📄Работа №210108

Тема: МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА В СТАЛЯХ И ЧУГУНАХ

Характеристики работы

Тип работы Дипломные работы, ВКР
Химия
Предмет Химия
📄
Объем: 74 листов
📅
Год: 2020
👁️
Просмотров: 30
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
ℹ️ Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.

📋 Содержание

ВВЕДЕНИЕ 2
1 ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ И СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ СУДЕБНОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ
1.1 Судебная экспертиза металлов и сплавов и изделий из них как
составная часть КЭМВИ 5
1.2 Химический состав и классификация сплавов на основе железа 18
1.3 Содержание углерода как основная характеристика сталей и
чугунов 28
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА
2.1 Углерод его свойства и значение 36
2.2 Методы определения общего содержания углерода 44
2.3 Кулонометрический метод 50
2.4 Метод инфракрасной спектроскопии 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 71
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 74

📖 Аннотация

В данной работе проводится комплексное исследование методов определения количественного содержания углерода в сталях и чугунах в контексте задач криминалистической экспертизы материалов, веществ и изделий (КЭМВИ). Актуальность исследования обусловлена критической важностью точного установления химического состава металлов для решения широкого спектра диагностических и идентификационных задач при расследовании преступлений, таких как кражи или производство некачественной продукции, где свойства металла являются вещественным доказательством. Основные результаты заключаются в систематизации и сравнительном анализе как классических, так и современных инструментальных методов анализа, включая кулонометрию и инфракрасную спектроскопию, с выделением их диагностических возможностей, временных затрат и требований к приборной базе для применения в экспертной практике. Научная значимость работы состоит в адаптации материаловедческих подходов к специфике криминалистики, а практическая — в формулировании рекомендаций по оптимизации выбора методики для предварительного и точного экспертного исследования. Теоретической основой послужили труды И.В. Александрова в области криминалистической тактики, а также нормативно-методические документы, регламентирующие анализ металлов, такие как ГОСТ 12344-2003 для легированных сталей и ГОСТ 27069-86 для ферросплавов, устанавливающие стандартизированные методы определения углерода.

