فحص المعادن والسبائك: الميزات والوصف والمتطلبات

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

تُستخدم خبرة المعادن في الممارسة القضائية ، في التحقيق في أسباب الحوادث ، وكذلك لاتخاذ قرارات فنية مسؤولة في تصنيع أشياء مختلفة. من سمات المعادن والسبائك أنها "تحتفظ" جيدًا بمعايير الحالات السابقة التي نشأت تحت تأثير العوامل الخارجية (الأحمال الميكانيكية والتأثيرات الحرارية وغيرها). تسمح لك هذه الخاصية بتعيين الشروط التي تسبق الحدث وتحديد العلاقة السببية.

المهام

يمكن دمج جميع مهام الخبرة المعدنية في 3 مجموعات كبيرة:

• التصنيف - تحديد الانتماء إلى أي نوع (نوع المعدن أو السبائك ، الدرجة ، النطاق ، الإيداع الذي تم استخراج المادة منه ، الامتثال لمتطلبات الرسم والوثائق الفنية الأخرى).
• تحديد الفرد: تحديد الكل في الأجزاء (بعلامات تكوين العناصر وهيكلها ، وآثار المعالجة والمعلمات الأخرى) ، والانتماء إلى دفعة إنتاج مشتركة ، وإنشاءالمصدر - المعدات أو الشركة المصنعة ؛ المجموعة - تحديد الخصائص المتطابقة للمعادن والسبائك من خلال سمات معينة (الشوائب المميزة ، التركيب البلوري ، الخواص الميكانيكية ، طبيعة التدمير ، حالة السطح: الأكسدة ، التآكل ، الخدوش ، إلخ).
• التشخيص: تحديد حقيقة التفاعل مع جزء معدني ، أسباب وخصائص عملية التدمير ، تحديد تقنية التصنيع ، نوع الأجهزة التي صنع عليها المنتج المعدني ، تحديد الانحرافات عن متطلبات اللائحة الفنية

أشياء

يمكن أن تكون الموضوعات الدقيقة والكليّة التالية بمثابة عناصر لفحص المنتجات المعدنية:

• أجزاء فولاذية ، فراغات ، أسلاك وأسلاك ، خراطيم معدنية ، كابلات ، أنابيب ؛
• الانصهار على الأسلاك والمنتجات المعدنية الأخرى ؛
• تفاصيل المركبات والمعدات التكنولوجية التي دمرت نتيجة الحادث ؛
• سكاكين (مصنع ومن صنع منزلي) وأسلحة حواف أخرى ؛
• شظايا أو أجزاء من عبوات ناسفة ؛
• جنود ؛
• مجوهرات ومعادن ثمينة وذهب أصلي ؛
• آثار للمعادن ؛
• أدوات منزلية.

خطوات

يتم فحص المعادن والسبائك وفقًا للمخطط التالي لتحديد الخصائص:

• الطبيعة المادية (الكثافة ، المغناطيسية الحديدية ، اللون ، الصلابة ، اللمعان المعدني ، التوصيل الكهربائي ، التفاعل مع الأحماض) ؛
• هندسية وميزات التصميم (الحجم والشكل ووجود الطلاءات المعدنية وغير المعدنية) ؛
• تكنولوجيا ومعدات الإنتاج ؛
• ظروف التشغيل (تآكل ، تآكل ، وما إلى ذلك) ؛
• ميزات التدمير (ذوبان ، تشوه ، صدمة أو أحمال ثابتة ، تآكل ، مزيج من عدة عوامل) ؛
• نوع التصنيف والنطاق ؛
• بنية مجهرية ؛
• الخصائص الفيزيائية والميكانيكية ، التركيب الكيميائي.

اعتمادًا على الأسئلة التي يتم طرحها قبل الامتحان ، يعتمد بناء منهجية الاختبار. نظرًا لأن بعض طرق الدراسة تتطلب إتلاف الكائن قيد الدراسة ، فمن الضروري تحديد الغرض من الدراسة بوضوح.

