T13钢的火花特征:火束短粗,中暗红色。
流线多,细而密。
爆花为多次爆裂,花量多并重叠,碎花、花粉量多。
磨削时手感较硬,如图1-14所示。
图1-15 W18Cr4V火花特征合金钢火花的特征与加入合金元素有关。
例如 Ni、Si、Mo、W等有抑制爆裂的作用,而Mn、V、Cr却可以助长爆裂,所以对合金钢火花的鉴别较难掌握。
图1-15是高速钢W18Cr4V的火花特征。
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。
钢铁材料的⽕花鉴别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。
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。
碳素钢的火花特征示意图,见图4—12。
20钢45钢
T10钢
图4—12碳素钢火花示意图
(二)常用钢铁材料的火花特征
碳是钢铁材料火花的基本元素,也是火花鉴别法测定的主要成分。
由于含碳量的不同,其火花形状不同。
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
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。
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。
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。
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,尾花呈弧状。