📖 Введение

В окружающей среде присутствуют различные вещества, материалы, а также изделия. А при совершении какого-либо преступления, вне зависимости от заинтересованности субъекта, могут происходить как внешние изменения, так и изменения внутренней структуры. Исследование этих моментов позволяет получать более качественную информацию розыскного и следственного характера.
Изучение таких веществ, их физической, химической структуры относится к деятельности отдела криминалистической экспертизы материалов, веществ и изделий (КЭМВИ). Отмечается повышенный уровень сложности такого рода криминалистических исследований. Данный вид экспертиз может быть назначен при различных правонарушениях, например, кража машины, производство некачественного товара и другое. Результаты данной экспертизы предназначены для различных криминалистических исследований, например, выявление взаимосвязи конкретных видов металлов с определенными событиями, характеристик данных металлов, их возможных изменений и так далее, различных диагностических задач, например, определение химического состава объекта из металла, идентификационных, например, изучение родовой принадлежности сравниваемых объектов из металла.
Ввиду вышесказанного очень важно наличие высокоточного
оборудования для проведения криминалистических исследований.
Предварительное исследование объекта помогает в различных действиях следственного характера, а также в получении дополнительных сведений, например, диагностического характера. Осуществляется данная процедура различными методами, такими как химическое, микроскопическое исследование.
Характерной чертой данных методов является незначительность временных затрат, необходимых для проведения исследования, а также более простая в использовании приборная база.
Различные вещества, которые являются объектами данного вида криминалистических экспертиз, имеют достаточно специфичный характер. В связи с этим на сегодняшний день отсутствует, какая-либо единая методика их исследования. И многие стандартные методики, применимые, например, в промышленности или иных научных исследованиях, не могут применяться к данным объектам.
Многие изымаемые объекты имеет достаточно хрупкую структуру. В связи с этим, экспертами предусмотрены особые процедуры обращения с такими объектами.
Особенностью углерода является возможность оказывать влияние на отдельные физические и химические характеристики вещества. Например, твердость, пластичность, износостойкость. Так, еще в 1868 году Д.К. Черновым была отмечена взаимосвязь углерода с характеристиками элемента, которые его содержат.
Кроме того, сплавы металлов с углеродом являются важными конструкционными материалами в технике. Углерод был известен еще в древние времена и уже в том период подвергался изучению различных исследователей.
Последующие упоминания об углероде относятся к семнадцатому - восемнадцатому векам. В этом период проводились одни из первых опытов по выявлению углерода.
Исследование методов содержания углерода в сталях и чугунах является актуальной современной проблемой.
Объектом исследования являются методы количественного содержания углерода в чугунах и сталях.
Предметом исследования выступают закрепленные на законодательном уровне нормативные документы, содержащие требования к методам определения содержания углерода в чугунах и сталях.
Целью выпускной квалификационной работы является глубокое изучение методов определения содержания углерода в сталях и чугунах:
- исследование химического состава сплавов на основе железа;
- анализ классификаций сплавов на основе железа;
- выявление особенностей судебной экспертизы металлов, сплавов и изделий из них;
- установление и изучение основных методов определения содержания углерода.
Методологическую основу работы составляют: анализ, синтез, а также исторический, сравнительно-правовой и формально-юридический методы.
Теоретической и методологической основой исследования послужили работы российских ученых, посвященные проблемам качества и функционирования продовольственных рынков в России.
Структурно работа состоит из: введение, две главы, включающих в себя семь параграфов, заключение, библиографический список. В первой главе рассматриваются общие положения о судебной экспертизе металлов и сплавов, различные характеристики сталей и чугунов. Вторая глава данной работы посвящена детальному анализу отдельно каждого метода определения содержания углерода.
Методы определения содержания углерода в сталях и чугунах были изучены различными исследователями. Особый научный вклад был внесен следующими авторами: К.Е. Демин, И.Н. Сорокотягин, И.В. Александров, А.В. Григорьев, Г.Г. Бочаров. Была изучена учебная и монографическая литература по данной теме.

Возникли сложности?

Нужна качественная помощь преподавателя?

