钢种火花鉴别方法详细说明

董敬松¹³³³⁷⁸⁸³⁰⁸⁶钢铁材料2021-12-02 14:482316

钢种火花鉴别方法详细说明

火花鉴别

将钢与高速旋转的砂轮接触,根据磨削产生的火花形状和颜色,近似地确定钢的化学成分的方法,称为火花鉴别法。

钢种火花鉴别方法详细说明-钢铁百科

之前咱们分享过一个视频,长的比较像的钛棒和不锈钢棒是如何分辨的呢?

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从外观上的确不好分辨,咱们就按火花鉴别的定义给大家展示这个简单的方法,打磨一下,通过火花可以轻松分辨出来:


鉴别原理

当钢样在砂轮上磨削时,高温的微细金属颗粒沿砂轮旋转的切线方向被抛射,之后同空气摩擦,温度继续升高,颗粒发生激烈的氧化和熔化,因而在运行中呈现出一条条光亮的流线。

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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-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。

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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。

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火花之作死系列

有人说火花是钢铁的语言,我们都知道说话时喷溅的吐沫星子是有余温的,钢铁的火花正是由于磨削的高温致使微细金属颗粒喷溅,瞬间产生的火花温度超过1000℃,由于飞溅火花形同灰尘非常微小,所以瞬间就被冷却了,如果火花密度非常大,仍然会有烧灼感。有点触目惊心啊,看完这个视频,为了安全期间,直观学机械小编专门到车间亲自试验了一下,飞溅的火花打在衣服上烧不透,打在手上有热感,但温度的确不太高。

但是,这个动作还是十分危险的,火花的温度即使只有灼热感,我们可以忽略不计的话,面部正对砂轮,万一砂轮破碎或者大块磨粒飞出,足以致命。手持金属块在磨削时会受到很大的摩擦力,万一没有拿稳,会脱手击中这个“傻瓜”。
在有火花飞溅的场合,我们还是一再强调,要佩戴劳保产品,特别是护目镜一定佩戴,焊接或热切割时面罩一定必不可少。

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常见合金钢火花形态

常见合金钢火花鉴别举例。进行火花鉴别时, 操作者应戴无色平光眼镜, 场地光亮但不宜太亮, 最好在暗处进行。砂轮转速一般为46~67r/s。钢料接触砂轮磨削时,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、长短、节花数量、尾花特征等来判断钢的类型。为防止发生误差, 应备有各种钢号的标准钢料, 以帮助判断和比较。 

30Cr

30Cr 钢的火花特征是: 火束细长 , 呈亮红橙色 , 发 光稍大; 流线多而直, 尾部微垂, 带红色; 爆花为多根分叉的二次花, 有时为多根分叉的一次花, 呈大星形; 火花爆裂较激烈, 芒线粗而稀少, 花心较火束明亮( 含铬特征) , 花量约占火束的2/ 5。

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12CrNi3

12CrNi3 钢的火花特征是 : 火束细长, 根部呈红色, 其余为黄橙色, 发光适中; 流线细直稍下垂, 爆花为三、四根分叉的一次花, 呈星形, 明亮, 花角狭小,芒线稀疏; 流线尾粗并与花同色, 中部有明亮的花苞( 含镍特征) , 较明亮; 花量约占火束的1/ 8。

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40CrNiMo

40CrNiMo 钢 的火花 特征是 : 火束 较粗而 亮, 橙 黄 色, 根部微红, 发光适中; 流线细直略下垂; 爆花为三、四根分叉的三次花, 呈大星形, 芒线很多, 花角较大并间有碎花, 为双层爆裂, 花粉及发火点甚多,橙黄色, 花心明亮, 并有花苞, 花量约占火束的3/ 5;尾部有清晰易见的枪尖尾花( 镍、铬、钼共同存在的特征)

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38CrMoAl

38CrMoAl 钢的火花特征是: 火束稍长 , 呈亮红色; 爆花为多根分叉的一次花, 尖端多发火点及花粉, 呈大星形, 橙黄色; 花量因铝的影响而减少, 占火束的1/ 4; 流线呈红色且细, 清晰易见, 尾部略有枪尖尾花; 磨时反抗力不很。

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50CrV

50CrV 钢 的火花 特征是 : 火束 粗而较 短, 橙 黄色, 发光大; 爆花为十数根分叉的三次花( 层叠复花) , 呈大星形, 芒线多而细, 尾细长, 附有花粉, 花心极明亮, 为淡橙黄色, 花势较盛, 花量占3/ 5 以上; 火束美观; 磨时反抗力稍弱。

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3CrW8

3CrW8 钢的火花特征是 : 火束细长 , 暗红, 发光暗 弱, 尾部稍亮; 流线稍短, 量少而稀, 无爆花, 芒线细短稀少, 尖端类似秃尾; 根部为断续流线, 尾部有明显附穗及断续干芒, 形状为点状狐尾花; 磨时手感很硬。

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CrWMn

CrWMn 钢的火花特征是: 火束细而较长, 流线稀疏, 暗红色, 发光稍暗; 爆花为十数根分叉的二次花,量稍多, 赤橙色, 呈大星形; 芒线细密, 附有蓝白色大星点, 活泼美观; 流线根部呈断续状, 尾部有赤橙色附穗及芒线, 粗长灵活, 形状如狐尾花爆裂( 含钨

