Создание системы управления качеством металла, во многом определяемой организацией финишных процессов рафинирования стали, рациональным микролегированием стали, модифицированием структуры металла и неметаллических включений, может быть возможным при установлении роли каждой составляющей комплексных сплавов, лигатуры, смесевых модификаторов. При решении такой задачи может помочь термодинамическое моделирование процессов взаимодействия компонентов металла с неметаллическими примесями, в частности, с кислородом. Выходным продуктом такого моделирования могут быть особые диаграммы состояния, поверхности растворимости компонентов в жидком металле (ПРКМ). В публикуемой работе подобран комплекс термодинамических параметров и разработана методика построения ПРКМ для системы Fe–Mg–Al–Y–O–C. Впервые построена путем термодинамических расчетов диаграмма состояний оксидной системы MgO–Al2O3–Y2O3, что позволило с учетом предварительно полученных данных для оксидных систем FeO–Al2O3–Y2O3, FeO–Al2O3–MgO, FeO–MgO–Y2O3 создать термодинамическую модель процесса глубокого раскисления стали алюминием, магнием, иттрием с возможностью расширения проведения расчетов для более сложных систем.
Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия
2016. — Выпуск 3
Содержание:
Проведено термодинамическое моделирование и экспериментальное изучение фазовых равновесий в системе Cu–Al–Zr–O. Термодинамический анализ фазовых равновесий был выполнен с использованием методики построения поверхности растворимости компонентов в металле (ПРКМ). Анализ проводился для температур 1200 и 1300 °С. По результатам расчета были построены области фазовых равновесий жидкого металлического расплава и сопряженных оксидных фаз в зависимости от концентрации элементов, растворенных в металлическом расплаве. В присутствии циркония и алюминия в расплаве образование оксида меди и соединения CuAlO2 термодинамически маловероятно. Области этих фазовых равновесий смещены по концентрации алюминия 10–13 мас. % и менее, а по концентрации циркония 10–20 мас. % и менее. Также были просчитаны изокислородные сечения. Показано, что цирконий в медном расплаве является более сильным раскислителем, чем алюминий. Таким образом, для системы Cu–Al–Zr–O характерен механизм альтернативного раскисления. В первую очередь взаимодействовать с кислородом будет растворенный в металлическом расплаве цирконий. При снижении его концентрации в расплаве, связанном с образованием оксида циркония, при достаточном содержании растворенного в расплаве кислорода возможно образование и оксида алюминия. Экспериментальные исследования подтверждают результаты термодинамического моделирования. Анализ образовавшихся в металле оксидных включений был выполнен с использованием растрового электронного микроскопа и микрорентгеноспектрального анализа. Результаты исследования могут быть интересны для технологии производства меди и сплавов на ее основе.
Ключевые слова
Мартенситное превращение лежит в основе важного для практики явления закалки сталей. Для образования мартенситных кристаллов необходимо дополнительное расходование свободной энергии y-фазы на упругую и пластическую деформации, а также поверхностную энергию мартенситных пластин. Её источником является разность свободных энергий исходной и конечной фазы, называемая движущей силой, или термодинамическим стимулом мартенситного превращения. Цель настоящей статьи состоит в исследовании термодинамического стимула мартенситного превращения как функции содержания углерода в стали на основе термодинамического анализа. На основе статистических теорий растворов внедрения, современных термодинамических данных о свободной энергии феррита и аустенита, а также теории мартенситного превращения Зинера – Хачатуряна рассчитано изменение свободной энергии при образовании мартенсита в сплавах Fe–С различного состава. Это позволило оценить термодинамические стимулы мартенситного превращения и определить их концентрационную зависимость. Показано, что указанная зависимость не является монотонной, а обладает выраженным пиком в районе 3 ат. %. Стимул образования мартенсита увеличивается с ростом содержания углерода до 3 ат. % (0,66 мас.%), а затем начинает заметно уменьшаться. Предположительно это связано с началом образования тетрагональной решетки мартенсита.
Ключевые слова
В программном пакете WIEN2k проведён расчёт из первых принципов энергий взаимодействия между атомами углерода в ГЦК-железе. Они составили E1 = 0,06 эВ, E2 = 0,1 эВ и E3 = 0,005 эВ (энергии взаимодействия между атомами углерода, находящимися в первой, второй и третьей координационных сферах подрешётки ГЦК-железа). Для расчётов использовался полнопотенциальный метод линейных присоединённых плоских волн LAPW с учетом обобщенного градиентного приближения PBE-GGA в суперячейке из 32 атомов железа с периодическими граничными условиями. Это наиболее точный метод, используемый в рамках теории функционала плотности. Для проверки достоверности найденных значений энергий на их основе методом Монте-Карло построена концентрационная зависимость активности углерода в ГЦК-железе. Показано хорошее качественное согласие кривой активности, полученной при использовании найденных значений энергий взаимодействия C–C, с экспериментальной кривой, что говорит о достоверности полученных параметров взаимодействия и адекватности использованной модели парамагнитного состояния. Использование данных о взаимодействии в третьей координационной сфере не влияет существенно на результаты расчета. Это объясняется очень низким значением энергии взаимодействия между атомами углерода в ГЦК- железе в третьей координационной сфере.
