钢的火花鉴别
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。
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。
童3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。
【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。
常用钢的火花鉴别法
常用钢的火花鉴别法由于含碳量的不同，爆花可分为一次花、二次花、三次花和多次花。
1.有关火花图的基本知识一次花-在流线上的爆花，只有一次爆裂的芒线。
一次花是含碳量（质量分数）在0.25%以下的。
二次花-在一次花的芒线上，又一次发生爆裂所呈现的爆花形式。
二次花一般是含碳量（质量分数）在0.25%~0.60%时的。
三次花与多次花-在二次花的芒线上，再一次发生爆裂的火花形式称三次花。
若在三次花的芒线上继续有一次或数次爆裂出现，这种形式的爆花称多次花。
三次花与多次花是含碳量（质量分数）在0.25%~0.65%以上的。
单花-在整条流线上仅有一个爆花，称为单花。
复花-在一条流线上有两个或两个以上爆花，统称复花。
有两个爆花的称两层复花，有三个或三个以上爆花的称三层复花或多层复花。
2.低碳钢的火花图（以15钢为例）整个火束呈草黄带红，发光适中。
流线稍多，长度较长，自根部起逐渐膨胀粗大，至尾部又逐渐收缩，尾部下垂成半弧形。
花量不多，爆花为四根分叉一次花，呈星形，芒线较粗。
3.中碳钢的火花图整个火束呈黄色，发光明亮。
流线多而较细长，尾部挺直，尖端有分叉现象。
爆花为多根分叉二次花，附有节点，芒线清晰，有较多的小花及花粉产生，并开始出现不完全的两层复花，火花盛开，射力较大，花量较多，约占整个火束的3/5以上。
4.高碳钢的火花图（以65钢为例）整个火束呈黄色，光度根部暗，中部明亮，尾部次之。
流线多而细，长度较短，形挺直，射力很强。
爆花为多根分叉，二、三次爆裂，三层复花。
花量多而拥挤，占整个火束的3/4以上。
芒线细长而量多，间距密，芒线间杂有更多的花粉。
5.铬钢的火花图（以7Cr3为例）铬元素是助长产生爆花的，在一定范围内，铬的含量越多，产生的爆花也越多。
铬元素的存在，使火束趋向明亮，火花爆裂非常活跃而正规，花状呈大星形，分叉多而细，附有很多碎花粉。
7Cr3为高碳低铬钢，与高碳钢的火花图有些相似，爆花为二、三次爆裂复花，花形较大，有多量花粉产生，花量多而拥挤。
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。
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。
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。
材料实验——钢铁材料的火花鉴别
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。
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；
2 火花的形成原理
当一块钢材与转速足够高的砂轮接触时，钢材表面被切 削下来的钢末以高速抛射出来，这些钢末在运行中与空气 摩擦而温度升高，有时甚至能达到钢的熔点温度。这些高 温钢末在空气中运行时呈现出一条一条的光亮线条，这就 是火花的流线。
由于钢铁材料中碳元素是火花形成的基本元素，而一些 合金元素则能直接或间接地影响火花束的形态，所以可以 根据火花束中的爆花、流线、色泽、尾花等特征来定性地 判断钢材的化学成分。
1、火花的构成 钢铁材料在砂轮上磨削时所射出的火花是由根部火花 、中部火花和尾部火花等三部分构成的火花束，如图6-1 所示。
火花束由流线、节点、爆花和尾花构成。
1）流线为火花束中线条状的光亮火花。 随着钢铁材料的化学成分不同，将会产生三种不同形状的 流线，如图所示。 （1）直线流线 流线从根部到尾部成一直线或一抛物线。 （2）断续流线 流线呈断续的虚线状线条。 （3）波浪流线 整个流线中的某一端成波浪形线条。
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 。