特征, 钨量不高) ; 深黄色狐尾花接近于砂轮处( 铬、锰的影响) ; 磨时手感颇硬。

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5CrMnMo

5CrMnMo 钢的火花特征是: 火束细长, 朱红微带橙 花, 明亮; 因铬、锰影响, 爆花较大, 量多, 为多根分叉的三次花( 复花) , 呈大星形; 芒线细长, 花心明亮, 碎花与花粉很多; 有稀少的枝芒状小爆花, 橙黄色( 锰的特征) ; 尾部有明显的枪尖尾花( 钼的特征) ;

花量约占1/ 2 ; 磨时反抗力较强

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W18Cr4V

W18Cr4V 钢的火花特征是 : 火束细长, 赤橙色, 发 光极暗弱; 因钨的影响, 几乎无爆花出现, 仅尾部略有三、四根分叉爆裂, 花量极少; 流线较W9Cr4 V 钢长而少, 色较暗, 膨胀性小, 爆花更少; 根部与中部为断续流线, 有时出现波浪流线; 芒线及尾部膨胀下垂, 形成点形狐尾花。由于火花被抑制, 表示含钨量很高。磨时手感极硬。

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1Cr18Ni9

1Cr18 Ni9 钢的火花特征是 : 火束细 , 流线很少 , 亮 朱红色, 发光稍大; 受高铬、镍影响, 爆花为三根分叉的一次花, 星形, 花角很狭小, 爆花形式整齐一致;尾极细长; 流线根部为断续状, 暗红色, 中部有镍的花苞出现, 淡橙黄色, 花量极少。磨时手感甚硬。

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火花特征之葵花宝典
碳素钢因含碳量不同,花火也不一样:

1)含碳量小于0.25%的碳素钢,火花只发生一次爆裂,好像一颗小星星。

2)含碳量高于0.25%,就会产生多次爆裂,这时火花盛开,流线多,火束长,形似菊花开放。

3)含碳量较高的碳素工具钢,火花都是三次爆裂,火束多而短,发暗红光,花粉多,像孔雀开屏,极为美丽。

碳钢火花特征表

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合金钢中,含的元素不同,火花的形状也不同。有些元素,如铬、锰、钒可以帮助产生火花爆裂,有些元素,如钨、钴、镍、硅等会抑止火花爆裂。

1)含镍1%-2.5%的合金钢,火花不散开,呈椭圆形花苞。

2)含钨的合金钢火花像狐狸尾巴,含硅的合金钢呈喇叭形火花。

3)铬镍合金钢火花盛开,三次爆裂,花呈多层星形,花心有明亮花苞,显红色。

合金元素对火花影响表

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用这种方式和钢铁说话的特点是快,可以在炼钢时炉中分析,观察火花只要几秒钟就行了。当然,精密的分析仍然要用化学方法“翻译”。

有经验的师傅可以从火花大致鉴别材质范围,你能做到吗?赶紧自查一下吧。

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火花鉴别

将钢与高速旋转的砂轮接触,根据磨削产生的火花形状和颜色,近似地确定钢的化学成分的方法,称为火花鉴别法。

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鉴别原理

当钢样在砂轮上磨削时,高温的微细金属颗粒沿砂轮旋转的切线方向被抛射,之后同空气摩擦,温度继续升高,颗粒发生激烈的氧化和熔化,因而在运行中呈现出一条条光亮的流线。
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-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。

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火花形态

钢铁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。高温磨削颗粒形成的线条状轨迹称为流线。

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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。

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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。

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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。
苞状尾花

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狐尾花

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菊状尾花

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羽状尾花

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实际应用

1、碳素钢的火花特征
碳是钢铁材料火花的基本元素,也是火花鉴别法测定的主要成分。由于含碳量的不同,其火花形状不同。
(1)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。
20#钢

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(2)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。
45#钢

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(3)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。
T10钢

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2、铸铁的火花特征
铸铁的火花束很粗,流线较多,一般为二次花,花粉多,爆花多,尾部渐粗下垂成弧形,颜色多为橙红。火花试验时,手感较软。
3、合金钢的火花特征
合金钢的火花特征与其含有的合金元素有关。一般情况下,镍、硅、钼、钨等元素抑制火花爆裂,而锰、钒铬等元素却可助长火花爆裂。所以对合金钢的鉴别难掌握。
一般铬钢的火花束白亮,流线稍粗而长,爆裂多为一次花、花型较大,呈大星形,分叉多而细,附有碎花粉,爆裂的火花心较明亮。
镍铬不锈钢的火花束细,发光较暗,爆裂为一次花,五、六根分叉,呈星形,尖端微有爆裂。
高速钢火花束细长,流线数量少,无火花爆裂,色泽呈暗红色,根部和中部为断续流线,尾花呈弧状。

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高阶秘籍

火花鉴别表

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碳钢火花特征表

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合金元素对火花影响表

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☞来源:常州精密钢管博客网,原文:http://www.josen.net/HuoHua.html

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