火花鉴别材料法的原理与方法
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火花识别法原理
当钢材在砂轮上磨削时,高温的细小金属颗粒沿砂轮旋转的切线方向抛出,然后与空气摩擦,温度继续上升。钢中的碳元素在与空气接触的过程中,会与被氧化的氧化铁发生化学反应,生成单质铁和一氧化碳。一氧化碳与空气接触会爆炸形成火花,所以金属颗粒的运动轨迹上会形成明亮的流线。
我们知道,钢不仅含有碳,还含有锰、硅、钨、铬、钼和其他元素。形成火花时,这些元素的氧化物会产生火焰反应,从而影响火花的线条、颜色和状态。根据火花的颜色和形状,可以大致确定钢种的化学成分。
02
各种形式的研磨火花
虽然大家都见过火花,但是你知道如何描述火花的各种形态吗?
研磨产生的火花束由根火花、中火花、尾火花组成,火花束由流线、节、爆花、尾花组成。
随着含碳量的增加,继续在芒线上爆裂,产生二级花和三级花。芒线附近的亮点叫做花粉。
03
不同钢材的火花特性
进行火花识别时,砂轮转速一般为46 ~ 67 r/s,用接触式砂轮磨削钢材时,压力适中,火花流线略高于水平方向。仔细观察火花的颜色、形状、长度、结数、尾花特征来判断钢的种类。
1)碳钢
钢的含碳量会导致火花形状的不同。碳含量小于0.25%的低碳钢,流线粗而细,大方坯少而多,芒线粗而长,节点明亮。草黄色带深红色。
20#钢
含碳量高于0.25%的中碳钢,流线细长而众多,流线尾部和中部有节,花型大,主花和次花有少量花粉。颜色是黄色的。
45号钢
高碳钢的流线细、短、直、多、密。多花,小花,二次花,三次花或多花,芒线细而稀,花粉多。颜色是亮黄色。
T10钢
2)合金钢
铬、锰和钒可以帮助火花爆发,而钨、钴、镍和硅可以抑制火花爆发。含镍1% ~ 2.5%的合金钢,火花不散开,呈椭圆形芽状。含钨合金钢火花像狐狸尾巴,含硅合金钢火花像喇叭。铬镍合金钢火花盛开,爆开三次,花呈多层星形,花心有鲜艳的花蕾,呈红色。
3)铬钢
一般铬钢的火花束为白色,流线略粗长,爆裂多为单花,花纹大,大星形,枝多枝细,有碎花粉,爆裂火花心亮。
4)镍铬不锈钢
铬不锈钢的火花束较细,光线较暗,绽开成单朵花,有五六个枝干呈星形,尖端有轻微爆裂。
5)高速钢
高速钢花束细长,流线少,无火花爆发,颜色深红,根部和中部有断续流线,尾花呈弧形。
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