钢材的现场鉴别方法－火花鉴别【长期交流帖】

cygnet

第一部分：金属材料的十大鉴别方法


一、火花鉴别
　　火花鉴别是将钢铁材料轻轻压在旋转的砂轮上打磨，观察所迸射出的火花形状和颜色，以判断钢铁成分范围的方法。材料不同，其火花也不同。
http://jpkc.bgy.org.cn/jxjsh/kej ... /IMAGES/3huohua.avi
　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。
  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。　
  T7钢　
　流线多而细，火束由于含碳量高，其长度渐次缩短而粗，发光渐次减弱，火花稍带红色，爆裂为多根分岔，多量三次花，花形由基本的星形发展为三层迭开，花数增多。研磨时手的感觉稍硬。　
  W18Cr4V钢　　
　火束细长，呈赤橙色，发光极暗，由于钨的影响，几乎无火花爆裂。膨胀性小，中部和根部为断续流线，尾部呈点形狐尾花。研磨时材质较硬。


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。
  　断口检查：直径30mm以下的冷拉退火及热轧退火钢材应进行断口检查。在钢材一端切一缺口用锤击断或用压力机截取断口试样。用肉眼检查断面上是否有缩孔、白点、裂纹，过烧等缺陷。

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。

五、锉痕法鉴别钢材是一种比较粗躁的鉴别方法，与操作者经验关系密切，多用于小作坊对钢材硬度进行粗步的判断。对于金色材料（这里只谈钢材）通常要进行一下鉴别。

六、鉴别钢种检查：鉴别钢种一般用手提看谱镜和火花鉴别法进行检查。手提看谱镜是一种半定量的光谱仪器，能够半定量地检查出钢中的主要合金元素，如铬、锰、镍、钼、钨、钒等。光谱检查可以查明被检钢材的钢号及有无混钢种情况。火花检查是根据火花特征判断被检钢材的钢号。

七、硬度检查：对于冷拉退火条钢和热轧退火钢材要进行布氏硬度检查。布氏硬度试验方法按GB231-84标准规定进行。  

八、低倍组织检查：直径大于30mm的退火钢材和不退火钢材一般都检查低倍组织。即在钢材的一端用锯床(退火材)和砂轮切割机(不退火材)切取厚度为12~15mm的圆片试样，试样被检的一面用磨床磨平。经热酸洗后用肉眼检查偏析、疏松程度有无缩孔、白点裂纹、过烧等缺陷。热酸洗用50%的工业盐酸水溶液，加热到70±5℃，酸洗时间为30~40min，试样取出后用碱水冲洗，然后用80℃热清水冲洗净。

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。

各个项目检查数量以标准规定为准，检查员取样后，首先要进行按规定进行机械加工。非金属夹杂物，带状、液析、网状试样要进行淬、回火处理。
　　

[ 本帖最后由 tdragonfu 于 2008-11-1 16:40 编辑 ]

sangshulee

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一、火花鉴别法

1.火花的构成



图1   火花束

钢材在砂轮上磨削时所射出的火花由根部火花、中部火花和尾部火花构成火花束。如图1所示。

磨削时由灼热粉末形成的线条状火花称为流线。流线在飞行途中爆炸而发出稍粗而明亮的点称为节点。火花在爆裂时所射出的线条称为芒线。芒线所组成的火花称为节花。节花分一次花、二次花、三次花不等。芒线附近呈现明亮的小点称为花粉。火花束的构成如图2所示。



图2   火花束的组成

由于钢材的化学成分不同，流线尾部出现不同的尾部火花，称为尾花。尾花有苞状尾花、菊状尾花、狐尾花、羽状尾花等。如图3所示。



图3   各种尾花形状

a)苞状尾花 b) 狐尾花 c) 菊状尾花 d)羽状尾花

2．常用钢的火花特征　

碳素钢随着含碳量增加，流线形式由挺直转向抛物线，流线逐渐增多，火束长度逐渐缩短，粗流线变细，芒线逐渐细而短，由一次瀑花转向多次爆花，花的数量和花粉也逐渐增多，光辉度随着含碳量的升高而增加，砂轮附近的晦暗面积增大。在砂轮磨削时，手感也由软而渐渐变硬。






图4   15钢的火花

15钢的火花特征：火花流线多，略呈弧形。火束长，呈草黄色，带红。芒线稍粗。爆花呈多分叉，一次爆花，如图4所示。



图5   40钢的火花

40钢的火花特征：整个火束呈黄而略明亮。流线较细、多分叉而长。爆花接近流线尾端，呈多叉二次爆裂。磨削时手感反抗力较弱，如图5所示。



图6   T13钢的火花

T13钢的火花特征：火束短粗，中暗红色。流线多，细而密。爆花为多次爆裂，花量多并重叠，碎花、花粉量多。磨削时手感较硬，如图6所示。



图7   W18Cr4V火花特征

合金钢火花的特征与加入合金元素有关。例如 Ni、Si、Mo、W等有抑制爆裂的作用，而Mn、V、Cr却可以助长爆裂，所以对合金钢火花的鉴别较难掌握。图7是高速钢W18Cr4V的火花特征。W18Cr4V火花束细长，流线数量少，无火花爆裂，色泽是暗红色。根部和中部为断续流线，尾花呈狐状。

二、色标鉴别法

    生产中为了表明余屑材料的牌号、规格等，在材料上需要做一定的标记，常用的标汇方法有涂色、打印、挂牌等。金属材料的涂色标志是以表示钢种、钢号的颜色，涂在材料端面，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。在生产中可以根据材料的色标对钢铁材料进行鉴别。

三、断口鉴别法

    材料或零部件因受某些物物理、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判定材料的韧脆性，还可以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蛆性变形特征，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，则表明材料属于脆性断裂；而过共析钢或合金钢经淬火及低温回火后，断口常呈亮灰色，具有绸缎光泽，类似于细瓷器断口特征。

四、音响鉴别

    生产现场有时也可采用敲击辨音来区分材料。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。所以可根据钢铁敲击时声音的不同，对其进行初步鉴别，但有时准确性不高。而当钢材之间发生混淆时，因其声音比较接近，常需采用其它鉴别方法进行判别。

[ 本帖最后由 xiaozhu0607 于 2007-9-28 16:33 编辑 ]

cygnet

第二部分：本论坛中关于火花鉴别钢材的优秀文章汇总


1.《钢的现场火花检查法》 【售价：5】
书名:钢的现场火花检查法
作者:周南兴编
发行地:上海
出版社:上海科技出版社
出版时间:1957
页数:48页
开本:19cm
http://www.rclbbs.com/viewthread.php?tid=8708&extra=page%3D1

2.书名:火花形式探讨与钢铁鉴别  【售价：8】
作者:杨文星编著
发行地:上海
出版社:上海科学技术出版社
出版时间:1959
页数:180页
开本:21cm
http://www.rclbbs.com/viewthread.php?tid=8701&extra=page%3D1

3.书名: 钢火花鉴别  【售价：10】
作者: 杨文星著
出版社: 上海科学技术文献出版社
出版日期: 1987-01-01
出版地:上海
ISBN: 780513054X
价格: 3.40
简介: 本书从普通碳素钢到常用合金钢对火花生成的形象、特征、辨异法等作了详细的论述,并辅以大量图象说明。同时,作者对火花生成的机理也作了有益的探讨。
http://www.rclbbs.com/viewthread.php?tid=8694&extra=page%3D1

4.钢铁的火花鉴别法 （第3版） 【售价：10】
作者:张荫明 刘俊合著
出版日期:1953年11月第3版
页数:54  
http://www.rclbbs.com/viewthread ... =%E7%81%AB%E8%8A%B1

5.书名: 钢火花鉴别  【售价：10】
作者: 杨文星著
出版社: 上海科学技术文献出版社
出版日期: 1987-01-01
出版地:上海
ISBN: 780513054X
价格: 3.40
简介: 本书从普通碳素钢到常用合金钢对火花生成的形象、特征、辨异法等作了详细的论述,并辅以大量图象说明。同时,作者对火花生成的机理也作了有益的探讨。
http://www.rclbbs.com/viewthread ... =%E7%81%AB%E8%8A%B1

6. 废钢铁火花鉴别知识讲座
http://www.rclbbs.com/viewthread ... =%E7%81%AB%E8%8A%B1

7.钢的火花检验
钢的火花检验
各种材料的基本组织形态
http://www.rclbbs.com/viewthread ... =%E7%81%AB%E8%8A%B1

8.书名：金属材料火花图谱  【售价：20】
作者：周南兴　陈同心　陈国忠
出版社：江苏科学技术出版社
出版日期：1985年7月
文档格式：PDF（扫描版）
文档大小：
文档页数：251页
http://www.rclbbs.com/viewthread ... =%E7%81%AB%E8%8A%B1

[ 本帖最后由 cygnet 于 2007-9-28 15:24 编辑 ]

cygnet

第三部分：论坛中相关的讨论帖内容精华

piyano 发起的http://www.rclbbs.com/viewthread.php?tid=79extra=highlight=%E7%81%AB%E8%8A%B1&page=1

火花鉴别方法

颜色：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；
形状：碳钢的流线为直线状，高速钢的流线程断续状或波纹状；
长短：在相同压力下，含炭量越多流线越短；
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；

低碳钢火束长，呈草黄微红色，流线中等，节点清晰，节花不多
中碳钢火花颜色黄亮稍明，线流数量较多，节点清晰，挺直，节花较多；
高碳钢火花颜色橙红带微暗，流线较短，挺直，节花多，比较密集；
含钨高速钢火花色泽赤橙，近暗红色，流线较长又稀少并有断续状流线，火束尾花呈狐花，几乎无节花爆裂；
含钼高速钢火花色泽呈安橙红色，火束较短，流线细，有少量节花爆裂．

霍大侠 ：
钢中加人合金元素后，火花特征将发生变化。Ni、SI、Mo、W等合金元素抑制爆花爆裂，Mn、V等合金元素则助长爆花爆裂。
①钨：抑制爆花爆裂作用最为强烈。钨含量ω(W)达到1.0%左右时，爆花显著减少，钨含量ω(W)>2.5%时，爆花呈秃尾状。钨使色泽变暗，当ω(W)超过596时，火花束呈暗红色。钨抑制爆花爆裂作用的大小，与钢中含碳量有关，低碳钢中ω(W)为4%~5 %时，钨可完全抑制爆花爆裂。从火花色泽上看，钨钢中含碳量越高，越是呈暗红色火花。

② 钼：钼具有较强烈的抑制爆花爆裂、细化芒线和加深火花色泽的作用。钼钢的火花色泽是不明亮的，当钼含量较高时，火花呈深橙色。钼钢有没有枪尖尾花，与含钼量和含碳量有关，含碳量越低，枪尖越明显。钼钢中ω(C) =0.50%左右时，就不易出现枪尖。

③ 硅：硅也有抑制爆花爆裂作用。当硅含量达ω(Si)＝２％-~3％时，这种抑制作用就较明显，它能使爆裂芒线缩短。观察硅钢片(ω(Si)＝3.5％~4.5％，ω(C)＜0.1％＝的火花时，只能在火花束间发现1~2根单芒线爆花，并出现白色明亮的闪点。硅锰弹簧钢的火花呈橙红色，流线粗而短，芒线短粗且少，火花试验时手感抗力较小。

④ 镍：镍对爆花有较弱的抑制作用，使花形不整齐和缩小，流线较碳钢细。随镍含量增高。流线的数量减少及长度变短，色泽变暗。

⑤ 铬：铬的影响比较复杂。对于低铬低碳钢，铬有助长火花爆裂、增加流线长度和数量的作用，火花呈亮白色，爆花为一、二次花，花型较大。对于含碳量较高的低铬钢，铬助长爆裂的作用不明显，并阻止枝状爆花的发生，流线粗短而量较少，火花束仍然明亮。由于碳高，爆花有花粉。随铬含量增加，火花的爆裂强度、流线长度、流线数量等均有所减少，色泽也将变暗。铬钢中若含有抑制爆裂和助长爆裂的合金元素存在，则钢的火花现象表现复杂，为判断钢的铬含量，需配合其它试验方法。

⑥ 锰：锰元素有助长爆花爆裂作用。锰钢的火花爆裂强度比碳钢强，爆花位置比碳钢离砂轮远。钢中含锰稍高时，钢的火花比较整齐，色泽也比碳钢黄亮，含碳量较低的锰钢呈白亮色，爆花核心有大而白亮的节点，花型较大，芒线稀少且细长。含碳量较高的锰钢，爆花有较多的花粉。低锰钢的流线粗而长，量较多。高锰钢流线短粗且量少，由于锰是助长爆裂的元素，因此有时可能误认为钢的碳含量高。

⑦ 钒：也是助长爆花爆裂的元素。

观察火花是鉴别钢种的简便方法。对于碳素钢的鉴别比较容易，但对合金钢，尤其是多种合金元素的合金钢，各合金元素对火花的影响不同，它们互相制约，情况比较复杂。因此要掌握这种方法，唯一的办法就是不断地实践，从实践中找出各元素影响火花的规律。

cygnet

第四部分：新增交流文章（非论坛内部）

cygnet

废钢铁火花鉴别知识讲座（一）

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火花鉴别的基本知识：废钢铁水花鉴别知识讲座（二）.

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碳和合金元素对火花的影响：废钢铁火花鉴别知识讲座

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论“钢的火花鉴别”在金工实践教学中的应用