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钢铁材料的现场鉴别6 o% Q) e. T& v
钢铁材料品种繁多，性能各异，因此对钢铁材料的鉴别是非常必要的。常用的鉴别方法有火花鉴别法、色标鉴别法、断口鉴别法和音色鉴别法等。9 z$ ^. ]& p; j: Y
1.3.1 火花鉴别法' ?7 W' I/ l9 ~- K9 M
根据钢铁材料在磨削过程中所出现的火花爆裂形状、流线、色泽、发火点等特点区别钢铁材料化学成分差异的方法，称为火花鉴别法。
5 `+ C$ u6 z, e8 b$ O. [3 X0 @ X火花鉴别专用电动砂轮机的功率为0.20～0.75kW，转速高于3000r/min。所用砂轮粒度为40～60目，中等硬度，直径为φ150～200mm。磨削时施加压力以20～60N为宜，轻压看合金元素，重压看含碳量。
* X" e6 d5 @& E; Q: ?- n火花鉴别的要点是：详细观察火花的火束粗细、长短、花次层叠程度和它的色泽变化情况。注意观察组成火束的流线形态，火花束根部、中部及尾部的特殊情况和它的运动规律，同时还要观察火花爆裂形态、花粉大小和多少。
7 o" X8 U) g- ?/ J% ?（一）火花组成5 m4 u; I' t- B
（1）火花束 火花束是指被测材料在砂轮上磨削时产生的全部火花，常由根部、中部、尾部组成，见图1-1。
& h5 }/ t+ [! J. Y7 { d9 j: g图1-1 火花束7 R; w. V) L, b/ `. P3 @
（2）流线 从砂轮上直接射出的好像直线的火流称为流线。每条流线都由节点、爆花和尾花组成，见图1-2。 o( ~/ v& w- Y5 L( |
图1-2 火花束的构成
/ Y0 e: [' G" T4 G7 P0 t4 c" g0 J（3）节点 节点就是流线上火花爆裂的原点，呈明亮点。
6 W: E; U |: w& @( U图1-3 节花的形成; A/ L0 O0 q/ b: a3 E5 b3 R
（4）爆花 爆花就是节点处爆裂的火花。钢的化学成分不同，尾花的形状也不同。通常，尾花可分为狐尾尾花、枪尖尾花、菊花状尾花、羽状尾花等。6 d% W9 F6 M" r% }
（二）常用钢铁材料的火花特征. R% w1 F8 j9 t% |5 h: q0 r3 x, j
碳是钢铁材料火花的基本元素，也是火花鉴别法测定的主要成分。由于含碳量的不同，其火花形状不同。
/ P) v1 @1 ?. _1．碳素钢火花的特征
0 p3 w* q2 w r; w① 通常低碳钢火花束较长，流线少，芒线稍粗，多为一次花，发光一般，带暗红色，无花粉。图1-4为20钢的火花特征。
/ p4 G6 C' K$ D/ b: ]6 [图1-4 20钢的火花特征
% X# K" ]9 L6 |/ j, p0 S- y② 中碳钢火花束稍短，流线较细长而多，爆花分叉较多，开始出现二次、三次花，花粉较多，发光较强，颜色橙。图1-5为45钢的火花特征。- [5 v# W6 z0 _: C
图1-5 45钢的火花特征
% G# y( ^5 W; X$ _' C③ 高碳钢火花束较短而粗，流线多而细，碎花、花粉多，又分叉多且多为三次花，发光较亮。图1-6为T12钢的火花特征。0 b3 M" w, a2 l5 l+ B3 ?
图1-6 T12钢的火花特征; H! E1 R6 p) p2 H3 ?
