金属材料现场鉴别方法(2)供参考.doc

金属材料现场鉴别方法一、火花鉴别火花鉴别是将钢与高速旋转的砂轮接触，根据磨削产生的火花形状、“花粉”和颜色，近似地确定钢的化学成分的方法火花鉴别原理是：当钢被砂轮磨削成高温微细颗粒被高速抛射出来时，在空气中剧烈氧化，金属微粒产生高热和发光，形成明亮的流线，并使金属微粒熔化达熔融状态，使所含的碳及金属元素被氧化形成流线和气体的爆裂而成火花根据流线和火花特征，可大致鉴别钢的化学成分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爆花分一次花、二次花、三次花，四次花，形式如下图；芒线附近呈现明亮的微小细点称为花粉， 火花组成：（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（3）节点:节点就是流线上火花爆裂的原点，呈明亮点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。

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1、碳素钢火花的特征（1）、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，花粉微少2） 、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3）、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4）、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，颜色多为橙红手感较软2　合金钢的火花特征（1）、镍、硅、钼、钨等元素抑制火花爆裂2）、锰、钒、铬等元素却可助长火花爆裂2）合金元素对火花特征的影响，见下表影响爆裂状态元素流　　线爆　　花根部色泽色　泽长　短粗细流线量爆花量芒　线花　粉助长Mn黄白亮（低C）余：黄亮长（低Mn）短（高Mn）粗多（低Mn）少（高Mn）多白、细、长多（高C）Cr（低）－白亮（低C）明亮（高C）长（低C）短（高C）－多（低C）少（高C）大－有（高C）V－黄亮－－－多细－抑制W暗红橙红中细少少暗红狐尾没有Mo橙色橙红长细－少细、橙红色没有Si－橙黄（高Si）短粗－少短、白色没有Ni－黄短细－少细、黄色没有Cr(高)－黄短－少少－－合金钢的鉴别难掌握，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。

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，尾花呈弧状举例如下：(1)、15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，花粉微少2)、40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3)、T10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 (4)、合金结构钢20CrMnTi钢为黄色加黑色;(5) 40CrMo钢为绿色加紫色；(6) GCr15钢：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7) W18Cr4V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8) 不锈钢1Cr18Ni9Ti钢为蓝绿色；(9) 热作模具钢5CrMnMO钢为紫色加白色10) 铸铁：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 二、断口鉴别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，属碳量偏低若断口齐平，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钢经淬火后，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如下：1 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；2 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；3 高碳钢的断口边缘无明显塑性变形特征，断口颗粒很细密；4 铸铁极易敲断，断口无塑性变形，晶粒粗大，呈暗灰色三、音、声鉴别法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：1、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2、淬火件（包括钢铁件及铝件）：（1）、硬度高者叠落（或敲击）时声音清脆锐耳；（2）、硬度较低者叠落（或敲击）时声音较低沉若要准确地鉴别材料，在以上几种现场鉴别方法的基础上，还应采用化学分析、金相检验、硬度试验等实验室分析手段对材料进行进一步的鉴别。

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