Искровое тестирование

Искровые испытания инструментальной стали

Искровое испытание — это метод определения общей классификации металлов черных . Обычно для этого нужно взять кусок металла (обычно металлолом) и приложить его к шлифовальному кругу, чтобы наблюдать за возникающими искрами. ^[1] Эти искры можно сравнить с таблицей или с искрами известного испытательного образца, чтобы определить классификацию. Искровое испытание также можно использовать для сортировки черных металлов, устанавливая различия друг от друга, отмечая, одинакова ли искра или разная.

Искровое тестирование используется потому, что оно быстрое, простое и недорогое. Причем тестовые образцы не нужно каким-либо образом подготавливать, поэтому зачастую используют кусок металлолома. Основным недостатком искрового тестирования является его неспособность точно идентифицировать материал; если требуется положительная идентификация, химический анализ . необходимо использовать ^[2] Метод искрового сравнения также повреждает испытуемый материал, хотя бы незначительно.

Искровое испытание чаще всего применяется в инструментальных цехах , механических цехах , цехах термической обработки и литейных цехах . ^[3]

Процесс

Для создания искр обычно используется настольная шлифовальная машина , но иногда это неудобно, поэтому портативную шлифовальную машину используют . В любом случае шлифовальный круг должен иметь достаточную скорость поверхности, не менее 23 м/с (4500 футов в минуту по поверхности ), но должна составлять от 38 до 58 м/с (7500–11 500 футов в минуту). Круг должен быть грубым и твердым, поэтому оксид алюминия или карборунд часто используют . Зона тестирования должна находиться в месте, где нет яркого света, падающего прямо в глаза наблюдателю. Кроме того, шлифовальный круг и окружающая его область должны быть затемнены, чтобы можно было четко видеть искры. Затем испытательный образец слегка прикасается к шлифовальному кругу, чтобы образовались искры. ^[1]^[2]

Важными характеристиками искры являются цвет, объем, характер искры и длина. Обратите внимание, что длина зависит от величины давления, приложенного к шлифовальному кругу, поэтому это может быть плохим инструментом сравнения, если давление для образцов не совсем одинаковое. Кроме того, шлифовальный круг необходимо часто шлифовать , чтобы удалить металлические наросты. ^[1]^[2]

Метод сжатого воздуха

Другой менее распространенный метод создания искр — нагрев образца до красного каления с последующей обработкой образца сжатым воздухом. Сжатый воздух подает достаточно кислорода для воспламенения образца и образования искр. Этот метод более точен, чем использование шлифовальной машины, поскольку он всегда дает искры одинаковой длины для одного и того же образца. Сжатый воздух каждый раз оказывает по существу одно и то же «давление». Это делает наблюдения длины искры гораздо более надежной характеристикой для сравнения. ^[4]

Автоматизированное испытание искры

Автоматизированное искровое испытание было разработано, чтобы исключить зависимость от навыков и опыта оператора, тем самым повышая надежность. Система опирается на спектроскопию , спектрометрию и другие методы для «наблюдения» искрового рисунка. Было обнаружено, что эта система может определить разницу между двумя материалами, которые выделяют искры, неразличимые для человеческого глаза. ^[2]

Характеристики искры

Кованое железо: Искры из кованого железа вылетают прямыми линиями. Хвосты искр к концу расширяются, напоминая лист . ^[1]^[5]
Мягкая сталь: Искры из мягкой стали похожи на искры из кованого железа, за исключением того, что они имеют крошечные вилки, а их длина может различаться сильнее. Искры будут белого цвета. ^[1]^[5]
Среднеуглеродистая сталь: В этой стали больше раздвоений, чем в мягкой стали, и искры разной длины, причем больше искр вблизи шлифовального круга. ^[5]
Высокоуглеродистая сталь: Высокоуглеродистая сталь имеет густой искровой рисунок (сильное раздвоение), который начинается у шлифовального круга. Искры не такие яркие, как у среднеуглеродистой стали. ^[5]
Марганцевая сталь: Марганцевая сталь имеет искры средней длины, которые дважды раздваиваются, прежде чем закончиться. ^[5]
Быстрорежущая сталь: Быстрорежущая сталь имеет слабую красную искру, которая искрится на кончике. ^[5]
нержавеющая сталь серии 300: Эти искры не такие плотные, как искры из углеродистой стали, не разветвляются и имеют цвет от оранжевого до соломенного. ^[2]
нержавеющая сталь серии 310: Эти искры намного короче и тоньше, чем искры 300-й серии. Они имеют цвет от красного до оранжевого и не разветвляются. ^[2]
нержавеющая сталь серии 400: Искры 400-й серии похожи на искры 300-й серии, но немного длиннее и имеют развилки на концах искр. ^[2]
Чугун: Чугун имеет очень короткие искры, которые начинаются у шлифовального круга. ^[1]
Никелевые и кобальтовые жаропрочные сплавы: Эти искры тонкие и очень короткие, темно-красного цвета, не разветвляются. ^[2]
Цементированный карбид: Цементированный карбид имеет искры диаметром менее 3 дюймов, темно-красного цвета и не разветвляющиеся. ^[6]
Титан: Хотя титан — цветной металл, он дает много искр. Эти искры легко отличить от черных металлов, поскольку они имеют очень яркий, ослепляющий белый цвет. ^[7]

История

В 1909 году ^[8] Макс Берманн, инженер из Будапешта , был первым, кто обнаружил, что искровые испытания можно надежно использовать для классификации черных металлов. Первоначально он утверждал, что может различать различные типы черных металлов на основе процентного содержания углерода и основных легирующих элементов. Более того, он утверждал, что достиг точности содержания углерода 0,01%. ^[3]^[9]

Чорн ^[10] подготовил исчерпывающее описание искровых испытаний. Его книга «Искровой атлас сталей» и книга Гладвина «Искровое тестирование» представляют собой два наиболее полных текста по этой теме. ^[11]

По состоянию на конец 1980-х годов промышленное использование искровых испытаний не так распространено, как раньше. ^[12] В начале 21 века доступность портативного рентгеновского флуоресцентного оборудования в значительной степени вытеснила его в лабораторной практике.

