בדיקת מתכות וסגסוגות: תכונות, תיאור ודרישות

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

מומחיות של מתכות משמשת בפרקטיקה השיפוטית, בחקירת הגורמים לתאונות, כמו גם לקבלת החלטות טכניות אחראיות בייצור חפצים שונים. תכונה של מתכות וסגסוגות היא שהם "שומרים" היטב על הפרמטרים של המצבים הקודמים שהתעוררו בהשפעת גורמים חיצוניים (עומסים מכניים, השפעות תרמיות ואחרים). מאפיין זה מאפשר לך להגדיר את התנאים הקודמים לאירוע ולזהות קשר סיבתי.

משימות

ניתן לשלב את כל המשימות של מומחיות מתכות ל-3 קבוצות גדולות:

• סיווג - קביעת השתייכות לכל סוג (סוג מתכת או סגסוגת, כיתה, היקף; פיקדון שממנו הופץ החומר; עמידה בדרישות השרטוט ותיעוד טכני אחר).
• זיהוי יחיד: קביעת השלם בחלקים (לפי סימנים של הרכב ומבנה יסודות, עקבות עיבוד ופרמטרים אחרים), השייכים לקבוצת ייצור משותפת, ביסוסמקור - ציוד או יצרן; קבוצה - זיהוי תכונות זהות של מתכות וסגסוגות לפי תכונות מסוימות (זיהומים אופייניים, מבנה גבישי, תכונות מכניות, אופי ההרס, מצב פני השטח: חמצון, קורוזיה, שריטות וכו').
• אבחון: קביעת עובדת האינטראקציה עם חלק מתכת, הגורמים והמאפיינים של תהליך ההשמדה, קביעת טכנולוגיית הייצור, סוג המכשירים שעליהם יוצר מוצר המתכת, זיהוי סטיות מהדרישות של תקנה טכנית.

Objects

נושאי המיקרו והמאקרו הבאים יכולים לשמש אובייקטים לבחינה של מוצרי מתכת:

• חלקי פלדה, חלקים, חוטים וחוטים, צינורות מתכת, כבלים, צינורות;
• התכה על חוטים ומוצרי מתכת אחרים;
• פרטי כלי רכב וציוד טכנולוגי שנהרס כתוצאה מהתאונה;
• סכינים (מפעל ותוצרת בית) וכלי נשק עם קצוות אחרים;
• שברים או חלקים של מטעני חבלה;
• solders;
• תכשיטים, מתכות יקרות וזהב מקומי;
• עקבות מתכת;
• כלי בית.

צעדים

בדיקת מתכות וסגסוגות מתבצעת לפי הסכמה הבאה לקביעת מאפיינים:

• טבע החומר (צפיפות, פרומגנטיות, צבע, קשיות, ברק מתכתי, מוליכות חשמלית, אינטראקציה עם חומצות);
• גיאומטרי ותכונות עיצוב (גודל, צורה, נוכחות של ציפויים מתכתיים ולא מתכתיים);
• טכנולוגיה וציוד ייצור;
• תנאי הפעלה (בלאי, קורוזיה וכו');
• תכונות הרס (התכה, דפורמציה, הלם או עומסים סטטיים, שחיקה, שילוב של מספר גורמים);
• סוג והיקף הסיווג;
• microstructure;
• תכונות פיזיות ומכאניות, הרכב כימי.

בהתאם לשאלות המובאות לפני הבחינה, בניית מתודולוגיית הבחינה תלויה. מכיוון ששיטות לימוד מסוימות דורשות הרס של האובייקט הנחקר, יש צורך לקבוע בבירור את מטרת המחקר.

Metal Forensics

בדיקות משפטיות נערכות כדי לטפל בבעיות הנפוצות הבאות:

• קביעת מותג המתכת שממנו נוצר נשק הפשע;
• זיהוי סוג הזהב - מקומי או תעשייתי;
• נוכחות של חלקיקי מתכת על חפץ אחר;
• קביעת האותנטיות של מטבע או מדליה, כמו גם גילם;
• זיהוי סוג ומשך החשיפה למתכת;
• סיבות להרס של חלק או מכלול מתכת (להסקת מסקנה במקרה חירום, שריפות);
• קביעת זהות החלק וחלק/מבנה המתכת הראשי, כמו גם השיטה שבה הם הופרדו ואחרים.

מיקרוסקופיה אופטית וסריקה

בדיקה מיקרוסקופית של משטחים נעשית בשלב הראשוני של מומחיות מתכות. בחינת מתכות וסגסוגות מגלה את התכונות הנוצרות בתהליך הייצור והתפעול של חלקים ומכלולים. כדי לבצע עבודה זו, נעשה שימוש במיקרוסקופים אלקטרונים לסריקה והעברה.

אחד מסוגי בדיקה כזו הוא פרקטוגרפיה - מחקר מיקרוסקופי של משטחי שבר כדי לבסס קשרי סיבה ותוצאה בין סימני נזק וגורמים חיצוניים או פנימיים שגרמו להרס.

מחקר הרכב כימי

השיטה הנפוצה ביותר לחקר ההרכב הכימי של מתכות וסגסוגות היא ניתוח ספקטרלי פליטה (ESA), המבוסס על תכונות ספקטרום הפליטה של אטומי החומר בטווח האופטי של גלים אלקטרומגנטיים. פליטת האור מתרגשת על ידי פריקת ניצוץ בין חפץ המתכת הנחקר לבין אלקטרודת העזר.

שיטה זו מאפשרת לקבוע יסוד כימי בנוכחות הכמות הקטנה ביותר שלו (עד 10-4%), המשמש בניתוח של כמויות עקבות חומר מגע מתכתי ולא מתכתי. טכניקה זו משמשת גם בבחינת איכות המתכת כדי לזהות זיהומים מיקרו שאינם מוסדרים על ידי המפרט הטכני לייצור חפץ זה.

שיטות מחקר לא הרסניות וקלאסיות

אם צריך לעשות מחקרשיטה לא הרסנית, אז זה נעשה באמצעות ניתוח קרינה רנטגן. טכנולוגיה זו כוללת חשיפה של החומר לקרני רנטגן, הגורמות לקרינה פלואורסצנטית בשכבת פני השטח. לכל מספר אטומי של המערכת המחזורית של יסודות כימיים יש אורך גל משלו. טכניקה זו עוזרת לקבוע את ההרכב האיכותי והכמותי כאחד.

ניתן לבצע בדיקת מתכות בדרכים קלאסיות. הם לוקחים יותר זמן ודורשים כמות משמעותית של דגימה. שיטות אלה כוללות:

• תגובות כימיות איכותיות;
• ניתוח קולורימטרי;
• polarography;
• conductometry (מדידה של מוליכות חשמלית של פתרונות) ואחרים.

מחקר מיקרו-מבנה

מטלוגרפיה מבנית משמשת לקביעת אופי ומספר השלבים בבחינת מתכות לא ברזליות, פלדה, ברזל יצוק ומתכות אחרות. המחקר מתבצע בשיטה של עקיפה של אבקת רנטגן. הדגימה נטחנת לאבקה, מכוונת אליה קרן רנטגן מונוכרומטית ומתקבלת תמונה בצורת טבעות על סרט צילום המגולגל סביב האובייקט הנחקר. נוכחותו של מרקם מסוים מתגלה על ידי השינוי בעוצמת הקווים.

דיפרקטומטרים מיוחדים של קרני רנטגן משמשים ללימוד דפוסי רנטגן של אבקה. ניתן להשתמש בהם גם כדי לקבל מידע על מבנה הגביש של המתכת. בְּמבחינה מעשית, זה משמש לקביעת סוג הטיפול בחום.

קביעת הרכב השלב נחוצה כדי לזהות את הפרמטרים הכלליים של חלקי האובייקט הנבדק. מחקר כזה, למשל, מאפשר לקבל מידע על מה שהיה ראשוני - קצר חשמלי או שריפה (מגעי נחושת), האם נשרפה מנורה עם חוט טונגסטן בזמן השמדתה, ולפתור בעיות אחרות.

