金属材料检测技术

第一章金属的火花鉴别一、金属的火花鉴别的概念火花鉴别是一种最为简易鉴别钢的种类的方法。特点是设备简单，操作方便，对金属牌号及成分的鉴定速度快，这是化学分析法和其它物理分析法所不能比拟的。火花鉴别适用于碳钢、合金钢和铸铁，能鉴别出常见的合金元素，但不能鉴别S、P、Cu、Al、Ti等元素。二、火花形成原理钢铁在于旋转砂轮接触时，被磨削热熔融化并脱离工件，熔融的铁屑与空气中的氧气接触会形成氧化膜，而钢中的C元素易被空气氧化形成CO，将FeO还原为Fe，这种反应多次重复，当CO气体压力超过熔融金属的表面张力时便爆裂成火花。钢中Fe3C在高温大于900℃时分解，析出碳原子，反应式为：Fe3C→3Fe+CFe+O→FeOFeO+C→Fe+CO三、火花的形成和结构1．火束钢铁在砂轮机上磨削时产生的全部火花叫做火束。为了便于识别，又把整个火束分为根部、中部和尾部三部分。2．流线试件在高速砂轮上磨削的预粒，在高温下运行的轨迹就是流线。流线分为：直线形、断续形、波纹形和断续波纹形，其中波纹形不常见。碳钢的流线都是直线形的；铬钢、钨钢、高合金钢和灰铸铁的流线呈断续形。3．节点流线在途中爆裂的明亮而稍粗大的亮点称为节点和苞花。节点的温度较流线任何部分温度都高。节点是含Si的特征。4．芒线爆裂当时发出的若干聚集短线叫做芒线，是连在流线上的分叉直线。随着含碳量的不同有二根、三根、多根分叉之分。5．爆花是碳元素专有的火花特征，是熔融颗粒在爆裂时在流线上由节点和芒线所组成的火花形状。爆花在火花鉴别中占有重要地位。一次爆花是含炭量0.25%以下的碳钢的火花特征。二次爆花是含碳量0.3-0.6%的碳钢的火花特征。三次爆花是含炭量0.65%以上的碳钢的火花特征。6．尾花尾花是流线末端特征，可分为狐尾尾花、枪尖尾花、菊花状尾花、羽状尾花等。狐尾尾花一般是钢中含钨的特征。钩状尾花为高含量硅3%－5%的特征。以下是尾花特征比较详细的说明：(1)羽尾花(2)直羽尾花(3)枪尖尾花(4)苞尾花(5)狐尾花(6)菊尾花7、色泽及火花鉴别火花颜色的明暗表明了颗粒运行的温度，火花为亮的黄白色、亮白色表明温度高，暗红色则是温度低。颗粒的氧化性能及氧化程度有关。表3钢铁的温度色温度/℃颜色525白天可见红色581日光下可见红色700暗红色800过渡樱桃红色900正樱桃红色1000高亮樱桃红1100橘红1200橘黄1300白色1400亮白色1500高亮度白色1600淡蓝的白色四、检验设备与操作