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钢铁鉴别黑科技:火花鉴别法

火花识别

根据磨削产生的火花的形状和颜色,用高速旋转砂轮接触钢,近似测定钢的化学成分的方法称为火花识别法。

识别原则

当钢样在砂轮上研磨时,高温下的细金属颗粒沿砂轮旋转的切向投射,然后与空气摩擦,温度继续升高,颗粒经过强烈的氧化和熔化,在运行中呈现出明亮的流线型。

磨料颗粒处于高温状态,表面被强烈氧化形成氧化铁膜。钢中的碳在高温下很容易与氧发生反应。FeO+C_Fe+Co降低FeO。还原铁将再次氧化,然后再次还原。这种氧化还原反应循环将连续产生CO气体。当颗粒表面氧化铁膜产生的CO气体无法控制时,会爆炸形成火花。

如果被引爆的碎片仍然是不参与反应的FeO和C,它们将继续反应,并且会有两个、三个或更多的爆炸火花。

钢中的碳是产生火花的基本元素。当钢中含有锰、硅、钨、铬、钼等元素时,其氧化物会影响火花的线、色和状态。根据火花的特性,可以粗略判断钢的含碳量和其他元素含量。

火花图形

在砂轮上磨削钢铁产生的火花由根部火花、中间火花和尾部火花组成。高温磨粒形成的线轨迹称为流线。

流线上明亮和较厚的点称为节点。当火花爆发时,许多短线被称为芒线。由芒线组成的火花叫做节子。

随着碳含量的增加,二、三次开花将继续出现在芒线上。芒线附近的亮点被称为花粉。

由于钢铁材料的化学成分不同,流线尾部形状不同的火花称为尾部。有苞片、狐狸尾巴、菊花尾巴和羽状尾巴。

苞片尾花

狐尾花

菊花尾花

羽状尾花

实际应用

碳钢的火花特性

碳是钢铁材料中火花的基本元素,也是火花识别方法的主要组成部分。由于碳含量不同,火花形状也不同。

(1)低碳钢流线粗疏,火花越来越少,雨篷线粗长,节点光亮。火花色草黄色和暗红色。

20钢

(2)中碳钢流线细长且多。流线的末端和中间有节点。火花的数量比低碳钢多。火花的形状很大。有初花和次花,花粉量小。火花呈黄色。

45钢

高碳钢流线细、短、直、多、密。有许多闪光,小花型,多为二、三、多花,芒线稀疏,花粉较多,闪光色为亮黄色。

T10钢

铸铁的火花特性

铸铁的火花花束很厚,流线型多,一般为次花,花粉多,爆裂多,尾部逐渐厚而下垂成弧形,颜色多为桔红色。在火花试验中,感觉柔软。

合金钢的火花特性

合金钢的火花特性与其所含合金元素有关。一般来说,镍、硅、钼、钨等元素能抑制火花裂纹,而锰、钒、铬等元素能促进火花裂纹。因此,合金钢的鉴别是很难掌握的。

一般来说,铬钢火花花束是白色的,流线型稍厚较长。火花多为单火花,星形大,分叉多,细小,花粉破碎,火花芯明亮。

镍铬不锈钢火花花束细密,辉光暗淡,爆裂为单花,五六分叉,星形,顶端稍爆裂。

高速钢火花花束纤细,流线数少,无火花迸发,深红色,根部和中部断续流线,弧尾。


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