钢的火花鉴别
金属材料与热处理 模块七 课题六钢的火花鉴定
（1）简述火花鉴别原理。 （2）画出所鉴别材料的火花示意图。 （3）根据实验完成表7-15。
合金钢
（3）节点与芒线。 流线中途爆裂的地方称为节点。由节点发射出来的细流线称为芒线。节点与芒线如图7-28 所示。
合金钢
（4）爆花与花粉。 在流线上由节点、芒线所组成的火花称为爆花，如图7-29所示。 由于钢中的含碳量不同发射出来的芒线次数也不同，只有一次爆花的芒线称为一次花，在 一次爆花的芒线上，又一次发生爆裂时所形成的爆花称为二次花。因此，爆花又分为一次 花、二次花、三次花和多次花。一般爆花上的芒线越多，含碳量越高。分散在爆花之间的 点状火花称为花粉。出现花粉是高碳钢火花的特点。
合金钢
6
钢的火花鉴定
合钢
一、实验目的
（1）了解钢的火花鉴别方法。 （2）掌握几种主要钢材的火花特征。
二、实验原理
生产中常常通过火花来鉴别：钢号混杂的钢材、碳素钢的含碳量、钢材表层的脱碳情况、 材料中所含合金元素的类别等。
合金钢
1 在旋转着的砂轮上打磨钢试样，试件上脱落下来的钢屑在惯性力的作用下飞溅出来，形
成一道道或长或短、或连续或间断的火花射线（主流线）。根据试件和砂轮的接触压力不 同、钢的成分不同，火花射线也各不一样。全部射线组成火花束。飞溅的钢屑达到高温时， 钢和钢中的伴生元素（特别是碳、硅、锰）在空气中烧掉。由于碳的氧化物是CO和CO 2 是气体，这些小的赤热微粒在离开砂轮一定距离时会产生类似于爆炸的现象，于是便爆裂 成火花，所以可根据流线和火花的特征来鉴别钢材的成分。
合金钢
（5）尾花。火束尾部的火花称为尾花。根据尾花形状，可以判断钢中合金元素的种类。 例如，直羽尾花是钢中硅元素的特征，枪尖尾花是钢中钼元素的特征，狐尾花是钢中钨元 素的特征，在高速钢中常出现狐尾花，如图7-30所示。
钢的火花鉴别 标准
钢的火花鉴别标准
一、钢材类别识别
不同种类的钢材在火花上有不同的特征，因此可以根据火花特征来识别钢材的种类。
例如，碳素结构钢的火花呈簇状、带状，夹有未击穿的节花，而高速工具钢的火花呈火球状、针状，并伴有较多较细的爆裂。
二、碳含量鉴别
钢材中的碳含量可以通过观察火花的颜色和形状来判断。
一般来说，碳含量越高，火花的颜色越暗，形状也越粗糙。
例如，低碳钢的火花呈橙黄色，而高碳钢的火花呈蓝白色。
三、合金元素鉴别
钢材中的合金元素也可以通过观察火花来判断。
不同种类的合金元素在火花上有不同的特征。
例如，锰元素的存在会使火花呈暗紫色，硅元素的存在会使火花呈明亮的白色。
四、淬火状态鉴别
淬火状态的钢材在火花上有明显的特征。
淬火可以使钢材表面产生一层硬壳，同时内部结构也发生改变。
因此，可以根据火花的特征来判断钢材是否经过淬火处理。
例如，淬火后的钢材的火花呈暗紫色或黑色，而非淬火状态的钢材的火花呈亮黄色或白色。
五、钢材质量鉴别
钢的品质和性能与其化学成分及组织结构相关。
一般情况下，质量好的钢材的火花特征为光亮、颜色纯正且小而整齐；而质量差的钢材的火花特征为暗淡、颜色不纯且大小不一。
通过观察钢花的特征可以大致判断钢材的质量优劣。
【精品】钢的鉴别火花鉴别
钢材的火花鉴别钢材的品种繁多，应用广泛，性能差异也很大，因此对钢材的鉴别就显得异常重要。
钢材的鉴别方法很多，现场主要用火花鉴别及根据钢材色标识别两种方法。
火花鉴别法是依靠观察材料被砂轮磨削时所产生的流线、爆花及其色泽判断出钢材化学成分的一种简便方法.火花鉴别常用设备及操作方法火花鉴别常用的设备为手提式砂轮机或台式砂轮机，砂轮宜采用46～60号普通氧化铝砂轮。
手提式砂轮直径为100~150mm，台式砂轮直径为200～250mm，砂轮转速一般为2800~4000r/min。
在火花鉴别时，最好应备有各种牌号的标准钢样以帮助对比、判断。
操作时应选在光线不太亮的场合进行,最好放在暗处，以免强光使火花色泽及清晰度的判别受到影响.操作时使火花向略高于水平方向射出,以便观察火花流线的长度和各部位的火花形状特征.施加的压力要适中，施加较大压力时应着重观察钢材的含碳量；施加较小压力时应着重观察材料的合金元素。
火花的组成和名称1.火束钢件与高速旋转的砂轮接触时产生的全部火花叫做火花束，也叫火束。
火束由根部火花、中部火花和尾部火花三部分组成，如图1-13所示。
图1-13火束的组成2.流线钢件在磨削时产生的灼热粉末在空间高速飞行时所产生的光亮轨迹,称为流线。
流线分直线流线、断续流线和波纹状流线等几种，如图1-14所示。
碳钢火束的流线均为直线流线；铬钢、钨钢、高合金钢和灰铸件的火束流线均呈断续流线;而呈波纹状的流线不常见。
