Искры при шлифовании: определение углеродистой и нержавеющей стали | MachineMFG

Искры при шлифовании: определение углеродистой и нержавеющей стали

0
(0)

Вот вопрос: искрит ли нержавеющая сталь при шлифовке?

Да, нержавеющая сталь действительно искрит при шлифовке. Искры возникают из-за того, что крошечные металлические фрагменты нагреваются до высоких температур в результате трения в процессе шлифования, что приводит к их свечению и появлению искр. Эти искры могут быть разного цвета и интенсивности, в зависимости от типа и состава шлифуемой нержавеющей стали.

1. Почему появляются искры при идентификации стальных искр?

Когда сталь шлифуется на круге с определенным давлением, она измельчается до мелких зерен под действием абразивного эффекта круга. Частицы нагреваются под воздействием механического измельчения и выбрасываются центробежной силой вращающегося круга.

Когда эти нагретые частицы соприкасаются с воздухом, они подвергаются окислению, выделяя достаточно тепла, чтобы приблизить стальные частицы к точке плавления, и излучают при этом свет. Траектория яркого пятна повторяет обтекаемую линию.

В процессе окисления на поверхностном слое железа сначала образуется пленка оксида железа (2Fe + O2 = 2FeO). Внутри зерен сталь содержит углерод в виде карбида, который при высоких температурах разлагается, выделяя углерод (например, Fe3C - Fe + C в присутствии углерода Fe3C). Выделяющийся углерод затем реагирует с оксидом железа на поверхности зерна, образуя газообразный монооксид углерода.

Атомы углерода уменьшают поверхностный оксид железа, позволяя ему получать кислород из воздуха и повторно окисляться. Этот процесс также вызывает реакцию с углеродом внутри частицы, в результате чего внутри зерна накапливается больше угарного газа.

Когда внутреннее давление газа превышает поверхностное натяжение внешнего слоя частиц, происходит взрыв, который проявляется в виде фейерверка.

После одного всплеска частиц, если внутри более мелких частиц остался углерод, не участвовавший в реакции, реакция окисления может повториться, за ней последует второй, третий и даже четвертый всплеск, образуя дендритный узор.

Очевидно, что взрыв происходит из-за сгорания углерода.

Поэтому количество взрывов в углеродистой стали прямо пропорционально количеству углерода, содержащегося в стали. Чем выше содержание углерода в углеродистой стали, тем чаще происходят взрывы, и наоборот. При возникновении дендритных взрывов уровень расщепления и пыльцы увеличивается с ростом содержания углерода в стали.

2. Как называется каждая часть искры?

Искровые узоры, различные детали и формы обычно включают в себя:

1) Огненный луч

Когда испытуемый образец шлифуется на шлифовальном круге, все образующиеся искры называются огненными лучами.

Огненную балку можно разделить на три основные части:

Ближайший к шлифовальному кругу луч огня называется корневым лучом огня.

Средняя часть называется средним огненным лучом.

Конечная часть огненной балки, которая находится дальше всего от шлифовального круга, называется хвостовой огненной балкой. См. рис. 12-1.

2) Упорядочить

При шлифовании стали мелющие частицы разлетаются с большой скоростью, создавая яркие линии, называемые обтекаемыми.

Исходя из характеристик формы линий потока, можно выделить три распространенные формы: прямые линии, волнистые линии и прерывистые линии, как показано на рис. 12-2.

3) Петарда

В середине линии обтекания образуется разрыв.

Существует три распространенных типа фейерверков: дендритные, перьевые и прицветники.

Фейерверки в форме ветвей напоминают ветви деревьев, с большим или меньшим количеством ветвей, включая две вилки, три вилки и много вилок.

Существуют различные уровни разделения, включая первичное разделение, вторичное разделение и множественное разделение.

Перьевидные взрывы - это особая форма ободковых стальных взрывов, напоминающих перья. Прицветники - особые формы расширения, возникающие в середине обтекаемой линии и включающие разрывы до и после расширяющейся части.

Обратитесь к рисунку 12-3. Если цветок прицветника появляется на конце линии обтекания, его также называют хвостовым цветком прицветника.

4) Узел

Точка, где линия обтекания разрывается наполовину, называется узлом.

У некоторых фейерверков узлы яркие и пухлые, а у других - не видны.

5) Линия навеса

Когда искра вырывается, серпантин называется линией ости.

