钢铁材料的火花鉴别实验指导书.docx

钢铁材料的火花鉴别实验指导书.docx实验四钢铁材料的火花鉴别一、 实验目的(一) 运用火花鉴别法检查钢铁材料的原理方法(二) 了解鉴别常用钢诙材料的断口分析方法。二、 实验设备与材料台式砂轮机:选用46~60粒度、小等硬度的普通氧化铝砂轮,砂轮直径为150〜200mm,:20、45、T12、W18Cr4V>HT300等材料的试样若干。三、 实验概述:火花鉴别法就是运用钢铁材料在磨削过程屮,随着材料化学成分的差异,出现各种不同的火花特征来区别材料成分的方法。火屁鉴别法快速简便,应用血广,対工件渗碳或渗氮处理的农血质量及表血脱碳程度也可作出定性的分析。但钢屮某些合金元素(如Ni、Cr、Mn等)含最较低时,对碳钢火花影响不明显;另外一些合金元素(如S、P、Cu、Al、Ti等)尚不能用火花鉴别,且火花法分析总是定性的,因此具有一定的局限性。1、火花的构成钢铁材料在砂轮I:磨削吋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」所示。火花束由流线、节点、爆花和尾花构成。火花束 中部火花■卜尽部火花1)流线为火花束屮线条状的光亮火花。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) 波浪流线整个流线屮的某一端成波浪形线条。a)直线流线b)断续流线c)波浪流线图4-2流线示意图2)节点节点是较流线明亮而粗人的闪亮点。节点常在流线的屮途发生,有时也在流线的尾部发生或在流线间断后再发牛.,如图所示。图43节点示意图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,它的形状随含碳屋,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屮占有很重要的地位。爆花的流线叫做芒线。爆花对分为一次、二次、三次及多次爆花,如图4-4所示。一次爆花 只有一次爆裂的芒线。二次爆花 在一次爆花的芒线上乂一次发牛爆裂。三次和多次爆花在二次爆花的芒线上再一次出现爆裂叫三次爆花;若在三次爆花的芒线上继续出现爆裂吋,就叫做多次爆花。a)—次爆花b)二次爆花C)三次爆花图44爆花不意图在一次爆花的基础上,若爆花只有一根芒线叫做二分叉;有两根芒线叫做三分叉:有三根芒线叫做四分叉;有三根以上芒线叫做多分叉。4)尾花在流线尾部末端所呈现的特殊形式的火花统称为尾花。尾花通常包括I川种,有肓线尾花、狐尾尾花、枪尖尾花和钩状尾花等,见图4-5所示。(1) 。(2) 狐尾尾花流线尾端逐渐膨胀呈狐尾状的火花。(3) 枪尖尾花流线尾端膨胀呈三角形枪尖状,且与流线脱离的火花。(4) 钩状尾花流线尾端象枪尖细小的钩状,且与流线脱离的火花。a)直线尾花b)狐尾尾花0枪尖尾屁d)钩状尾花图4-5尾花示愆图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,钢材表而被切削卜-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岀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。各元素对火花形态的影响碳对火花形态的彫