Pregled kovin in zlitin: značilnosti, opis in zahteve

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Izveščanje kovin se uporablja v sodni praksi, pri preiskovanju vzrokov nesreč, pa tudi pri sprejemanju odgovornih tehničnih odločitev pri izdelavi različnih predmetov. Značilnost kovin in zlitin je, da dobro "ohranijo" parametre prejšnjih stanj, ki so nastali pod vplivom zunanjih dejavnikov (mehanske obremenitve, toplotni učinki in drugi). Ta lastnost vam omogoča, da nastavite pogoje, ki so pred dogodkom, in ugotovite vzročno zvezo.

Naloge

Vse naloge metalurškega strokovnega znanja je mogoče združiti v 3 velike skupine:

• Razvrstitev - določitev pripadnosti kateri koli vrsti (vrsta kovine ali zlitine, vrsta, obseg; nahajališče, iz katerega je bil material pridobljen; skladnost z zahtevami risbe in druge tehnične dokumentacije).
• Identifikacija posameznika: določitev celote po delih (po znakih elementarne sestave in strukture, sledovih obdelave in drugih parametrih), ki pripadajo skupni proizvodni seriji, ugotavljanjevir - oprema ali proizvajalec; skupina - identifikacija enakih lastnosti kovin in zlitin po posameznih značilnostih (značilne nečistoče, kristalna struktura, mehanske lastnosti, narava uničenja, stanje površine: oksidacija, korozija, praske itd.).
• Diagnostika: ugotavljanje dejstva interakcije s kovinskim delom, vzrokov in značilnosti procesa uničenja, določanje proizvodne tehnologije, vrste naprav, na katerih je bil kovinski izdelek izdelan, ugotavljanje odstopanj od zahtev tehnični predpis.

Predmeti

Naslednji mikro- in makro-subjekti lahko služijo kot predmeti pregleda kovinskih izdelkov:

• jekleni deli, surovci, žice in žice, kovinske cevi, kabli, cevi;
• taljenje na žicah in drugih kovinskih izdelkih;
• podatki o vozilih in tehnološki opremi, uničenih zaradi nesreče;
• noži (tovarniške in domače) in drugo robljeno orožje;
• odlomki ali deli eksplozivnih naprav;
• spajka;
• nakit, plemenite kovine in samorodno zlato;
• sledi metalizacije;
• predmete za gospodinjstvo.

Koraki

Pregled kovin in zlitin se izvaja po naslednji shemi za določanje lastnosti:

• narava materiala (gostota, feromagnetizem, barva, trdota, kovinski lesk, električna prevodnost, interakcija s kislinami);
• geometrijsko inkonstrukcijske značilnosti (velikost, oblika, prisotnost kovinskih in nekovinskih premazov);
• proizvodna tehnologija in oprema;
• delovni pogoji (obraba, korozija itd.);
• funkcije (taljenje, deformacije, udarne ali statične obremenitve, erozija, kombinacija več dejavnikov);
• vrsta in obseg razvrstitve;
• mikrostruktura;
• fizikalne in mehanske lastnosti, kemična sestava.

Odvisno od tega, katera vprašanja so postavljena pred izpitom, je konstrukcija izpitne metodologije odvisna. Ker nekatere metode študija zahtevajo uničenje preučevanega predmeta, je treba jasno določiti namen študije.

Metal Forenzika

Forenzični pregledi se izvajajo za reševanje naslednjih najpogostejših težav:

• določanje znamke kovine, iz katere je bilo izdelano orožje;
• prepoznavanje vrste zlata - domačega ali industrijskega;
• prisotnost kovinskih delcev na drugem predmetu;
• določanje pristnosti kovanca ali medalje, pa tudi njihove starosti;
• odkrivanje vrste in trajanja izpostavljenosti kovini;
• razlogi za uničenje kovinskega dela ali sklopa (za pripravo sklepa v primeru izrednih razmer, požarov);
• določanje identitete dela in glavnega kovinskega dela/strukture, pa tudi metode, po kateri so bili ločeni in drugo.

Optična in skenirna mikroskopija

Mikroskopski pregled površin se opravi v začetni fazi metalurške ekspertize. Pregled kovin in zlitin razkriva značilnosti, ki so nastale v procesu izdelave in delovanja delov in sklopov. Za izvedbo tega dela se uporabljajo skenilni in transmisijski elektronski mikroskopi.

Ena od vrst tovrstnih preiskav je fraktografija - mikroskopska študija lomnih površin za ugotavljanje vzročno-posledičnih razmerij med znaki poškodb in zunanjimi ali notranjimi dejavniki, ki so povzročili uničenje.

raziskave kemične sestave

Najpogostejša metoda za preučevanje kemične sestave kovin in zlitin je emisijska spektralna analiza (ESA), ki temelji na značilnostih emisijskega spektra atomov snovi v optičnem območju elektromagnetnih valov. Svetlobno oddajanje vzbudi iskra med preučevanim kovinskim predmetom in pomožno elektrodo.

Ta metoda vam omogoča, da določite kemični element v prisotnosti njegove najmanjše količine (do 10-4%), ki se uporablja pri analizi sledovih na tako kovinski kot nekovinski kontaktni material. Ta tehnika se uporablja tudi pri pregledu kakovosti kovine za identifikacijo mikronečistoč, ki niso urejene s tehničnimi specifikacijami za izdelavo tega predmeta.

