當鋼樣在砂輪上磨削時,高溫的微細金屬顆粒沿砂輪旋轉的切線方向被拋射,之后同空氣摩擦,溫度繼續升高,顆粒發生激烈的氧化和熔化,因而在運行中呈現出一條條光亮的流線。
磨粒處于高溫狀態,表面被強烈氧化,形成一層FeO薄膜。鋼中的碳在高溫下極易與氧發生反應,FeO+C→Fe+CO,使FeO還原;被還原的Fe將再次被氧化,然后再次還原;這種氧化-還原反應循環進行,會不斷產生出CO氣體,當顆粒表面的氧化鐵薄膜不能控制產生的CO氣體時,就有爆裂現象發生從而形成火花。
爆裂的碎粒若仍殘留未參加反應的FeO和C時,將繼續發生反應,則出現二次、三次或多次爆裂火花。
鋼中的碳是形成火花的基本元素,當鋼中含有錳、硅、鎢、鉻、鉬等元素時,它們的氧化物將影響火花的線條、顏色和狀態。根據火花的特征,可大致判斷出鋼材的碳含量和其它元素的含量。
有人說火花是鋼鐵的語言,我們都知道說話時噴濺的吐沫星子是有余溫的,鋼鐵的火花正是由于磨削的高溫致使微細金屬顆粒噴濺,瞬間產生的火花溫度超過1000℃,由于飛濺火花形同灰塵非常微小,所以瞬間就被冷卻了,如果火花密度非常大,仍然會有燒灼感。有點觸目驚心啊,看完這個視頻,為了安全期間,直觀學機械小編專門到車間親自試驗了一下,飛濺的火花打在衣服上燒不透,打在手上有熱感,但溫度的確不太高。 但是,這個動作還是十分危險的,火花的溫度即使只有灼熱感,我們可以忽略不計的話,面部正對砂輪,萬一砂輪破碎或者大塊磨粒飛出,足以致命。手持金屬塊在磨削時會受到很大的摩擦力,萬一沒有拿穩,會脫手擊中這個“傻瓜”。在有火花飛濺的場合,我們還是一再強調,要佩戴勞保產品,特別是護目鏡一定佩戴,焊接或熱切割時面罩一定必不可少。常見合金鋼火花鑒別舉例。進行火花鑒別時, 操作者應戴無色平光眼鏡, 場地光亮但不宜太亮, 最好在暗處進行。砂輪轉速一般為46~67r/s。鋼料接觸砂輪磨削時,壓力適中, 火花流線略高于水平方向, 仔細觀察火花的顏色、形狀、長短、節花數量、尾花特征等來判斷鋼的類型。為防止發生誤差, 應備有各種鋼號的標準鋼料, 以幫助判斷和比較。
30Cr 鋼的火花特征是: 火束細長 , 呈亮紅橙色 , 發 光稍大; 流線多而直, 尾部微垂, 帶紅色; 爆花為多根分叉的二次花, 有時為多根分叉的一次花, 呈大星形; 火花爆裂較激烈, 芒線粗而稀少, 花心較火束明亮( 含鉻特征) , 花量約占火束的2/ 5。
12CrNi3 鋼的火花特征是 : 火束細長, 根部呈紅色, 其余為黃橙色, 發光適中; 流線細直稍下垂, 爆花為三、四根分叉的一次花, 呈星形, 明亮, 花角狹小,芒線稀疏; 流線尾粗并與花同色, 中部有明亮的花苞( 含鎳特征) , 較明亮; 花量約占火束的1/ 8。
40CrNiMo 鋼 的火花 特征是 : 火束 較粗而 亮, 橙 黃 色, 根部微紅, 發光適中; 流線細直略下垂; 爆花為三、四根分叉的三次花, 呈大星形, 芒線很多, 花角較大并間有碎花, 為雙層爆裂, 花粉及發火點甚多,橙黃色, 花心明亮, 并有花苞, 花量約占火束的3/ 5;尾部有清晰易見的槍尖尾花( 鎳、鉻、鉬共同存在的特征)
38CrMoAl 鋼的火花特征是: 火束稍長 , 呈亮紅色; 爆花為多根分叉的一次花, 尖端多發火點及花粉, 呈大星形, 橙黃色; 花量因鋁的影響而減少, 占火束的1/ 4; 流線呈紅色且細, 清晰易見, 尾部略有槍尖尾花; 磨時反抗力不很。
