金属材料与热处理 模块七 课题六钢的火花鉴定
简述钢铁材料火花鉴定的基本原理
简述钢铁材料火花鉴定的基本原理
钢铁材料火花鉴定是一种常用的金属材料分析方法，通过观察金属在高温条件下的火花产生情况，以判断其成分。
基本原理如下：* 电极放电：在火花鉴定仪中，使用一对电极（一般为一根钢、一根试样），施加高电压，形成电弧放电。
这时，电弧在试样表面产生高温。
* 试样激发：电弧的高温使试样表面受到激发，原子被激发至高能级状态。
* 发射光谱：激发的原子在返回基态时释放出能量，产生特定波长的光谱线。
这些光谱线是元素的特征光谱，不同元素产生不同波长的光。
* 光谱分析：利用光谱仪或光电倍增管等设备，观察并记录试样发射的光谱线。
这些光谱线反映了试样中各元素的存在情况。
* 比对分析：通过比对试样光谱线与已知元素光谱数据库，可以确定试样中含有的元素及其相对含量。
此方法适用于快速、经济地分析金属样品的成分，广泛用于金属材料的质量控制、质检和金属合金的检测。
火花鉴定的结果对于判断材料成分、质量和适用领域等方面具有重要参考价值。
1。
钢的火花鉴别 标准
钢的火花鉴别标准
一、钢材类别识别
不同种类的钢材在火花上有不同的特征，因此可以根据火花特征来识别钢材的种类。
例如，碳素结构钢的火花呈簇状、带状，夹有未击穿的节花，而高速工具钢的火花呈火球状、针状，并伴有较多较细的爆裂。
二、碳含量鉴别
钢材中的碳含量可以通过观察火花的颜色和形状来判断。
一般来说，碳含量越高，火花的颜色越暗，形状也越粗糙。
例如，低碳钢的火花呈橙黄色，而高碳钢的火花呈蓝白色。
三、合金元素鉴别
钢材中的合金元素也可以通过观察火花来判断。
不同种类的合金元素在火花上有不同的特征。
例如，锰元素的存在会使火花呈暗紫色，硅元素的存在会使火花呈明亮的白色。
四、淬火状态鉴别
淬火状态的钢材在火花上有明显的特征。
淬火可以使钢材表面产生一层硬壳，同时内部结构也发生改变。
因此，可以根据火花的特征来判断钢材是否经过淬火处理。
例如，淬火后的钢材的火花呈暗紫色或黑色，而非淬火状态的钢材的火花呈亮黄色或白色。
五、钢材质量鉴别
钢的品质和性能与其化学成分及组织结构相关。
一般情况下，质量好的钢材的火花特征为光亮、颜色纯正且小而整齐；而质量差的钢材的火花特征为暗淡、颜色不纯且大小不一。
通过观察钢花的特征可以大致判断钢材的质量优劣。
钢铁火花鉴别实验报告
钢铁火花鉴别实验报告实验背景：钢铁制品在生产过程中，常常会伴随着火花的出现。
这些火花可能是正常的现象，也可能是由于材料缺陷或者不良的制造工艺引起的。
因此，对钢铁火花的鉴别是非常重要的，可以帮助生产工人及时发现问题，保证产品质量和生产安全。
实验目的：本实验旨在通过观察和分析钢铁火花的形态和特点，探索钢铁火花的产生原因，以及判断火花的质量和制造工艺的好坏。
实验材料和设备：- 钢铁制品样品- 钢铁打火石或钢铁划脱条- 实验台- 安全护目镜- 打火机或火柴实验步骤：1. 将钢铁制品样品放置在实验台上，确保实验环境安全。
2. 戴上安全护目镜，保护眼睛免受火花的伤害。
3. 使用打火机或火柴点燃钢铁打火石或划脱条，使其产生火花。
4. 观察和记录火花的形态、色彩、数量等特征，特别注意与不同材质和制造工艺相关的差异。
5. 将火花样品与已知材质和质量的火花进行对比，以鉴别未知火花的材质和质量。
6. 根据观察结果和对比，分析火花的产生原因，并判断样品的质量和制造工艺。
实验结果和分析：通过观察和对比实验，我们可以得出以下结论：1. 钢铁火花的形态可以展现为火球状、星状、弧形等。
2. 火花的颜色可以有明亮的白色、黄色、蓝色等。
3. 火花数量和产生速度与材质和质量相关，优质的钢铁往往能够产生较少且稳定的火花。
4. 不同的制造工艺会对火花的形态和特点产生影响，可能表现为火花的长度、强度、延展性等方面的差异。
