技师论文初稿3.doc

火花鉴别钢材的方法浅析 西 安 核 仪 器 厂 柳 稳 红 二0一二年十月二十八日 火花鉴别钢材的方法浅析 引言： 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。我国正以较快的速度推进核电的发展，为了保证核电厂在设计、建造、调试、运行中的安全，国家核安全局已制定了核安全法并完善了一系列核电厂质量保证安全规定。采购控制是核电厂质量保证安全规定中的重要组成部分，按照产品监视和测量控制程序的要求，对外购外协件、五金原材料等要进行进货检验，以保证符合采购文件的要求，从而保证我厂核辐射防护仪器的安全与可靠。我们厂是核工业仪表类的加工厂，购买五金原材料具有单件小批量，品种多，牌号杂的特点，而目前厂里没有相应的理化分析设备，只能对设计要求的业主提出的IE级材料进行复验，在原材料进厂检验上存在没有检验手段，检验项目单一的缺陷，不能完全控制原材料的质量，与质保监查的要求不符。针对这种情况，火花鉴别钢材更方便，易行。 二、火花的基本原理 钢材在砂轮上研磨时，砂轮转速很快，产生高热，使研磨出的材料颗粒达到熔融状态，这些高温、熔融的细颗粒被砂轮的离心作用抛射在空气中发生亮光，其表层与空气中的氧发生氧化反应作用，形成一层氧化薄膜。 此外，钢中的碳化物（ Fe3C ）在高温下分解（大于900℃），析出碳原子，反应式为：Fe3C→ 3Fe+C；碳原子和表层氧化亚铁产生还原作用，形成一氧化碳，反应式为：FeO+C→ Fe+CO 钢铁材料中的碳元素是产生火花的基本元素，而当钢中含有猛、硅、钨、钼、铬等元素时，它们的氧化物将影响火花的统一线条、颜色和形态，由此可以判别钢的化学成分。根据产生火花束的形状特征及颜色来初步判别工件的化学成分的方法称为火花鉴别法。 三、火花的组成部分 （一）、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。火束由流线、节点、芒线、节花(苞花)、爆花、尾花等部分组成。 （二）、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，有时在高速钢火花中会夹有波纹形流线。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。 （三）、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。 （四）、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。 （五）、苞花(节花) 芒线中途又生节点并射出芒线，这样形成的花叫节花。一次爆裂的芒线叫一次节花．在一次芒线上又发生爆裂时形成的爆花叫二次节花，所以爆花可分为一次节花、二次节花、三次节花。苞花是含Ni的特征。 （六）、爆花 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。爆花随着流线上芒线的爆裂情况有一次、二次、三次、多次之分。爆花分布在流线上。爆花随钢中碳含量而变化，粉碎状的花粉随碳含量的增高而增加。爆花在火花鉴别中占有重要地位。 1、一次爆花：在流线上首次爆裂的较细长的芒线，即只有一次爆裂的芒线，花型较简单，有两叉、三叉和多叉几种简称一次花一次爆花是含量0.25%以下的碳钢的火花特征。爆花分叉的增加说明钢中含碳的增多。，称为二次花。它也随含碳量的不同分为三叉、四叉和多叉几种。二次花是含碳量0.3-0.6%的碳钢的火花特征。多次花或数次所呈现的极为细小而复杂的火花形式 ，称为三次花（或），这种爆花是含量0.65%以上的碳钢的火花特征。 和周围的点状火花这种花粉只有在含量超过0.5%的钢中才出现可分为狐尾尾花、枪尖尾花、菊花状尾花、羽状尾花等火花试验时手感抗力较小常用钢的具体火花特征20钢 发光适中花角狭小 图 2 20钢火花图 （二）、45钢 发光大火束短火花盛开花数T7钢 黄色稍带火束由于含碳量高，其长度渐次缩短而粗，发光渐次减弱研磨时手的感觉稍硬。9CrSi钢 火束明亮而长，呈橙黄色，流线粗而明亮，流线各部粗细近于一致，尾部有狐尾状。火花爆裂多为三次花，花心明亮。 图 5 9SiCr钢火花图 六、火花鉴别的注意事项 进行火花鉴别时要注意安全，所用砂轮要有安全罩。鉴别火花的环境要暗，最好在黑暗的房间里，如果没有观花的经验，可用比较法进行观察 ，也就是将工件和样品同时 在砂轮上磨，反复比较两者的火花特征。若火花特征不相同，可另换一种样品，直至火花特征相同为止，此时样品的牌号即为被检验工件的牌号样品是预先经过化学分析准确标定的牌号在实际