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钢材的火花鉴别
1内容及目的
掌握碳质量分数对碳钢的火花特征影响及其特征。
了解鉴别合金钢所含元素的方法。
掌握常用合金元素对火花的影响及其特征。
2操作方法
火花鉴别的工作场地不宜太亮，最好在暗处，避免阳光直射影响火花的光色和清晰度，操作时使火花光束与视线有一适当角度，以便于仔细观察火花束长度和特征。
2.1使用手提式砂轮机
将工件或钢材排列在地面上，手拿砂轮机，打开开关使砂轮平稳旋转，用砂轮圆周接触钢材进行磨削，用力要适宜，并使火花束大致向略高于水平方向发射，以便于对火花全面观察，
2.2使用台式砂轮机
打开开关，待砂轮机起动旋转后，手拿工件或试块与砂轮圆周接触进行磨削。
2.3操作注意事项
2.3.1操作时应带无色平光防护眼镜，以免砂粒飞射入眼内。
2.3.2操作时应该站立砂轮一侧，不得面对砂轮站立。
2.3.3用手拿紧工件并轻压砂轮，用力适度。
成批挑选混料时，用力一致，不要因用力大小不一而影响判断。
2.3.4判断结论不要草率，初判时防止可能发生的错觉，可与已知化学成分的标准钢样对照鉴别。
火花鉴定钢种的精确度和操作者的熟练程度有关，所以要多做对比练习。
2.3.5对于工件的火花鉴别处应是在非工作部位
3、火花鉴别的理论基础
钢在高速旋转的砂轮机上磨削时会产生火花，根据火花的形状和颜色鉴别钢的的牌号的方法叫火花鉴别法。
3.1火花束
工件与砂轮接触时产生的火花也叫做火束，由根花、间花和尾花三个主要部分组成。
整个火束示意图如图1所示。
图1火花束组成图2火花示意图
①、根花：靠近砂轮部位的火花。
②、间花：在火束中间部位，火花最密集的一段。
从间花中可以看出钢中碳质量分数多少。
③、尾花：火束末端接近消失的部位，根据尾花形状，可以判断钢中所含合金元素。
3.2 火花
火花由流线、节点、芒线、爆花、花粉和尾花所组成，其示意图如图2所示。
①、流线：高温的粉末微粒沿砂轮切线飞行时产生线条状的亮体称为流线，通常分为3种：①直线状流线；②断续状流线；③波纹状流线。
图3流线示意图
②、节点
流线中途爆裂的亮点叫节点。
③、芒线
节点爆裂时射出的发光线条。
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见图4所示。
图4芒线分叉示意图
④、爆花
流线中爆裂所产生的光亮火花或是节点处爆裂的火花叫爆花。
爆花由节点和芒线组成,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见图5所示。
图5 爆花示意图图6尾花示意图
⑤、花粉
分散在爆花芒线间的点状火花称为花粉，
⑥、尾花
流线尾端呈现出不同形状的爆花称为尾花。
钢的化学成分不同，尾花的形状也不同，通常尾花的形状可分为直线、直羽状尾花、狐尾尾花、枪尖尾花、钩状尾花等，如图6所示。
随着钢铁材料化学成分的不同，产生各种不同的火花特征如火花爆裂的形态、流线、色泽和发光点等各有不同。
3.3火花鉴别
3.3.1流线鉴别
①颜色：碳钢的流线多是亮白色，合金钢和铸铁是橙色和红色，高速钢的流线接近暗红色。
②形状：碳钢的流线为直线状，高速钢的流线呈断续状或波纹状。
③长短：在相同的压力下，分数越大流线越短，高速钢的流线比碳钢的流线短。
3.3.2节点鉴别
①碳钢：有节点，随着碳质量分数增加，节点更多。
②高速钢：一般没有节点，相比之下铝高速钢W6Mo5Cr4V2稍有些节点，而钨高速钢W18Cr4V不见节点并且流线断续状明显。
3.3.3尾花鉴别
不同碳质量分数、不同的合金元素火花的节点及尾花不同。
常见的节点和尾花见图5所示。
3.4常用碳钢的火花特征
碳钢火花特征如下表所示。
主要考虑流线长短、粗细、色泽及爆花数量、花形、大小、花粉等。
纯铁火花流线少、短而粗，无爆花。
随铁的纯度不同，花束中也杂有二、三根分叉，但强度较弱，角度较小，爆花芒线较细。
碳钢的火花是直线流线，火束呈草黄色。
火花特征的变化规律是随着含碳量的增高，由挺直转向抛物线形，流线量逐渐增多，其长度缩短，线条变细，芒线逐渐细短，并由一次爆花转向多次爆花，花数、花粉逐渐增多，色泽随含碳量的增高砂轮附近的晦黯面积越大。
3.4.1碳钢火花特征的总体概括