👨‍🎓 Помощь в написании

✅ Заключение

Изучение количественного содержания углерода в металлах - важнейший вопрос современной промышленности, поскольку данный элемент может обладать существенным влиянием на химические, механические, физические свойства металлов, в том числе, сталей и чугунов. На сегодняшний день, исследование методов содержания углерода в сталях и чугунах является актуальной современной проблемой.
Судебная экспертиза металлов, сплавов и изделий из них направлена на решение массы задач, как диагностических, например, определение химического состава объекта из металла, так и идентификационных, например, изучение родовой принадлежности сравниваемых объектов из металла.
При реализации данного криминалистического исследования применяются различные методы, в основе которых лежит, например, структура, морфология, химический состав исследуемых изделий и другое.
Также можно выделить методы предварительного исследования соответствующих объектов (например, химическое, микроскопическое исследование, визуальный осмотр и другое). Характерной чертой данных методов является незначительность временных затрат, необходимых для проведения исследования, а также более простая в использовании приборная база.
Углерод является неметаллическим элементом. Данный элемент является важным компонентом сплава железа, поскольку обеспечивает сплав твердостью и прочностью, соответственно пластичность и мягкость находятся на достаточно низком уровне. В окружающей среде данный элемент может находиться в полиморфном состоянии, например, в графите или алмазе.
Углерод обеспечивает железо твердостью, прочностью, но одновременно с этим мы можем наблюдать снижение показателей вязкости, пластичности.
Свойства стали также находятся во взаимосвязи с химическим составом элемента. Углерод в свою очередь способствует твердости, вязкости элемента. Однако, стоит иметь ввиду, если концентрация углерода в стали превышено, то это может дать обратный эффект, иными словами материал станет достаточно хрупким.
Полагаем, что применение твердых материалов не должно связываться с длительной динамической нагрузкой. Поскольку, как отмечалось ранее, уровень хрупкости может быть увеличен из-за повышения твердости материала.
Углерод в чугуне может находиться в форме графита и в связанном состоянии в форме химического соединения. Чугуны второй формы называются белыми, они обладают очень хрупкой структурой и не используются в промышленности. На наш взгляд, признаком чугуна является способность пребывать углерода в нем как в форме химического соединения, так и в форме графита.
Углероду присуще полимерное строение, это обуславливает его состояние в твердой форме. Также углерод единственный элемент общепринятой системы Менделеева, наделенный возможностью создавать объемные полиэндрические структуры при помощи самоорганизации и химического синтеза.
Выделяют следующие виды свободного углерода:
- карбин;
- графит;
- алмаз.
Алмаз представляет собой кристаллическое вещество с прозрачной структурой. Обладает высокими показателями твердости. Данное вещество также характеризуется кристаллической решеткой, которая образуется в результате особых химических связей. Самые крупные алмазы находятся в Москве и Южной Африке. При температуре от тысячи градусов по Цельсию происходит преобразование алмаза в графит.
Графит представляет собой кристаллическое вещество, серого, черного окраса, жирного по структуре и присутствует металлический блеск. Его в свою очередь добывают на Алтае, в Г ермании, Сибири. Он обладает низкой механической прочностью. Если сравнивать алмаз с графитом, то последний характеризуется хорошей проводимостью тока. При нагревании данного вещества до температуры трех тысяч семисот градусов по Цельсию, с указанным объекте не происходит изменений, не плавится. Графит является термодинамически устойчивым материалом.
Карбин представляет собой порошок черной цветовой гаммы с мелкими кристаллическими частицами. Он характеризуется кристаллической структурой, с тройными, одинарными связями атомов углерода. Также свойством карбина является полупроводниковость, которое растет при воздействии световых лучей. Также особенность данного вещества является возможность изменения своих свойств в зависимости от расположения цепей углеродных атомов.
Количественное содержание углерода определяется как различных чистых металлах, так и черных сплавах. Его количественный состав может варьироваться от пары процентов до нескольких тысячных долей процента.
Выделяют следующие виды углерода в железных сплавах и других сплавах на основе металла: свободный, газообразный вид, твердый раствор. Чтобы выявить вид углерода, на него осуществляют воздействие различными концентрированными кислотами.
Методы определения общего количества углерода в соответствующем сплаве:
- волюмометрический метод (сплав помещается в особую печь(электрическую, трубчатую), разогретую до одной тысячи трехсот градусов по Цельсию и сжигается в атмосфере кислорода).