الطب الشرعي المعدني

تُجرى فحوصات الطب الشرعي لمعالجة المشكلات التالية الأكثر شيوعًا:

• تحديد ماركة المعدن الذي صنع منه سلاح الجريمة
• تحديد نوع الذهب - محلي أو صناعي ؛
• وجود جزيئات معدنية على جسم آخر ؛
• تحديد أصالة العملة المعدنية أو الميدالية ، وكذلك العمر ؛
• الكشف عن نوع ومدة التعرض للمعدن ؛
• أسباب تدمير الجزء المعدني أو التجميع (لوضع استنتاج في حالة الطوارئ والحرائق) ؛
• تحديد هوية الجزء والجزء المعدني الرئيسي / الهيكل وطريقة فصلهما وغيرها.

الفحص المجهري البصري والمسح الضوئي

يتم إجراء الفحص المجهري للأسطح في المرحلة الأولى من الخبرة المعدنية. يكشف فحص المعادن والسبائك عن السمات التي تشكلت في عملية تصنيع وتشغيل الأجزاء والتجمعات. لتنفيذ هذا العمل ، يتم استخدام مجاهر المسح الإلكتروني وإرسالها.

أحد أنواع هذا الفحص هو تصوير الكسور - دراسة مجهرية لأسطح الكسر لإنشاء علاقات السبب والنتيجة بين علامات التلف والعوامل الخارجية أو الداخلية التي تسببت في التدمير.

أبحاث التركيب الكيميائي

الطريقة الأكثر شيوعًا لدراسة التركيب الكيميائي للمعادن والسبائك هو التحليل الطيفي للانبعاثات (ESA) ، والذي يعتمد على ميزات طيف انبعاث ذرات المادة في النطاق البصري للموجات الكهرومغناطيسية. يتم تحفيز انبعاث الضوء من خلال تفريغ شرارة بين الجسم المعدني المدروس والقطب الكهربائي الإضافي.

تتيح لك هذه الطريقة تحديد عنصر كيميائي في وجود أصغر كمية له (حتى 10-4 ٪) ، والتي تستخدم في تحليل كميات التتبع على كل من المواد المعدنية وغير المعدنية. تستخدم هذه التقنية أيضًا في فحص جودة المعدن لتحديد الشوائب الدقيقة التي لا تنظمها المواصفات الفنية لتصنيع هذا الكائن.

طرق البحث الكلاسيكية وغير المدمرة

إذا كان البحث بحاجة إلى القيام بهطريقة غير مدمرة ، ثم يتم ذلك باستخدام تحليل مضان الأشعة السينية. تتضمن هذه التقنية تعريض المادة للأشعة السينية ، والتي تسبب إشعاع الفلورسنت في الطبقة السطحية. كل عدد ذري من النظام الدوري للعناصر الكيميائية له طول موجي خاص به. تساعد هذه التقنية في تحديد التركيب النوعي والكمي.

يمكن إجراء فحص المعادن بالطرق الكلاسيكية. تستغرق وقتًا أطول وتتطلب قدرًا كبيرًا من أخذ العينات. هذه الطرق تشمل:

• تفاعلات كيميائية نوعية ؛
• التحليل اللوني ؛
• الاستقطاب ؛
• قياس التوصيل (قياس التوصيل الكهربائي للحلول) وغيرها.

أبحاث البنية المجهرية

يستخدم علم المعادن الإنشائية لتحديد طبيعة وعدد المراحل في فحص المعادن غير الحديدية والصلب والحديد الزهر والمعادن الأخرى. أجريت الدراسة بطريقة حيود مسحوق الأشعة السينية. يتم طحن العينة إلى مسحوق ، ويتم توجيه حزمة أشعة سينية أحادية اللون إليها ، ويتم الحصول على صورة في شكل حلقات على فيلم فوتوغرافي يتم لفه حول الكائن قيد الدراسة. يتم الكشف عن وجود نسيج معين من خلال التغيير في شدة الخطوط.

تُستخدم مقاييس حيود الأشعة السينية الخاصة لدراسة أنماط المسحوق بالأشعة السينية. يمكن استخدامها أيضًا للحصول على معلومات حول التركيب البلوري للمعدن. فيمن الناحية العملية ، يتم استخدام هذا لتحديد نوع المعالجة الحرارية.

تحديد تكوين المرحلة ضروري لتحديد المعلمات العامة لأجزاء الكائن قيد الدراسة. تسمح لك هذه الدراسة ، على سبيل المثال ، بالحصول على معلومات حول ما كان أساسيًا - ماس كهربائى أو حريق (ملامسات نحاسية) ، سواء كان مصباحًا به خيوط من التنجستن محترق في وقت تدميره ، وحل المشكلات الأخرى.