(1) 纯铁：火束较长，尽头出现枪尖形尾花，流线细且少，火束根部有极不明显的波状流线与断续流线，呈草黄色。
(2) 低碳钢：流线少、线条粗且较长，具有一次多分叉爆花；芒线稍粗，色泽较暗呈草黄色，花量稍多，多根分叉爆裂，多为一次花，发光一般，无花粉，如图7 所示。
图 7 20钢火花示意图
(3) 中碳钢；流线多而稍细且长，尾部挺直具有二次爆花及三次爆花，芒线较粗，能清楚地看到爆花间有少量花粉，火束较明亮，颜色橙，如图8 所示。
图 8 45钢火花示意图
(4) 高碳钢：流线多且细密，火束短而粗，有三次和多次爆花，芒线细而长，其中花粉较多，整个火花束根部较暗，中部、尾部明亮，如图 9 所示。
图 9 T10钢火花示意图
3.4.2碳钢火花特征的细节说明
(1) 纯铁的火花流线量少且短而粗．根部与尾部颜色粗细有较大的差别．虽无爆花，但因纯度不同，花束有时也稀落地夹有二、三分叉的爆花，爆裂微弱，角度较小，芒线较细。
(2) 0.05-0.10%的碳钢，火花束流线粗，呈弧形，长度中等，数量中等较少，呈草黄带红的色泽，爆花量少，呈三、四分叉的一次花形式，爆裂强度较弱，芒线较长，爆花位于流线的中尾部之间．流线与爆花明晰，无杂乱现象。
(3) Wc 0.15-0.20％的碳钢，火花束呈草黄带微红色，根部与尾部的色泽较中部稍暗．火束流线仍较粗，略带弧形，数量较多而稍长，在爆花的芒线上有明显的呈直线脱离的枪尖尾花．爆花量与碳量并增，呈一次多分叉单花形式，爆裂角度较大，芒线粗长，并有明亮节点，有时出现一、二枝二次爆花的芒线。
(4) 0.40-0.50％的碳钢，火花束色黄而较明亮，流线较细长，量多且直；爆花呈多分叉二次花，爆裂强劲，在流线尾部及中尾部有节点；大型爆花后有二、三层枝状爆花，爆花量较多而密集，并带有少量花粉，芒线较细密而长，根部有小型爆花与稍暗的流线交织着。
(5) 0.60％的碳钢．火花束流线挺直而强劲且量多而细长，尖端分叉；大型爆花多，位于流线尾端，爆裂强劲，大型爆花后有强的枝状爆花；芒线细长且有较多花粉。
火花束明黄色。
(6) 0.70-0.80％的碳钢．火花束流线直而短细，量多；火花黄亮色，爆花为多根分叉，多量三次花，花形由基本的星形发展为三层迭开，花数增多，芒线细不甚密，芒线间花粉较多。
(7)超过0.80％的碳钢，随着碳的质量分数增加，火花束流线增多的趋势逐渐缓慢，流线逐渐变多变细，火花束较前更短而粗，颜色由橙黄色变成暗橙色，爆花和花粉级慢增多，花形逐渐缩短。
3.5、合金钢火花特征
一些元素能帮助碳元素产生爆裂火花，另一些元素却抑制或者熄灭碳元素的爆裂火花。
(1)助长爆裂火花元素：
助长爆裂火花的元素有：C 、Cr、Mn 、V 、B 等。
这些元素的微粒由于砂轮磨削产生高热，生成一次爆裂火花，随即形成金属氧化物，并放出大量热能，导致发生二次爆裂火花，三次爆裂火花，甚至多次爆裂火花的特征。
尤其是碳元素，随着其含量的增加，每次爆发爆花爆裂的间距愈密，则其时的间隙就愈短少，同时产生的碎花、花粉、芒线的机会也随之增加。
(2)抑制爆裂火花元素：
抑制爆裂火花的主要元素有：W 、Co 、Ni 、si 、Al 、Cu等。
当金属材料经过砂轮磨削以后，在氧化物生成前，首先使碳化物分解。
在分解过程中，必须供以一定量的热能，以达到碳化物分解时所需的能量，否则其分解困难，材料微粒的氧化就会被缓和下来。
所以对于含有抑制爆裂火花元素的金属材料，只有加重磨削压力，才能显现其独特的火花特征。
以下是几种合金钢的火花图
图 10 40Cr钢火花图图 11 40Cr钢火花示意图图 12 38CrMoAl钢火花图图 13 CrWMn钢火花图图14 GCr15火花图图 15 9SiCr火花图
图16 Cr12火花图图 17 3Cr2W8V火花图
图18 5CrNiMo火花图图 19 50CrV火花图
图 20 W6Mo5Cr4V2火花图图21 W9Cr4V2火花图
图22 W18Cr4V火花图图 23 W12Cr4VMo火花图
4、火花鉴别记忆法则
一叉碳少两叉中，三叉出现超60（60钢）；
50（50钢）流线长而亮，稍有花粉伴其中；
T8、T10碳量高，一短（火束短）三多（爆花多、花粉多、芒线多）看不清；
合金加入有变化，铬(菊尾花)锰（星花）钒助长火花明（仿佛增加了碳量）；
钨镍硅钼抑制碳（亮度降低），狐尾苞花喇叭枪形（尾部特征）。