综合以上结果和分析，我们可以根据钢铁火花的形态、颜色、数量等特点来判断其材质和制造工艺的优劣。
这些结果可以帮助我们及时发现问题，改进生产工艺，提高产品质量。
实验注意事项：1. 进行实验时需要保持实验台和周围环境的干燥和整洁，避免其他因素对实验结果的影响。
2. 实验过程中需要佩戴安全护目镜，确保眼睛免受火花的伤害。
3. 进行实验时应注意安全，保持距离可燃物和易燃液体。
4. 在实验中要确保正确操作火柴、打火机等火源设备，避免火灾和其他危险的发生。
《钢的火花鉴别》课件
注意事项： a. 确保钢样清洁、干燥 b. 操作过程中注意安全，避 免火花飞溅
a. 确保钢样清洁、干燥 b. 操作过程中注意安全，避免火花飞溅
结果分析：根据火花鉴别结果，判断钢样种类和品质
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工具：火花鉴别仪
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步骤： a. 取样：从不锈钢样品上取下适量样品 b. 测试：将样品放入火花鉴别仪 中进行测试 c. 观察：观察火花的颜色、亮度和形状
a. 取样：从不锈钢样品上取下适量样品 b. 测试：将样品放入火花鉴别仪中进行测试 c. 观察：观察火花的颜色、亮度和形状
形状：短而粗，有时呈锯 齿状
亮度：中等
持续时间：较短，一般不 超过1秒
火花颜色：白色或淡黄色 火花形状：细长、尖端弯曲 火花亮度：中等 火花持续时间：较短，一般在1-2秒内熄灭
碳素钢火花：火 花呈黄色，有少 量黑色颗粒
不锈钢火花：火 花呈白色，有少 量黑色颗粒
鉴别方法：观察 火花颜色和颗粒 数量
火花鉴别 的优点： 快速、直 观、成本 低
化学分析 的优点： 准确、定 量、适用 范围广
火花鉴别 的缺点： 主观性强、 准确性较 低
化学分析 的缺点： 耗时、成 本高、操 作复杂
火花鉴别：通过观察火花的 颜色、形状和亮度来判断钢 的化学成分和组织结构
金相分析：通过观察钢的微 观组织结构来判断钢的化学 成分和组织结构
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常见金属的火花鉴别
常见金属的火花鉴别
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，无花粉。
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。
2．铸铁的火花特征：
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。
3．合金钢的火花特征：
①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。
② 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。
③ 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。
④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。
钢铁材料火花鉴定的基本原理
钢铁材料火花鉴定的基本原理
钢铁材料火花鉴定是一种常用的金属材料分析方法，其基本原理是利用高温下金属发生燃烧时产生的火花颜色和形态来判断金属成分的方法。
这种方法主要用于快速鉴定金属材料的成分，特别是对于钢铁材料的成分分析具有重要意义。
火花鉴定的基本原理主要包括以下几个方面：
1. 燃烧原理，在高温条件下，金属样品被氧化剂（通常是氧气或空气）燃烧，产生的火花包含了金属样品的成分信息。
不同金属成分在燃烧时产生的火花颜色和形态有所不同，可以通过观察和分析这些火花来判断金属样品的成分。