للكشف عن الأغشية الرقيقة من الأكاسيد والكربيدات والكلوريدات والكبريتيدات والأملاح الأخرى على سطح المنتجات المعدنية ، يتم استخدام طريقة حيود الإلكترون. يعتمد على حيود تيار من الإلكترونات المتحركة ، يكون طولها الموجي أقصر من طول الأشعة السينية. يتم إجراء تحليل المعادن والسبائك في آلات حيود الإلكترون الفراغي ، والتي يمكن أن تنتج أيضًا صور ظل إلكترونيًا بصريًا.

الخصائص الميكانيكية

لتحديد الخواص الفيزيائية والميكانيكية للمعادن والسبائك ، يتم استخدام طرق الاختبار التالية:

• للتوتر / الضغط (تحديد قوة الشد والمرونة والتدفق وغيرها من الخصائص) ؛
• الانحناء ؛
• للصلابة والصلابة الدقيقة ؛
• تسخين لإيجاد درجة حرارة تحولات الطور والتوصيل الحراري والتمدد الخطي.

عادة ما تستخدم هذه الأساليب مجتمعة عند التحقيق في أسباب الحوادث وتدمير الأجزاء المعدنية والتجمعات.

رأي الخبراء

بعد فحص المعادن يصدر المختص استنتاجا يحتوي على المعلومات التالية:

• بيانات عامة (عنوان البحث ، تاريخ البدء والانتهاء ، مكان الفحص ، أسباب تنفيذه ، معلومات عن الخبير ، الأسئلة المطروحة) ؛
• الأساليب المستخدمة والأنماط العلمية العامة التي تم على أساسها العمل ؛
• وثائق معيارية ومصادر أخرى ؛
• البيانات التي تم الحصول عليها أثناء دراسة الكائن ؛
• استنتاجات (أو أسباب عدم إعطاء إجابة محددة).

أمثلة

من أمثلة آراء الخبراء ما يلي:

• تدمير الجزء حدث نتيجة لعمل حمل ثني ثابت يعمل في وقت واحد ؛
• كان فشل التجميع على مرحلتين: بعد حمل ديناميكي واحد ، تشكل صدع ، زاد بنسبة 80٪ نتيجة إجهاد التعب ؛ ينقسم الجسم إلى أجزاء تحت تأثير حمل الشد الثابت على طول المنطقة التي أضعفها هذا الكراك ؛
• حدث تدمير الوعاء على طول اللحام ، والذي تم إضعافه بسبب عيب تم الحصول عليه أثناء اللحام (عدم اختراق جذر التماس) ، في وقت بدء التشغيل ، لم يعد الجسم موجودًا القوة اللازمة
• كان فشل الهيكل لحظيًا ، عن طريق التثبيت ، والسبب هو تأثير الحمل الديناميكي ، الذي تتجاوز قيمته القوة المنصوص عليها في وثائق التصميم.

من حالات الممارسة القضائية ،في بيان تطبيق فحص المعادن نذكر الآتي: العثور على قطعة معدنية في جسد المقتول. كان من الضروري تحديد أي من السكاكين الثلاثة هي جزء منها. أظهر التحليل الطيفي أن تكوين القطعة يتوافق مع تركيبة إحدى السكاكين. اختلفت البنية المجهرية للقطعة المعدنية عن جميع الشفرات ، ولكن أثناء الفحص ثبت أن الشفرة قد شحذت على مطحنة كهربائية دون تبريد ، ونتيجة لذلك حدثت هذه التغييرات.

مختبرات

يمكن إجراء فحص مستقل للمعادن بواسطة مختبرات معتمدة من الدولة. يجب أن تشير شهادة الاعتماد إلى مجال النشاط الذي تم الحصول فيه على إذن لإجراء البحث وطرق الاختبار والوثائق التنظيمية التي تم على أساسها ، وكذلك محضر اجتماع لجنة الاعتماد.

في منطقة موسكو ، يتم تقديم هذه الخدمات من قبل Metall-Expertise والمركز الأقاليمي للخبرة والتقييم (ICEA) واتحاد خبراء الطب الشرعي ومنظمات أخرى.