Nedestruktivne in klasične raziskovalne metode

Če je treba opraviti raziskavonedestruktivno metodo, potem se opravi z rentgensko fluorescenčno analizo. Ta tehnologija vključuje izpostavljenost materiala rentgenskim žarkom, ki povzročajo fluorescenčno sevanje v površinski plasti. Vsaka atomska številka periodnega sistema kemičnih elementov ima svojo valovno dolžino. Ta tehnika pomaga določiti tako kvalitativno kot kvantitativno sestavo.

Pregled kovin se lahko izvaja na klasične načine. Trajajo dlje in zahtevajo veliko količino vzorčenja. Te metode vključujejo:

• kvalitativne kemične reakcije;
• kolorimetrična analiza;
• polarografija;
• konduktometrija (merjenje električne prevodnosti raztopin) in drugo.

raziskave mikrostrukture

Strukturna metalografija se uporablja za določanje narave in števila faz pri preiskavi barvnih kovin, jekla, litega železa in drugih kovin. Študija se izvaja z metodo praškovne rentgenske difrakcije. Vzorec zmeljejo v prah, vanj usmerimo monokromatski žarek rentgenskih žarkov in dobimo sliko v obliki obročev na fotografskem filmu, navitem okoli preučevanega predmeta. Prisotnost določene teksture se razkrije s spremembo intenzivnosti črt.

Za preučevanje praškastih rentgenskih vzorcev se uporabljajo posebni rentgenski difraktometri. Uporabljajo se lahko tudi za pridobivanje informacij o kristalni strukturi kovine. ATv praksi se to uporablja za določitev vrste toplotne obdelave.

Določanje fazne sestave je potrebno za identifikacijo splošnih parametrov delov preučevanega predmeta. Takšna študija vam na primer omogoča, da dobite informacije o tem, kaj je bilo primarno - kratek stik ali požar (bakreni kontakti), ali je žarnica z volframovo žarilno nitko zgorela v času uničenja, in rešite druga vprašanja.

Za odkrivanje tankih filmov oksidov, karbidov, kloridov, sulfidov in drugih soli na površini kovinskih izdelkov se uporablja metoda elektronske difrakcije. Temelji na difrakciji toka premikajočih se elektronov, katerih valovna dolžina je krajša od valovne dolžine rentgenskih žarkov. Analiza kovin in zlitin se izvaja v vakuumskih napravah za elektronsko difrakcijo, ki lahko izdelajo tudi elektronsko-optične senčne slike.

Mehanske lastnosti

Za določitev fizikalnih in mehanskih lastnosti kovin in zlitin se uporabljajo naslednje preskusne metode:

• za napetost/stiskanje (določanje natezne trdnosti, elastičnosti, pretoka in drugih značilnosti);
• upogibanje;
• za trdoto in mikrotrdoto;
• ogrevanje za iskanje temperature faznih transformacij, toplotne prevodnosti in linearne ekspanzije.

Takšne metode se običajno uporabljajo v kombinaciji pri preiskovanju vzrokov nesreč in uničenja kovinskih delov in sklopov.

Mnenje strokovnjakov

Po pregledu kovin specialist izda zaključek, ki vsebuje naslednje podatke:

• splošni podatki (naslov raziskovalne naloge, datum začetka in konca, kraj izpita, razlogi za izvedbo, podatki o izvedencu, zastavljena vprašanja);
• uporabljene metode in splošni znanstveni vzorci, na podlagi katerih je bilo delo opravljeno;
• normativni dokumenti in drugi viri;
• podatki, pridobljeni med študijem predmeta;
• zaključki (ali razlogi, zakaj ni mogoče dati dokončnega odgovora).

Primeri

Primeri strokovnih mnenj vključujejo naslednje:

• uničenje dela je prišlo zaradi delovanja statične upogibne obremenitve, ki deluje hkrati;
• odpoved sklopa je bila dvostopenjska: po eni sami dinamični obremenitvi je nastala razpoka, ki se je zaradi utrujenih napetosti povečala za 80 %; predmet se pod vplivom statične natezne obremenitve razdeli na dele vzdolž območja, ki ga ta razpoka oslabi;
• uničenje posode je prišlo ob zvaru, ki je bil oslabljen zaradi napake, ki je nastala med varjenjem (pomanjkanje prodiranja korena šiva), v času začetka delovanja predmet ni več imel potrebna moč;
• odpoved konstrukcije je bila trenutna, s kovičenjem, razlog je vpliv dinamične obremenitve, katere vrednost presega trdnost, določeno v projektni dokumentaciji.

Iz primerov sodne prakse,za ponazoritev uporabe preiskave kovin lahko navedemo naslednje: v telesu umorjenega so našli kovinski drobec. Treba je bilo ugotoviti, katerega od treh nožev je del. Spektralna analiza je pokazala, da sestava fragmenta sovpada s sestavo enega od nožev. Mikrostruktura kosa kovine se je razlikovala od vseh rezil, vendar je bilo med pregledom dokazano, da je bilo rezilo nabrušeno na električnem brusilniku brez hlajenja, zaradi česar je prišlo do teh sprememb.

Laboratoriji

Neodvisni pregled kovine lahko opravijo laboratoriji z državno akreditacijo. V akreditacijskem potrdilu mora biti navedeno, na katerem področju dejavnosti je bilo pridobljeno dovoljenje za izvajanje raziskav, preskusnih metod in regulativnih dokumentov, na podlagi katerih se izvajajo, ter zapisnik seje akreditacijske komisije.

V moskovski regiji takšne storitve zagotavljajo Metall-Expertise, Medregionalni center za strokovnost in ocenjevanje (ICEA), Zveza forenzičnih strokovnjakov in druge organizacije.