2. 火花特征，不同金属元素在燃烧时产生的火花有着独特的颜色、亮度、形态和持续时间。
通过观察这些火花的特征，可以初步判断金属样品中包含的元素种类和含量范围。
3. 光谱分析，火花鉴定通常结合光谱仪器进行，利用光谱仪器对火花产生的光谱进行分析，可以进一步确定金属样品的成分。
光谱分析可以提供更加准确的元素定性和定量信息，是火花鉴定的重
要补充。
总的来说，钢铁材料火花鉴定的基本原理是通过观察和分析金属样品在高温燃烧时产生的火花特征来判断其成分，结合光谱分析可以得到更加准确的成分信息。
这种方法在金属材料分析领域具有广泛的应用，可以快速、准确地进行金属成分分析，对于质量控制和产品检测具有重要意义。
火花鉴别法
火花鉴别法火花鉴别法是一种常用于材料表面质量检测的方法，其原理是通过观察火花的形态和颜色来判断材料的成分和质量。
火花鉴别法主要应用于金属材料的鉴别，可以判断出材料的种类、合金成分及热处理状态等信息。
下面将详细介绍火花鉴别法的原理和应用。
一、火花鉴别法的原理火花鉴别法是利用高温下金属表面与氧气发生化学反应产生的火花来进行分析的。
当金属材料表面与氧气接触时，金属表面会发生燃烧反应，产生明亮的火花。
不同金属材料的成分和质量会导致火花的形态和颜色有所不同，通过观察火花的形态和颜色可以判断出材料的成分和质量。
火花鉴别法广泛应用于金属材料的质量检测和鉴别。
在金属加工和制造过程中，对材料的成分、合金含量和热处理状态等信息进行准确的判断非常重要，而火花鉴别法可以提供这些信息。
1. 材料鉴别火花鉴别法可以根据火花的形态和颜色来判断材料的种类。
不同金属材料的成分和质量会导致火花的形态和颜色有所不同，通过对比不同材料的火花特征，可以准确地鉴别出材料的种类。
比如，碳钢的火花呈现出明亮的白色，而合金钢的火花呈现出明亮的红色。
2. 合金成分分析火花鉴别法还可以通过观察火花的形态和颜色来判断合金材料的成分。
不同合金材料的成分和质量会导致火花的形态和颜色有所不同，通过对比不同合金材料的火花特征，可以准确地判断出合金材料的成分。
比如，铜合金的火花呈现出亮丽的绿色，而铝合金的火花呈现出亮丽的白色。
3. 热处理状态判断火花鉴别法还可以通过观察火花的形态和颜色来判断材料的热处理状态。
不同热处理状态下的材料会产生不同形态和颜色的火花，通过对比不同热处理状态下的火花特征，可以准确地判断材料的热处理状态。
比如，淬火后的钢材产生的火花呈现出明亮的白色，而退火后的钢材产生的火花呈现出明亮的红色。
三、火花鉴别法的注意事项在使用火花鉴别法进行材料鉴别时，需要注意以下几点：1. 操作环境应安全，避免火花伤人和引发火灾等意外事故。
2. 需要经过专业培训，掌握火花鉴别法的操作技巧和相关知识。
金属的火花鉴别
金属的火花鉴别火花鉴别是金属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．尤其对人批量金属材料的鉴别和分析更发挥了它的优点，这是化学分析法和其它物理分析法所不能比拟的。
一、火花鉴别的应用范围1．在浇铸和冶炼的企业，火花鉴别可用于钢铁废金属原料的外购、炉前搭配废钢铁原料的检查．以及金属成品的化学成分检杏。
对于炼钢炉前现场快速分析鉴定．火花鉴别也是极为有效的方法，能在几秒钟的时间里分析出炉内钢水是否已符合熔炼制造所要求牌号的化学成分2．在金属材料热处理或锻压加工前，应用火花分析法核对其材料牌号，就能正确掌握其加热温度和加热时间，防止产生废品。
3．火花分析法能检验钢材是否经过渗碳、渗氮处理。
能判断渗碳层及氮化层的深度、均匀性，对于渗碳钢还能分析渗碳层的含碳量。
4．火花分析法能有效地检验钢材表面的脱碳情况，观察其脱碳层深度、尤其是利用钢材表面脱碳层来观察火花图，能有效地分析合金成分的含量，这是每一个火花分析工作者准确分析合金成分的诀窍。
5．对于金属材料仓库，在装卸搬运过程中容易发生混料事故，而火花分析法是杜绝混钢事故的最简单最有效的方法。
6．化学分析人员在化验工作前对被分析的金属材料作一次火花分析，可以省略试样中未含元素的化学分析工作，同时可以验证化学分析的结果正确与否。
物理分析的人员进行火花分析．可对金属材料的牌号做到心中有数，有利于对金属材料的抗拉强度、延伸率、断面收缩率及金相组织等作进一步分析。
二、火花形成原理金属材料在一定的压力下与旋转砂轮接触时，砂轮对工件产生切削作用，从工件产生的钢铁微粒被磨削热加热成熔融状态脱离工件，沿砂轮切线方向作高速运动，产生光亮的流线形成火花束，这些高温熔融状态的金属颗粒与空气中的氧气接触会形成氧化膜，钢中的碳元素，在高温下极易与氧结合形成一氧化碳，发生还原反应，这时被还原的铁再度被空气氧化，然后再还原．这种反应多次重复，当一氧化碳气体压力超过熔融金属的表面张力时便爆裂成火花，同时高温钢粒在空间运行形成切向的轨迹，就是我们所见的一条光亮线和光亮火花。
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（1）简述火花鉴别原理。 （2）画出所鉴别材料的火花示意图。 （3）根据实验完成表7-15。
合金钢
（3）节点与芒线。 流线中途爆裂的地方称为节点。由节点发射出来的细流线称为芒线。节点与芒线如图7-28 所示。
合金钢
（4）爆花与花粉。 在流线上由节点、芒线所组成的火花称为爆花，如图7-29所示。 由于钢中的含碳量不同发射出来的芒线次数也不同，只有一次爆花的芒线称为一次花，在 一次爆花的芒线上，又一次发生爆裂时所形成的爆花称为二次花。因此，爆花又分为一次 花、二次花、三次花和多次花。一般爆花上的芒线越多，含碳量越高。分散在爆花之间的 点状火花称为花粉。出现花粉是高碳钢火花的特点。
合金钢
6
钢的火花鉴定
合钢
一、实验目的
（1）了解钢的火花鉴别方法。 （2）掌握几种主要钢材的火花特征。
二、实验原理
生产中常常通过火花来鉴别：钢号混杂的钢材、碳素钢的含碳量、钢材表层的脱碳情况、 材料中所含合金元素的类别等。
合金钢
1 在旋转着的砂轮上打磨钢试样，试件上脱落下来的钢屑在惯性力的作用下飞溅出来，形
成一道道或长或短、或连续或间断的火花射线（主流线）。根据试件和砂轮的接触压力不 同、钢的成分不同，火花射线也各不一样。全部射线组成火花束。飞溅的钢屑达到高温时， 钢和钢中的伴生元素（特别是碳、硅、锰）在空气中烧掉。由于碳的氧化物是CO和CO 2 是气体，这些小的赤热微粒在离开砂轮一定距离时会产生类似于爆炸的现象，于是便爆裂 成火花，所以可根据流线和火花的特征来鉴别钢材的成分。
合金钢
（5）尾花。火束尾部的火花称为尾花。根据尾花形状，可以判断钢中合金元素的种类。 例如，直羽尾花是钢中硅元素的特征，枪尖尾花是钢中钼元素的特征，狐尾花是钢中钨元 素的特征，在高速钢中常出现狐尾花，如图7-30所示。
合金钢
三、
（1）手提式砂轮机或台式砂轮机。 （2）几种钢材标准样品及标准火花图谱。 （3）防护用品，如无色平光眼镜等。
对照钢材标准样品及标准火花图谱，动手磨削几种钢材。仔细观察它们的火花特征，并判 断其钢的牌号。火花鉴别操作要点示例见表7-14。
合金钢
五、注意事项
（1）在砂轮机上操作时，戴上五色平光眼镜，人要站在砂轮机的侧面。 （2）压力大小要适中，才能判断火花特征。 （3）鉴别时要避免其他光线照射，要作多方面的辨识，才会得到较正确的结论。
合金钢
2 （1）火束。 钢试件在砂轮上磨削时所产生的全部火花称为火束。火束分为根部、中部和尾部三部分， 如图7-26所示。
合金钢
（2）流线。 火束中明亮的线条称为流线。不同化学成分的钢流线形状不同。例如，碳钢火束中的流线 均呈直线状，铬钢和铬镍钢火束中常夹有波浪状流线，钨钢和高速钢火束中常出现断续流 线，如图7-27所示。