2．铸铁的火花特征& H: u6 E# G; W5 h
铸铁的火花束很粗，流线较多，一般为二次花，花粉多，爆花多，尾部渐粗下垂成弧形，颜色多为橙红。火花试验时，手感较软。图1-7为HT200的火花特行征。
! V: H* F' J4 y图1-7 HT200的火花特征。: \) A0 |) y: m' R/ t- K8 O
3．合金钢的火花特征
! Y4 ^; [: ~/ q+ e5 f合金钢的火花特征与其含有的合金元素有关。一般情况下，镍、硅、钼、钨等元素抑制火花爆裂，而锰、钒铬等元素却可助长火花爆裂。所以对合金钢的鉴别难掌握。
& A; V V, i- C9 h一般铬钢的火花束白亮，流线稍粗而长，爆裂多为一次花、花型较大，呈大星形，分叉多而细，附有碎花粉，爆裂的火花心较明亮。) K% W4 y. ?( {; W
镍铬不锈钢的火花束细，发光较暗，爆裂为一次花，五、六根分叉，呈星形，尖端微有爆裂。8 K7 i% Q6 ?9 m! U" ~
高速钢火花束细长，流线数量少，无火花爆裂，色泽呈暗红色，根部和中部为断续流线，尾花呈弧状。
l: V- M# l" y% K; i5 Z1.3.2 色标鉴别法( `$ V6 T! a' g. ?6 u* I
生产中为了表明金属材料的牌号、规格等，常做一定的标记，如涂色、打印、挂牌等。金属材料的涂色标志是表示钢号、钢种的，涂在材料一端的端面或端部。具体的涂色方法在有关标准中做了详细规定，现举例如下：
7 g" R+ }) l( q碳素结构钢Q235钢为红色；
$ o! W- k# a1 X2 ]$ r优质碳素结构钢20钢为棕色加绿色，45钢为白色加棕色；4 ~( k; e' t# l
合金结构钢20CrMnTi钢为黄色加黑色，40CrMo钢为绿色加紫色；+ ?6 Q1 N4 E, D, L2 K
铬轴承钢GCr15钢为蓝色；, [9 j K9 a) m) p8 I3 `
高速钢W18Cr4V钢为棕色加蓝色；8 n% g2 i' ^. x4 T
不锈钢1Cr18Ni9Ti钢为绿色国蓝色；, e# k/ G# {+ }8 I& U/ i
热作模具钢5CrMnMo钢为紫色加白色。0 d* Z8 W" g& s' U3 n
1.3.3 断口宏观鉴别法0 m- R$ ]. m3 N7 q8 m3 v8 G
材料或零部件因受某些物理、化学或机械作用的影响而导致破断，此时所形成的自然表面称为断口。生产现场根据断口的自然形态判定材料的韧脆性，从而推断材料含碳量的高低。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。若断口齐平，呈银灰色，且具有明显的金属光泽和结晶颗粒，则表明属脆性材料。而过共析钢或合金经淬火后，断口呈亮灰色，具有绸缎光泽，类似于细瓷器断口特征。常用钢铁材料的断口特点大致如下：/ C9 g9 Y5 s% u8 @ |# z
低碳钢不易敲断，断口边缘有明显的塑性变形特征，有微量颗粒；
; u- b9 M# U" @+ b- M中碳钢的断口边缘的塑性变形特征没有低碳钢明显，断口颗粒较细、较多；
, Y: @9 X1 _' W) t x高碳钢的断口边缘无明显塑性变形特征，断口颗粒很细密；
) g* `2 j2 k( V: p3 O$ o铸铁极易敲断，断口无塑性变形，晶粒粗大，呈暗灰色。
4 [ X2 [5 C3 `6 g9 v! F- q1.3.4 音色鉴别法
# e1 b- w2 H% {根据钢铁敲击时发出的声音不同，以区别钢和铸铁的方法称为音色鉴别法。. v v$ n( Q. V2 _( M2 M* m" @* s1 V
敲击时，发出比较清脆声音的材料为钢，发出较低沉声音的材料为铸铁。
. s; u; Q9 Q1 H V为了准确地鉴别材料，在以上几种现场鉴别的基础上，一般还可采用化学分析、金相检验以及硬度试验等手段进行鉴别。 |
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发表于 2006-8-21 19:10:55