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。

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。

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。

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。

钢铁材料的火花鉴别1目的主要通过常用牌号钢制工件的火花对比，学会使用火花鉴别法分辨这些材料的材质的方法，从而提高检测效率，快速降低混料风险。

2适用范围公司所涉及的所有中低碳钢的原料、中间线及成品线的检查。

3工作原理钢在高速旋转的砂轮机上磨削时，由于不同材质的钢材其化学成分含量不一样会产生不同的火花（颜色和形状），再火花的形状和颜色鉴别钢的的牌号。

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。

含碳量越多，火花越多！Fe2O3+3C=2Fe+3CO 4Fe+3O2=2Fe2O33.1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1-1所示。

图1-1火花束组成3.1.1根花：靠近砂轮部位的火花。

3.1.2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。

3.1.3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。

3.2 火花火花由亮线（流线）、节点、芒线、爆花、花粉和尾花所组成，其示意图如图1-2所示。

图1-2火花示意图3.2.1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。

其示意图如图1-3所示图1-3流线示意图3.2.2节点流线中途爆裂的亮点叫节点。

3.2.3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1-4所示。

图1-4芒线分叉示意图3.2.4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。

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。

用火花法鉴别材料火花法是一种常见的金属鉴别方法，利用材料与酸性气氛下电器受热而产生火花进行分析。

根据不同金属所产生的火花颜色、形态、持续时间等特征，可以初步鉴别出材料的成分。

本文将介绍火花法鉴别材料的原理、步骤以及应用。

一、原理火花法鉴别材料的原理是通过材料在电极受热时产生的火花来分析材料成分。

当电极上的材料受到电弧的加热时，会因为不同成分的化学性质、燃烧温度等因素而产生不同颜色、形态、长短等特征的火花。

通过观察和比较这些火花的特征，可以初步判断出材料的成分。

二、步骤火花法鉴别材料的步骤一般为准备材料、调整设备、试验鉴别等。

1.准备材料：将待鉴别的材料准备齐全，保持干燥和清洁，以避免外界因素影响试验结果。

2.调整设备：将火花鉴别仪调整至合适的工作条件。

包括电极间距、电流大小、机座高度、曝光时间等。

3.试验鉴别：将待鉴别材料放置于火花鉴别仪的电极间，设置适当的电流和时间进行试验。

观察并比较产生的火花特征，记录下火花的颜色、形态、持续时间等。

4.结果分析：根据火花的特征，结合已知的参考资料和经验，初步判断出材料的成分。

三、应用火花法鉴别材料广泛应用于金属加工、机械制造、材料研究等领域。

主要用于确定金属材料的种类、品质以及成分分析。

1.金属材料鉴别：火花法可以鉴别出各种金属材料，如铁、铜、铝、钢等。

通过观察火花的颜色、形态等特征，可以判断出金属材料的种类和品质，进一步指导使用和加工。

2.化学成分分析：火花法还可以用于分析材料的化学成分。

不同金属元素的化学性质不同，当材料中含有其中一种金属元素时，火花特征将发生变化，通过比较已知材料的火花特征，可以初步判断材料的化学成分。

4.故障分析：火花法还可以用于故障分析。

如当金属发生氧化、腐蚀等问题时，其火花特征也会发生变化，通过观察故障材料的火花特征，可以初步判断故障原因。

综上所述，火花法是一种简单、直观的金属鉴别方法，可以通过火花特征初步判断材料的成分和品质。