Początek

Skrypty Ciekawe strony  

Zaliczanie

   
 

Próba iskrowa stali

I.Cel ćwiczenia.

 

Celem ćwiczenia jest poznanie warsztatowej metody wyznaczania przybliżonej zawartości węgla i dodatków stopowych w stali na podstawie próby iskrowej, czyli na podstawie obserwacji barwy i kształtu iskier powstałych przy szlifowaniu stali.

 

II.Wiadomości uzupełniające.

 

W zakładach produkcyjnych możliwe jest pomieszanie materiałów. Może to nastąpić nawet przy najsprawniej działającej organizacji wewnętrznej, starannym i sumiennym znakowaniu materiałów i wzorowej gospodarce w składach materiałów wyjściowych i półfabrykatów. W warunkach przemysłowych próba iskrowa jest szybką i wystarczająco dokładną metodą sprawdzenia i kontroli międzyoperacyjnej materiału. Próba polega na zjawisku zróżnicowanego iskrzenia stali, zależnie od jej gatunku, tj. składu chemicznego.

Iskrzenie jest efektem odrywania się drobnych rozgrzanych cząstek od materiału szlifowanego. Po rozżarzeniu cząsteczki ulegają spaleniu, w czym biorą udział wszystkie składniki stali, w pierwszym rzędzie węgiel, a następnie dodatki stopowe, które albo potęgują zjawisko iskrzenia, jak np. krzem, albo powodują charakterystyczne zabarwienie iskier, jak np. wolfram, lub wreszcie tłumią iskrzenie, jak np. chrom. Skład chemiczny stali ma zasadniczy wpływ na kształt, barwę, natężenie, jasność i intensywność iskrzenia, przy czym w próbie iskrowej decydują fragmenty iskier, kształt promieni oraz wygląd rozprysków. Przy opisie charakterystycznych cech i form iskrzenia należy uwzględnić, że promienie występujące podczas iskrzenia ( rys. 1.1 ) mogą być: ciągłe ( a ), przerywane ( b ) lub rozgałęzione ( c ),przy czym rozpryski występują w różnych miejscach promieni. Rozpryski na końcu i w środku promienia mogą mieć różne kształty ( rys. 1.2 ),jak kolce, gałązki, krople, maczugi, włócznie, itp.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys.1.1.Podstawowe rodzaje iskier:

a ) z promieniem ciągłym,

b ) przerywanym,

c ) rozgałęzionym.

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys.1.2.Rodzaje rozprysków: a) włócznie,b) kolce, c) kępki, d) gałązki, e) krople, f) maczugi.

Poza kształtem iskier należy zwrócić uwagę na ich jasność oraz barwę. Barwa może być biało żółta, pomarańczowa, jasnoczerwona, czerwona, wiśniowa; jednakowa na całej długości promienia lub zmienna; ciemniejsza na początku, jaśniejsza na końcu promienia.

Pewne zjawiska zachodzące podczas iskrzenia nie są zależne od składu chemicznego stali, lecz od warunków przeprowadzenia próby. Na przykład długość stopu iskier zależy w pierwszym rzędzie od prędkości obwodowej tarczy i docisku próbki. Poprzednie procesy obróbkowe badanej stali mają również duży wpływ na wielkość i gęstość snopu iskier - stal hartowana łatwiej iskrzy aniżeli stal wyżarzona. Wpływ pierwiastków chemicznych, zawartych w stali, na wygląd iskier przedstawia się następująco:

- Węgiel ( C ) jest głównym składnikiem powodującym rozpryski, gdyż spalając się na dwutlenek węgla rozsadza oderwaną cząstkę, dając charakterystyczne efekty świetlne. Im więcej jest węgla, tym liczniejsze są iskry. Dlatego wzrastająca zawartość węgla do 0,8% powoduje coraz bogatsze zjawisko iskrzenia: rozpryski, począwszy od włóczni przechodzą w kolce, a nawet w gałązki. Początkowo promienie są cienkie, czerwone; przy wzrastającej zawartości węgla stają się coraz grubsze żółtawe i biało żółte. Przy zawartości węgla powyżej 0,8% iskrzenie jest uboższe na skutek występowania węgla związanego w ziarnach cementytu , który z trudnością ulega spaleniu. Przy takiej zawartości węgla analiza iskrowa jest utrudniona.

