Ondersoek van metale en legerings: kenmerke, beskrywing en vereistes

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Kundigheid van metale word gebruik in die regspraktyk, in die ondersoek na die oorsake van ongelukke, sowel as om verantwoordelike tegniese besluite te neem in die vervaardiging van verskeie voorwerpe. 'N Kenmerk van metale en legerings is dat hulle die parameters van die vorige toestande wat onder die invloed van eksterne faktore (meganiese ladings, termiese effekte, en ander) ontstaan het, goed "behou". Hierdie eienskap laat jou toe om die voorwaardes te stel wat 'n gebeurtenis voorafgaan en 'n oorsaaklike verband te identifiseer.

Tasks

Alle take van metallurgiese kundigheid kan in 3 groot groepe gekombineer word:

• Klassifikasie - bepaling van behoort aan enige tipe (tipe metaal of legering, graad, omvang; deposito waaruit die materiaal onttrek is; voldoening aan die vereistes van die tekening en ander tegniese dokumentasie).
• Identifikasie individu: bepaling van die geheel in dele (deur tekens van elementêre samestelling en struktuur, spore van verwerking en ander parameters), wat aan 'n gemeenskaplike produksiegroep behoort, vasstellingbron - toerusting of vervaardiger; groep - identifikasie van identiese eienskappe van metale en legerings deur spesifieke kenmerke (kenmerkende onsuiwerhede, kristalstruktuur, meganiese eienskappe, aard van vernietiging, oppervlaktoestand: oksidasie, korrosie, skrape, ens.).
• Diagnosties: vasstelling van die feit van interaksie met 'n metaaldeel, die oorsake en kenmerke van die vernietigingsproses, bepaling van die vervaardigingstegnologie, die tipe toestelle waarop die metaalproduk gemaak is, identifisering van afwykings van die vereistes van die tegniese regulasie.

Objects

Die volgende mikro- en makro-vakke kan dien as voorwerpe van ondersoek van metaalprodukte:

• staalonderdele, spasies, draad en drade, metaalslange, kabels, pype;
• smelting op drade en ander metaalprodukte;
• besonderhede van voertuie en tegnologiese toerusting wat as gevolg van die ongeluk vernietig is;
• messe (fabriek en tuisgemaakte) en ander skerp wapens;
• fragmente of dele van ploftoestelle;
• solders;
• juweliersware, edelmetale en inheemse goud;
• metalliseringspore;
• huishoudelike items.

Step

Ondersoek van metale en legerings word volgens die volgende skema vir die bepaling van eienskappe uitgevoer:

• materiële aard (digtheid, ferromagnetisme, kleur, hardheid, metaalglans, elektriese geleidingsvermoë, interaksie met sure);
• geometriese enontwerpkenmerke (grootte, vorm, teenwoordigheid van metaal- en nie-metaalbedekkings);
• produksietegnologie en -toerusting;
• bedryfstoestande (slytasie, korrosie, ens.);
• vernietigingskenmerke (smelting, vervorming, skok of statiese ladings, erosie, kombinasie van verskeie faktore);
• klassifikasietipe en -omvang;
• mikrostruktuur;
• fisiese en meganiese eienskappe, chemiese samestelling.

Afhangende van watter vrae voor die eksamen gestel word, hang die konstruksie van die eksamenmetodologie af. Aangesien sommige metodes van studie die vernietiging van die voorwerp wat bestudeer word vereis, is dit nodig om die doel van die studie duidelik vas te stel.

Metal Forensics

Forensiese ondersoeke word uitgevoer om die volgende mees algemene kwessies aan te spreek:

• bepaling van die handelsmerk metaal waarvan die misdaadwapen gemaak is;
• identifisering van die tipe goud - inheems of industrieel;
• teenwoordigheid van metaaldeeltjies op 'n ander voorwerp;
• bepaling van die egtheid van 'n muntstuk of medalje, sowel as hul ouderdom;
• bespeuring van die tipe en duur van blootstelling aan die metaal;
• redes vir die vernietiging van 'n metaaldeel of samestelling (om 'n gevolgtrekking te maak in geval van noodgevalle, brande);
• bepaling van die identiteit van die onderdeel en die hoofmetaaldeel/-struktuur, asook die metode waardeur hulle geskei is en ander.