- газообъемный метод, его можно охарактеризовать как метод, обладающий достаточно точными показателями. При этом он достаточно быстрый, срок его проведения чаще всего не более шести минут. На наш взгляд, данный метод слишком трудный и низко приспособленный для постоянного проведения соответствующих анализов.
- абсорбционно-весовой метод с мокрым способом окисления. Основным отличием данного метода является растворение навески соответствующего сплава в аппарате Корлейса в смеси специальных кислот (например, серная кислота).
- объемные методы (например, баритовый метод), они также основываются на вышеописанных методах и функционируют через сжигание навески углерода. Примечательно, что данный метод лучше всего подходит при выявлении содержания маленьких количеств углерода.
Кулонометрия - это метод анализа, измеряющий объем электричества, которое потребовалось для окисления (превращение) соответствующего вещества при электролизе его раствора. Для проведения данного метода используют электролитическую ячейку, заполняемую раствором вещества, которое необходимо определить.
Отличительной чертой данного метода является возможность определения соответствующего вещества, которые могут исчезнуть в атмосфере при электрохимической реакции. Кроме того, по оценкам различных исследователей метод является достаточно точным. Это может быть особенно актуально при контроле качества веществ, когда необходимо выявить микропримеси.
Выделяют следующие виды кулонометрий:
- прямая (в качестве основы прямой кулонометрии применяется уравнение, а также выявляется количество электричества, которое прошло через раствор при осуществлении электрохимической реакции. При помощи вышеописанных действий существенно облегчается расчет содержания искомого вещества);
- кулонометрическое титрование.
С помощью спектроскопии мы может получить наибольший объем информации об исследуемом веществе, достигается это при помощи электромагнитного воздействия.
Выделяют следующие виды спектроскопий:
- молекулярная (изучение свойств молекул);
- атомная (изучения свойств атомов).
Инфракрасную спектроскопию сравнивают с получением отпечатков пальцев, иными словами подразумевают аналогичную идентификационную характеристику. Любое вещество, при наличии у него известного спектра будет выявлено. При помощи данного метода, возможно узнать состояние воды в определенном минерале, структуру и другое.
Судебная экспертиза металлов, сплавов и изделий из них направлена на решение массы задач, как диагностических, например, определение химического состава объекта из металла, так и идентификационных, например, изучение родовой принадлежности сравниваемых объектов из металла.
При реализации данного криминалистического исследования применяются различные методы, в основе которых лежит, например, структура, морфология, химический состав исследуемых изделий и другое.
Также можно выделить методы предварительного исследования соответствующих объектов (например, химическое, микроскопическое исследование, визуальный осмотр и другое). Характерной чертой данных методов является незначительность временных затрат, необходимых для проведения исследования, а также более простая в использовании приборная база.
В настоящее время судебно - криминалистические организации Российской Федерации не имеют возможности определять содержание углерода в различных сплавах. В первую очередь это касается сталей и чугунов. Полагаем, вышесказанное имеет важное значение, поскольку содержание углерода в сплавах является достаточно существенным. От его процентного содержания в конкретном элементе зависит в том числе и классификация сталей и чугунов.
Таким образом, основной проблемой заявленной темы является отсутствие соответствующего оборудования в экспертно - криминалистических подразделениях, позволяющего классифицировать стали и чугуны. Так, например, особую сложность в свете заявленной проблемы представляет собой проведение кулонометрического метода. В связи с этим, экспертам приходится обращаться в сторонние организации, лаборатории, например, Челябинский металлургический комбинат. Заводская лаборатория может выдать справку о содержании углерода в представленных объектах, а также при помощи полученных данных может классифицировать объекты.
Однако, стоит иметь ввиду, что выдаваемые справки не приравниваются к экспертному заключению. И в качестве доказательства по судебному делу, они также могут использоваться по усмотрению следствия. Отметим, что лица со сторонних организаций, которые выдают справки, крайне неохотно соглашаются быть фигурантами по уголовному делу. Данная проблема в отдельных случаях может быть решена включением соответствующего лица в состав лиц, проводящих экспертизу на оборудовании сторонней организации. При этом исследование может быть поставлено под сомнение, так как в большинстве случаев отсутствует информация о поверке, сертификации оборудования.
Полагаем, решением данной проблемы будет оснащение экспертно - криминалистических подразделений специальным оборудованием в рамках проведения экспертизы исследования металлов, сплавов и изделий из них для определения содержания углерода в объектах из стали и чугуна.

