Metallide ja sulamite uurimine: omadused, kirjeldus ja nõuded

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Metallide ekspertiisi kasutatakse nii kohtupraktikas, õnnetuste põhjuste uurimisel kui ka vastutustundlike tehniliste otsuste tegemisel erinevate esemete valmistamisel. Metallide ja sulamite eripära on see, et need "säilitavad" hästi eelmiste olekute parameetreid, mis tekkisid välistegurite (mehaanilised koormused, termilised mõjud ja muud) mõjul. See omadus võimaldab teil määrata sündmusele eelnevad tingimused ja tuvastada põhjusliku seose.

Tasks

Kõik metallurgiaekspertiisi ülesanded saab ühendada 3 suurde rühma:

• Klassifikatsioon - mistahes tüüpi (metalli või sulami liik, mark, ulatus; maardla, millest materjal eraldati; vastavus joonise ja muu tehnilise dokumentatsiooni nõuetele) määramine.
• Identifitseerimisisik: terviku määramine osadena (elementide koostise ja struktuuri tunnuste, töötlemisjälgede ja muude parameetrite järgi), ühisesse tootmispartii kuuluvuse määramine, tuvastamineallikas – seade või tootja; rühm – metallide ja sulamite identsete omaduste tuvastamine konkreetsete tunnuste järgi (iseloomulikud lisandid, kristallstruktuur, mehaanilised omadused, hävimise iseloom, pinna seisund: oksüdatsioon, korrosioon, kriimustused jne).
• Diagnostika: metallosaga interaktsiooni fakti tuvastamine, hävitamisprotsessi põhjused ja tunnused, tootmistehnoloogia kindlaksmääramine, seadmete tüüp, millel metalltoode valmistati, kõrvalekallete tuvastamine nõuetest. tehniline eeskiri.

Objektid

Metalltoodete uurimisobjektidena võivad olla järgmised mikro- ja makroobjektid:

• terasest osad, toorikud, traat ja juhtmed, metallvoolikud, kaablid, torud;
• traatidel ja muudel metalltoodetel sulamine;
• õnnetuse tagajärjel hävinud sõidukite ja tehnoloogiliste seadmete andmed;
• noad (tehases ja kodus valmistatud) ja muud teraga relvad;
• lõhkeseadeldiste killud või osad;
• jooted;
• ehted, väärismetallid ja looduslik kuld;
• metalliseerimise jäljed;
• majapidamistarbed.

Sammid

Metallide ja sulamite uurimine toimub vastav alt järgmisele omaduste määramise skeemile:

• materjali olemus (tihedus, ferromagnetism, värvus, kõvadus, metalliline läige, elektrijuhtivus, koostoime hapetega);
• geomeetriline jadisainifunktsioonid (suurus, kuju, metallist ja mittemetallist katete olemasolu);
• tootmistehnoloogia ja -seadmed;
• kasutustingimused (kulumine, korrosioon jne);
• hävitamise tunnused (sulamine, deformatsioon, löök või staatilised koormused, erosioon, mitme teguri kombinatsioon);
• klassifikatsiooni tüüp ja ulatus;
• mikrostruktuur;
• füüsikalised ja mehaanilised omadused, keemiline koostis.

Sõltuv alt sellest, milliseid küsimusi enne eksamit esitatakse, sõltub eksami metoodika ülesehitus. Kuna mõned uurimismeetodid nõuavad uuritava objekti hävitamist, on vaja selgelt paika panna uuringu eesmärk.

Metalli kriminalistika

Kohtuekspertiisi tehakse järgmiste kõige levinumate probleemide lahendamiseks:

• metalli margi määramine, millest kuriteorelv valmistati;
• kulla tüübi tuvastamine – looduslik või tööstuslik;
• metalliosakeste olemasolu teisel objektil;
• mündi või medali ehtsuse ja vanuse määramine;
• metalliga kokkupuute tüübi ja kestuse tuvastamine;
• metallosa või sõlme hävimise põhjused (avarii, tulekahju korral järelduse tegemiseks);
• detaili ja põhilise metallosa/konstruktsiooni identiteedi kindlaksmääramine, samuti nende eraldamise meetod ja muu.

Optiline ja skaneeriv mikroskoopia

Pindade mikroskoopiline uurimine tehakse metallurgilise ekspertiisi algstaadiumis. Metallide ja sulamite uurimisel ilmnevad osade ja sõlmede valmistamise ja käitamise käigus tekkinud tunnused. Selle töö tegemiseks kasutatakse skaneerivaid ja edastavaid elektronmikroskoope.

Üks sellise uurimise tüüpe on fraktograafia – luumurdude pindade mikroskoopiline uuring, et teha kindlaks põhjus-tagajärg seos kahjustuse tunnuste ja hävingu põhjustanud väliste või sisemiste tegurite vahel.

Keemilise koostise uurimine

Levinud meetod metallide ja sulamite keemilise koostise uurimiseks on emissioonispektranalüüs (ESA), mis põhineb elektromagnetlainete optilises vahemikus olevate aineaatomite emissioonispektri tunnustel. Valguse emissiooni ergastab sädelahendus uuritava metallobjekti ja abielektroodi vahel.

See meetod võimaldab määrata keemilist elementi selle väikseima koguse juuresolekul (kuni 10-4%), mida kasutatakse jälgitavate koguste analüüsimisel nii metallist kui ka mittemetallist kontaktmaterjali. Seda tehnikat kasutatakse ka metalli kvaliteedi kontrollimisel, et tuvastada mikrolisandeid, mis ei ole reguleeritud selle objekti valmistamise tehniliste kirjeldustega.