Дендритные фейерверки можно рассматривать как форму сбора большинства остистых линий.

6) Пыльца

Искры в виде точек между линиями взрыва ости или вблизи линии обтекания.

7) Хвостатый цветок

Цветная капуста - это ненормальная форма ручьевидного хвоста.

Существует три вида обычных цветков хвоста: цветок хвоста лисицы, цветок хвоста наконечника копья и цветок хвоста магнолии. Как показано на рис. 12-4.

Рис. 12-4 Форма хвостового цветка

8) Цвет

Цвет и светимость всего луча пламени или части искры.

3. Какое оборудование и операции используются для идентификации искры?

Основной инструмент, используемый для определения искры, - шлифовальная машинка.

Шлифовальные станки могут быть как настольными, так и переносными.

Настольная шлифовальная машина подходит для проверки образцов стали и деталей небольшой формы.

Портативная шлифовальная машина может использоваться для идентификации партий стали в мастерских и на складах.

Мощность двигателя, используемого для настольной шлифовальной машины, составляет 0,5 кВт, а скорость вращения - около 3000 об/мин.

Мощность двигателя портативной кофемолки составляет 0,2 кВт, а скорость вращения - 2800 об/мин.

Чрезмерная мощность и скорость могут привести к разбросу искр, что не способствует идентификации.

Если мощность и скорость слишком низкие, будет трудно шлифовать легированную инструментальную сталь и быстрорежущую сталь, содержащую вольфрам, и даже не удастся получить луч пламени.

Шлифовальный круг должен иметь размер зерна 46# или 60# (предпочтительно 60#) и среднюю твердость 200 мм, а толщина должна составлять 20~25 мм.

Диаметр шлифовального круга для портативного шлифовального станка может составлять 9020 мм.

1) Ознакомьтесь с характеристиками инструментов

Не рекомендуется часто менять инструменты, такие как шлифовальный станок и зернистость шлифовального круга.

Знание и знакомство с работой инструментов - важный аспект выявления искр.

Форма искры может меняться из-за изменения скорости вращения диска и размера частиц в разных шлифовальных машинах.

2) Поддерживать остроту и округлость поверхности трения шлифовального круга

Резкость и округлость фрикционной поверхности шлифовального круга необходимо регулярно поддерживать, чтобы обеспечить постоянное усилие выступания.

Если шлифовальный круг не острый, он может уменьшить обтекаемость, а если округлость не соблюдена, сталь может подскочить при трении о него. Поэтому округлость шлифовального круга не должна быть слишком маленькой.

3) Используйте стандартные блоки для коррекции воздействия окружающей среды

Перед началом работы важно определить стандартный образец, чтобы скорректировать возможное влияние объективной среды.

Яркость рабочей среды может существенно повлиять на наблюдение за искрами.

4) Выберите хорошее рабочее место

Место идентификации не должно быть слишком ярким, но и не должно быть полностью темным. Важно поддерживать постоянную яркость, чтобы обеспечить точную идентификацию.

Как правило, не рекомендуется работать на открытом воздухе. Однако, если работа на открытом воздухе необходима, следует использовать передвижной брезент, покрытый черной тканью, чтобы избежать помех от сильного света, например, от кроликов.

5) Стандартный образец стали собственного производства

Для сравнения в процессе обучения и идентификации необходимо предоставить набор стандартных образцов стали известных марок. Чем полнее набор образцов стали, тем лучше.

Чтобы определить правильное содержание каждого элемента, стандартные образцы стали должны быть подвергнуты химическому анализу.

4. Какое значение имеет идентификация искры?

Будучи техническим специалистом в машиностроительной отрасли, вы столкнетесь с проблемами выбора металлических материалов и термообработки.

Неправильный выбор материала или смешивание различных марок стали при обработке деталей может привести к тому, что детали не будут соответствовать требованиям к обработке и использованию, что приведет к экономическим потерям или серьезным авариям.

Для правильного использования стали очень важно разбираться в ее разновидностях и характеристиках. Различные виды стали имеют уникальные номера и маркировку, и определение марки стали является незаменимым и решающим звеном в производстве машин.

Методы идентификации стали можно разделить на химические и физические. Хотя химический анализ является надежным, он применим только для проверки образцов стали, а также может занимать много времени и быть дорогостоящим, что делает его непригодным для работы на месте.

Физические методы идентификации могут быть не такими точными, как химический анализ, но накопленный опыт позволяет использовать их для предварительного анализа на месте. Методы идентификации по искре и даосского анализа являются наиболее практичными и простыми среди физических методов идентификации.

Метод искровой идентификации широко используется, поскольку он быстр, удобен и не повреждает сталь.

Сталь является важным сырьем в машиностроении.

Когда на завод поступает большое количество стальных изделий, они могут перемешаться из-за многократной транспортировки и оборота на складе.

В процессе производства качество должно быть приоритетным перед подачей стали.

Перед термообработкой стальных деталей необходимо перепроверить и подтвердить марку стали.

Разные марки стали требуют различных условий термообработки и технологических спецификаций, поэтому важно не ошибиться с процессом термообработки.

Если детали требуют утилизации, необходимо определить марки стали материалов, из которых они изготовлены, чтобы обеспечить правильную утилизацию.

5. Как влияют элементы сплава на искровые изменения?

Углерод является основным стальной элемент и его форма активации изменяется с увеличением содержания углерода.

6. Каков характер искрения обычно используемой стали?

Искровые модели распространенных сталей выглядят следующим образом:

Рис. 12-6 30 Сталь

Огненный пучок полностью желтый, с толстой обтекаемой линией посередине, чуть более тонкой у корня и чуть более крупной у хвоста. Кроме того, имеются длинные остистые обтекаемые линии, которые слегка свисают.

В случае вторичного взрыва он имеет несколько ветвей с яркими узлами взрыва.

Рис. 12-7 Сталь 40

Длина луча фейерверка немного увеличилась. Все фейерверки теперь вторичные, а линия взрыва длинная и толстая. Кроме того, теперь во всем пучке фейерверков больше, и в нем начинает появляться пыльца. Хвост пучка фейерверков тоже стал больше, а его цвет - ярко-желтый.

Рис. 12-8 Сталь 45

Длина огненного луча больше, чем у 40-стального. Форма фейерверка больше, а количество обтекаемых линий и фейерверков увеличилось. Линии обтекания толще, а линия ости длиннее. Между линиями струи находится достаточное количество пыльцы, и они излучают с силой, что приводит к увеличению степени разрыва. Узлы яркие, а количество фейерверков в хвосте значительно больше, чем у 40 стальных. Кроме того, цвет ярко-желтый.

Рис. 12-9 Сталь 50

Длина балки пламени эквивалентна длине балки из стали 45.

Характер взрыва значительный, с увеличенным количеством обтекаемых линий и взрывов. Линии обтекания толстые, с длинными линиями ости и пыльцой между ними, что делает взрыв мощным. Узлы яркие, а количество взрывов в хвостовой части заметно больше, чем у стальной балки 45. Цвет пламени ярко-желтый.

Рис. 12-10 Сталь 20Cr

Пламя желтого цвета, слегка толстое и длинное, прямой формы. Средняя часть по направлению к хвосту слегка поникает.

Одиночный взрывной узор с множеством ответвлений, изготовленный из углеродистой конструкционной стали с одинаковым содержанием углерода, немного более регулярный, чем взрывной узор. Степень взрыва большая, а узлы более яркие.

Присутствие хрома на этом этапе свидетельствует о его роли в удлинении и растрескивании.

Рис. 12-11 Сталь 40Cr

Пучок искр ярко-желтый, с множеством обтекаемых линий. Вторичный всплеск сложного цветка крупный, аккуратный и регулярный, со значительным количеством фейерверков. Линия ости длинная и толстая, а угол цветка четкий и хорошо разделенный.

Пыльца в достаточном количестве, степень разрыва высокая, с густой струйчатой линией, слегка поникающей от середины к хвосту. Степень разрыва большой ветвистой хризантемы еще более интенсивна.

В настоящее время надпись Medium Carbon Low по-прежнему служит цели продвижения взрыва.

Рис. 12-12 20CrMo Сталь

Луч пламени материала короче, чем у стали 20Cr. Линия обтекания немного тоньше, и в один момент времени происходит несколько раздвоений и один взрыв.

По сравнению с 20CrMo, рисунок взрыва уменьшился, степень взрыва ослаблена, узлы не очень яркие, а цвет желтый. Кроме того, в хвостовой части обтекаемой линии имеются цветы хвоста пушечного наконечника.

Молибден обладает свойством ингибирования на этой стадии.

