ICS13.220.20 CCS C 80/89 中华人民共和国国家标准 GB/T 16840.4—2021 代替GB/T16840.4—1997 电气火灾痕迹物证技术鉴定方法 第4部分：金相分析法 Technical determination methods for electrical fire evidence- Part 4 : Metallographic analysis method 2021-08-20发布 2021-08-20实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T16840.4—2021 目 次 前言 引言 IV 1 范围 2 规范性引用文件 3术语和定义 4 原理 5 设备、器材与试剂 5.1 主要设备 5.2 其他设备 5.3 器材 5.4试剂 6 检材 6.1 检材的选取和截取 6.2 金相试样的制备 7 方法步骤 8 金相组织特征 8.1 火烧熔痕（熔珠）的金相组织特征 8.2 短路熔痕（熔珠）的金相组织特征 8.3 一次短路熔痕（熔珠）的金相组织特征 8.4 二次短路熔痕（熔珠）的金相组织特征 8.5 短路进溅熔珠的金相组织特征 8.6 电热熔痕的金相组织特征 8.7非电热痕迹的金相组织特征 9综合判定 GB/T16840.4—2021 前言 起草。 本文件是GB/T16840《电气火灾痕迹物证技术鉴定方法》的第4部分。GB/T16840已经发布了 以下部分： 第1部分：宏观法； 第2部分：剩磁检测法； 一第3部分：俄歇分析法； 一第4部分：金相分析法； 一第5部分：电气火灾物证识别和提取方法； 一第6部分：SEM微观形貌分析法； 一第7部分：EDS成分分析法； 一第8部分：热分析法。 本文件代替GB/T16840.4一1997《电气火灾原因技术鉴定方法第4部分：金相分析法》。与 GB/T16840.4一1997相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下： 更改了适用范围（见第1章，1997年版的第1章）； 增加了“规范性引用文件”一章（见第2章）； 热痕迹”的术语和定义（见第3章，1997年版的第2章）； 更改、完善了金相分析法原理的有关内容（见第4章，1997年版的第3章）； 增加了用于外观形态观察的设备和分析过程中所需的器材与试剂（见第5章，1997年版的第4章）； 一更改了侵蚀时间，删除了显微照相、显影和定影和晒相的规定内容（见第6章，1997年版的第5章）； 增加了“方法步骤”一章（见第7章）； 更改、完善了火烧熔痕（熔珠）的金相组织特征、一次短路熔痕（熔珠）的金相组织特征和二次短 路熔痕（熔珠）的金相组织特征，增加了短路熔痕（熔珠）的金相组织特征、短路进溅熔珠的金相 6章)； 增加了“综合判定”一章（见第9章）； 一删除了送检及鉴定时应履行的书面程序（见1997年版的第7章）。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中华人民共和国应急管理部提出。 本文件由全国消防标准化技术委员会（SAC/TC113）归口。 本文件起草单位：应急管理部沈阳消防研究所、应急管理部天津消防研究所、应急管理部上海消防 研究所、应急管理部四川消防研究所。 本文件主要起草人：邸曼、赵长征、高伟、张明、夏大维、鄂大志、陈克、阳世群、黄昊 本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为： GB/T16840.4—1997; 一本次为第一次修订。 GB/T16840.4—2021 引言 电气火灾物证鉴定是应急救援消防机构进行火灾原因调查工作的重要组成部分，特别是伴随着国 家法制建设的完善，公民法制意识的增强，物证鉴定已作为火灾原因认定的有力证据，为消防救援机构 认定火灾原因提供了科学、快速、准确的技术支持。在这方面，我国已经建立了电气火灾痕迹物证技术 鉴定方法的国家标准体系。在该标准体系中，GB/T16840《电气火灾痕迹物证技术鉴定方法》是指导我 国相关机构从事电气火灾物证鉴定活动的方法和依据，拟由八个部分构成，目的在于确立对电气火灾痕 迹物证进行宏观分析、剩磁分析、俄歇分析、金相分析、物证识别和提取、SEM微观形貌分析、成分分析 和热分析时的方法和依据。 第1部分：宏观法； 第2部分：剩磁检测法； 第3部分：俄歇分析法； 第4部分：金相分析法； 第5部分：电气火灾物证识别和提取方法； 第6部分：SEM微观形貌分析法； 一第7部分：EDS成分分析法； 第8部分：热分析法。 金相分析法是我国电气火灾痕迹物证鉴定工作中使用的一种分析方法。本文件中规定的与痕迹物 证技术鉴定相关的检材、方法步骤和金相组织特征等技术内容，是在科研项目《应用金相分析鉴别导线 短路火灾的研究》基础试验数据和多年火灾物证鉴定实际工作的基础上提出的，在实际火灾现场中得到 验证，证明切实可行。本次对GB/T16840.4的修订，重点考虑了文件编写和表述的严谨性和规范性， 并完善了部分内容，使火灾痕迹物证鉴定工作者在采用金相分析法时有据可依，提高工作效率。 IV GB/T16840.4—2021 电气火灾痕迹物证技术鉴定方法 第4部分：金相分析法 1范围 本文件规定了电气火灾痕迹物证技术鉴定方法的金相分析法的原理、设备、器材与试剂、检材、方法 步骤、金相组织特征和综合判定。 本文件适用于在火灾调查时，根据火灾现场中火灾痕迹物证呈现的金相组织特征，鉴别其性质。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 本文件。 GB/T16840.1电气火灾痕迹物证技术鉴定方法第1部分：宏观法 3术语和定义 GB/T16840.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 短路熔痕 melted mark causedby short circuit 铜、铝导线发生短路在导线上形成的熔化痕迹。 注：短路熔痕包括一次短路熔痕和二次短路熔痕。 3.2 短路进溅熔珠 splash down melted bead caused by short circuit 铜、铝导线在短路或电弧作用发生的瞬间而产生的熔化进溅物，喷溅黏附到其他载体上的圆珠状熔 化痕迹。 3.3 电热熔痕melted mark causedbyelectric heating 注：包含且不仅限于短路熔痕、过负荷熔痕、因接触不良导致的局部过热熔痕、导线与其他不同电位的金属发生放 电时形成的熔痕，对地短路熔痕、不同电位的带电金属之间接触放电形成的熔痕等 3.4 非电热痕迹 markcausedbynon-electricheating 由火灾热作用、机械加工或应力作用等非电弧或电流的热作用形成的痕迹 注：包含且不仅限于火烧、摩擦、切削、拉拔、挤压、高压冲击等形成的痕迹 4原理 对于火灾现场提取的金属或铜、铝导线等物证，无论是受火灾热作用还是短路电弧高温熔化，除全 1 GB/T16840.4—2021 部烧失等特殊情况之外，一般均能查找到残留的熔痕，其外观具有能够反映当时环境条件的特征。 导线的电热熔痕、短路熔痕均由瞬间电弧高温熔化形成，具有熔化范围小、冷却速度快的特点。对 于一次短路熔痕和二次短路熔痕而言，前者短路发生在正常环境条件下，后者短路发生在火灾环境条件 下。火烧熔痕是导线受火灾热作用熔化的痕迹，其作用时间、作用温度又均与短路熔痕不同，具有受热 持续时间长、火烧范围天、熔化温度低于短路电弧温度的特点。由于不同的环境条件参与了熔痕的形成 过程，从而产生了区别电热熔痕、短路熔痕（熔珠）、一次短路熔痕（熔珠）、二次短路熔痕（熔珠）及火烧熔 痕（熔珠）的金相组织特征。 5设备、器材与试剂 5.1 主要设备 金相显微镜，分辨能力应不低于0.45um，放大倍率宜为25倍～1000倍 5.2其他设备 照相机、体视显微镜（或视频显微镜）、金相镶嵌机、磨抛机、超声波清洗机。 5.3器材 天平、量筒、镊子、脱脂棉、砂纸、吹风机、模具。 5.4试剂 主要试剂有： 氯化高铁（分析纯）； 一氢氧化钠（分析纯）； —乙醇(分析纯)； 一盐酸（分析纯）； 一硝酸（分析纯）； 一镶嵌材料 注：镶嵌材料为用于镶嵌制作金相样品的材料，包括但不限于义齿基托树脂 6检材 6.1木 检材的选取和截取 6.1.1应选取载有熔痕或具有代表性部位的检材。 6.1.2应选择在导线的熔化或蚀坑痕迹附近的未熔导线部位进行截取。 6.2全 金相试样的制备 6.2.1对提取的检材，应采用镶嵌法制成金相试样。对于具有熔痕的检材，宜采用冷镶嵌法制备金相 试样。 6.2.2采用冷镶嵌法制备时，先将检材放在底板上，再将模具罩住检材，然后将冷镶嵌材料调成的糊状 混合物注入，待凝固、冷却后，去除模具得到镶嵌好的金相试样。 6.2.3金相试样经粗磨、细磨后再进行抛光，必要时可进行手工精抛 6.2.4经抛光后的金相试样选择适当的侵蚀剂在室温下侵蚀，常用的侵蚀剂及侵蚀时间见表1。 2 GB/T16840.4—2021 6.2.5经侵蚀后的金相试样，应先用清水冲洗或用酒精擦拭，再用吹风机吹干。 表1常用的侵蚀剂 样品材质 侵蚀剂配比 侵蚀时间/s 氯化高铁5g 铜 盐酸50mL 2~10 乙醇100mL 氢氧化钠1g～2g 铝 60~120 水100mL 铁 3%硝酸酒精溶液 10~30 其他金属 参见相关金相试样侵蚀技术标准 7 方法步骤 7.1 待观察的金相试样应磨面光洁、无明显划痕、晶界清晰。 用金相显微镜观察金相试样的显微组织，放大倍数为25倍～1000倍。 7.3 显微检验时应首先通观整个金相试样的表面，然后按所需视场对其显微组织进行观察分析。 7.4 根据所观察的显微组织选择合适的放大倍数或更换物镜镜头。 7.5 观察金相试样中熔化区、熔化过渡区及导线基体等部位的显微组织特征。 7.6 选择合适的视场、放大倍数和显微组织特征进行显微拍照。 8金相组织特征 8.1火烧熔痕（熔珠）的金相组织特征 通常呈现粗大的等轴晶或共晶组织，熔化区内部的孔洞通常形状不规则，内表面粗糙。 8.2短路熔痕（熔珠）的金相组织特征 呈现为铸态组织，熔化区晶粒由胞状晶、枝晶、柱状晶组成；金相试样磨面内的孔洞形态呈圆形、椭 化区显微组织形态有明显不同。 8.3一次短路熔痕（熔珠）的金相组织特征 呈现为铸态组织，晶粒由细小的胞状晶或柱状晶组成；磨面内的孔洞尺寸较小，孔洞数量较少，孔洞 形状较整齐；在熔珠与导线衔接的过渡区处显微组织的分界线明显；铜质熔珠的晶界较细，孔洞周围铜 和氧化亚铜的共晶组织较少且不明显；用偏振光观察时，熔珠孔洞周围及洞壁的颜色暗淡不鲜明、 8.4二次短路熔痕（熔珠）的金相组织特征 呈现为铸态组织，晶粒由较多粗大的柱状晶或粗大的晶界组成，晶粒被很多孔洞分割；金相试样磨 面内的孔洞尺寸较大，孔洞数量较多，孔洞形状不规整；在熔珠与导线衔接的过渡区处显