Mittepurustavad ja klassikalised uurimismeetodid

Kui on vaja uurimistööd tehamittepurustava meetodiga, siis tehakse seda röntgenfluorestsentsanalüüsi abil. See tehnoloogia hõlmab materjali kokkupuudet röntgenkiirgusega, mis põhjustab pinnakihis fluorestseeruvat kiirgust. Igal keemiliste elementide perioodilise süsteemi aatomnumbril on oma lainepikkus. See meetod aitab määrata nii kvalitatiivset kui ka kvantitatiivset koostist.

Metallide uurimist saab läbi viia klassikalisel viisil. Need võtavad kauem aega ja nõuavad märkimisväärsel hulgal proovide võtmist. Need meetodid hõlmavad järgmist:

• kvalitatiivsed keemilised reaktsioonid;
• kolorimeetriline analüüs;
• polarograafia;
• konduktomeetria (lahuste elektrijuhtivuse mõõtmine) jt.

Mikrostruktuuriuuringud

Struktuurimetallograafiat kasutatakse värviliste metallide, terase, malmi ja muude metallide uurimisel faaside olemuse ja arvu määramiseks. Uuring viiakse läbi pulberröntgendifraktsiooni meetodil. Proov jahvatatakse pulbriks, sellele suunatakse monokromaatiline röntgenkiir ning saadakse rõngaste kujul pilt uuritava objekti ümber rullitud fotofilmile. Teatud tekstuuri olemasolu paljastab joonte intensiivsuse muutumine.

Pulberröntgenikiirguse mustrite uurimiseks kasutatakse spetsiaalseid röntgendifraktomeetreid. Neid saab kasutada ka metalli kristallstruktuuri kohta teabe saamiseks. ATPraktikas kasutatakse seda kuumtöötluse tüübi määramiseks.

Faasi koostise määramine on vajalik uuritava objekti osade üldiste parameetrite tuvastamiseks. Selline uuring võimaldab näiteks saada teavet selle kohta, mis oli esmane - lühis või tulekahju (vaskkontaktid), kas volframhõõgniidiga lamp põles selle hävimise ajal, ja lahendada muid probleeme.

Oksiidide, karbiidide, kloriidide, sulfiidide ja muude soolade õhukeste kilede tuvastamiseks metalltoodete pinnal kasutatakse elektronide difraktsioonimeetodit. See põhineb liikuvate elektronide voo difraktsioonil, mille lainepikkus on lühem kui röntgenikiirgusel. Metallide ja sulamite analüüs viiakse läbi vaakumelektronide difraktsioonimasinates, mis võivad tekitada ka elektronoptilisi varjukujutisi.

Mehaanilised omadused

Metallide ja sulamite füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste määramiseks kasutatakse järgmisi katsemeetodeid:

• pinge/surve jaoks (tõmbetugevuse, elastsuse, voolavuse ja muude omaduste määramine);
• painutamine;
• kõvaduse ja mikrokõvaduse jaoks;
• küte faasimuutuste temperatuuri, soojusjuhtivuse ja lineaarpaisumise leidmiseks.

Selliseid meetodeid kasutatakse tavaliselt kombineeritult õnnetuste põhjuste ning metallosade ja sõlmede hävimise uurimisel.

Eksperdi arvamus

Pärast metallide uurimist teeb spetsialist järelduse, mis sisaldab järgmist teavet:

• üldandmed (uurimistöö pealkiri, algus- ja lõppkuupäev, ekspertiisi koht, läbiviimise alus, teave eksperdi kohta, esitatud küsimused);
• kasutatud meetodid ja üldised teaduslikud mustrid, mille alusel töö tehti;
• normatiivdokumendid ja muud allikad;
• objekti uurimisel saadud andmed;
• järeldused (või põhjused, miks ei saa kindlat vastust anda).

Näited

Eksperdiarvamuste näited on järgmised:

• detail hävis samaaegselt mõjuva staatilise paindekoormuse mõjul;
• koostu rike oli kaheastmeline: ühekordse dünaamilise koormuse järel tekkis pragu, mis väsimuspingete tagajärjel suurenes 80% võrra; objekt jagatakse osadeks staatilise tõmbekoormuse mõjul piki selle pragu poolt nõrgendatud ala;
• anuma hävimine toimus piki keevisõmblust, mida nõrgestas keevitamisel tekkinud defekt (õmbluse juure läbitungimise puudumine), töö alustamise hetkel ei olnud objektil enam vajalik tugevus;
• konstruktsiooni rike oli hetkeline, neetimise teel, põhjuseks dünaamilise koormuse mõju, mille väärtus ületab projektdokumentatsioonis ette nähtud tugevust.

Õiguspraktika juhtumitest,illustreerides metallide ekspertiisi rakendamist, võime tsiteerida järgmist: tapetu surnukehast leiti metallikild. Tuli kindlaks teha, millisesse kolmest noast see kuulub. Spektraalanalüüs näitas, et fragmendi koostis langes kokku ühe noa omaga. Metallitüki mikrostruktuur erines kõigist teradest, kuid ekspertiisi käigus selgus, et tera teritati elektriveskil ilma jahtumiseta, mille tulemusena need muutused tekkisid.

Laborid

Metalli sõltumatut uurimist võivad läbi viia riikliku akrediteeringuga laborid. Akrediteerimistunnistusele tuleb märkida, millisel tegevusalal on saadud luba uuringute läbiviimiseks, katsemeetodid ja nende läbiviimise aluseks olevad normdokumendid, samuti akrediteerimiskomisjoni koosoleku protokoll.

Moskva piirkonnas pakuvad selliseid teenuseid Metall-Expertise, piirkondadevaheline ekspertiisi- ja hindamiskeskus (ICEA), kohtuekspertide föderatsioon ja muud organisatsioonid.