Хотя хром является взрывоопасным элементом, он сосуществует с молибденом, и его свойства становятся подчиненными.

Рис. 12-13 Сталь 40CrMo

Цвет пламени 42CrMo сталь немного темнее, чем сталь 40Cr, а ее обтекаемость схожа. Она образует вторичные взрывные составные цветы с соответствующим количеством пыльцы, а узлы выглядят яркими. Однако узоры взрыва неравномерны и беспорядочны, а степень взрыва несколько ослаблена. В хвостовой части имеется хвостовой цветок, который не встречается в стали 20CrMo.

Из этого можно сделать вывод, что содержание углерода оказывает определенное влияние на молибден.

Рис. 12-14 Сталь 60Si2Mn

Огненный луч имеет умеренную длину и уменьшенную обтекаемость, а также небольшую толщину. Большинство из них лопается дважды, а некоторые лопаются трижды, с небольшим типом цветка и очевидным узлом кремниевой почки. У этих типов немногочисленные и короткие линии ости, немного слабее степень разрыва и нет пыльцы. Цвет искры и узла взрыва не очень яркие.

Рис. 12-15 Сталь GCr15

Огненный луч имеет умеренную длину и содержит множество обтекаемых и тройных разрывов. Линии обтекания слегка утончены, и они густо покрыты ветвистыми фейерверками.

Количество фейерверков велико, узоры мелкие, а линия ости тонкая и неравномерная. Между линиями ости значительное количество пыльцы, а узлы не очень отчетливы. Цвет фейерверка оранжевый.

Внутренняя организация - троостит-перлит в состоянии горячей прокатки. Огненный луч длинный и толстый, имеет три всплеска. Интенсивность всплеска сильная, линия ости длинная, между линиями ости значительное количество пыльцы. Узлы всплеска яркие, а хвостовой узор длинный и расположен посередине.

Рис. 12-16 Сталь Cr12MoV

Огненная балка тонкая и очень короткая, с волнистой и прерывистой линией обтекания, которая кажется многочисленной и стройной.

Фейерверк необычайно мощный, из искр вырываются три разных цветка с многочисленными ветвями и значительными звездами. Цветы содержат множество сломанных цветков и пыльцы и полны огня.

На конце обтекаемой линии, благодаря содержанию молибдена, имеется явный хвостовой цветок в форме пистолета. Кроме того, обтекаемая линия в хвостовой части немного толще, что придает материалу твердость при трении.

Цвет: от желтого до оранжевого. Форма искры не отличается от Cr12.

Рис. 12-17 Сталь 5CrMnMo

Огненный луч - самый толстый и длинный, обтекаемая линия - средней толщины, а разрыв - второй по силе. Все они разрываются трижды, иногда с несколькими цветами, а у молибденового пистолета есть хвостовые цветы.

Форма цветка - многоразветвленный трех- или четырехсегментный звездообразный цветок с ланцетовидным хвостом. Ость плотная, площадь распространения цветков составляет 55-60% от всего пучка, форма цветка крупная, угол наклона цветка широкий.

По цвету огненный луч ярко-желтый, а утолщения от желтого до белого. Сопротивление при шлифовке менее сильное.

Рис. 12-18 Сталь 3Cr2W8V

Огненный луч относительно длинный, а линия струи очень тонкая, волнистая и прерывистая. Взрыв слабый, с небольшим количеством цветов в форме и размере лисьего хвоста.

Цвет кузова: фуксия.

Лысый и одиночный, светло-вишнево-красный.

При шлифовке ощущается большая прочность.

Рис. 12-19 Сталь W6Mo5Cr4V2

Луч пламени выглядит как короткая яркая оранжево-желтая полоса с темно-красным оттенком у основания.

Есть несколько неровных обтекаемых линий, а также волнообразные узоры.

Линии обтекания не очень толстые и имеют среднюю длину.

Хвостовая линия более толстая и напоминает ивовый лист с хвостовыми цветами, а на кончике есть небольшая залысина.

Фейерверки немногочисленны, но имеют большую форму.

Есть только несколько линий ости, которые также лысые.

Хвостовой обтекатель опускается вниз.

7. Каковы меры предосторожности при идентификации искры?

Судить о марке стали испытуемого образца по наблюдаемой картине искрения может быть непросто.

