Pemeriksaan logam dan paduan: fitur, deskripsi, dan persyaratan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Keahlian logam digunakan dalam praktik peradilan, dalam menyelidiki penyebab kecelakaan, serta untuk membuat keputusan teknis yang bertanggung jawab dalam pembuatan berbagai benda. Fitur logam dan paduan adalah bahwa mereka "mempertahankan" dengan baik parameter dari keadaan sebelumnya yang muncul di bawah pengaruh faktor eksternal (beban mekanis, efek termal, dan lainnya). Properti ini memungkinkan Anda untuk mengatur kondisi yang mendahului suatu peristiwa dan mengidentifikasi hubungan sebab akibat.

Tugas

Semua tugas keahlian metalurgi dapat digabungkan menjadi 3 kelompok besar:

• Klasifikasi - penentuan milik jenis apa pun (jenis logam atau paduan, kadar, ruang lingkup; endapan dari mana bahan diekstraksi; kepatuhan dengan persyaratan gambar dan dokumentasi teknis lainnya).
• Identifikasi individu: penentuan keseluruhan bagian (dengan tanda-tanda komposisi dan struktur unsur, jejak pemrosesan dan parameter lainnya), milik batch produksi umum, menetapkansumber - peralatan atau pabrikan; kelompok - identifikasi sifat identik dari logam dan paduan dengan fitur tertentu (karakteristik pengotor, struktur kristal, sifat mekanik, sifat kehancuran, kondisi permukaan: oksidasi, korosi, goresan, dll.).
• Diagnostik: menetapkan fakta interaksi dengan bagian logam, penyebab dan fitur proses penghancuran, menentukan teknologi pembuatan, jenis perangkat di mana produk logam dibuat, mengidentifikasi penyimpangan dari persyaratan regulasi teknis.

Objek

Subjek mikro dan makro berikut dapat dijadikan sebagai objek pemeriksaan produk logam:

• bagian baja, blanko, kawat dan kabel, selang logam, kabel, pipa;
• meleleh pada kabel dan produk logam lainnya;
• detail kendaraan dan peralatan teknologi yang hancur akibat kecelakaan;
• pisau (pabrik dan buatan sendiri) dan senjata bermata lainnya;
• fragmen atau bagian dari alat peledak;
• solder;
• perhiasan, logam mulia, dan emas asli;
• jejak metalisasi;
• barang rumah tangga.

Langkah

Pemeriksaan logam dan paduan dilakukan sesuai dengan skema berikut untuk menentukan karakteristik:

• sifat material (densitas, feromagnetisme, warna, kekerasan, kilau logam, konduktivitas listrik, interaksi dengan asam);
• geometris danfitur desain (ukuran, bentuk, keberadaan lapisan logam dan non-logam);
• teknologi dan peralatan produksi;
• kondisi operasi (keausan, korosi, dll.);
• fitur penghancuran (pelelehan, deformasi, beban kejut atau statis, erosi, kombinasi beberapa faktor);
• jenis dan cakupan klasifikasi;
• struktur mikro;
• sifat fisik dan mekanik, komposisi kimia.

Tergantung pada pertanyaan apa yang diajukan sebelum ujian, konstruksi metodologi ujian tergantung. Karena beberapa metode penelitian memerlukan penghancuran objek yang diteliti, maka perlu ditetapkan dengan jelas tujuan penelitian.

Forensik Logam

Pemeriksaan forensik dilakukan untuk mengatasi masalah paling umum berikut:

• menentukan merek logam dari mana senjata kejahatan itu dibuat;
• mengidentifikasi jenis emas - asli atau industri;
• adanya partikel logam pada objek lain;
• menentukan keaslian koin atau medali, serta usianya;
• deteksi jenis dan durasi paparan logam;
• alasan penghancuran bagian atau rakitan logam (untuk membuat kesimpulan jika terjadi keadaan darurat, kebakaran);
• menentukan identitas bagian dan bagian / struktur logam utama, serta metode pemisahannya dan lain-lain.

Mikroskop optik dan pemindaian

Pemeriksaan mikroskopis permukaan dilakukan pada tahap awal keahlian metalurgi. Pemeriksaan logam dan paduan mengungkapkan fitur yang terbentuk dalam proses pembuatan dan pengoperasian suku cadang dan rakitan. Untuk melakukan pekerjaan ini, mikroskop elektron pemindaian dan transmisi digunakan.

Salah satu jenis pemeriksaan tersebut adalah fraktografi - studi mikroskopis permukaan fraktur untuk menetapkan hubungan sebab-akibat antara tanda-tanda kerusakan dan faktor eksternal atau internal yang menyebabkan kerusakan.

Penelitian komposisi kimia

Metode paling umum untuk mempelajari komposisi kimia logam dan paduan adalah analisis spektral emisi (ESA), yang didasarkan pada fitur spektrum emisi atom materi dalam rentang optik gelombang elektromagnetik. Emisi cahaya dibangkitkan oleh pelepasan percikan antara objek logam yang dipelajari dan elektroda bantu.

Metode ini memungkinkan Anda untuk menentukan unsur kimia dengan adanya jumlah terkecil (hingga 10-4%), yang digunakan dalam analisis jumlah jejak pada bahan kontak logam dan non-logam. Teknik ini juga digunakan dalam pemeriksaan kualitas logam untuk mengidentifikasi microimpurities yang tidak diatur oleh spesifikasi teknis untuk pembuatan benda ini.

Metode penelitian non-destruktif dan klasik

Jika penelitian perlu dilakukanmetode non-destruktif, maka dilakukan analisis fluoresensi sinar-X. Teknologi ini melibatkan pemaparan material terhadap sinar-X, yang menyebabkan radiasi fluoresen di lapisan permukaan. Setiap nomor atom dari sistem periodik unsur kimia memiliki panjang gelombangnya sendiri. Teknik ini membantu menentukan komposisi kualitatif dan kuantitatif.

Pemeriksaan logam dapat dilakukan dengan cara klasik. Mereka membutuhkan waktu lebih lama dan membutuhkan jumlah sampel yang signifikan. Metode ini meliputi:

• reaksi kimia kualitatif;
• analisis kolorimetri;
• polarografi;
• konduktometri (pengukuran konduktivitas listrik larutan) dan lain-lain.

Penelitian struktur mikro

Metalografi struktural digunakan untuk menentukan sifat dan jumlah fase dalam pemeriksaan logam bukan besi, baja, besi tuang, dan logam lainnya. Penelitian dilakukan dengan metode difraksi sinar-x serbuk. Sampel digiling menjadi bubuk, sinar X-ray monokromatik diarahkan padanya, dan gambar diperoleh dalam bentuk cincin pada film fotografi yang digulung di sekitar objek yang diteliti. Kehadiran tekstur tertentu ditunjukkan oleh perubahan intensitas garis.

Difraktometer sinar-X khusus digunakan untuk mempelajari pola sinar-X serbuk. Mereka juga dapat digunakan untuk memperoleh informasi tentang struktur kristal logam. PADAdalam istilah praktis, ini digunakan untuk menentukan jenis perlakuan panas.

Penentuan komposisi fasa diperlukan untuk mengidentifikasi parameter umum dari bagian-bagian objek yang diteliti. Studi semacam itu, misalnya, memungkinkan Anda untuk mendapatkan informasi tentang apa yang utama - korsleting atau kebakaran (kontak tembaga), apakah lampu dengan filamen tungsten terbakar pada saat penghancurannya, dan menyelesaikan masalah lainnya.

Untuk mendeteksi lapisan tipis oksida, karbida, klorida, sulfida, dan garam lainnya pada permukaan produk logam, digunakan metode difraksi elektron. Ini didasarkan pada difraksi aliran elektron yang bergerak, yang panjang gelombangnya lebih pendek daripada sinar-X. Analisis logam dan paduan dilakukan dalam mesin difraksi elektron vakum, yang juga dapat menghasilkan gambar bayangan elektron-optik.

Sifat mekanis

Untuk menentukan sifat fisik dan mekanik logam dan paduan, metode pengujian berikut digunakan:

• untuk tegangan/kompresi (penentuan kekuatan tarik, elastisitas, aliran dan karakteristik lainnya);
• membungkuk;
• untuk kekerasan dan kekerasan mikro;
• pemanasan untuk menemukan suhu transformasi fasa, konduktivitas termal, dan ekspansi linier.

Metode tersebut biasanya digunakan dalam kombinasi saat menyelidiki penyebab kecelakaan dan penghancuran bagian dan rakitan logam.

Pendapat ahli

Setelah pemeriksaan logam, spesialis mengeluarkan kesimpulan yang berisi informasi berikut:

• data umum (judul makalah penelitian, tanggal mulai dan berakhir, tempat ujian, alasan pelaksanaannya, informasi tentang ahli, pertanyaan yang diajukan);
• metode yang digunakan dan pola ilmiah umum yang mendasari pekerjaan itu dilakukan;
• dokumen normatif dan sumber lainnya;
• data yang diperoleh selama mempelajari objek;
• kesimpulan (atau alasan mengapa jawaban yang pasti tidak dapat diberikan).

Contoh

Contoh pendapat ahli antara lain sebagai berikut:

• kehancuran bagian terjadi sebagai akibat dari aksi beban lentur statis yang bekerja secara simultan;
• kegagalan perakitan adalah dua tahap: setelah satu beban dinamis, retakan terbentuk, yang meningkat sebesar 80% sebagai akibat dari tegangan lelah; objek dibagi menjadi beberapa bagian di bawah aksi beban tarik statis di sepanjang area yang dilemahkan oleh retakan ini;
• kehancuran kapal terjadi di sepanjang las, yang dilemahkan oleh cacat yang diperoleh selama pengelasan (kurangnya penetrasi akar jahitan), pada saat dimulainya operasi, objek tidak lagi memiliki kekuatan yang diperlukan;
• kegagalan struktur terjadi seketika, dengan paku keling, alasannya adalah dampak dari beban dinamis, yang nilainya melebihi kekuatan yang ditetapkan dalam dokumentasi desain.

Dari kasus praktik peradilan,menggambarkan penerapan pemeriksaan logam, kita dapat mengutip sebagai berikut: sebuah fragmen logam ditemukan di tubuh orang yang dibunuh. Itu perlu untuk menentukan yang mana dari 3 pisau itu. Analisis spektral menunjukkan bahwa komposisi fragmen bertepatan dengan salah satu pisau. Struktur mikro dari potongan logam berbeda dari semua bilah, tetapi selama pemeriksaan terbukti bahwa bilah diasah pada penggiling listrik tanpa pendinginan, sehingga perubahan ini terjadi.

Laboratorium

Pemeriksaan logam secara independen dapat dilakukan oleh laboratorium dengan akreditasi negara. Sertifikat akreditasi harus menunjukkan di bidang mana izin kegiatan diperoleh untuk melakukan penelitian, metode pengujian dan dokumen peraturan yang menjadi dasar pelaksanaannya, serta risalah rapat komisi akreditasi.

Di Wilayah Moskow, layanan semacam itu disediakan oleh Metall-Expertise, Interregional Center for Expertise and Evaluation (ICEA), Federasi Ahli Forensik, dan organisasi lainnya.