Нужна своя уникальная работа?
Срочная разработка под ваши требования
Рассчитать стоимость
ИЛИ

📕 Список литературы

1. Приказ МВД России «Вопросы организации производства судебных экспертиз в экспертно-криминалистических подразделениях органов внутренних дел Российской Федерации» от 29 июня 2005 № 511 (в ред. 27.06.2019)// Российская газета. 2005. № 191.
2. «ГОСТ 27069 - 86» от 30 октября 1986 № 3338 (в ред. от 01.12.1995). Ферросплавы, хром и марганец металлические. Методы определения углерода. М.: ИПК Издательство стандартов, 1999.
3. «ГОСТ 22720.3 - 77» от 29 августа 1977 № 2341 (в ред. от 02.03.1998). Редкие металлы и сплавы на их основе. Метод определения углерода// СПС КонсультантПлюс.
4. «ГОСТ 12344 - 2003» от 1 сентября 2004 № 24 (в ред. от 01.12.1995). Стали легированные и высоколегированные. Методы определения углерода. М.: ИПК Издательство стандартов, 2004.
РАЗДЕЛ II ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Александров, И.В. Криминалистика. Тактика и методика. Учебное пособие / И.В. Александров. М: Юрайт, 2017. 354 с.
2. Александрова, Э. А. Аналитическая химия /
Э. А. Александрова. М.: Издательство Юрайт, 2020. 344 с.
3. Аналитическая химия : в Зт. Т. | : Методы идентификации и определения веществ / А. А. Беллюстин, М. И. Булатов, А. И. Дробышев и др. ;под ред. Л. Н. Москвина. М. : Издательский центр «Академия», 2013.215 с.
4. Арзамасов, Б.Н. Материаловедение / Б.Н. Арзамасов. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2018. 648 с.
5. Белкина, Р.С. Современное развитие криминалистики и судебной экспертизы / Р.С. Белкина. М: Проспект, 2018. 1040 с.
6. Бочаров, Г.Г. Исследование металлических изделий / Г.Г. Бочаров// Актуальные вопросы экспертного исследования изделий из металлов и сплавов. М.: ФБУ РФЦСЭ при Минюсте России, 2017. 65 с.
7. Бочаров, Г.Г. Исследование металлического покрытия декоративных элементов кузовов автомобилей / Г.Г. Бочаров// Актуальные вопросы экспертного исследования изделий из металлов и сплавов. М.: ФБУ РФЦСЭ при Минюсте России, 2018. 89 с.
8. Будников Г. К. Основы современного электрохимического анализа /Г. К. Будников, В. Н. Майстренко, М. Р. Вяселев. М. : Мир : БиномЛаборатория знаний, 2018.463 с.
9. Гиндуллина Т. М. Электрохимические методы анализа : учеб.- метод. пособие к выполнению лабор. работ по дисциплине «Физико химические методы анализа» / Т. М. Гиндуллина, Е. А. Мамаева, А. А. Бакибаев и др. Томск : Изд. ТПУ, 2018.163 с.
10. Горчаков, Р.К. Примеры из экспертной практики по исследованию напряженно-деформированного состояния изделий из ферромагнитных материалов / Р.К. Горчаков// Актуальные вопросы экспертного исследования изделий из металлов и сплавов. М.: ФБУ РФЦСЭ при Минюсте России, 2017. 123 с.
11. Григорьев, А.В. Применение рентгенофлюоресцентных
спектрометров спектроскан для решения задач судебной экспертизы / А.В. Григорьев// Актуальные вопросы экспертного исследования изделий из металлов и сплавов, 2018. 65 с.
12. Даринцева, А.Б. Коррозия и защита металлов / А.Б. Даринцева. М.: Издательство Юрайт, 2020. 89 с.
13. Даринцева, А.Б. Электрохимия/ А. Б. Даринцева. М.:
Издательство Юрайт, 2020. 111 с.
14. Демин К.Е. Криминалистическая техника/ К. Е. Дёмин. М.:
Издательство Юрайт, 2020. 380 с.
15. Долгова, А.И. Криминалистика: Учебник для вузов / А.И. Долгова. М.: Норма: НИЦ Инфра-М, 2017. 111 с...48

🖼 Скриншоты

🛒 Оформить заказ

Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.
Предоставляемые услуги, в том числе данные, файлы и прочие материалы, подготовленные в результате оказания услуги, помогают разобраться в теме и собрать нужную информацию, но не заменяют готовое решение.
Укажите ник или номер. После оформления заказа откройте бота @workspayservice_bot для подтверждения. Это нужно для отправки вам уведомлений.

©2026 Cервис помощи студентам в выполнении работ