Kiểm tra mác thép bằng tia lửa mài


1. Giới thiệu

  • Kiểm tra bằng hoa lửa là một phương pháp kiểm tra sơ bộ để phân loại nhanh hợp kim hệ sắt (sắt, thép, gang). Phương pháp này được thực hiện bằng cách quan sát hoa lửa tạo ra khi mài mẫu trên máy mài, sau đó đối chiểu với ảnh (hoặc đồ thị) chuẩn hoặc với hoa lửa của mẫu chuẩn.
  • Phương pháp này do Max Bermann, một kỹ sư làm việc ở Budapest (Hungary), đưa ra lần đầu tiên vào năm 1909 khi ông ta phát hiện sự khác nhau giữa hoa lửa của các mác thép. Ông ta khẳng định có thể phân biệt được các loại thép khác nhau dựa trên %C và tỷ lệ các nguyên tố hợp kim. Thậm chí, ông ta còn khẳng định phương pháp này có thể đạt tới độ chính xác 0.01%C.
  • Phương pháp này được sử dụng nhiều trong các nhà máy, phân xưởng cơ khí, chế tạo dụng cụ, nhiệt luyện và đúc do tính chất nhanh, dễ dàng và rẻ tiền. Hơn nữa, phương pháp này không đòi hỏi phải chế tạo, gia công mẫu kiểm phức tạp; chỉ cần 1 mẩu vật liệu, thậm chí có thể dùng máy mài cầm tay để tạo hoa lửa. Nhược điểm chính của phương pháp này là không thể xác định chắc chắn mác vật liệu, nếu yêu cầu xác định chắc chắn thì buộc phải phân tích thành phần hóa học. Ngoài ra, phương pháp này cũng gây hỏng bề mặt vật liệu.
  • Từ những năm 1980, khi việc đầu tư các trang thiết bị kiểm tra thành phần vật liệu không còn quá khó khăn, phương pháp kiểm tra hoa lửa không còn được sử dụng nhiều trong công nghiệp.

2. Các phương pháp kiểm tra hoa lửa:

2.1. Phương pháp thông thường (dùng đá mài):

Hình 1. Phương pháp kiểm tra mác thép bằng tia lửa mài
  • Phương pháp này thường sử dụng máy mài bàn (VD: máy mài 2 đá) để tạo hoa lửa, đôi khi cũng có thể sử dụng máy mài cầm tay.
  • Đá mài phải quay với tốc độ tối thiểu là 23 m/s (vận tốc dài), thực tế nên điều chỉnh trong khoảng 38 ~ 48 m/s. Đá mài nên sử dụng loại thô và cứng (loại oxit nhôm hoặc carborundum – SiC).
  • Chiều dài của hoa lửa phụ thuộc vào lực mài à rất khó so sánh nếu nếu lực mài mẫu khác nhau. Trong thực tế, lực mài sao cho chùm tia lửa của thép 0.2% C có chiều dài khoảng 500mm thường được dùng làm lực chuẩn.
  • Để tránh ảnh hưởng của ánh sáng mặt trời hoặc để điều chỉnh độ sáng xung quanh, cần thiết phải sử dụng các loại màn che hoặc buồng tối. Khi mài, để mẫu tiếp xúc nhẹ với đá mài.
  • Hướng của chùm tia lửa nên theo phương ngang hoặc hơi chếch lên trên. Và vị trí quan sát nên ở phía sau hoặc bên phải của chùm tia.
  • Để nhận biết chính xác hơn, nên có thêm mẫu chuẩn (đã phân tích chính xác thành phần hóa học) để làm mẫu đối chiếu.
  • Các mẫu thử cần được làm sạch bề mặt, loại bỏ các lớp thấm (C, N), các lớp oxit và thoát carbon … Có thể thực hiện bằng cách mài sâu.
  • Khi kiểm tra, cần quan sát kỹ chùm hoa lửa từ gốc đến ngọn (theo hình 1). Đặc biệt cần chú ý vào một số đặc điểm sau:
    • Chùm tia lửa: màu sắc, số lượng, độ sáng, chiều dài các tia lửa.
    • Hoa lửa: màu sắc, số lượng, hình dạng, kích cỡ
    • Trở lực mài: theo cảm giác ở tay khi mài mẫu.
  • Chú ý: bề mặt đá mài phải vệ sinh thường xuyên để tránh bám vụn kim loại (dùng cà đá)

2.2. Phương pháp dùng khí nén:

  • Phương pháp này nung mẫu kiểm đến khi nóng đỏ rồi thổi khí trực tiếp lên mẫu. Khí nén sẽ cung cấp đủ lượng oxy cần thiết để làm cháy bề mặt mẫu và tạo ra hoa lửa.
  • Phương pháp này tạo ra luồng hoa lửa có chiều dài lớn hơn à dễ quan sát hơn à độ chính xác cao hơn so với dùng đá mài.
  • Do áp suất khí có độ ổn định cao nên việc so sánh, đối chiếu hoa lửa giữa các mẫu khác nhau trở nên dễ dàng hơn nhiều.

2.3. Phương pháp kiểm tra tự động:

  • Bằng việc sử dụng các thiết bị quan sát và phân tích quang phổ, phương pháp này cho độ chính xác cao hơn rất nhiều lần so với quan sát bằng mắt và hoàn toàn không phụ thuộc kỹ năng cũng như kinh nghiệm của người kiểm tra.

3. Đặc điểm các loại hoa lửa:

3.1. Đặc điểm hoa lủa thép carbon:

Hình 2. Bảng đặc tính hoa lửa của thép Carbon
Hình 3. Giản đồ đặc tính hoa lửa của thép Carbon
Hình 4. Dạng hoa lửa của thép Carbon (theo %C)

3.2. Đặc điểm hoa lửa của thép hợp kim:

Hình 5. Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim đến hoa lửa của thép
Hình 6. Một số dạng hoa lửa của thép hợp kim

4. Hoa lửa của một số loại, mác thép:

Hình 7. Hoa lửa của một số loại thép Carbon thông thường

 

Hình 8. Hoa lửa của một số mác thép hợp kim
Hình 9. Hoa lửa của một số mác thép hợp kim (tiếp)
Hình 10. Hoa lửa của một số mác thép hợp kim (tiếp)
Hình 11. Dạng hoa lửa của các nhóm thép
Hình 12. Dạng hoa lửa của các nhóm thép (tiếp)
Hình 12. Hoa lửa của một số mác thép gió, carbit

5. Tài liệu tham khảo:

  1. JIS G 0566: Method of Spark Test for Steel – JISHandbook 1973. Ferrous Materials and Metallurgy – Japanese Standard Association.
  2. Sổ tay nhiệt luyện – Smưcốp (bản tiếng Việt).
  3. Spark Testing – Wikipedia. http://en.wikipedia.org/wiki/Spark_testing
  4. The spark test of steels – http://shopswarf.orconhosting.net.nz/spark.html
  5. Machine Tool Recycler Inc. http://webuycarbide.com/SparkTest.html

————————————————————————————————
Download: http://www.mediafire.com/file/y5vt2yuyjyi/Kiem_tra_mac_thep_bang_hoa_lua.pdf

2 thoughts on “Kiểm tra mác thép bằng tia lửa mài

Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s