Pemeriksaan logam dan aloi: ciri, perihalan dan keperluan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Kepakaran logam digunakan dalam amalan kehakiman, dalam menyiasat punca kemalangan, serta untuk membuat keputusan teknikal yang bertanggungjawab dalam pembuatan pelbagai objek. Ciri logam dan aloi ialah mereka "mengekalkan" parameter keadaan sebelumnya yang timbul di bawah pengaruh faktor luaran (beban mekanikal, kesan haba, dan lain-lain). Sifat ini membolehkan anda menetapkan syarat yang mendahului sesuatu peristiwa dan mengenal pasti hubungan sebab akibat.

Tugas

Semua tugas kepakaran metalurgi boleh digabungkan menjadi 3 kumpulan besar:

• Pengkelasan - penentuan kepunyaan mana-mana jenis (jenis logam atau aloi, gred, skop; deposit dari mana bahan itu diekstrak; pematuhan dengan keperluan lukisan dan dokumentasi teknikal lain).
• Pengenalan individu: penentuan keseluruhan dalam bahagian (dengan tanda-tanda komposisi dan struktur unsur, kesan pemprosesan dan parameter lain), kepunyaan kumpulan pengeluaran biasa, mewujudkansumber - peralatan atau pengilang; kumpulan - pengenalpastian sifat logam dan aloi yang serupa dengan ciri tertentu (kekotoran ciri, struktur kristal, sifat mekanikal, sifat kemusnahan, keadaan permukaan: pengoksidaan, kakisan, calar, dll.).
• Diagnostik: mewujudkan fakta interaksi dengan bahagian logam, punca dan ciri proses pemusnahan, menentukan teknologi pembuatan, jenis peranti di mana produk logam itu dibuat, mengenal pasti sisihan daripada keperluan peraturan teknikal.

Objek

Subjek mikro dan makro berikut boleh berfungsi sebagai objek pemeriksaan produk logam:

• bahagian keluli, kosong, wayar dan wayar, hos logam, kabel, paip;
• cair pada wayar dan produk logam lain;
• butiran kenderaan dan peralatan teknologi yang musnah akibat kemalangan itu;
• pisau (kilang dan buatan sendiri) dan senjata bermata lain;
• serpihan atau bahagian peranti letupan;
• pateri;
• perhiasan, logam berharga dan emas asli;
• jejak logam;
• barangan rumah.

Langkah

Pemeriksaan logam dan aloi dijalankan mengikut skema berikut untuk menentukan ciri:

• sifat bahan (ketumpatan, feromagnetisme, warna, kekerasan, kilauan logam, kekonduksian elektrik, interaksi dengan asid);
• geometrik danciri reka bentuk (saiz, bentuk, kehadiran salutan logam dan bukan logam);
• teknologi dan peralatan pengeluaran;
• keadaan operasi (haus, kakisan, dll.);
• ciri pemusnahan (lebur, ubah bentuk, kejutan atau beban statik, hakisan, gabungan beberapa faktor);
• jenis dan skop pengelasan;
• struktur mikro;
• sifat fizikal dan mekanikal, komposisi kimia.

Bergantung kepada soalan yang dikemukakan sebelum peperiksaan, pembinaan metodologi peperiksaan bergantung. Memandangkan sesetengah kaedah kajian memerlukan pemusnahan objek yang dikaji, adalah perlu untuk menetapkan tujuan kajian dengan jelas.

Forensik Logam

Peperiksaan forensik dijalankan untuk menangani isu paling biasa berikut:

• menentukan jenama logam dari mana senjata jenayah itu dibuat;
• mengenal pasti jenis emas - asli atau industri;
• kehadiran zarah logam pada objek lain;
• menentukan ketulenan syiling atau pingat, serta umurnya;
• pengesanan jenis dan tempoh pendedahan kepada logam;
• sebab pemusnahan bahagian atau pemasangan logam (untuk membuat kesimpulan sekiranya berlaku kecemasan, kebakaran);
• menentukan identiti bahagian dan bahagian / struktur logam utama, serta kaedah ia dipisahkan dan lain-lain.

