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1、金属材料检测技术本讲稿第一页，共十三页第一章 金属的火花鉴别 一、一、金属的火花鉴别金属的火花鉴别的概念的概念 火花鉴别是火花鉴别是一种一种最为简易最为简易鉴别钢的种类鉴别钢的种类的方的方法法。特点是设备简单特点是设备简单，操作方便，对金属牌号及操作方便，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。析法所不能比拟的。火花鉴别火花鉴别适用于碳钢、合金钢和铸铁，能鉴别适用于碳钢、合金钢和铸铁，能鉴别出常见的合金元素，但不能鉴别出常见的合金元素，但不能鉴别S S、P P、CuCu、AlAl、TiTi等等元素元素。本讲稿第二页，
2、共十三页二、火花形成原理 钢铁在于钢铁在于旋转砂轮接触时，被磨削热熔融旋转砂轮接触时，被磨削热熔融化化并并脱离工件，熔融的脱离工件，熔融的铁屑铁屑与空气中的氧气接触会与空气中的氧气接触会形成氧化膜，形成氧化膜，而而钢中的钢中的C元素易元素易被被空气空气氧化氧化形成形成CO，将将FeO还原还原为为Fe，这种反应多次重复，当这种反应多次重复，当CO气体压力超过熔融金属的表面张力时便爆裂气体压力超过熔融金属的表面张力时便爆裂成火花成火花。钢中钢中 Fe3C Fe3C 在高温大于在高温大于900900时时分解分解，析出析出碳原子，反应式为：碳原子，反应式为：Fe3C 3Fe+C Fe+O FeO Fe
3、O+C Fe+CO本讲稿第三页，共十三页三、火花的形成和结构1 1火束火束 钢铁在砂轮机上磨削时产生的全部火花叫做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。尾部三部分。本讲稿第四页，共十三页2 2流线流线试件在高速砂轮上磨削的预粒，在高温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。流线分为下运行的轨迹就是流线。流线分为：直线形、断直线形、断续形、波纹形和断续波纹形，其中波纹形不常见。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、高合碳钢的流线都是
4、直线形的；铬钢、钨钢、高合金钢和灰铸铁的流线呈断续形。金钢和灰铸铁的流线呈断续形。本讲稿第五页，共十三页3 3节点节点 流线在途中爆裂的明亮而稍粗大的亮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称为节点和苞花。节点的温度较流线任何部分温节点的温度较流线任何部分温度都高。节点是含度都高。节点是含SiSi的特征。的特征。4 4芒线芒线爆裂当时发出的若干聚集短线叫做芒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。不同有二根、三根、多根分叉之分。本讲稿第六页，共十三页5 5爆花爆花 是碳元素专有的
5、火花特征，是熔融颗粒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。形状。爆花在火花鉴别中占有重要地位。一次爆花是含炭量一次爆花是含炭量0.25%0.25%以下的碳钢的火花特征。以下的碳钢的火花特征。二次爆花是含碳量二次爆花是含碳量0.3-0.6%0.3-0.6%的碳钢的火花特征。的碳钢的火花特征。三次爆花是含炭量三次爆花是含炭量0.65%0.65%以上的碳钢的火花特征。以上的碳钢的火花特征。本讲稿第七页，共十三页6 6尾花尾花 尾花是流线末端特征，可分为狐尾尾花、尾花是流线末端特征，可分为狐
6、尾尾花、枪尖尾花、菊花状尾花、羽状尾花等。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一般是钢中含钨的特征。钩状尾花为高含量硅3%3%5%5%的特征。的特征。本讲稿第八页，共十三页以下是尾花特征比较详细的说明：(1)(1)羽尾花羽尾花(2)(2)直羽尾花直羽尾花(3)(3)枪尖尾花枪尖尾花(4)(4)苞尾花苞尾花(5)(5)狐尾花狐尾花(6)(6)菊尾花菊尾花本讲稿第九页，共十三页7、色泽及火花鉴别、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。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 淡蓝的白色本讲稿第十页，共十三页四、检验设备与操作本讲稿第十一页，共十三页本讲稿第十二页，共十三页本讲稿第十三页，共十三页