Optiese en skandeermikroskopie

Mikroskopiese ondersoek van oppervlaktes word gedoen in die aanvanklike stadium van metallurgiese kundigheid. Ondersoek van metale en legerings onthul die kenmerke wat gevorm word in die proses van vervaardiging en werking van onderdele en samestellings. Om hierdie werk uit te voer, word skandeer- en transmissie-elektronmikroskope gebruik.

Een van die tipes sulke ondersoeke is fraktografie - 'n mikroskopiese studie van fraktuuroppervlaktes om oorsaak-en-gevolg-verwantskappe tussen tekens van skade en eksterne of interne faktore wat die vernietiging veroorsaak het, vas te stel.

Navorsing oor chemiese samestelling

Die mees algemene metode om die chemiese samestelling van metale en legerings te bestudeer, is emissiespektrale analise (ESA), wat gebaseer is op die kenmerke van die emissiespektrum van atome van materie in die optiese reeks van elektromagnetiese golwe. Ligemissie word opgewek deur 'n vonkontlading tussen die bestudeerde metaalvoorwerp en die hulpelektrode.

Hierdie metode laat jou toe om 'n chemiese element te bepaal in die teenwoordigheid van sy kleinste hoeveelheid (tot 10-4%), wat gebruik word in die ontleding van spoorhoeveelhede op beide metaal- en nie-metaal kontakmateriaal. Hierdie tegniek word ook gebruik in die ondersoek na die kwaliteit van die metaal om mikro-onsuiwerhede te identifiseer wat nie deur die tegniese spesifikasies vir die vervaardiging van hierdie voorwerp gereguleer word nie.

Nie-vernietigende en klassieke navorsingsmetodes

As navorsing gedoen moet wordnie-vernietigende metode, dan word dit gedoen met behulp van X-straal-fluoressensie-analise. Hierdie tegnologie behels blootstelling van die materiaal aan X-strale, wat fluoresserende bestraling in die oppervlaklaag veroorsaak. Elke atoomgetal van die periodieke stelsel van chemiese elemente het sy eie golflengte. Hierdie tegniek help om beide kwalitatiewe en kwantitatiewe samestelling te bepaal.

Ondersoek van metale kan op klassieke maniere uitgevoer word. Hulle neem langer en vereis 'n aansienlike hoeveelheid monsterneming. Hierdie metodes sluit in:

• kwalitatiewe chemiese reaksies;
• kolorimetriese analise;
• polarography;
• geleidingsmetrie (meting van elektriese geleidingsvermoë van oplossings) en ander.

Mikrostruktuurnavorsing

Strukturele metallografie word gebruik om die aard en aantal fases te bepaal in die ondersoek van nie-ysterhoudende metale, staal, gietyster en ander metale. Die studie word uitgevoer deur die metode van poeier x-straaldiffraksie. Die monster word tot poeier gemaal, 'n monochromatiese X-straalstraal word daarop gerig, en 'n beeld word verkry in die vorm van ringe op 'n fotografiese film wat om die voorwerp wat bestudeer word, gerol word. Die teenwoordigheid van 'n sekere tekstuur word geopenbaar deur die verandering in die intensiteit van die lyne.

Spesiale X-straaldiffraktometers word gebruik om poeier X-straalpatrone te bestudeer. Hulle kan ook gebruik word om inligting oor die kristalstruktuur van die metaal te verkry. BYin praktiese terme word dit gebruik om die tipe hittebehandeling te bepaal.

Bepaling van die fasesamestelling is nodig om die algemene parameters van die dele van die voorwerp wat bestudeer word, te identifiseer. So 'n studie stel jou byvoorbeeld in staat om inligting te kry oor wat primêr was - 'n kortsluiting of 'n brand (koperkontakte), of 'n lamp met 'n wolfraamfilament gebrand het ten tyde van sy vernietiging, en ander kwessies op te los.