Mikroskop optik dan pengimbasan

Pemeriksaan mikroskopik permukaan dilakukan pada peringkat awal kepakaran metalurgi. Pemeriksaan logam dan aloi mendedahkan ciri-ciri yang terbentuk dalam proses pembuatan dan pengendalian bahagian dan pemasangan. Untuk menjalankan kerja ini, pengimbasan dan penghantaran mikroskop elektron digunakan.

Salah satu jenis pemeriksaan tersebut ialah fractography - kajian mikroskopik permukaan patah untuk mewujudkan hubungan sebab-akibat antara tanda-tanda kerosakan dan faktor luaran atau dalaman yang menyebabkan kemusnahan.

Penyelidikan komposisi kimia

Kaedah yang paling biasa untuk mengkaji komposisi kimia logam dan aloi ialah analisis spektrum pelepasan (ESA), yang berdasarkan ciri spektrum pancaran atom jirim dalam julat optik gelombang elektromagnet. Pancaran cahaya teruja oleh nyahcas percikan antara objek logam yang dikaji dan elektrod tambahan.

Kaedah ini membolehkan anda menentukan unsur kimia dengan kehadiran jumlah terkecilnya (sehingga 10-4%), yang digunakan dalam analisis jumlah surih pada kedua-dua bahan sentuhan logam dan bukan logam. Teknik ini juga digunakan dalam pemeriksaan kualiti logam untuk mengenal pasti kekotoran mikro yang tidak dikawal oleh spesifikasi teknikal untuk pembuatan objek ini.

Kaedah penyelidikan tidak merosakkan dan klasik

Jika penyelidikan perlu dilakukankaedah tidak merosakkan, maka ia dilakukan menggunakan analisis pendarfluor sinar-X. Teknologi ini melibatkan pendedahan bahan kepada sinar-X, yang menyebabkan sinaran pendarfluor di lapisan permukaan. Setiap nombor atom sistem berkala unsur kimia mempunyai panjang gelombangnya sendiri. Teknik ini membantu menentukan komposisi kualitatif dan kuantitatif.

Pemeriksaan logam boleh dijalankan dengan cara klasik. Mereka mengambil masa yang lebih lama dan memerlukan sejumlah besar pensampelan. Kaedah ini termasuk:

• tindak balas kimia kualitatif;
• analisis kolorimetrik;
• polarografi;
• konduktometri (pengukuran kekonduksian elektrik bagi larutan) dan lain-lain.

Penyelidikan struktur mikro

Metalografi struktur digunakan untuk menentukan sifat dan bilangan fasa dalam pemeriksaan logam bukan ferus, keluli, besi tuang dan logam lain. Kajian ini dijalankan dengan kaedah pembelauan sinar-x serbuk. Sampel dikisar menjadi serbuk, sinar X-ray monokromatik diarahkan kepadanya, dan imej diperoleh dalam bentuk cincin pada filem fotografi yang digulung di sekeliling objek yang dikaji. Kehadiran tekstur tertentu didedahkan dengan perubahan dalam keamatan garisan.

Difraktometer sinar-X khas digunakan untuk mengkaji corak sinar-X serbuk. Ia juga boleh digunakan untuk mendapatkan maklumat tentang struktur kristal logam. ATdari segi praktikal, ini digunakan untuk menentukan jenis rawatan haba.

Penentuan komposisi fasa adalah perlu untuk mengenal pasti parameter umum bahagian objek yang dikaji. Kajian sedemikian, sebagai contoh, membolehkan anda mendapatkan maklumat tentang perkara yang utama - litar pintas atau api (sentuhan tembaga), sama ada lampu dengan filamen tungsten terbakar semasa pemusnahannya dan menyelesaikan isu lain.

Untuk mengesan filem nipis oksida, karbida, klorida, sulfida dan garam lain pada permukaan produk logam, kaedah pembelauan elektron digunakan. Ia berdasarkan pembelauan aliran elektron yang bergerak, yang panjang gelombangnya lebih pendek daripada sinar-X. Analisis logam dan aloi dijalankan dalam mesin pembelauan elektron vakum, yang juga boleh menghasilkan imej bayang-bayang elektron-optik.

Sifat mekanikal

Untuk menentukan sifat fizikal dan mekanikal logam dan aloi, kaedah ujian berikut digunakan:

• untuk tegangan/mampatan (penentuan kekuatan tegangan, keanjalan, aliran dan ciri-ciri lain);
• membongkok;
• untuk kekerasan dan kekerasan mikro;
• pemanasan untuk mencari suhu perubahan fasa, kekonduksian terma dan pengembangan linear.

Kaedah sedemikian biasanya digunakan dalam kombinasi apabila menyiasat punca kemalangan dan kemusnahan bahagian dan pemasangan logam.

Pendapat pakar

Selepas pemeriksaan logam, pakar mengeluarkan kesimpulan yang mengandungi maklumat berikut:

• data am (tajuk kertas penyelidikan, tarikh mula dan tamat, tempat peperiksaan, alasan pelaksanaannya, maklumat tentang pakar, soalan yang ditanya);
• kaedah yang digunakan dan corak saintifik umum berdasarkan kerja itu dilakukan;
• dokumen normatif dan sumber lain;
• data yang diperoleh semasa kajian objek;
• kesimpulan (atau sebab jawapan yang pasti tidak boleh diberikan).

Contoh

Contoh pendapat pakar termasuk yang berikut:

• kemusnahan bahagian berlaku akibat tindakan beban lentur statik yang bertindak serentak;
• kegagalan pemasangan adalah dua peringkat: selepas satu beban dinamik, retak terbentuk, yang meningkat sebanyak 80% akibat daripada tegasan keletihan; objek dibahagikan kepada bahagian di bawah tindakan beban tegangan statik di sepanjang kawasan yang dilemahkan oleh retakan ini;
• kemusnahan kapal berlaku di sepanjang kimpalan, yang dilemahkan oleh kecacatan yang diperoleh semasa kimpalan (kekurangan penembusan akar jahitan), pada masa permulaan operasi, objek tidak lagi mempunyai kekuatan yang diperlukan;
• kegagalan struktur adalah serta-merta, dengan memukau, sebabnya ialah kesan beban dinamik, yang nilainya melebihi kekuatan yang ditetapkan dalam dokumentasi reka bentuk.

Daripada kes amalan kehakiman,menggambarkan aplikasi pemeriksaan logam, kita boleh memetik perkara berikut: serpihan logam ditemui di dalam badan yang dibunuh. Adalah perlu untuk menentukan yang mana antara 3 pisau itu adalah sebahagian daripadanya. Analisis spektrum menunjukkan bahawa komposisi serpihan itu bertepatan dengan salah satu pisau. Struktur mikro kepingan logam berbeza daripada semua bilah, tetapi semasa pemeriksaan terbukti bahawa bilah itu diasah pada pengisar elektrik tanpa penyejukan, akibatnya perubahan ini berlaku.

Makmal

Pemeriksaan bebas logam boleh dijalankan oleh makmal dengan akreditasi negeri. Sijil akreditasi mesti menunjukkan dalam bidang mana kebenaran aktiviti diperoleh untuk menjalankan penyelidikan, kaedah ujian dan dokumen kawal selia berdasarkan mana ia dijalankan, serta minit mesyuarat suruhanjaya akreditasi.

Di Wilayah Moscow, perkhidmatan sedemikian disediakan oleh Metall-Expertise, Pusat Kepakaran dan Penilaian Antara Wilayah (ICEA), Persekutuan Pakar Forensik dan organisasi lain.