50CrV 鋼 的火花 特征是 : 火束 粗而較 短, 橙 黃色, 發光大; 爆花為十數根分叉的三次花( 層疊復花) , 呈大星形, 芒線多而細, 尾細長, 附有花粉, 花心極明亮, 為淡橙黃色, 花勢較盛, 花量占3/ 5 以上; 火束美觀; 磨時反抗力稍弱。
3CrW8
3CrW8 鋼的火花特征是 : 火束細長 , 暗紅, 發光暗 弱, 尾部稍亮; 流線稍短, 量少而稀, 無爆花, 芒線細短稀少, 尖端類似禿尾; 根部為斷續流線, 尾部有明顯附穗及斷續干芒, 形狀為點狀狐尾花; 磨時手感很硬。
CrWMn 鋼的火花特征是: 火束細而較長, 流線稀疏, 暗紅色, 發光稍暗; 爆花為十數根分叉的二次花,量稍多, 赤橙色, 呈大星形; 芒線細密, 附有藍白色大星點, 活潑美觀; 流線根部呈斷續狀, 尾部有赤橙色附穗及芒線, 粗長靈活, 形狀如狐尾花爆裂( 含鎢 特征, 鎢量不高) ; 深黃色狐尾花接近于砂輪處( 鉻、錳的影響) ; 磨時手感頗硬。
5CrMnMo 鋼的火花特征是: 火束細長, 朱紅微帶橙 花, 明亮; 因鉻、錳影響, 爆花較大, 量多, 為多根分叉的三次花( 復花) , 呈大星形; 芒線細長, 花心明亮, 碎花與花粉很多; 有稀少的枝芒狀小爆花, 橙黃色( 錳的特征) ; 尾部有明顯的槍尖尾花( 鉬的特征) ; 花量約占1/ 2 ; 磨時反抗力較強
W18Cr4V 鋼的火花特征是 : 火束細長, 赤橙色, 發 光極暗弱; 因鎢的影響, 幾乎無爆花出現, 僅尾部略有三、四根分叉爆裂, 花量極少; 流線較W9Cr4 V 鋼長而少, 色較暗, 膨脹性小, 爆花更少; 根部與中部為斷續流線, 有時出現波浪流線; 芒線及尾部膨脹下垂, 形成點形狐尾花。由于火花被抑制, 表示含鎢量很高。磨時手感極硬。
1Cr18 Ni9 鋼的火花特征是 : 火束細 , 流線很少 , 亮 朱紅色, 發光稍大; 受高鉻、鎳影響, 爆花為三根分叉的一次花, 星形, 花角很狹小, 爆花形式整齊一致;尾極細長; 流線根部為斷續狀, 暗紅色, 中部有鎳的花苞出現, 淡橙黃色, 花量極少。磨時手感甚硬。
1)含碳量小于0.25%的碳素鋼,火花只發生一次爆裂,好像一顆小星星。
2)含碳量高于0.25%,就會產生多次爆裂,這時火花盛開,流線多,火束長,形似菊花開放。 3)含碳量較高的碳素工具鋼,火花都是三次爆裂,火束多而短,發暗紅光,花粉多,像孔雀開屏,極為美麗。
碳鋼火花特征表
合金鋼中,含的元素不同,火花的形狀也不同。有些元素,如鉻、錳、釩可以幫助產生火花爆裂,有些元素,如鎢、鈷、鎳、硅等會抑止火花爆裂。 1)含鎳1%-2.5%的合金鋼,火花不散開,呈橢圓形花苞。 2)含鎢的合金鋼火花像狐貍尾巴,含硅的合金鋼呈喇叭形火花。 3)鉻鎳合金鋼火花盛開,三次爆裂,花呈多層星形,花心有明亮花苞,顯紅色。 合金元素對火花影響表
用這種方式和鋼鐵說話的特點是快,可以在煉鋼時爐中分析,觀察火花只要幾秒鐘就行了。當然,精密的分析仍然要用化學方法“翻譯”。
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