- Pierwiastki węglikotwórcze, występując w dużej ilości, znacznie zmniejszają, a nawet zupełnie tłumią rozpryski; otrzymuje się wówczas spokojny, zupełnie gładki snop iskier ( np. przy szlifowaniu stali szybkotnących, kwasoodpornych itp. ).

- Wolfram ( W ) daje charakterystyczne, przerywane promienie o barwie ciemnoczerwonej, a rozpryski nieliczne, ale bardzo wyraźnie kroplowate. Przy średnich zawartościach wolframu występuje zakończenie promieni w kształcie oryginalnego, szerokiego ostrza włóczni. W stalach wolframowych o zawartości węgla powyżej 0,8% występują charakterystyczne rozpryski igiełkowe z końcówkami w formie maczug.

-Chrom ( Cr ) w większych ilościach powodują bardzo znaczne tłumienie iskrzenia, krótki i mało efektywny snop. Przy małych zawartościach chromu ( poniżej 1% ) próba iskrowa jest mało dokładna.

- Nikiel ( Ni ) jest bardzo trudny do rozpoznania. Jego obecności towarzyszy wprawdzie pewne zgrubienie biało świecące na przedłużonym ostrzu promienia, jednak uchwycenie tego zjawiska jest nadzwyczaj trudne i sprawia nawet doświadczonemu rzemieślnikowi znaczne trudności.

- Molibden ( Mo ) jest stosunkowo łatwo rozpoznawalny, począwszy bowiem od 0,1% zawartości powoduje charakterystyczne oderwanie końca włóczni.

- Mangan ( Mn ) daje zakończenie kolców rozprysku w postaci wachlarzyka.

- Krzem ( Si ) w stalach węglowych powoduje intensywne iskrzenie o jasnej barwie; w stalach krzemowych ( o zawartości krzemu powyżej 1% ) występują jasne klinowe zgrubienia, kończące się rozpryskiem.

Usiłowanie pamięciowego opanowania zjawiska iskrzenia jest zbyteczne, gdyż próbę iskrową przeprowadza się w zasadzie przez porównanie iskrzenia próbki badanej z próbką wzorcową o znanym składzie chemicznym. Wzorce dobierane są tak długo, aż otrzyma się iskry identyczne z tymi, które towarzyszą szlifowaniu badanej stali. Próbę iskrzenia badanej stali i wzorca można wykonywać jednocześnie na jednej ściernicy ( lepsze warunki porównania ) lub na zmianę. Ściernica nie może być zanieczyszczona innymi materiałami, a materiały próbki i wzorca nie mogą być powierzchniowo obrobione cieplno chemicznie. Dlatego iskrzenia należy przeprowadzić możliwie na całym przekroju, a zarówno próbki, jak i wzorce powinny być w stanie wyżarzonym.

 

III.Przebieg ćwiczenia.

 

1.Sprawdzić stan szlifierki, w szczególności pod względem bezpieczeństwa pracy.

2.Zabezpieczyć oczy za pomocą okularów ochronnych, włączyć szlifierkę, przeprowadzić iskrzenie próbek wzorcowych, zaczynając od próbek stali o małej zawartości węgla, porównać iskry z odpowiednimi rysunkami lub sporządzić komplet rysunków.

3.Przeprowadzić próbę iskrową próbek o nieznanym składzie chemicznym. Podczas szlifowania próbek starać się rozpoznać charakterystyczne elementy iskrzenia, porównując je z rysunkami.

4.Określić na podstawie próby iskrowej składniki stopowe próbek o nieznanym składzie chemicznym. Wyłączyć szlifierkę.

 

IV.Uwagi do sprawozdania.

 

Sprawozdanie z próby powinno zawierać:

a / krótko opisane rodzaje obserwowanych rozprysków,

b / załączone rysunki iskier otrzymane podczas badania próbek stali,

c / uwagi i wnioski.