Om dun films van oksiede, karbiede, chloriede, sulfiede en ander soute op die oppervlak van metaalprodukte op te spoor, word 'n elektrondiffraksiemetode gebruik. Dit is gebaseer op die diffraksie van 'n stroom bewegende elektrone, waarvan die golflengte korter is as dié van X-strale. Die ontleding van metale en legerings word uitgevoer in vakuum elektrondiffraksiemasjiene, wat ook elektronoptiese skadubeelde kan produseer.

Meganiese eienskappe

Om die fisiese en meganiese eienskappe van metale en legerings te bepaal, word die volgende toetsmetodes gebruik:

• vir spanning/kompressie (bepaling van treksterkte, elastisiteit, vloei en ander eienskappe);
• buig;
• vir hardheid en mikrohardheid;
• verhitting om die temperatuur van fasetransformasies, termiese geleidingsvermoë en lineêre uitsetting te vind.

Sulke metodes word gewoonlik in kombinasie gebruik wanneer die oorsake van ongelukke en die vernietiging van metaalonderdele en samestellings ondersoek word.

Deskundige mening

Na die ondersoek van metale, maak die spesialis 'n gevolgtrekking wat die volgende inligting bevat:

• algemene data (titel van die navorsingsvraestel, begin- en einddatum, plek van eksamen, gronde vir die uitvoering daarvan, inligting oor die deskundige, vrae gevra);
• metodes wat gebruik is en algemene wetenskaplike patrone op grond waarvan die werk gedoen is;
• normatiewe dokumente en ander bronne;
• data verkry tydens die bestudering van die voorwerp;
• gevolgtrekkings (of redes waarom 'n definitiewe antwoord nie gegee kan word nie).

Voorbeelde

Voorbeelde van deskundige mening sluit die volgende in:

• vernietiging van die onderdeel het plaasgevind as gevolg van die werking van 'n statiese buiglas wat gelyktydig optree;
• die mislukking van die samestelling was twee-stadium: na 'n enkele dinamiese las het 'n kraak gevorm, wat met 80% toegeneem het as gevolg van vermoeiingsspanning; die voorwerp word in dele verdeel onder die werking van 'n statiese trekbelasting langs die area wat deur hierdie kraak verswak is;
• die vernietiging van die vaartuig het langs die sweislas plaasgevind, wat verswak is deur 'n defek wat tydens sweiswerk verkry is (gebrek aan penetrasie van die wortel van die naat), ten tyde van die aanvang van die werking, het die voorwerp nie meer die nodige krag;
• die mislukking van die struktuur was oombliklik, deur klinknagel, die rede is die impak van 'n dinamiese las, waarvan die waarde die sterkte oorskry wat in die ontwerpdokumentasie neergelê is.

Uit gevalle van geregtelike praktyk,ter illustrasie van die toepassing van die ondersoek van metale, kan ons die volgende aanhaal: 'n metaalfragment is in die liggaam van die vermoorde gevind. Dit was nodig om vas te stel van watter van die 3 messe dit deel is. Spektralanalise het getoon dat die samestelling van die fragment met dié van een van die messe saamgeval het. Die mikrostruktuur van die stuk metaal het verskil van al die lemme, maar tydens die ondersoek is bewys dat die lem sonder afkoeling op 'n elektriese slypmasjien geslyp is, as gevolg waarvan hierdie veranderinge plaasgevind het.

Laboratories

'n Onafhanklike ondersoek van die metaal kan deur laboratoriums met staatsakkreditasie uitgevoer word. Die akkreditasiesertifikaat moet aandui in watter aktiwiteitsveld toestemming verkry is om navorsing te doen, toetsmetodes en regulatoriese dokumente op grond waarvan dit uitgevoer word, asook die notule van die vergadering van die akkreditasiekommissie.

In die Moskou-streek word sulke dienste verskaf deur Metall-Expertise, die Interstreeksentrum vir Kundigheid en Evaluering (ICEA), die Federasie van Forensiese Deskundiges en ander organisasies.