כדי לזהות סרטים דקים של תחמוצות, קרבידים, כלורידים, סולפידים ומלחים אחרים על פני השטח של מוצרי מתכת, נעשה שימוש בשיטת עקיפה של אלקטרונים. הוא מבוסס על עקיפה של זרם אלקטרונים נע, שאורך הגל שלו קצר מזה של קרני רנטגן. הניתוח של מתכות וסגסוגות מתבצע במכונות דיפרקציה של אלקטרונים ואקום, שיכולות גם לייצר תמונות צל אלקטרוני אופטיות.

נכסים מכניים

כדי לקבוע את התכונות הפיזיקליות והמכניות של מתכות וסגסוגות, נעשה שימוש בשיטות הבדיקה הבאות:

• עבור מתח/דחיסה (קביעת חוזק מתיחה, גמישות, זרימה ומאפיינים אחרים);
• bending;
• עבור קשיות ומיקרו-קשיות;
• חימום כדי למצוא את הטמפרטורה של טרנספורמציות פאזה, מוליכות תרמית והתפשטות לינארית.

בדרך כלל משתמשים בשיטות כאלה בשילוב בעת חקירת הגורמים לתאונות והרס של חלקי מתכת ומכלולים.

חוות דעת מומחה

לאחר בדיקת המתכות, המומחה מוציא מסקנה המכילה את המידע הבא:

• נתונים כלליים (כותרת עבודת המחקר, תאריך התחלה וסיום, מקום הבדיקה, עילות ביצועה, מידע על המומחה, שאלות שנשאלו);
• שיטות בשימוש ודפוסים מדעיים כלליים שעל בסיסם נעשתה העבודה;
• מסמכים נורמטיביים ומקורות אחרים;
• נתונים שהושגו במהלך לימוד החפץ;
• מסקנות (או סיבות מדוע לא ניתן לתת תשובה נחרצת).

דוגמאות

דוגמאות לחוות דעת מומחה כוללות את הדברים הבאים:

• הרס החלק התרחש כתוצאה מפעולת עומס כיפוף סטטי שפעל בו-זמנית;
• כישלון המכלול היה דו-שלבי: לאחר עומס דינמי בודד נוצר סדק, שגדל ב-80% כתוצאה ממתעי עייפות; האובייקט מחולק לחלקים תחת פעולת עומס מתיחה סטטי לאורך האזור שנחלש על ידי הסדק הזה;
• הרס הכלי התרחש לאורך הריתוך, שנחלש מפגם שהושג במהלך הריתוך (חוסר חדירת שורש התפר), בזמן תחילת הפעולה לא היה עוד לחפץ הכוח הדרוש;
• הכשל של המבנה היה מיידי, על ידי ריתוק, הסיבה היא השפעתו של עומס דינמי, שערכו עולה על החוזק שנקבע בתיעוד התכנון.

מתיקים של פרקטיקה שיפוטית,להמחשת היישום של בדיקת המתכות, ניתן לצטט את הדברים הבאים: בגופת הנרצח נמצא שבר מתכת. היה צורך לקבוע מאיזה מ-3 הסכינים הוא חלק. ניתוח ספקטרלי הראה שהרכב השבר תואם לזה של אחת הסכינים. מבנה המיקרו של פיסת המתכת היה שונה מכל הלהבים, אך במהלך הבדיקה הוכח כי הלהב הושחז במטחנה חשמלית ללא קירור, וכתוצאה מכך התרחשו שינויים אלו.

Laboratories

ניתן לבצע בדיקה עצמאית של המתכת על ידי מעבדות בעלות הסמכה של המדינה. בתעודת ההסמכה יש לציין באיזה תחום פעילות הושג אישור לערוך מחקר, שיטות בדיקה ומסמכים רגולטוריים שעל בסיסם הם מתבצעים וכן פרוטוקול ישיבת ועדת ההסמכה.

באזור מוסקבה, שירותים כאלה מסופקים על ידי Metall-Expertise, המרכז הבין-אזורי למומחיות והערכה (ICEA), הפדרציה של מומחים לזיהוי פלילי וארגונים אחרים.