图1-14流线的形状3.节点和芒线流线上中途爆裂而发出的明亮而稍粗的点,叫节点。
火花爆裂时所产生的短流线称为芒线。
因钢中含碳量的不同，芒线有二根分叉、三根分叉、四根分叉和多根分叉等几种，如图1—15所示。
图1-15芒线的形式4。
爆花与花粉在流线或芒线中途发生爆裂所形成的火花形状称为爆花，由节点和芒线组成。
只有一次爆裂芒线的爆花称为一次花,在一次花的芒线上再次发生爆裂而产生的爆花称为二次花，以此类推，有三次花、多次花等，如图1-16所示。
《钢的火花鉴别》课件
注意事项： a. 确保钢样清洁、干燥 b. 操作过程中注意安全，避 免火花飞溅
a. 确保钢样清洁、干燥 b. 操作过程中注意安全，避免火花飞溅
结果分析：根据火花鉴别结果，判断钢样种类和品质
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工具：火花鉴别仪
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步骤： a. 取样：从不锈钢样品上取下适量样品 b. 测试：将样品放入火花鉴别仪 中进行测试 c. 观察：观察火花的颜色、亮度和形状
a. 取样：从不锈钢样品上取下适量样品 b. 测试：将样品放入火花鉴别仪中进行测试 c. 观察：观察火花的颜色、亮度和形状
形状：短而粗，有时呈锯 齿状
亮度：中等
持续时间：较短，一般不 超过1秒
火花颜色：白色或淡黄色 火花形状：细长、尖端弯曲 火花亮度：中等 火花持续时间：较短，一般在1-2秒内熄灭
碳素钢火花：火 花呈黄色，有少 量黑色颗粒
不锈钢火花：火 花呈白色，有少 量黑色颗粒
鉴别方法：观察 火花颜色和颗粒 数量
火花鉴别 的优点： 快速、直 观、成本 低
化学分析 的优点： 准确、定 量、适用 范围广
火花鉴别 的缺点： 主观性强、 准确性较 低
化学分析 的缺点： 耗时、成 本高、操 作复杂
火花鉴别：通过观察火花的 颜色、形状和亮度来判断钢 的化学成分和组织结构
金相分析：通过观察钢的微 观组织结构来判断钢的化学 成分和组织结构
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钢材的火花鉴别
钢材的火花鉴别火花鉴别是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。
当钢被砂轮磨削成高温微细颗粒被高速抛射出来时，在空气中剧烈氧化，金属微粒产生高热和发光，形成明亮的流线，并使金属微粒熔化达熔融状态，使所含的碳氧化为CO气体进而爆裂成火花。
根据流线和火花特征，可大致鉴别钢的化学成分。
(1)火花的组成火束：钢材在砂轮上磨削，产生的全部火花叫火束。
整个火束分为根花、间花和尾花。
见图。
流线：火束中线条状的光亮火花叫流线。
由于钢的化学成份不同，流线开头可分为直线流线、断续流线和波浪线。
见图。
含炭量越多流线越短；碳钢的流线多是亮白色，合金钢和铸钢是橙色和红色，高速钢的流线接近暗红色；碳钢的流线为直线状，高速钢的流线程断续状或波纹状。
节点和芒线：流线中途爆裂处较流线粗而亮的点叫节点，见火束示意图中局部放大图。
节点爆裂射出的发光线条叫芒线（又称分叉）。
随含碳量增高，分叉增多，有两根分叉、三根分叉、四根分叉和多根分叉之分。
见图。
爆花和花粉：流线中途爆裂所产生的光亮火花叫爆花，又称节花。
爆花由节点和芒线组成，形状见火束示意图中局部放大图。
爆花随流线上芒线的爆裂情况，有一次花、二次花、三次花和多次花之分。
一次节花是流线上第一次发射出来的节花，它是含碳量在0.25%以下的碳钢的火花特征。
二次节花是在一次节花的芒线上，又一次发生爆裂所呈现的节花，它是含碳量在0.25%--0.6%的中碳钢的火花特征。
三次节花是在二次节花的芒线上，再一次发生爆裂的节花，它是高碳钢的火花特征。
含碳量愈多，三次节花越多、越明亮。
分散在爆花芒线间的点状火花称为花粉，见图。
碳钢有节花，随含炭量增加，节花更多；高速钢一般没有节花，但含钼高速钢稍有节花，而含钨高速钢见不到节花，并流线断续状明显。
尾花：流线尾端呈现出不同形状的爆花称为尾花。
随钢中合金元素不同，尾花的形状分为直羽尾花、狐尾尾花和枪尖尾花等，见图。
钢铁材料的火花鉴别
钢铁材料的火花鉴别火花鉴别是钢铁材料化学成分现场控制手段中最为简易的方法之一，其特点是设备简单，操作方便，对金属牌号及其化学成分的鉴定分析速度快，准确性强，在临场分析中不必破坏试件，基本能满足金属材料生产和热处理工艺要求．尤其对人批量金属材料的鉴别和分析更发挥了它的优点，这是化学分析法和其它物理分析法所不能比拟的。
一、火花鉴别的应用范围1．在浇铸和冶炼的企业，火花鉴别可用于钢铁废金属原料的外购、炉前搭配废钢铁原料的检查．以及金属成品的化学成分检杏。
对于炼钢炉前现场快速分析鉴定．火花鉴别也是极为有效的方法，能在几秒钟的时间里分析出炉内钢水是否已符合熔炼制造所要求牌号的化学成分2．在金属材料热处理或锻压加工前，应用火花分析法核对其材料牌号，就能正确掌握其加热温度和加热时间，防止产生废品。
3．火花分析法能检验钢材是否经过渗碳、渗氮处理。
能判断渗碳层及氮化层的深度、均匀性，对于渗碳钢还能分析渗碳层的含碳量。
4．火花分析法能有效地检验钢材表面的脱碳情况，观察其脱碳层深度、尤其是利用钢材表面脱碳层来观察火花图，能有效地分析合金成分的含量，这是每一个火花分析工作者准确分析合金成分的诀窍。
5．对于金属材料仓库，在装卸搬运过程中容易发生混料事故，而火花分析法是杜绝混钢事故的最简单最有效的方法。
6．化学分析人员在化验工作前对被分析的金属材料作一次火花分析，可以省略试样中未含元素的化学分析工作，同时可以验证化学分析的结果正确与否。
物理分析的人员进行火花分析．可对金属材料的牌号做到心中有数，有利于对金属材料的抗拉强度、延伸率、断面收缩率及金相组织等作进一步分析。
二、火花形成原理钢铁材料在一定的压力下与旋转砂轮接触时，砂轮对工件产生切削作用，从工件产生的钢铁微粒被磨削热加热成熔融状态脱离工件，沿砂轮切线方向作高速运动，产生光亮的流线形成火花束，这些高温熔融状态的金属颗粒与空气中的氧气接触会形成氧化膜，钢中的碳元素，在高温下极易与氧结合形成一氧化碳，发生还原反应，这时被还原的铁再度被空气氧化，然后再还原．这种反应多次重复，当一氧化碳气体压力超过熔融金属的表面张力时便爆裂成火花，同时高温钢粒在空间运行形成切向的轨迹，就是我们所见的一条光亮线和光亮火花。
钢铁材料火花鉴定的基本原理
钢铁材料火花鉴定的基本原理
钢铁材料火花鉴定是一种常用的金属材料分析方法，其基本原理是利用高温下金属发生燃烧时产生的火花颜色和形态来判断金属成分的方法。
这种方法主要用于快速鉴定金属材料的成分，特别是对于钢铁材料的成分分析具有重要意义。
火花鉴定的基本原理主要包括以下几个方面：
1. 燃烧原理，在高温条件下，金属样品被氧化剂（通常是氧气或空气）燃烧，产生的火花包含了金属样品的成分信息。
不同金属成分在燃烧时产生的火花颜色和形态有所不同，可以通过观察和分析这些火花来判断金属样品的成分。
2. 火花特征，不同金属元素在燃烧时产生的火花有着独特的颜色、亮度、形态和持续时间。
通过观察这些火花的特征，可以初步判断金属样品中包含的元素种类和含量范围。
3. 光谱分析，火花鉴定通常结合光谱仪器进行，利用光谱仪器对火花产生的光谱进行分析，可以进一步确定金属样品的成分。
光谱分析可以提供更加准确的元素定性和定量信息，是火花鉴定的重
要补充。
总的来说，钢铁材料火花鉴定的基本原理是通过观察和分析金属样品在高温燃烧时产生的火花特征来判断其成分，结合光谱分析可以得到更加准确的成分信息。
这种方法在金属材料分析领域具有广泛的应用，可以快速、准确地进行金属成分分析，对于质量控制和产品检测具有重要意义。
钢的火花鉴别
钢的火花鉴别利用试样在砂轮上磨削时发射出的火花来鉴别钢种的方法。
这种方法快速、简便，在冶金和机械制造工厂的车间现场广泛用以鉴别钢种混号和进行废钢分类，并用以鉴定热处理后表面的含碳量。
在没有其他分析手段的情况下，也用以大致估量钢材的成分。
火花鉴别的要点是详细观察火花的火束粗细、长短、花次层叠程度和它的色泽变化情况。
注意观察组成火束的流线形态，火花束根部、中部及尾部的特殊情况和它的运动规律，同时还要观察火花爆裂形态、花粉大小和多少。
（一）火花组成（1）火花束火花束是指被测材料在砂轮上磨削时产生的全部火花，常由根部、中部、尾部组成，（2）流线从砂轮上直接射出的好像直线的火流称为流线。
每条流线都由节点、爆花和尾花组成，见图（3）节点节点就是流线上火花爆裂的原点，呈明亮点。
（4）爆花爆花就是节点处爆裂的火花。
钢的化学成分不同，尾花的形状也不同。
通常，尾花可分为狐尾尾花、枪尖尾花、菊花状尾花、羽状尾花等。
（二）常用钢铁材料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．碳素钢火花的特征①通常低碳钢火花束较长，流线少，芒线稍粗，多为一次花，发光一般，带暗红色，无花粉。
②中碳钢火花束稍短，流线较细长而多，爆花分叉较多，开始出现二次、三次花，花粉较多，发光较强，颜色橙。
③高碳钢火花束较短而粗，流线多而细，碎花、花粉多，又分叉多且多为三次花，发光较亮。
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。
常用钢的火花特征
常用钢的火花特征
低碳钢：
逐渐膨胀粗大，至尾部逐渐收缩，尾部下垂呈半
弧夹形，花量不多，主要为一次花，见图。
中碳钢：
花量较多，主要为二次花，也有三次花，火花盛
开，见图。
高碳钢：
花量多而密，主要为三次花及花粉，见图。
高速工具钢：
为断续流线，有时呈波浪状，尾部膨胀而下垂成
点状狐尾尾花，
见图。
火束：
整个火束分为根花、间花和尾花。
见图。
流线
线流线、断续流线和波浪线。
见图。
节点和芒线
见火束示意图中局部放大图。
叉）
根分叉、四根分叉和多根分叉之分。
见图。
爆花和花粉
称节花。
中局部放大图。
二次花、三次花和多次花之分。
图。
材料实验——钢铁材料的火花鉴别
材料实验
钢铁材料的火花鉴别
采用不同方法鉴别钢材种类
一、实验目的 1、运用火花鉴别法检查钢铁材料的原理方法
2、了解鉴别常用钢铁材料的断口分析方法 二、实验设备与材料
3） T12钢 火花束呈橙红色泽，根部暗红，中部稍明亮、尾部渐而 减弱，流线频多而十分细密，流线较短，尾部平直，爆花 多且为三次爆花。 4）20CrMnMo 火束呈橙黄略带红色泽，根部淡红，中部明亮，尾部橙 红色，流线稍多略细长，爆花量少，一般为一次和二次爆 花，在流线尾部有明亮的枪尖，构成枪尖尾爆花。
常见材料的断口特征如下：
（1）灰口铸铁——易折断，且断口呈暗灰色， 结晶颗粒粗大；
（2）白口铸铁——更易折断，且断口呈白亮 色，结晶颗粒较细；
（3）低碳钢——塑性好不易折断，断口呈银 白色，有明显变形，能看到均匀的结晶颗粒；
（4）中碳钢——断口塑性变形不太明显，结 晶颗粒比低碳钢细蜜；
（5）高碳钢——断口塑性变形不明显，结晶 颗粒比中、低碳钢更细密；
3．砂轮机转速以2700~3200r/min为宜，不可 太快或太慢，以防影响火花的形态。
宏观断口分析法——
将需要鉴别的钢铁材料先锯开一缺口，然 后垫空敲断，目视观察断口的颜色、粗细状 况、变形情况等，可据此初步判断出钢材的 所属类别：含碳量高低、韧脆性以及热处理 状态等；并可观察到断面存在的低倍缺陷， 如存在夹杂、白点、缩孔残余或气泡等。此 法操作简便，是一种具有实用价值的现场鉴 别方法。
3）爆花 爆花是由铁末颗粒爆裂而产生的。爆花分布在流线上，它的 形状随含碳量，其它元素成分、温度、氧化性以及钢的组织 等因素的变化而变化，所以爆花在鉴别钢铁材料的火花中占 有很重要的地位。爆花的流线叫做芒线。爆花可分为一次、 二次、三次及多次爆花，如图所示。
火花辨别法辨别不锈钢
火花辨别法是将被实验的钢铁材料与高速旋转的砂轮接触，按照钢铁材料在磨削进程中所出现的火花爆裂形状、流线、色泽、起火点等特点区别钢铁材料化学成份不同，来近似地肯定钢铁的化学成份的一种方式。
（一）火花产生的机理钢铁材料在必然的压力下，放在砂轮上摩擦，由于砂轮的磨削作用，钢铁成屑末状离开试件，而且沿着砂轮与材料接触点的切线方向作高速运动。
同时被磨削热加热成熔融状态，形成光亮的流线，当流线中熔融状态的金属颗粒与空气中的氧接触时表面被强烈氧化，形成一层FeO薄膜。
钢中的碳在高温下极易与氧发生反映，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；这种氧化一还原反映循环进行，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映的FeO和C时，将继续发生反映，则出现二次、三次或多次爆裂火花。
钢中的碳是形成火花的大体元素，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。
按照火花的特征，可大致判断出钢材的碳含量和其它元素的含量。
（二）火花产生的方式以往研究火花辨别是采用专用电动砂轮机，其参数：功率为～，转速高于3000r/min，所用砂轮粒度为40～60目，中等硬度，直径为φ150～200mm。
磨削时施加压力以20～60N为宜，轻压看合金元素，重压看含碳量。
这种方式需将钢件制成小试样便于手持磨削，现场应用受到必然限制。
对于生产现场的工件可采用风砂轮或电动砂轮进行对比火花辨别，即将工件与已知成份的钢件试样对比磨削，观察火花的一至程度，来肯定钢铁的化学成份。
这种方式需制作必然数量已知化学成份的小试样。
（三）火花辨别的要点钢铁中的含碳量主如果按照火花的爆裂情形加以鉴定的。
碳钢中的含碳量越高，火花越多，火束越多。
对合金钢，由于各类合金元素对火花形状、颜色产生不同影响，因此也可大体上辨别出合金元素的种类及可能含量。
钢材的火花鉴别
钢材的火花鉴别2009年06月02日星期二 20:26火花鉴别是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。
当钢被砂轮磨削成高温微细颗粒被高速抛射出来时，在空气中剧烈氧化，金属微粒产生高热和发光，形成明亮的流线，并使金属微粒熔化达熔融状态，使所含的碳氧化为CO气体进而爆裂成火花。
根据流线和火花特征，可大致鉴别钢的化学成分。
(1)火花的组成火束：钢材在砂轮上磨削，产生的全部火花叫火束。
整个火束分为根花、间花和尾花。
见图。
流线：火束中线条状的光亮火花叫流线。
由于钢的化学成份不同，流线开头可分为直线流线、断续流线和波浪线。
见图。
含炭量越多流线越短；碳钢的流线多是亮白色，合金钢和铸钢是橙色和红色，高速钢的流线接近暗红色；碳钢的流线为直线状，高速钢的流线程断续状或波纹状。
节点和芒线：流线中途爆裂处较流线粗而亮的点叫节点，见火束示意图中局部放大图。
节点爆裂射出的发光线条叫芒线（又称分叉）。
随含碳量增高，分叉增多，有两根分叉、三根分叉、四根分叉和多根分叉之分。
见图。
爆花和花粉：流线中途爆裂所产生的光亮火花叫爆花，又称节花。
爆花由节点和芒线组成，形状见火束示意图中局部放大图。
爆花随流线上芒线的爆裂情况，有一次花、二次花、三次花和多次花之分。
一次节花是流线上第一次发射出来的节花，它是含碳量在0.25%以下的碳钢的火花特征。
二次节花是在一次节花的芒线上，又一次发生爆裂所呈现的节花，它是含碳量在0.25%--0.6%的中碳钢的火花特征。
三次节花是在二次节花的芒线上，再一次发生爆裂的节花，它是高碳钢的火花特征。
含碳量愈多，三次节花越多、越明亮。
分散在爆花芒线间的点状火花称为花粉，见图。
碳钢有节花，随含炭量增加，节花更多；高速钢一般没有节花，但含钼高速钢稍有节花，而含钨高速钢见不到节花，并流线断续状明显。
尾花：流线尾端呈现出不同形状的爆花称为尾花。
随钢中合金元素不同，尾花的形状分为直羽尾花、狐尾尾花和枪尖尾花等，见图。
钢材的火花鉴别
钢材的火花鉴别2009年06月02日星期二 20:26火花鉴别是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。
当钢被砂轮磨削成高温微细颗粒被高速抛射出来时，在空气中剧烈氧化，金属微粒产生高热和发光，形成明亮的流线，并使金属微粒熔化达熔融状态，使所含的碳氧化为CO气体进而爆裂成火花。
根据流线和火花特征，可大致鉴别钢的化学成分。
(1)火花的组成火束：钢材在砂轮上磨削，产生的全部火花叫火束。
整个火束分为根花、间花和尾花。
见图。
流线：火束中线条状的光亮火花叫流线。
由于钢的化学成份不同，流线开头可分为直线流线、断续流线和波浪线。
见图。
含炭量越多流线越短；碳钢的流线多是亮白色，合金钢和铸钢是橙色和红色，高速钢的流线接近暗红色；碳钢的流线为直线状，高速钢的流线程断续状或波纹状。
节点和芒线：流线中途爆裂处较流线粗而亮的点叫节点，见火束示意图中局部放大图。
节点爆裂射出的发光线条叫芒线（又称分叉）。
随含碳量增高，分叉增多，有两根分叉、三根分叉、四根分叉和多根分叉之分。
见图。
爆花和花粉：流线中途爆裂所产生的光亮火花叫爆花，又称节花。
爆花由节点和芒线组成，形状见火束示意图中局部放大图。
爆花随流线上芒线的爆裂情况，有一次花、二次花、三次花和多次花之分。
一次节花是流线上第一次发射出来的节花，它是含碳量在0.25%以下的碳钢的火花特征。
二次节花是在一次节花的芒线上，又一次发生爆裂所呈现的节花，它是含碳量在0.25%--0.6%的中碳钢的火花特征。
三次节花是在二次节花的芒线上，再一次发生爆裂的节花，它是高碳钢的火花特征。
含碳量愈多，三次节花越多、越明亮。
分散在爆花芒线间的点状火花称为花粉，见图。
碳钢有节花，随含炭量增加，节花更多；高速钢一般没有节花，但含钼高速钢稍有节花，而含钨高速钢见不到节花，并流线断续状明显。
尾花：流线尾端呈现出不同形状的爆花称为尾花。
随钢中合金元素不同，尾花的形状分为直羽尾花、狐尾尾花和枪尖尾花等，见图。
钢铁材料的火花鉴别
1.火花鉴别的基本知识
火花鉴别是利用钢铁材料在高速旋转的砂轮上磨削时，根据所产生的火花形状、光亮度和色泽等特征大致鉴别钢铁材料的种类及化学成分。
钢铁材料在砂轮上磨削时所射出的全部火花称作火花束，它有根部火花、中部火花和尾部火花组成。
火花束中由灼热发光的粉末形成线条状的火花称为流线。
流线在中途爆炸而形成的稍粗而明亮的点称为节点。
节点处所射出的线称为芒线。
流线或芒线上由节点、芒线所组成的火花称节花。
节花按爆发先后分为一次花、二次花、三次花等。
芒线附近呈现明亮的点称为花粉。
有时在流线尾端会出现不同形状的尾花（菊花状尾花、弧尾花、羽状尾花等）。
2.常用钢铁材料的火花特征
碳是钢铁材料火花形成的基本元素，也是火花鉴别法需要测定的主要成分。
由于含碳量不同，其火花形成也不同；合金元素也影响火花的特征。
（1）碳素钢的火花特征
随着含碳量的增加，火花束中流线增多，长度逐渐缩短并变细，其形状也由挺直转向抛物线；芒线也逐渐变细变短；节花由一次花逐渐形成二次花，三次花；色泽由草黄带暗红色逐渐转变为亮黄色再转变为暗红色，光亮度逐渐增高。
低碳钢的火花束为粗流线、流线数量少，一次花较多，色泽草黄带暗红。
中碳钢流线较直，中部较粗大，根部稍细，二次花较多，色泽呈黄色。
高碳钢流线长，密而多，有二次花、三次花，色泽呈黄色且明亮。
（2）高速钢（W18Cr4V）的火花特征
火花束细长，流线较少，大部分呈断续状态，有时呈波状流线；整个火花束呈暗红色，无火花爆裂；尾端膨胀而下垂成弧尾状。
（3）灰铸铁的火花特征
火花束细而短，尾花呈羽状，色泽为暗红色。
实验六__钢铁材料的火花鉴别
实验六__钢铁材料的火花鉴别
一、实验目的
本实验旨在对各种钢铁材料进行火花鉴别，以判别钢的种类，使用X 射线熔池测试，以便确定不同钢铁材料的化学成分、金相结构、硬度等性质。
二、实验原理
火花鉴别法是一种快速的材料鉴别方法，主要是根据钢铁材料放出的火花特性来分析它的材料性质，通过观察得到的火花特性来判断钢铁材料的成分、硬度、组织结构等。
可以准确判断钢铁材料的特性。
火花鉴别法的原理是当钢铁材料受到强脉冲电流或高功率电流的攻击时，它会发生热裂解，然后产生火花。
在火花产生过程中，不同成分的钢铁会产生不同的火花特性，由此可以反应出不同材料的特性，从而判别所测试材料的种类。
三、实验设备
1、脉冲电源：脉冲电源是一种发出强脉冲电流的设备，可以设定不同的时间间隔和持续时间，用于火花鉴别实验。
2、火花收集器：火花收集器用来收集火花，是火花鉴别实验中不可或缺的设备。
3、钢铁材料标本：本实验中使用的钢铁材料标本是各种钢铁材料分类的参考样品，用来做对比研究。
四、实验步骤
1、准备实验：安装火花收集器，准备好脉冲电源，准备钢铁材料标本。
2、设定脉冲电源：调整脉冲电源的脉冲宽度和时间间隔。
钢的火花鉴别
钢的火花鉴别
图1-25 尾花形态示意图
钢的火花鉴别
二、 火花鉴别的方法
1. 火花鉴别的设备及操作方法
火花鉴别的主要设备是砂轮机。砂轮转速一般为3 000 r/min，所用砂轮是36～60号棕刚玉砂轮，砂轮规格以150 mm×25 mm为宜。
进行火花鉴别时，操作者应戴上无色眼镜，场地光线不 宜太亮，以免影响火花色泽及清晰程度。
钢的火花鉴别
图1-24 爆花各种形式的示意图
5）尾花
钢的火花鉴别
火束尾部的火花称为尾花。根据尾花的形状可以判断钢中合 金元素的种类。如直羽尾花是钢中硅元素的特征，如图1-25（a） 所示；枪尖尾花是钢中钼元素的特征，如图1-25（b）所示；狐 尾花是钢中钨元素的特征，如图1-25（c）所示。在高速钢中常出 现狐尾花。
钢的火花鉴别
生产中常常通 过火花来鉴别牌号混 杂的钢材、碳素钢的 碳的质量分数、钢材 表层的脱碳程度、材 料中所含合金元素的 类别等。
Байду номын сангаас
钢的火花鉴别
一、 火花鉴别的原理及火花组成
1. 火花鉴别的原理
在旋转着的砂轮上打磨钢试样时，试样上脱落下来的高温 钢屑在惯性力作用下飞溅出来，形成一道道或长或短、或连续或 间断的火花射线，即主流线。根据试样与砂轮的接触压力不同、 钢的成分不同，火花射线也不同。高温钢屑中的钢的伴生元素（ 特别是碳、硅、锰）在空气中燃烧产生氧化物微粒或气体。这些 小的炽热微粒在离开砂轮一定距离时产生类似于爆炸的现象，即 爆裂成火花，所以可根据流线和火花的特征来鉴别钢材的成分。
钢的火花鉴别
2. 常用钢的火花特征
常用钢的火花特征见表1-19。
钢的火花鉴别
用图形把处于运动状态的火花形状再现出 来是较困难的，上述钢的火花图仅仅表示各种火 束开始的主要特征。实际上，火花形态不断地发 生变化，而且它们之间相互转换。因此，要掌握 火花之间的细微差别，还需要在生产实践过程中 进行长期的观察和总结。
常用钢材的火花特征
常用钢材的火花特征
1 .20# 钢的火花特征：
流线不很多，带红色，火束长，芒线稍粗，花量不多，有多根分叉，一次花爆裂，尾端呈明显的枪尖形，色泽呈草黄色，见图1-6 。
2.20Cr 钢火花特征：
与20# 钢的火花比较，色泽白亮，辉光度高，爆花大而整齐，流线粗而长，一次多叉爆花，且有少量二次花，花型较大，芒线粗而稀，爆花核心有明亮节点，见图1-7 。
3. 45# 钢火花特征：
45# 钢火花特征：火束较短，流线较多而稍细，光辉度较亮，爆裂为多分叉三次花，有小花及花粉，尾尖端有分叉，见图1-8 。
4 .T10 钢的火花特征：
2. T10 钢火花特征：流线多而细，火束比中碳钢更短而粗，三次花占5/6 以上，爆花光辉度稍弱，带有红色爆裂，碎花，小花和花粉极多，见图1-9 。
5 .GCr15 钢的火花特征：
GCr15r 钢火花特征：火束粗而短，整个火束呈橙黄色，芒线多而细，三次花占5/6 以上，尾部细而长，碎花及小花和花粉极多，见图1-10 。
：6 .W18Cr4V 钢的火花特征：
2. W18Cr4V 钢火花特征：火束细长，整个火花呈极暗红色，无火花爆裂，仅在尾端略有三四根分叉爆花，芒线长而尖端秃，常呈断续流线或波状流线，尾端膨胀而下垂呈狐尾尾花，见图1-11 。
7 .灰口铸铁的火花特征：
灰口铸铁火花特征：灰口铸铁中因含有碳量和硅量较高，有游离的石墨碳存在，因此流线尾端有羽毛状尾花，火束短而细，流线呈暗红色，光辉度在尾部增强，见图1-12 。
钢的火花鉴别
九、化学成分分析： 化学成分一般按炉号取样分析。钢号 的各种元素成分分析方法按国家标准规定 进行。化学分析方法比较慢，不适用于生 产现场，由于光谱科学的发展，目前，在 生产厂一般采用光谱分析方法来分析检验 钢材的化学成分。
十、高倍组织检查： 高倍组织用金相显微镜进行检查，检验的项 目有：退火组织(放大500倍)脱碳层深度(放大100 倍)，在钢材的横肉截面上检查。碳化物液析、碳 化物带状、非金属夹杂物(放大100倍)在钢材的纵 向截面上检查，但为了减少试样数量，网状可与 带状、液析用同一试样在纵向截面上检查，有疑 问时，以横向截面检验结果为准。
四、音响鉴别
生产现场有时也根据钢铁敲击时声音的不同， 对其进行初步鉴别。例如，当原材料钢中混入铸 铁材料时，由于铸铁的减振性较好，敲击时声音 较低沉，而钢材敲击时则可发出较清脆的声音。 五、锉痕法鉴别钢材是一种比较粗躁的鉴别方法， 与操作者经验关系密切，多用于小作坊对钢材硬 度进行粗步的判断。对于金属材料（这里只谈钢 材）通常要进行一下鉴别。
金属材料的十大鉴别方法
一、火花鉴别
火花鉴别是将钢铁材料轻轻压在旋转的砂轮上打磨，观察所迸射出的火 花形状和颜色，以判断钢铁成分范围的方法。材料不同，其火花也不同。 /jxjsh/kej ... /IMAGES/3huohua.avi 20钢 流线多、带红色，火束长，芒线稍粗。发光适中，花量稍多，多根分岔爆 裂，呈星形，花角狭小。 45钢 流线多而稍细，火束短，发光大，爆裂为多根分岔，多量三次花量呈火星 形，火花盛开花数约占全体五分之三以上，有很多的小花及花粉发生。 T7钢 流线多而细，火束由于含碳量高，其长度渐次缩短而粗，发光渐次减弱， 火花稍带红色，爆裂为多根分岔，多量三次花，花形由基本的星形发展为三 层迭开，花数增多。研磨时手的感觉稍硬。 W18Cr4V钢 火束细长，呈赤橙色，发光极暗，由于钨的影响，几乎无火花爆裂。膨胀 性小，中部和根部为断续流线，尾部呈点形狐尾花。研磨时材质较硬。
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四、音响鉴别
生产现场有时也根据钢铁敲击时声音的不同， 对其进行初步鉴别。例如，当原材料钢中混入铸 铁材料时，由于铸铁的减振性较好，敲击时声音 较低沉，而钢材敲击时则可发出较清脆的声音。
二、色标鉴别
生产中为了表明金属材料的牌号、规格等， 通常在材料上做一定的标记，常用的标记方法有 涂色、打印、挂牌等。金属材料的涂色标志用以 表示钢种、钢号，涂在材料一端的端面或外侧。 成捆交货的钢应涂在同一端的端面上，盘条则涂 在卷的外侧。具体的涂色方法在有关标准中做了 详细的规定，生产中可以根据材料的色标对钢铁 材料进行鉴别。
五、锉痕法鉴别钢材是一种比较粗躁的鉴别方法， 与操作者经验关系密切，多用于小作坊对钢材硬 度进行粗步的判断。对于金属材料（这里只谈钢 材）通常要进行一下鉴别。
六、鉴别钢种检查：鉴别钢种一般用手提看谱镜
和火花鉴别法进行检查。手提看谱镜是一种半定 量的光谱仪器，能够半定量地检查出钢中的主要 合金元素，如铬、锰、镍、钼、钨、钒等。光谱 检查可以查明被检钢材的钢号及有无混钢种情况。 火花检查是根据火花特征判断被检钢材的钢号。
钢铁中的含碳量主要是根据火花的爆裂情况加以鉴定 的。碳钢中的含碳量越高，火花越多，火束越多。对合金 钢，由于各种合金元素对火花形状、颜色产生不同影响， 因而也可基本上鉴别出合金元素的种类及大概含量。但不 象碳素钢那样容易和准确。
火花束的形式
节点
流线 节花 芒线
火花束的构成
三பைடு நூலகம்花
各种尾花形状
苞尾花
九、化学成分分析：
化学成分一般按炉号取样分析。钢号 的各种元素成分分析方法按国家标准规定 进行。化学分析方法比较慢，不适用于生 产现场，由于光谱科学的发展，目前，在 生产厂一般采用光谱分析方法来分析检验 钢材的化学成分。
十、高倍组织检查：
高倍组织用金相显微镜进行检查，检验的项 目有：退火组织(放大500倍)脱碳层深度(放大100 倍)，在钢材的横肉截面上检查。碳化物液析、碳 化物带状、非金属夹杂物(放大100倍)在钢材的纵 向截面上检查，但为了减少试样数量，网状可与 带状、液析用同一试样在纵向截面上检查，有疑 问时，以横向截面检验结果为准。
各个项目检查数量以标准规定为准， 检查员取样后，首先要进行按规定进行机 械加工。非金属夹杂物，带状、液析、网 状试样要进行淬、回火处理。
菊状尾花
狐尾花
羽状尾花
几种常用钢的火花特征
20钢
流线多、带红色，火束长，芒线稍粗。 发光适中，花量稍多，多根分岔爆裂， 呈星形，花角狭小。
45钢
流线多而稍细，火束短，发光大，爆裂为多根分岔， 多量三次花量呈火星形，火花盛开花数约占全体五 分之三以上，有很多的小花及花粉发生。
T10钢
流线多而细，火束由于含碳量高，其长度渐次 缩短而粗，发光渐次减弱，火花稍带红色，爆 裂为多根分岔，多量三次花，花形由基本的星 形发展为三层迭开，花数增多。研磨时手的感 觉稍硬。
钢的火花鉴别
火花鉴别法是将被试验的钢铁材料与高速旋转的
砂轮接触，根据产生火花的形状和颜色，来近似地确定钢 铁的化学成分的一种方法。
钢铁材料在一定的压力下，放在砂轮上摩擦，由于砂 轮的磨削作用，钢铁成屑末状脱离试件，并且沿着砂轮与 材料接触点的切线方向作高速运动。同时被磨削热加热成 熔融状态，形成光亮的流线，当流线中熔融状态的金属颗 粒与空气中的氧接触时形成氧化膜。氧化膜进而与钢铁中 的碳作用产生一氧化碳气体，待气体压力超过熔融金属的 表面张力时便爆裂成火花。
三、断口鉴别
材料或零部件因受某些物理、化学或机械因素的影响 而导致破断所形成的自然表面称为断口。生产现场常根据 断口的自然形态来断定材料的韧脆性，亦可据此判定相同 热处理状态的材料含碳量的高低。若断口呈纤维状、无金 属光泽、颜色发暗、无结晶颗粒且断口边缘有明显的塑性 变形特征，则表明钢材具有良好的塑性和韧性，含碳量较 低；若材料断口齐平、呈银灰色具有明显的金属光泽和结 晶颗粒，则表明材料金属脆性断裂。
七、硬度检查：对于冷拉退火条钢和热轧退火
钢材要进行布氏硬度检查。布氏硬度试验方法按 GB231-84标准规定进行。
八、低倍组织检查：
直径大于30mm的退火钢材和不退火钢材一般 都检查低倍组织。即在钢材的一端用锯床(退火材) 和砂轮切割机(不退火材)切取厚度为12~15mm的圆 片试样，试样被检的一面用磨床磨平。经热酸洗 后用肉眼检查偏析、疏松程度有无缩孔、白点裂 纹、过烧等缺陷。热酸洗用50%的工业盐酸水溶液， 加热到70±5℃，酸洗时间为30~40min，试样取出 后用碱水冲洗，然后用80℃热清水冲洗净。
W18Cr4V钢
火束细长，呈赤橙色，发光极暗，由于钨的 影响，几乎无火花爆裂。膨胀性小，中部和 根部为断续流线，尾部呈点形狐尾花。研磨 时材质较硬。
金属材料的十大鉴别方法
一、火花鉴别 火花鉴别是将钢铁材料轻轻压在旋转的砂轮上打磨，观察所迸射出的火 花形状和颜色，以判断钢铁成分范围的方法。材料不同，其火花也不同。 /jxjsh/kej ... /IMAGES/3huohua.avi 20钢 流线多、带红色，火束长，芒线稍粗。发光适中，花量稍多，多根分岔爆 裂，呈星形，花角狭小。 45钢 流线多而稍细，火束短，发光大，爆裂为多根分岔，多量三次花量呈火星 形，火花盛开花数约占全体五分之三以上，有很多的小花及花粉发生。 T7钢 流线多而细，火束由于含碳量高，其长度渐次缩短而粗，发光渐次减弱， 火花稍带红色，爆裂为多根分岔，多量三次花，花形由基本的星形发展为三 层迭开，花数增多。研磨时手的感觉稍硬。 W18Cr4V钢 火束细长，呈赤橙色，发光极暗，由于钨的影响，几乎无火花爆裂。膨胀 性小，中部和根部为断续流线，尾部呈点形狐尾花。研磨时材质较硬。