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火花鉴别 |
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1.为什么钢的火花鉴别会有火花出现?答:钢料用一定的压力于砂轮上研磨时,由于砂轮的磨削,钢料被磨削成细微颗粒。这种颗粒由于机械的磨削作用而发热,并被旋转砂轮的离心作用抛射出去。发热的颗粒在空中运行与空气接触而氧化,以致所产生的热量足以使钢铁颗粒接近熔融状态,发出光亮。光亮点运行的轨迹,即形成流线。颗粒氧化时,表层的铁先形成氧化铁薄膜(2Fe+O2=2FeO)。颗粒内部,由于钢中含有碳,且呈碳化物形式存在,这时碳化物在高温下发生分解释放出碳(如碳Fe3C存在时Fe3C→Fe+C)。释出的碳再与颗粒表层的氧化铁发生反应,形成气态的一氧化碳。被碳原子所还原了的表层氧化铁,又可以从空气中夺取氧而再行氧化。然后又与颗粒内部的碳发生反应,如此循环,可使颗粒内部积集的一氧化碳气体越来越多。当内部气休的扩张能力大于颗粒外层的表面张力时,即发生爆裂,这就是爆花形式的产生。颗粒经一次爆裂以后,更细的颗粒内部如有未参加反应的碳时,又可以进行如上所述的氧化反应,继之发生第二次爆裂,乃至第三、第四次爆裂,这就形成为树枝状的花型。由此可知,爆裂是由于碳的燃烧造成的。因此碳素钢中,爆花量的多少与钢中含碳***的多少有着直接的关系。碳素钢中含碳量越高,爆花发生量越多,反之越少。树枝状爆花发生时,也随着钢中含碳量的增高,而开叉层次增加,花粉增多。2.火花各个部分的名称是什么?答:火花形态各部位和各种形式一般有:1)火束:试料在砂轮上研磨时,发生的全部火花形式,叫做火束。火束又分为三个主要部分:在砂轮附近的火束称根部火束;中间部分称中部火束;远离砂轮的火束末尾部分称为尾部火束。见图12-1。2)流线:研磨钢铁时,磨削颖粒高速飞出,发出光亮的线条叫做流线。根据流线的形状特征,常见的有三种形式:直线流线、波状流线和断续流线。如图21-2。3)爆花:在流线中途发生的爆裂花形。常见的爆花形式有三种:树枝状爆花、羽毛状爆花和苞花。树枝状爆花形似树枝开叉一样,开叉有多有少,有二根叉、三根叉和多根叉;开叉有层次,有一次开叉、二次开叉和多次开叉。羽毛状爆花是沸腾钢爆花的特有形式,形似羽毛一般。苞花是在流线中途出现的特别膨胀形式,并包括在膨胀部分前后所发生的爆裂。见图12-3所示。苞花如出现在流线尾部,也叫做苞花尾花。4)节点:流线中途爆裂的发生点叫节点。有些爆花的节点较明亮、肥大,而有些爆花并无明显的节点。5)芒线:火花爆裂时射出的流线叫芒线。树枝状爆花可看作多数芒线的集合形式。6)花粉:爆花芒线之间或流线附近所呈现的点末状火花。7)尾花:是流线尾部所发生的变态形式。常见的尾花有三种:狐尾尾花、枪尖尾花和玉兰尾花。如图12-4所示。8)色泽:整个火束或某部分火花形式的颜色和明暗程度。3.火花鉴别的使用设备和操作是什么?答:火花鉴别法的主要工具是砂轮机。砂轮机采用台式或手提式两种。台式砂轮机适合于钢材试样,成型小零件的检验。手提式砂轮机可用于车间和仓库成批钢材鉴别。台式砂轮机所用电动机的功率一般为0.5KW,转速3000转/分左右为宜。手提式砂轮机所用电动机功率0.2KW,转速2800 转/分。功率和转速过大会使火花散乱,不利于鉴别,功率和转速过小,使含钨的合金工具钢和高速钢难以磨削,甚至不产生火束。砂轮应用粒度46#或60#(***好60#),中硬度(ZY1~ZY3) 钢玉(GZ或GB)陶瓷结合剂砂轮,台式砂轮机砂轮尺寸以150~200毫米,厚度2O ~25毫米比较合适;手提式砂轮机砂轮可用外圆直径90~120毫米,厚度16~20毫米的规格比较合适。1)熟悉使用工具的性能:切忌经常更换使用工具(砂轮机、砂轮粒度),熟悉使用工具的性能是火花鉴别的一个重要环节。因为不同砂轮机的砂轮转速及粒度变更,会引起火花形式的差异。2)保持砂轮磨擦面的锐利与圆度:需经常保持砂轮磨擦面的锐利与圆度,以保持一定抛射力。(砂轮不锐利使流线减少;砂轮圆度不圆,钢料与砂轮磨擦时会发生跳动,砂轮圆度不宜过小)。3)使用标准块修正环境的影响:工作前应尽量设法先鉴别标准样块,以便修正客观环境的影响,工作环境的光亮度对火花的观察影响较大。4)选择好工作场地:鉴别场所不宜太亮,但也不必全黑,明暗程度***好经常保持一致,以保证鉴别的观察力。一般不宜采用露天操作。如在露天操作,要做一个活动的布篷架,用黑布罩住,避免强烈光线的影响。