火花鑒別法是將被試驗(yàn)的鋼鐵材料與高速旋轉(zhuǎn)的砂輪接觸

1、火花鑒別法是將被試驗(yàn)的鋼鐵材料與高速旋轉(zhuǎn)的砂輪接觸，根據(jù)鋼鐵材料在磨削過程中所出現(xiàn)的火花爆裂形狀、流線、色澤、發(fā)火點(diǎn)等特點(diǎn)區(qū)別鋼鐵材料化學(xué)成分差異，來近似地確定鋼鐵的化學(xué)成分的一種方法。（一）火花產(chǎn)生的機(jī)理（一）火花產(chǎn)生的機(jī)理鋼鐵材料在一定的壓力下，放在砂輪上摩擦，由于砂輪的磨削作用，鋼鐵成屑末狀脫離試件，并且沿著砂輪與材料接觸點(diǎn)的切線方向作高速運(yùn)動。同時(shí)被磨削熱加熱成熔融狀態(tài)，形成光亮的流線，當(dāng)流線中熔融狀態(tài)的金屬顆粒與空氣中的氧接觸

2、時(shí)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)，F(xiàn)eOC→FeCO，使FeO還原；被還原的Fe將再次被氧化，然后再次還原；這種氧化一還原反應(yīng)循環(huán)進(jìn)行，會不斷產(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

3、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。（二）火花產(chǎn)生的方式（二）火花產(chǎn)生的方式以往研究火花鑒別是采用專用電動砂輪機(jī)，其參數(shù)：功率為0.20～0.75kW，轉(zhuǎn)速高于3000rmin，所用砂輪粒度為40～60目，中等硬度，直徑為φ150～200mm。磨削時(shí)施加壓力以20～60N為宜，輕壓看合金元素，重壓看含碳量。這種方法需將鋼件制成小試樣便于手持磨削，現(xiàn)場應(yīng)用受到一定限制。對于生產(chǎn)現(xiàn)場

4、的工件可采用風(fēng)砂輪或電動砂輪進(jìn)行對比火花鑒別，即將工件與已知成分的鋼件試樣對比磨削，觀察火花的一至程度，來確定鋼鐵的化學(xué)成分。這種方法需制作一定數(shù)量已知化學(xué)成分的小試樣。（三）火花鑒別的要點(diǎn)（三）火花鑒別的要點(diǎn)鋼鐵中的含碳量主要是根據(jù)火花的爆裂情況加以鑒定的。碳鋼中的含碳量越高，火花越多，火束越多。對合金鋼，由于各種合金元素對火花形狀、顏色產(chǎn)生不同影響，因而也可基本上鑒別出合金元素的種類及大概含量。但不象碳素鋼那樣容易和準(zhǔn)確?；鸹ㄨb別的

5、要點(diǎn)是：詳細(xì)觀察火花的火束粗細(xì)、長短、花次層疊程度和它的色澤變化情況。注意觀察組成火束的流線形態(tài)，火花束根部、中部及尾部的特殊情況和它的運(yùn)動規(guī)律，同時(shí)還要觀察火花爆裂形態(tài)、花粉大小和多少。（四）火花的組成（四）火花的組成1、火花束：火花束是指被測材料在砂輪上磨削時(shí)產(chǎn)生的全部火花，常由根部、中部、尾部組成。2、流線：從砂輪上直接射出的好像直線的火流稱為流線。每條流線都由節(jié)點(diǎn)、爆花和尾花組成。3、節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)就是流線上火花爆裂的原點(diǎn)，呈明亮點(diǎn)

6、。4、爆花和芒線：爆花就是節(jié)點(diǎn)處爆裂的火花。組成爆花的每一根細(xì)小線叫芒線。鋼的化學(xué)成分不同，尾花的形狀也不同。通常，尾花可分為狐尾尾花、槍尖尾花、菊花狀尾花、羽狀尾花等。一般爆花有以下三種類型：①一次爆花（簡稱一次花）：在流線上的爆花，只有一次爆裂的芒線，花型較簡單，有兩叉、三叉和多叉幾種。一次爆花是含炭量0.25%以下的碳鋼的火花特征。爆花分叉的增加說明鋼中含碳的增多。②中碳鋼火花束稍短，流線較細(xì)長而多，爆花分叉較多，開始出現(xiàn)二次、三

7、次花，花粉較多，發(fā)光較強(qiáng)，顏色橙。③高碳鋼火花束較短而粗，流線多而細(xì)，碎花、花粉多，又分叉多且多為三次花，發(fā)光較亮。2、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?；鸹ㄔ囼?yàn)時(shí)，手感較軟。3、灰鑄鐵的火花特征火花束細(xì)而短，尾花呈羽狀，色澤為暗紅色。4、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火

8、花爆裂。所以對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，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，流線數(shù)量少，無火花爆裂，色澤呈暗紅色，根部和中部為斷續(xù)流線，尾花呈弧狀。下面是幾種常用鋼的具體火花特征：20鋼流線多、帶紅色，火束長，芒線稍粗。發(fā)光適中，花量稍多，多根分岔爆裂，呈星形，花角

9、狹小，呈一次花多根分叉爆裂。45鋼流線多而稍細(xì)，呈黃色，火束短，發(fā)光大，爆裂為多根分岔，多量三次花量呈火星形，火花盛開花數(shù)約占全體五分之三以上，有很多的小花及花粉發(fā)生。T7鋼流線多而細(xì)，火束由于含碳量高，其長度漸次縮短而粗，發(fā)光漸次減弱，火花呈黃色稍帶紅色，根部暗紅，中部明亮，爆裂為多根分岔，多量三次花，花形由基本的星形發(fā)展為三層迭開，花數(shù)增多。研磨時(shí)手的感覺稍硬。T12鋼整個(gè)火束呈暗橙色，發(fā)光不大，愈近根部色澤和光度愈暗淡，流線多而極