Калькулятор веса бронзы
Вы когда-нибудь задумывались о весе бронзовых предметов? В этой познавательной статье блога мы погрузимся в мир плотности бронзы и узнаем, как рассчитать вес...
Вы когда-нибудь задумывались, как быстро отличить углеродистую сталь от нержавеющей? Понимание различий имеет решающее значение в различных областях применения, от строительства до производства. В этой статье мы рассмотрим основные методы идентификации этих двух типов стали, уделив особое внимание искровым испытаниям, изменению цвета и другим отличительным характеристикам. К концу статьи вы будете иметь четкое представление о том, как эффективно определять углеродистую и нержавеющую сталь, что позволит вам выбрать правильный материал для своих проектов. Погрузитесь в курс дела, чтобы освоить эти важные методы и усовершенствовать свои навыки выбора материала.
Искрит ли нержавеющая сталь при шлифовке?
Да, нержавеющая сталь действительно дает искры при шлифовании. Это явление происходит из-за быстрого нагрева микроскопических металлических частиц, которые выбиваются в процессе абразивной обработки. При контакте шлифовального круга с поверхностью нержавеющей стали возникает значительное трение, в результате чего эти крошечные металлические фрагменты нагреваются до температуры, превышающей 1000°C (1832°F). При таких высоких температурах частицы быстро окисляются и излучают видимый свет, проявляясь в виде искр.
Характеристики этих искр, включая цвет, интенсивность и рисунок, могут варьироваться в зависимости от конкретной марки и состава обрабатываемой нержавеющей стали. Например, аустенитные нержавеющие стали (например, 304, 316) обычно дают более короткие и многочисленные искры с красновато-оранжевым оттенком, а мартенситные нержавеющие стали (например, 420, 440C) часто дают более длинные и яркие искры с желтоватым оттенком. На искрообразование также влияют такие факторы, как зернистость шлифовального круга, скорость вращения и прилагаемое давление. Стоит отметить, что, хотя искрообразование - обычное явление при шлифовке нержавеющей стали, для предотвращения потенциальной опасности в мастерской всегда следует соблюдать надлежащие меры безопасности, включая защиту глаз и искроулавливание.
Когда сталь шлифуется абразивным кругом под давлением, материал измельчается до мелких частиц благодаря абразивному воздействию. Эти частицы быстро нагреваются под действием механического трения и выбрасываются центробежной силой вращающегося круга.
Когда нагретые частицы стали вступают в контакт с кислородом воздуха, они подвергаются быстрому окислению. В результате этой экзотермической реакции выделяется достаточно тепла, чтобы приблизить стальные частицы к точке плавления, в результате чего они начинают излучать свет. Траектория движения этих светящихся частиц проходит по обтекаемой траектории, создавая характерный рисунок искры.
Процесс окисления начинается с образования пленки оксида железа (2Fe + O2 → 2FeO) на поверхности частиц. Одновременно внутри частиц углерод, присутствующий в виде карбида железа (Fe3C), разлагается при высоких температурах, высвобождая элементарный углерод (Fe3C → Fe + C). Затем этот высвобожденный углерод вступает в реакцию с поверхностным оксидом железа, образуя газообразный монооксид углерода.
Эта реакция создает циклический процесс, в котором атомы углерода уменьшают поверхностный оксид железа, позволяя ему вступить в реакцию с атмосферным кислородом и повторно окислиться. Одновременно это запускает дальнейшие реакции с внутренним углеродом, что приводит к накоплению угарного газа внутри частицы.
Когда внутреннее давление газа превышает поверхностное натяжение внешнего слоя частицы, происходит микровзрыв. Это явление проявляется в виде яркой вспышки, напоминающей миниатюрный фейерверк. Если внутри образовавшихся частиц меньшего размера остается остаточный углерод, цикл окисления-взрыва может повториться, что может привести к образованию взрывов второго, третьего или даже четвертого поколения. Этот повторяющийся процесс создает характерный дендритный или ветвистый рисунок, наблюдаемый при искровом испытании.
Частота и интенсивность этих взрывов напрямую зависят от содержания углерода в стали. Стали с высоким содержанием углерода демонстрируют более частые и выраженные вспышки, что приводит к появлению более сложных дендритных узоров с большим количеством разветвлений и "цветоподобных" образований. И наоборот, стали с низким содержанием углерода дают более простые искровые узоры с меньшим количеством разветвлений.
Эта взаимосвязь между содержанием углерода и характеристиками искры лежит в основе искровых испытаний как быстрого, качественного метода идентификации различных марок стали в условиях мастерской. Однако важно отметить, что, хотя искровые испытания могут дать ценные сведения, их следует использовать в сочетании с другими аналитическими методами для точной идентификации и определения характеристик материала.
Искровые узоры, различные детали и формы обычно включают в себя:
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.
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.
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.
Точка, где линия обтекания разрывается наполовину, называется узлом.
У некоторых фейерверков узлы яркие и пухлые, а у других - не видны.
Когда искра вырывается, серпантин называется линией ости.
Дендритные фейерверки можно рассматривать как форму сбора большинства остистых линий.
Искры в виде точек между линиями взрыва ости или вблизи линии обтекания.
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
Цвет и светимость всего луча пламени или части 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.
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.
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.
Перед началом работы важно определить стандартный образец, чтобы скорректировать возможное влияние объективной среды.
Яркость рабочей среды может существенно повлиять на наблюдение за искрами.
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.
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.
В машиностроительной отрасли точный выбор материала и термическая обработка являются важнейшими задачами, стоящими перед техническими специалистами. Правильная идентификация и использование марок стали имеют первостепенное значение для обеспечения качества, безопасности и рентабельности продукции.
Неправильный выбор материала или непреднамеренное смешивание марок стали в процессе производства может привести к тому, что компоненты не будут соответствовать техническим характеристикам, что может привести к значительным экономическим потерям или катастрофическим отказам. Поэтому для успешного производства машин необходимо всестороннее понимание сортов стали и их соответствующих свойств.
Методы идентификации стали можно разделить на химические и физические. Хотя химический анализ обеспечивает высокую точность, он в основном подходит для лабораторных выборочных проверок. Время и стоимость, связанные с химическим анализом, делают его нецелесообразным для применения на месте в большинстве производственных условий.
Физические методы идентификации, хотя и менее точные, чем химический анализ, оказываются бесценными для предварительной оценки на месте благодаря своей практичности и накопленному опыту квалифицированных техников. Среди физических методов наиболее эффективными и широко применимыми являются искровая идентификация и металлографический анализ.
Искровая идентификация, в частности, получила широкое распространение в промышленности благодаря своим многочисленным преимуществам:
Важность идентификации искр становится очевидной на нескольких критических этапах производственного процесса:
Углерод является основным стальной элемент и его форма активации изменяется с увеличением содержания углерода.
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.
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.
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 Сталь 20CrMo
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.
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.
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.
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.
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:
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO