Экспертиза металлов применяется в судебной практике, при расследовании причин аварий, а также для принятия ответственных технических решений при изготовлении различных объектов. Особенностью металлов и сплавов является то, что они хорошо «сохраняют» параметры предшествующих состояний, которые возникали под влиянием внешних факторов (механических нагрузок, термического воздействия и других). Это свойство позволяет установить условия, предшествующие какому-либо событию, и выявить причинно-следственную связь.
В зависимости от того, какие поставлены вопросы перед экспертизой, зависит построение методики экспертизы. Так как некоторые способы изучения требуют разрушение изучаемого объекта, то необходимо четко установить цель исследования.
Оптическая и растровая микроскопия
Микроскопическое исследование поверхностей делают на начальном этапе металловедческой экспертизы. Экспертиза металлов и сплавов выявляет особенности, сформировавшиеся в процессе изготовления и эксплуатации деталей и узлов. Для проведения этой работы применяются растровые и просвечивающие электронные микроскопы.
Одним из видов такой экспертизы является фрактография – микроскопическое изучение поверхностей излома для установления причинно-следственных связей между признаками повреждений и внешними или внутренними факторами, вызвавшими разрушения.
Исследование химического состава
Наиболее распространенным методом изучения химического состава металлов и сплавов является эмиссионно-спектральный анализ (ЭСА), в основе которого лежат особенности спектра испускания атомов вещества в оптическом диапазоне электромагнитных волн. Световое излучение возбуждают при помощи искрового разряда между изучаемым металлическим объектом и вспомогательным электродом.
Данный способ позволяет определить химический элемент при наличии самого небольшого его количества (до 10-4%), что применяется при анализе следовых количеств как на металлическом, так и на неметаллическом контактирующем материале. Эта методика используется также при экспертизе качества металла для выявления микропримесей, не регламентированных техническими условиями на изготовление данного объекта.
Неразрушающие и классические методы исследования
Если необходимо провести исследование неразрушающим методом, то его делают с помощью рентгеновского флуоресцентного анализа. Эта технология предусматривает воздействие на материал рентгеновскими лучами, вызывающими в поверхностном слое флуоресцентное излучение. Для каждого атомного номера периодической системы химических элементов характерна своя длина волны. Эта методика помогает определить как качественный, так и количественный состав.
Экспертиза металлов может проводиться и классическими способами. Они занимают больше времени и требуют отбора значительного количества проб. К таким методам относят:
Исследование микроструктуры
Структурная металлография служит для определения характера и количества фаз при экспертизе цветных металлов, стали, чугуна и других металлов. Исследование проводится методом порошковой рентгеновской дифракции. Образец измельчают в порошок, направляют на него монохроматический пучок рентгеновского излучения и получают изображение в виде колец на фотопленке, свернутой вокруг изучаемого объекта. Наличие определенной текстуры выявляют по изменению интенсивности линий.
Для изучения порошковых рентгенограмм применяются специальные рентгеновские дифрактометры. С их помощью можно также получить информацию о кристаллической структуре металла. В практическом аспекте это используется для определения вида термической обработки.
Определение фазового состава необходимо для идентификации общих параметров частей исследуемого объекта. Такое исследование, например, позволяет получить информацию о том, что было первично – короткое замыкание или пожар (медные контакты), горела ли лампа с вольфрамовой нитью накаливания в момент ее разрушения и решить другие вопросы.
Для выявления на поверхности металлических изделий тонких пленок из оксидов, карбидов, хлоридов, сульфидов и других солей, применяют электронографический метод. В его основе лежит дифракция потока движущихся электронов, длина волны которых меньше, чем у рентгеновского излучения. Анализ металлов и сплавов проводится в вакуумных электронографах, которые могут давать и теневые электронно-оптические изображения.
Механические свойства
Для определения физико-механических свойств металлов и сплавов используют следующие методы испытаний:
Такие способы обычно используют в комплексе при исследовании причин аварий и разрушения металлических деталей и узлов.
Заключение эксперта
После проведения экспертизы металлов специалист выдает заключение, которое содержит следующую информацию:
Примеры
В качестве примеров заключения эксперта можно привести следующие:
Из случаев судебной практики, иллюстрирующих применение экспертизы металлов, можно привести следующий: в теле убитого был обнаружен металлический фрагмент. Необходимо было установить, частью какого из 3 ножей он является. Спектральный анализ показал совпадение фрагмента по составу с одним из ножей. По микроструктуре кусок металла отличался от всех лезвий, но в ходе экспертизы было доказано, что лезвие затачивалось на электроточиле без охлаждения, в результате чего и произошли эти изменения.
Лаборатории
Независимую экспертизу металла могут проводить лаборатории, имеющие государственную аккредитацию. В свидетельстве об аккредитации должно быть указано, в какой сфере деятельности получено разрешение на проведение исследований, методы испытаний и нормативные документы, на основании которых они осуществляются, а также протокол заседания комиссии по аккредитации.