Это связано с тем, что искровые узоры могут иметь тонкие различия, которые трудно точно описать и выразить. Для точного различения этих тонких различий в искровых узорах требуется опытный специалист с большим опытом и знаниями.

1) Определите и проверьте требуемые марки стали для известных деталей.

В настоящее время искровую идентификацию необходимо использовать только для подтверждения принадлежности материала к намеченной марке стали.

При идентификации партии деталей следует внимательно наблюдать и анализировать первую деталь. Убедившись, что сталь № 1 используется правильно, деталь следует слегка отшлифовать, чтобы увидеть основные характеристики искр при наименьшем износе.

Эту особенность следует учитывать, а остальные детали можно шлифовать с легким нажимом. Такой подход не только помогает в идентификации, но и минимизирует износ деталей, что позволяет избежать негативного влияния на их внешний вид или функциональность.

2) Известно, что две марки стали смешиваются для идентификации.

В данный момент важно сосредоточиться на фундаментальных различиях между двумя марками стали в характере искрения. Как только вы получите четкое представление об их соответствующих характеристиках и ключевых отличиях, вам станет гораздо легче их различать.

3) Идентификация марки стали должна быть проведена для деталей с неизвестной маркой стали.

Если дискриминатор понимает основы использования стали и знаком со здравым смыслом того, какие материалы следует использовать для изготовления различных деталей, он может оказать большую помощь в определении искр.

Одним из факторов, который следует учитывать, является наличие дендритного взрыва при измельчении искр. Если дендритный взрыв имеет место, это можно определить по следующим ситуациям:

① Если дендритный взрыв происходит нормально, и нет искр в других особых формах, то это в основном углеродистая сталь (убитая и полуубитая сталь).

В этот момент, если рисунок представляет собой раздвоенный всплеск и горшок всплеска относительно редкий, это указывает на низкое содержание углерода, и он относится к низкоуглеродистому диапазону углеродистой стали.

Если рисунок представляет собой вторичный, третичный или небольшое количество многоосколочных дендритных взрывов, количество взрывов среднее, а расстояние между взрывами четкое, что указывает на содержание углерода в образце около 0,4% C, и он относится к углеродистой стали в среднеуглеродистом диапазоне.

Если взрыв имеет форму дерева с несколькими вилками, количество взрывов велико, а расстояние между взрывами мало, это указывает на высокое содержание углерода и принадлежность к высокоуглеродистая сталь. Если при взрыве образуется скопление людей, это подтверждает высокое содержание углерода.

② Если взрыв имеет дендритный рисунок и перьевой вид, это указывает на то, что сталь имеет обод с очень низким содержанием кремния. Содержание углерода можно приблизительно оценить по количеству взрыва, что поможет определить марку стали.

③ Чтобы примерно определить тип стали:

  • В конце пламенного пучка наблюдаются явные дендритные взрывы с крупными ветвями, неупорядоченными линиями ости и сильной взрывной силой. Большинство из них относится к группе марганцевых сталей, легированных конструкционных сталей.
  • Аккуратные и правильные фейерверки, яркие цвета, прямые и толстые обтекаемые взрывы, в основном, относятся к хромсодержащей конструкционной стали.
  • В конце пламенного пучка появляются явные цветы прямого хвоста наконечника орудия, а дендритные взрывы в некоторой степени сдерживаются. Большинство из них относятся к хромомолибденовой, хромомарганцевой и другим группам конструкционных сталей.
  • Особенно яркие наросты перед взрывом или взрывы с кремниевыми прицветниками в основном относятся к кремний-марганцевым и хромо-кремниевым группам конструкционной или пружинной стали.
  • Если появляются цветки хвоста наконечника копья и кремнийсодержащие цветки бутона, а дендритный взрыв значительно уменьшается, то он в основном относится к кремний-марганец-алюминиевой и кремний-марганец-алюминий-ванадиевой конструкционной стали.
  • Регулярно происходят дендритные взрывы, а перед взрывом появляются никельсодержащие прицветники. Сайт обезуглероженный слой на поверхности стали, и большинство из них относятся к конструкционной стали из хромоникелевого сплава.
  • Цветы лисьего хвоста присутствуют, а древовидный взрыв в основном прикреплен вокруг лисьего хвоста. Корневая линия имеет яркий, а не темно-красный цвет, что указывает на принадлежность к конструкционной стали из вольфрамового сплава Kesimiduo.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх