Metalų ir lydinių tyrimas: savybės, aprašymas ir reikalavimai

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Metalų ekspertizė naudojama teismų praktikoje, tiriant avarijų priežastis, taip pat priimant atsakingus techninius sprendimus gaminant įvairius objektus. Metalų ir lydinių ypatybė yra ta, kad jie gerai „išlaiko“ankstesnių būsenų parametrus, atsiradusius veikiant išoriniams veiksniams (mechaninėms apkrovoms, terminiams poveikiams ir kt.). Ši savybė leidžia nustatyti sąlygas, kurios yra prieš įvykį, ir nustatyti priežastinį ryšį.

Užduotys

Visas metalurgijos ekspertizės užduotis galima sujungti į 3 dideles grupes:

• Klasifikacija – priklausomybės bet kokiai rūšiai nustatymas (metalo ar lydinio tipas, markė, apimtis; telkinys, iš kurio buvo išgauta medžiaga; atitiktis brėžinio ir kitos techninės dokumentacijos reikalavimams).
• Identifikuojamas asmuo: visumos nustatymas dalimis (pagal elementinės sudėties ir sandaros požymius, perdirbimo pėdsakus ir kitus parametrus), priklausančių bendrai gamybos partijai, nustatymas,š altinis – įranga arba gamintojas; grupė – identiškų metalų ir lydinių savybių identifikavimas pagal konkrečias savybes (būdingos priemaišos, kristalų struktūra, mechaninės savybės, sunaikinimo pobūdis, paviršiaus būklė: oksidacija, korozija, įbrėžimai ir kt.).
• Diagnostika: sąveikos su metaline dalimi fakto, naikinimo proceso priežasčių ir ypatybių nustatymas, gamybos technologijos, prietaisų, ant kurių buvo pagamintas metalo gaminys, tipo nustatymas, nukrypimų nuo metalo gaminio reikalavimų nustatymas. techninis reglamentas.

Objektai

Šie mikro ir makro dalykai gali būti naudojami kaip metalo gaminių tyrimo objektai:

• plieninės dalys, ruošiniai, viela ir laidai, metalinės žarnos, kabeliai, vamzdžiai;
• lydymas ant laidų ir kitų metalo gaminių;
• dėl avarijos sunaikintų transporto priemonių ir technologinės įrangos detalės;
• peiliai (gamykliniai ir naminiai) ir kiti briaunoti ginklai;
• sprogstamųjų įtaisų fragmentai ar dalys;
• litavimo elementai;
• juvelyriniai dirbiniai, taurieji metalai ir vietinis auksas;
• metalizacijos pėdsakai;
• namų apyvokos daiktai.

Žingsniai

Metalų ir lydinių tyrimas atliekamas pagal šią charakteristikų nustatymo schemą:

• medžiagos prigimtis (tankis, feromagnetizmas, spalva, kietumas, metalo blizgesys, elektrinis laidumas, sąveika su rūgštimis);
• geometriniai irdizaino ypatybės (dydis, forma, metalinių ir nemetalinių dangų buvimas);
• gamybos technologija ir įranga;
• eksploatavimo sąlygos (dėvėjimasis, korozija ir kt.);
• sunaikinimo savybės (lydymas, deformacija, smūginės arba statinės apkrovos, erozija, kelių veiksnių derinys);
• klasifikacijos tipas ir apimtis;
• mikrostruktūra;
• fizinės ir mechaninės savybės, cheminė sudėtis.

Priklausomai nuo to, kokie klausimai pateikiami prieš egzaminą, priklauso egzamino metodikos konstrukcija. Kadangi kai kurie tyrimo metodai reikalauja sunaikinti tiriamą objektą, būtina aiškiai nustatyti tyrimo tikslą.

Metalo kriminalistika

Teismo medicinos ekspertizės atliekamos siekiant išspręsti šias dažniausiai pasitaikančias problemas:

• metalo, iš kurio buvo pagamintas nusikalstamas ginklas, prekės ženklo nustatymas;
• aukso rūšies nustatymas – vietinis ar pramoninis;
• metalo dalelių buvimas ant kito objekto;
• nustatyti monetos ar medalio autentiškumą, taip pat jų amžių;
• metalo poveikio tipo ir trukmės nustatymas;
• metalinės dalies ar mazgo sunaikinimo priežastys (padaryti išvadą avarinių situacijų, gaisrų atveju);
• detalės ir pagrindinės metalinės dalies / konstrukcijos tapatumo nustatymas, taip pat jų atskyrimo būdas ir kiti.

Optinė ir skenuojanti mikroskopija

Mikroskopinis paviršių tyrimas atliekamas pradiniame metalurgijos ekspertizės etape. Tiriant metalus ir lydinius atskleidžiamos detalės ir mazgų gamybos ir eksploatacijos procese susiformavusios ypatybės. Šiam darbui atlikti naudojami skenuojantys ir perdavimo elektroniniai mikroskopai.

Viena iš tokio tyrimo rūšių yra frakografija – mikroskopinis lūžių paviršių tyrimas, siekiant nustatyti priežastinį ryšį tarp pažeidimo požymių ir išorinių ar vidinių veiksnių, sukėlusių sunaikinimą.

Cheminės sudėties tyrimai

Dažniausiai paplitęs metalų ir lydinių cheminės sudėties tyrimo metodas yra emisijos spektrinė analizė (ESA), kuri pagrįsta medžiagos atomų emisijos spektro ypatumais elektromagnetinių bangų optiniame diapazone. Šviesos spinduliavimą sužadina kibirkštinis išlydis tarp tiriamo metalinio objekto ir pagalbinio elektrodo.

Šis metodas leidžia nustatyti cheminį elementą esant mažiausiam jo kiekiui (iki 10-4%), kuris naudojamas analizuojant pėdsakus tiek metalinės, tiek nemetalinės kontaktinės medžiagos. Šis metodas taip pat naudojamas tiriant metalo kokybę, siekiant nustatyti mikropriemaišas, kurių nereglamentuoja šio objekto gamybos techninės specifikacijos.

Neardomieji ir klasikiniai tyrimo metodai

Jei reikia atlikti tyrimusneardomuoju metodu, tada tai daroma naudojant rentgeno fluorescencinę analizę. Ši technologija apima medžiagos poveikį rentgeno spinduliams, kurie sukelia fluorescencinę spinduliuotę paviršiniame sluoksnyje. Kiekvienas periodinės cheminių elementų sistemos atominis skaičius turi savo bangos ilgį. Šis metodas padeda nustatyti tiek kokybinę, tiek kiekybinę sudėtį.

Metalų tyrimas gali būti atliekamas klasikiniais būdais. Jie užtrunka ilgiau ir reikalauja daug mėginių ėmimo. Šie metodai apima:

• kokybinės cheminės reakcijos;
• kolorimetrinė analizė;
• polarografija;
• konduktometrija (tirpų elektrinio laidumo matavimas) ir kt.

Mikrostruktūros tyrimai

Struktūrinė metalografija naudojama spalvotųjų metalų, plieno, ketaus ir kitų metalų tyrimo fazių pobūdžiui ir skaičiui nustatyti. Tyrimas atliekamas miltelinės rentgeno difrakcijos metodu. Mėginys sumalamas į miltelius, į jį nukreipiamas monochromatinis rentgeno spindulys ir gaunamas vaizdas žiedų pavidalu ant fotografinės juostos, apvyniotos aplink tiriamą objektą. Tam tikros tekstūros buvimas atskleidžiamas pasikeitus linijų intensyvumui.

Specialūs rentgeno difraktometrai naudojami miltelinių rentgeno spindulių modeliams tirti. Jie taip pat gali būti naudojami norint gauti informaciją apie metalo kristalinę struktūrą. ATPraktiškai tai naudojama terminio apdorojimo tipui nustatyti.

Fazės sudėties nustatymas būtinas, norint nustatyti bendruosius tiriamo objekto dalių parametrus. Pavyzdžiui, toks tyrimas leidžia gauti informacijos apie tai, kas buvo pagrindinis – trumpasis jungimas ar gaisras (variniai kontaktai), ar sunaikinimo metu degė lempa su volframo siūlu, ir išspręsti kitus klausimus.

Norint aptikti plonas oksidų, karbidų, chloridų, sulfidų ir kitų druskų plėveles ant metalo gaminių paviršiaus, naudojamas elektronų difrakcijos metodas. Jis pagrįstas judančių elektronų srauto, kurio bangos ilgis yra trumpesnis nei rentgeno spindulių, difrakcija. Metalų ir lydinių analizė atliekama vakuuminėse elektronų difrakcijos mašinose, kurios taip pat gali sukurti elektroninius-optinius šešėlinius vaizdus.

Mechaninės savybės

Fizikinėms ir mechaninėms metalų ir lydinių savybėms nustatyti naudojami šie bandymo metodai:

• įtempimui / gniuždymui (tempimo stiprio, elastingumo, tekėjimo ir kitų charakteristikų nustatymas);
• lenkimas;
• kietumui ir mikrokietumui;
• šildymas, norint nustatyti fazių virsmų temperatūrą, šilumos laidumą ir tiesinį plėtimąsi.

Tokie metodai dažniausiai naudojami kartu tiriant avarijų priežastis ir metalinių dalių bei mazgų sunaikinimą.

Ekspertų nuomonė

Patyręs metalus specialistas išduoda išvadą, kurioje yra ši informacija:

• bendrieji duomenys (tiriamojo darbo pavadinimas, pradžios ir pabaigos data, ekspertizės vieta, atlikimo pagrindas, informacija apie ekspertą, užduodami klausimai);
• naudoti metodai ir bendrieji moksliniai modeliai, kuriais remiantis buvo atliktas darbas;
• norminiai dokumentai ir kiti š altiniai;
• duomenys gauti tiriant objektą;
• išvados (arba priežastys, kodėl negalima pateikti konkretaus atsakymo).

Pavyzdžiai

Ekspertų nuomonės pavyzdžiai:

• detalės sunaikinimas įvyko dėl vienu metu veikiančios statinės lenkimo apkrovos;
• montavimo gedimas buvo dviejų etapų: po vienos dinaminės apkrovos susidarė įtrūkimas, kuris dėl nuovargio įtempių padidėjo 80 %; objektas yra padalintas į dalis, veikiamas statinės tempimo apkrovos išilgai šio įtrūkimo susilpninto ploto;
• indo sunaikinimas įvyko išilgai suvirinimo siūlės, kurią susilpnino suvirinimo metu gautas defektas (nesiskverbimas į siūlės šaknį), eksploatacijos pradžios metu objektas nebeturėjo reikiamos jėgos;
• konstrukcijos gedimas buvo momentinis, kniedijant, priežastis - dinaminės apkrovos poveikis, kurio vertė viršija projektinėje dokumentacijoje nurodytą stiprumą.

Iš teismų praktikos bylų,iliustruodami metalų tyrimo taikymą, galime pacituoti: nužudytojo kūne rastas metalo fragmentas. Reikėjo nustatyti, kurio iš 3 peilių jis yra. Spektrinė analizė parodė, kad fragmento sudėtis sutapo su vieno iš peilių sudėtimi. Metalo gabalo mikrostruktūra skyrėsi nuo visų peiliukų, tačiau tyrimo metu buvo įrodyta, kad ašmenys buvo pagaląsti elektriniu šlifuokliu be aušinimo, dėl ko ir įvyko šie pokyčiai.

Laboratorijos

Nepriklausomą metalo tyrimą gali atlikti valstybinę akreditaciją turinčios laboratorijos. Akreditavimo pažymoje turi būti nurodyta, kurioje veiklos srityje buvo gautas leidimas atlikti tyrimus, bandymų metodai ir norminiai dokumentai, kurių pagrindu jie atliekami, taip pat akreditavimo komisijos posėdžio protokolas.

Maskvos regione tokias paslaugas teikia Metall-Expertise, Tarpregioninis ekspertizės ir vertinimo centras (ICEA), Teismo medicinos ekspertų federacija ir kitos organizacijos.