火花鑒別

將鋼與高速旋轉(zhuǎn)的砂輪接觸，根據(jù)磨削產(chǎn)生的火花形狀和顏色，近似地確定鋼的化學(xué)成分的方法，稱為火花鑒別法。

 

鑒別原理

當(dāng)鋼樣在砂輪上磨削時(shí)，高溫的微細(xì)金屬顆粒沿砂輪旋轉(zhuǎn)的切線方向被拋射，之后同空氣摩擦，溫度繼續(xù)升高，顆粒發(fā)生激烈的氧化和熔化，因而在運(yùn)行中呈現(xiàn)出一條條光亮的流線。

 

磨粒處于高溫狀態(tài)，表面被強(qiáng)烈氧化，形成一層FeO薄膜。鋼中的碳在高溫下極易與氧發(fā)生反應(yīng)，FeO+C→Fe+CO，使FeO還原；被還原的Fe將再次被氧化，然后再次還原；這種氧化-還原反應(yīng)循環(huán)進(jìn)行，會(huì)不斷產(chǎn)生出CO氣體，當(dāng)顆粒表面的氧化鐵薄膜不能控制產(chǎn)生的CO氣體時(shí)，就有爆裂現(xiàn)象發(fā)生從而形成火花。

 

爆裂的碎粒若仍殘留未參加反應(yīng)的FeO和C時(shí)，將繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，則出現(xiàn)二次、三次或多次爆裂火花。

 

鋼中的碳是形成火花的基本元素，當(dāng)鋼中含有錳、硅、鎢、鉻、鉬等元素時(shí)，它們的氧化物將影響火花的線條、顏色和狀態(tài)。根據(jù)火花的特征，可大致判斷出鋼材的碳含量和其它元素的含量。

 

火花形態(tài)

鋼鐵在砂輪上磨削時(shí)產(chǎn)生的火花由根部火花，中部火花和尾部火花構(gòu)成火花束。高溫磨削顆粒形成的線條狀軌跡稱為流線。

流線上明亮而又較粗的點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)�；鸹ㄔ诒�裂時(shí)，產(chǎn)生的若干短線條稱為芒線。芒線所組成的火花稱為節(jié)花。

隨著碳含量的增加，在芒線上繼續(xù)爆裂產(chǎn)生二次花、三次花不等。在芒線附近所呈現(xiàn)的明亮的小點(diǎn)稱為花粉。

 

由于鋼鐵材料化學(xué)成分不同，流線尾部呈現(xiàn)不同形狀的火花稱為尾花。尾花有苞狀尾花、狐尾狀尾花、菊狀尾花和羽狀尾花。

一碳素鋼的火花特征

碳是鋼鐵材料火花的基本元素，也是火花鑒別法測(cè)定的主要成分。由于含碳量的不同，其火花形狀不同。

 

①低碳鋼的流線粗、稀，爆花少且多呈一次花，芒線粗、長(zhǎng)并有明亮的節(jié)點(diǎn)�；鸹ㄉ珴刹蔹S帶暗紅色。

 

20#鋼

 

②中碳鋼的流線細(xì)長(zhǎng)且多，流線尾部和中部有節(jié)點(diǎn)，爆花比低碳鋼增多，花型大，有一次花和二次花，附少量花粉。火花色澤為黃色。

 

45#鋼

 

③高碳鋼的流線細(xì)、短、直、多而密。爆花多，花型較小，多呈二次花、三次花或多次花，芒線細(xì)而疏，花粉多，火花色澤為明黃色。

 

T10鋼

 

二鑄鐵的火花特征

鑄鐵的火花束很粗，流線較多，一般為二次花，花粉多，爆花多，尾部漸粗下垂成弧形，顏色多為橙紅。火花試驗(yàn)時(shí)，手感較軟。

 

三合金鋼的火花特征

合金鋼的火花特征與其含有的合金元素有關(guān)。一般情況下，鎳、硅、鉬、鎢等元素抑制火花爆裂，而錳、釩鉻等元素卻可助長(zhǎng)火花爆裂。所以對(duì)合金鋼的鑒別難掌握。

 

一般鉻鋼的火花束白亮，流線稍粗而長(zhǎng)，爆裂多為一次花、花型較大，呈大星形，分叉多而細(xì)，附有碎花粉，爆裂的火花心較明亮。

 

鎳鉻不銹鋼的火花束細(xì)，發(fā)光較暗，爆裂為一次花，五、六根分叉，呈星形，尖端微有爆裂。

 

高速鋼火花束細(xì)長(zhǎng)，流線數(shù)量少，無(wú)火花爆裂，色澤呈暗紅色，根部和中部為斷續(xù)流線，尾花呈弧狀。

 

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