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.
Все задачи металловедческой экспертизы можно объединить в 3 большие группы:
Объектами экспертизы изделий из металлов могут служить следующие микро- и макропредметы:
Экспертиза металлов и сплавов проводится по следующей схеме определения характеристик:
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.
Судебные экспертизы проводятся для решения следующих наиболее распространенных вопросов:
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.