【精品】钢的鉴别火花鉴别
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。
常用钢铁材料的火花鉴别方法
常用钢铁材料的鉴别规定1.目的采取即简单又快速的方法，较为可靠的现场识别常用钢铁材料的钢种规格，防止混料现象的发生。
2.范围适用于所有生产现场或库房的钢铁材料的鉴别。
3.职责由公司指定专人进行鉴别操作，发现问题有权停止现场相关生产活动并立即向质检部反映情况。
4.鉴别方法根据目前公司的生产规模，结合不同钢种鉴别的要求和特点，选择断口鉴别法和火花鉴别法作为公司常用钢铁材料的鉴别方法。
4.1 断口鉴别法根据化学成分不同的钢铁材料，其断口的特征也各不相同的特点，通过肉眼观察其断口特征，可以对常用钢铁材料进行钢种鉴别。
常用钢材的断口特征如下：1. 低碳钢：由于含碳量低，塑性好，并易敲弯而不易敲断，故一般应先锯开缺口后再进行敲击。
低碳钢的断口显示银白色，断口处能看到均匀的颗粒，断口边缘有明显的塑性变形现象存在。
2. 中碳钢：比低碳钢易敲，其断口呈银白色，比较平整，颗粒较低碳钢细，没有塑性明显变形的现象。
3. 高碳钢：断口呈银白色，平整，没有塑性变形的现象，颗粒很细。
4.2火花鉴别法4.2.1 火花测试设备火花检测设备，主要是砂轮机和砂轮，其规格要求和应用范围如下：4.2.2常用钢铁材料的火花特征主要材料是碳素结构钢、合金结构钢及轴承钢等。
4.2.3注意事项由于火花鉴别的准确性与操作者的经验和周围环境有很大的关系，因此，操作时须注意以下事项：1.鉴别时需保证砂轮的直径、转速固定不变。
2.应选择在较暗的环境下进行，并且保持环境固定不变。
3.应备有常用材料的标准试块，以便在不易鉴别时能进行比较。
4.操作时应严格遵守安全操作规定，避免发生人身、设备事故。
《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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钢的火花鉴别法
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，根据钢铁材料在磨削过程中所出现的火花爆裂形状、流线、色泽、发火点等特点区别钢铁材料化学成分差异，来近似地确定钢铁的化学成分的一种方法。
1．火花产生的机理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，F eO+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。
2．火花产生的方式以往研究火花鉴别是采用专用电动砂轮机，其参数：功率为0.20～0.75kW，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。
这种方法需将钢件制成小试样便于手持磨削，现场应用受到一定限制。
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鉴别，即将工件与已知成分的钢件试样对比磨削，观察火花的一至程度，来确定钢铁的化学成分。
这种方法需制作一定数量已知化学成分的小试样。
3.火花鉴别的要点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。
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。
火花鉴别原理是：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。
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。
分散在爆花芒线间的点状火花称为花粉，见图。
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。
直羽尾花的尾端和整根流线相同，呈羽毛状，是钢中含有硅的火花特征。
狐尾尾花的尾端逐渐膨胀呈狐狸尾巴形状，是钢中含有钨的火花特征。
枪尖尾花的尾端膨胀呈三角枪尖形状，是钢中含有钼的火花特征。
(2)常用钢的火花特征低碳钢：火束较长，流线稍多，呈草黄色，自根部起逐渐膨胀粗大，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：火束较短，流线多而稍细，，呈明亮黄色，花量较多，主要为二次花，也有三次花，火花盛开，见图。
高碳钢：火束短而粗，流线多而很细密，，呈橙红色，花量多而密，主要为三次花及花粉，见图。
高速工具钢：火束细长，流线少，呈暗红色，中部和根部为断续流线，有时呈波浪状，尾部膨胀而下垂成点状狐尾尾花，仅在尾部有少量爆花，花量极少，见图。
钢的火花鉴别
一、实验目的
1.了解火花鉴别钢材的方法。
2.掌握几种主要钢材的火花特征。
二、实验原理
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。
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。
三、几种常用钢的火花特征(请点击下载）
1.20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。
2.45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。
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。
钢的火花鉴别
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。
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。
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。
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。
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。
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。
钢铁材料的火花鉴别
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。
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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。
分散在爆花之间和流线附近的小亮点称为花粉。
出现花粉为高碳钢的火花特征.图1-16爆花的形式5.尾花流线末端的火花，称为尾花。
常见的尾花有两种形状：狐尾尾花和枪尖尾花，如图1-17所示。
根据尾花可判断出所含合金元素的种类，狐尾尾花说明钢中含有钨元素,枪尖尾花说明钢中含有钼元素。
图1—17尾花的形状6。
色泽整个火束或某部分的火束的颜色,称为色泽。
碳钢火花的特征碳钢中火花爆裂情况随含碳量的增加而分叉增多,且形成二次花、三次花甚至更复杂.火花爆裂的大小随含碳量的增加而增大，含碳量在0。
5%左右时最大,火花爆裂数量由少到多,花粉增多，如图1-18所示。
碳钢的火花特征变化规律如表1-1所示.图1—18含碳量与火花特征表1—1碳钢的火花特征W c /％流线爆花磨砂轮时手的感觉颜色亮度长度粗细数量形状大小花粉数量0 亮黄黄橙暗亮暗长长短粗粗细少多无爆花软硬.8〉.8.钢的火花特征15钢的火花特征是火束呈草黄微红色,流线长，节点清晰，爆花数量不多,如图1—19所示。
钢的火花特征45钢的火花特征是火花束色黄而稍明，流线较多且细,挺直，节点清晰，爆花多为多根分叉三次花,花数占全体的3/5以上，有很多小花及花粉产生，如图1—20所示.图1-1915钢的火花特征图1-2045钢的火花特征3.T8钢的火花特征T8钢的火花特征是火花束为橙红微暗，流线短且直，节花多且较密集,如图1-21所示。
4.高速钢W18Cr4V的火花特征高速钢W18Cr4V的火花特征是火花色泽赤橙,近暗红,流线长而稀，并有断续状流线，火花呈狐尾状,几乎无节花爆裂，如图1-22所示.图1-21T8钢的火花特征图1-22W18Cr4V钢的火花特征1。
3实践中常见问题解析过热与过烧1.过热过热是指因工件加热温度过高或在高温下保温时间过长，而使晶粒粗大化的一种缺陷。
过热使奥氏体晶粒变得粗大，容易造成淬火变形和开裂，并显著降低工件的塑性和韧度.2.过烧过烧是指因加热温度过高而使奥氏体晶界出现严重氧化甚至熔化的现象。
过烧后的工件晶粒极为粗大，晶粒间的联系被破坏，强度降低，脆性很大。
过热后的工件可以重新进行一次正火或退火以细化晶粒，再按常规工艺重新进行淬火;而过烧的工件则无法挽救，只得报废。
为避免过烧或过热,生产中常采用下列措施进行预防。
(1）合理选择和确定加热温度和保温时间。
（2) 装炉时，工件与炉丝或电极的距离不能太近.(3）对截面厚薄相差较大的工件,应采取一定的工艺措施使之加热均匀。
氧化与脱碳1.氧化氧化是指钢件加热时与炉内的氧化性的炉气发生化学反应生成一层氧化皮的现象。
氧化皮不仅使工件表面粗糙、尺寸不准确、钢材烧损，还影响工件的力学性能、切削加工性及耐腐蚀性等。
2。
脱碳脱碳是指高温下工件表层中的碳与炉内的氧化性气氛发生化学反应形成气体逸出，使工件表面含碳量下降的现象。
脱碳后，工件表面贫碳化，导致工件淬火后的硬度、耐磨性严重下降，并增加了工件的开裂倾向。
防止氧化和脱碳的措施有以下几种。
（1）用保护气氛炉加热工件。
（2）淬火加热前，在工件表面涂以防氧化脱碳的涂料。
(3）将工件装入盛有硅砂、生铁屑或木炭粉的密封箱内加热。
(4）用盐浴炉加热，并定期加入脱氧剂进行脱氧和除渣。
（5) 严格控制加热温度和保温时间。
3。
硬度不足或不均1) 淬火工件硬度不足硬度不足是指工件淬火后整个工件或工件的较大区域内硬度达不到工艺规定要求的现象。
（1) 硬度不足的原因。
①加热温度过低或保温时间不足,使钢件的内部组织没有完全奥氏体化,有铁素体或残余的珠光体，从而使淬火硬度不足。
②对过共析钢，加热温度过高,奥氏体含碳量过高，淬火后残余奥氏体数量增多，也会造成硬度值偏低。
③冷却速度太慢，如冷却介质的冷却能力差等原因，使淬火工件发生高温转变，从而导致硬度不足。
④操作不当，如在冷却介质中停留时间过短；预冷时间过长，使奥氏体转变为非马氏体组织，从而使硬度不足。
⑤工件表面脱碳，使工件含碳量过低导致淬火硬度值偏低。
⑥原材料本身存在大块铁素体等缺陷。
⑦材料的牌号、成分未达到技术要求值.（2) 预防及弥补措施。
①加强保护，防止工件氧化和脱碳。
②严格按工艺规程进行操作.③硬度不足的工件经退火或高温回火后重新进行淬火.2) 硬度不均硬度不均俗称“软点”，是指工件淬火后出现小区域硬度不足的现象。
(1) 硬度不均的原因。
①材料化学成分（特别是含碳量）不均匀。
②工件表面存在氧化皮、脱碳部位或附有污物。
③冷却介质老化、污染。
④加热温度不足或保温时间过短。
⑤操作不当，如工件间相互接触,在冷却介质中运动不充分.（2）预防及弥补措施。
①截面相差悬殊的工模具等工件选用淬透好的钢材。
②通过锻造或球化退火等预备热处理改善工件原始组织。
③加热时加强保护，盐浴炉要定期脱氧捞渣.④选用合适的冷却介质并保持清洁。
⑤工件在冷却介质中冷却时要进行适当的搅拌运动或分散冷却。
⑥淬火温度和保温时间要足够，保证相变均匀，防止因加热温度和保温时间不足而造成“软点"。
变形与开裂变形与开裂是由于工件淬火时产生的内应力而引起的.淬火时产生的内应力有两种：一种是工件在加热或冷却时因工件表面与心部的温差引起胀缩不同步而产生的，称为热应力；另一种是工件在淬火冷却时,因工件表面与心部的温差使马氏体转变不同步而产生的，称为组织应力。
当淬火工件的内应力超过工件材料的屈服极限时，则导致变形；若超过强度极限时，则导致开裂。
防止变形和开裂的根本措施就是减少内应力的产生。
在生产中可采取下列措施。
(1) 合理设计工件结构.厚薄交界处平滑过渡，避免出现尖角;对于形状复杂、厚薄相差较大的工件应尽量采用镶拼结构；防止太薄、太细件的结构. (2) 合理选用材料。
形状复杂、易变形和开裂或要求淬火变形极小的精密工件选用淬透性好的材料.（3) 合理确定热处理技术条件。
用局部淬火或表面淬火能满足要求的，尽量避免采用整体淬火。
(4) 合理安排冷、热加工工序。
工件毛坯经粗加工后去除表面缺陷,可减少淬火处理产生的裂纹.(5）应用预先热处理。
对机加工应力较大的工件应先去应力退火后再进行淬火；对高碳钢工件预先进行球化退火等。
（6) 采用合理的热处理工艺。
对形状复杂易变形工件用较慢速度加热；高合金钢采用多次预热；在满足硬度的前提下，尽可能选用冷速较慢的介质进行淬火冷却。
钢铁材料的现场鉴别钢铁材料品种繁多，性能各异，因此对钢铁材料的鉴别是非常必要的。
常用的鉴别方法有火花鉴别法、色标鉴别法、断口鉴别法和音色鉴别法等。
1。
3。
1火花鉴别法根据钢铁材料在磨削过程中所出现的火花爆裂形状、流线、色泽、发火点等特点区别钢铁材料化学成分差异的方法，称为火花鉴别法。
火花鉴别专用电动砂轮机的功率为0。
20～0.75kW，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。
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,(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。
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。