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Гири 1999 , с. 63.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Дэвис и ASM International 1994 , стр. 126–127.
^ Jump up to: ^а ^б Инженерный журнал, 1910 г. , стр. 262–265.
^ Сондерс 1908 , стр. 4808–4810.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Ли 1996 , с. 22.
^ Вудсон, CW (сентябрь 1959 г.), «Искровые потоки идентифицируют металлы» , Popular Mechanics , 112 (3): 192–193, ISSN 0032-4558 .
^ «Титан или обычная старая сталь?» . Проверено 21 февраля 2011 г.
^
Макс Берманн впервые сообщил о методе искрового испытания на пятой конференции Международной ассоциации по испытанию материалов , которая проходила в Копенгагене , как сообщает журнал The Engineering Magazine . Зная, что конференция проводилась в Копенгагене, год можно узнать по адресу:
- «Копенгагенский конгресс по испытаниям строительных материалов», Nature , 81 (2082): 377–378, 1909-10-23, Бибкод : 1909Natur..81..377. , дои : 10.1038/081377a0 .
- Франсуа, Д.; Пино, Андре (2002), От Шарпи до современных испытаний на удар , Elsevier, стр. 7, ISBN 978-0-08-043970-9
^ Оберг и Джонс 1918 , стр. 88–92.
^ Чорн 1963 .
^ Дульский 1996 , стр. 57.
^ Drozda et al. 1987 , p. 7-18.

Библиография

Дэвис, Джозеф Р.; ASM International (1994), Нержавеющие стали (2-е, иллюстрированное издание), ASM International, ISBN 978-0-87170-503-7 .
Дульски, Томас Р. (1996), Руководство по химическому анализу металлов , ASTM International, ISBN 978-0-80312-066-2 .
Гладвин, В.М., Искровое тестирование , United Steel Co., Шеффилд, Великобритания .
Дрозда, Том; Вик, Чарльз; Бенедикт, Джон Т.; Вейо, Раймонд Ф.; Бакерджян, Рамон (1987), Справочник инженера по инструментам и производству: Контроль качества и сборка , том. 4, Общество инженеров-технологов , ISBN. 0-87263-135-4 .
Инженерный журнал , вып. XXXVIII, Engineering Magazine Co., 1910 г.
Гири, Дон (1999), сварка , McGraw-Hill Professional, ISBN 978-0-07-134245-2 .
Ли, Леонард (1996), Полное руководство по заточке , Taunton Press, ISBN 978-1-56158-125-2 .
Оберг, Эрик; Джонс, Франклин Дэй (1918), Iron and Steel (1-е изд.), The Industrial Press .
Сондерс, Уильям Лоуренс (1908), журнал Compressed Air Magazine , том. XIII, Компания журнала по сжатому воздуху .
Чорн, Герхарт (1963), Атлас сталей Spark: чугун, чугун, ферросплавы и металлы, Нью-Йорк , The MacMillan Company .

Внешние ссылки

Искровые тестовые изображения различных материалов

[geary-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Гири 1999 , с. 63.

[davis-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Дэвис и ASM International 1994 , стр. 126–127.

[em-3] Jump up to: ^а ^б Инженерный журнал, 1910 г. , стр. 262–265.

[4] Сондерс 1908 , стр. 4808–4810.

[lee-5] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Ли 1996 , с. 22.

[6] Вудсон, CW (сентябрь 1959 г.), «Искровые потоки идентифицируют металлы» , Popular Mechanics , 112 (3): 192–193, ISSN 0032-4558 .

[7] «Титан или обычная старая сталь?» . Проверено 21 февраля 2011 г.

[8] Макс Берманн впервые сообщил о методе искрового испытания на пятой конференции Международной ассоциации по испытанию материалов , которая проходила в Копенгагене , как сообщает журнал The Engineering Magazine . Зная, что конференция проводилась в Копенгагене, год можно узнать по адресу:
«Копенгагенский конгресс по испытаниям строительных материалов», Nature , 81 (2082): 377–378, 1909-10-23, Бибкод : 1909Natur..81..377. , дои : 10.1038/081377a0 .
Франсуа, Д.; Пино, Андре (2002), От Шарпи до современных испытаний на удар , Elsevier, стр. 7, ISBN 978-0-08-043970-9

[9] «Копенгагенский конгресс по испытаниям строительных материалов», Nature , 81 (2082): 377–378, 1909-10-23, Бибкод : 1909Natur..81..377. , дои : 10.1038/081377a0 .

[10] Франсуа, Д.; Пино, Андре (2002), От Шарпи до современных испытаний на удар , Elsevier, стр. 7, ISBN 978-0-08-043970-9

[9] Оберг и Джонс 1918 , стр. 88–92.

[tschorn-10] Чорн 1963 .

[dulski-11] Дульский 1996 , стр. 57.

[12] Drozda et al. 1987 , p. 7-18.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]