5)自制钢号的标准钢样:配备一套巳知钢号的标准钢样,钢样越齐越好。供学习和鉴别时对照比较用。标准钢样必须经过化学分析测定各元素的正确含量。4.火花鉴别的意义有哪些?答:作为机械制造工业的技术工人,都会遇到金属材料选用及热处理问题。在选择制造机械零件时,如果选材不当,或者零件加工过程中,热处理时有其它钢号混杂,则零件性能不仅不能满足加工和使用的要求,而且还会带来经济损失或严重的事故。要确保钢材正确地使用,就必须了解所用钢材的品种和性能。不同品种的钢材有着不同的编号和标志。钢号鉴别是在钢号不明的情况下,对所使用的钢材作出分析、鉴别,才能正确合理地使用钢材。因此钢号鉴别是机械制造生产过程中不可缺少的一个重要环节。钢材鉴别的方法可分为化学、物理两大类:化学分析虽然正确可靠,但只适用于钢材抽样检验,在手续上比较繁琐,所需要的时间、费用较多,因此现场工作不太适用;物理鉴别法虽不及化学分析正确、可靠,但通过人们长期实践认识所积累的经验,巳能达到一定的正确程度,故适用于现场初步分析,具有快速、方便等特点。物理鉴别法的种类较多,其中以“火花鉴别法”、“看谱分析法”***为简单实用。“火花鉴别法”鉴别的钢材,不仅具有简单迅速的特点,而且不损伤钢材,因此被广泛应用。钢材是机械制造的重要原材料之一。大批进厂时,由于运输、仓储等多次周转,有可能使钢号混杂。在生产过程中,钢材投料前要把好质量***/关。在钢材零件进行热处理以前,需要对钢号进行复查、核对。不同的钢号其热处理的条件不同,工艺要求也不一样,不要搞错热处理工艺。零件报废后需要及时补废时,要了解该零件所用材料的钢号,这些都必须进行钢号鉴别。5.合金元素对火花的变化影响有哪些?碳是钢种主要元素,其活化形态随着碳量增加变化趋势见表12-1。合金元素对火花的变化影响件表12-2。6.常用钢材火花形态是什么?常用钢材火花形态图里如下:7.火花鉴别的注意事项是什么?答:根据所观察的火花形态判断被检测试样的钢号是一项比较难的向题。因为火花形态的细小差异,往往难以确切地加以叙述和表达,鉴别者必须在自已的反复实践中去研究和体会。1)对已知零件所要求的钢号作鉴别核对。这时,只需利用火花鉴别去证实是否属于所用的钢号。如果是鉴别成批零件,***/只应仔细观察分析,如确认使用钢一号正确时,再将这只零件轻轻地研磨,观察它***小磨损时的火花基本特征。记住这一特征,其余零件就可以统统以较轻的压力去研磨。这样,既有利于鉴别,又可使零件很少受到磨抓,避免影响外观和使用。2)已知两种钢号发生混杂,作鉴别区分。这时,必须注意研究这两种钢号在火花形态上的荃本差异,当它们各自的特征和主要区别掌握以后,区分工作是很方便的。3)对未知钢号的零件作钢号鉴定遇此情况,如果鉴别者懂得钢材的基本用途,熟悉各种零件该用什么材料制造的常识,能对火花鉴别带来很大的方便。研磨火花时是否发生树枝状的爆花,如有树枝状爆花,可进一步从下面几种情况推断:①树枝状爆花正常发生,并无其他特殊形式的火花出现,这时多为碳素钢(镇静和半镇静钢)。它的花型如为一次开叉的爆裂,爆花盆比较稀疏时,说明该钥样含碳量较低较低,属于低碳范围的碳素钢;它的花型如为二次、三次或少量多次开叉的树枝状爆裂,爆花量中等,爆花与爆花之间的距离清楚时,说明试样含碳量在0.4%C左右,属于中碳范围的碳素钢;它的爆花如为多次分叉的树枝状爆裂,爆花量多,爆花之间的距离很小,爆花拥挤时,说明含碳量高,属于高碳钢。②如果爆花有树枝状爆裂,似基本形态为羽毛状爆花时,则属于含硅***很低的沸腾钢,并根据爆花的数量大致估计它的含碳量,推断钢号。③大致判断钢种:火束尾部明显地出现大枝丫分出的树枝状爆裂,爆花花型较大,芒线较乱,爆裂强度大,多属于锰钢组的合金结构钢;爆花整齐、规则,色泽明亮,流线挺直而粗,多属于含铬结构钢;火束尾部出现明显挺直的枪尖尾花,树枝状爆裂有一定程度的抑制,多属于铬钼钢、铬锰钢等钢组的结构钢;爆花发生前的节点特别明亮或发生含硅苞花的爆花现象多属于硅锰、铬硅钢组的结构钢或弹簧钢;既出现枪尖尾花,也发生含硅苞花现象,树枝状爆花显著萎缩,多属于硅锰铝、硅锰铝钒类结构钢;爆花为整齐的树枝状爆裂,并在爆裂前发生含镍苞华现象,钢材表面脱碳层,所谓“粗划”苞花的明亮部分较为明显,多属于铬镍合金结构钢;出现狐尾尾花,树枝状爆裂基本上依附于狐尾四周,根部流线并非暗红而比较明亮,多属于含钨合金结构钢。火花鉴别是一门实践性很强的学问,必须多练、多看。End
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