Ключевые слова
Представлены результаты первопринципного моделирования взаимодействия водорода с границами зерен в α-железе. Моделирование проводилось в рамках теории функционала плотности (DFT) полнопотенциальным методом линеаризованных присоединенных плоских волн (FP LAPW) с учетом обобщенного градиентного приближения (GGA’96) в программном пакете WIEN2k. Были изучены три границы зерен наклона: Σ3(111), Σ5(210) и Σ5(310). Построение суперячеек границ зерен наклона осуществлялось с помощью модели решетки совпадающих узлов. Суперячейки содержали 40–48 атомов, т. е. по 20–24 атома в каждом из двух зерен. Определены энергия формирования границ зерен: 1,46; 1,83 и 1,44 Дж/м2 и максимальные энергии захвата атома водорода границами 0,39; 0,81 и 0,43 эВ, соответственно. Эти данные хорошо согласуются с результатами, представленными в других работах. Высокое значение энергии связи водорода с границей зерна Σ5(210), вероятно, связано с асимметричным строением конфигурации атомов, полученной в результате взаимного жесткого сдвига двух зерен, которые необходимо было ввести, чтобы обеспечить оптимальные расстояния между атомами Fe, в отличие от двух других типов границ зерен.
Ключевые слова
Представлен краткий обзор способов получения полых слитков. В связи с развитием ресурсодобывающих отраслей и энергетического машиностроения возобновился интерес к возможностям электро- шлаковых технологий в вопросах повышения качества полой заготовки. Проблема повышения эксплуатационных свойств полых заготовок и снижения их себестоимости является весьма актуальной и требует своего дальнейшего разрешения. Ведь формирование полости методом горячей деформации при производстве полых заготовок замкнутой формы это вынужденное решение, которое использовали металлурги из-за низкого качества литья. Поэтому необходимо получать литые полые заготовки, которые по качеству не уступали бы горячедеформированным. Эта задача успешно решается технологиями на основе электрошлакового переплава. Применение электрошлакового переплава (ЭШП) для производства полых слитков реализовано в Институте электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины еще в 70-х гг XX в. Электрошлаковый переплав является одним из прогрессивных способов улучшения структуры и физико-химических свойств металла посредством управления процессами кристаллизации. Показана целесообразность применения полых слитков электрошлакового переплава для изготовления оборудования, используемого в ресурсодобывающих отраслях и энергетическом машиностроении. Представлены достоинства и недостатки основных видов ЭШП, таких как с подвижным дорном, неподвижным многоразовым дорном, с подвижными кристаллизаторами и заготовкой, центробежное электрошлаковое литье, жидкая штамповка в электрошлаковом литье, электрошлаковая подпитка, ЭШП с вытягиванием.
Ключевые слова
В представленном обзоре рассмотрены состояние, возможности и ограничения технологии электрошлаковой прошивки. Рассмотрены особенности процесса формирования полой заготовки и способы внешнего воздействия на процесс плавления и кристаллизации металла, обеспечивающих высокое металлургическое качество полой заготовки. Промышленное освоение способа прошивки наталкивается на некоторые трудности, связанные со стойкостью технологической оснастки. Во-первых, максимальная длина полой заготовки, выплавляемой таким способом, ограничена жесткостью штока, сохраняющего с требуемой точностью расположение дорна относительно наружного кристаллизатора. Во-вторых, недостатком указанного способа является то, что из-за отсутствия специальных защитных мер часть дорна, расположенная над уровнем металлической ванны, подвергается значительному разрушению. Одна из причин этого явления – электроэрозия поверхности дорна при прохождении через него части рабочего тока при прямой схеме подключения электрод – слиток. Разрушение дорна происходит также вследствие попадания на него капель расплавленного металла, так как зона каплеобразования расположена в осевой части электрода непосредственно над дорном. Это, в свою очередь, определяет высокие тепловые нагрузки на головку дорна. Изготавливаемая из меди рабочая часть дорна подвержена сильному электроэрозионному износу и требует смены уже после нескольких плавок. Воспрепятствовать разрушению дорна можно применив внешнее воздействие на процессы каплеобразования, траекторию движения капли в шлаковой ванне и изменению места доставки электродного металла. Также при помощи внешнего воздействия можно изменить форму металлической ванны, достигнуть измельчения кристаллитов, избежать кристаллизационных дефектов, а также повысить рафинирующую способность и производительность процесса.
Ключевые слова
Статья посвящена определению структуры потерь металла при выплавке нержавеющей стали, легированной титаном, и разливки данной стали на машине непрерывной разливки криволинейного типа. Описана гипотеза о механизме образования дефекта на поверхности непрерывнолитых слябов и приведены рекомендации по снижению объёма зачистки дефектов. Рассмотрены работы других авторов, в которых выдвигались предположения, что данный дефект вызывается заворотом корки, аналогично разливке нержавеющей стали в изложницы; что он образуется из-за опускания в жидкий металл, находящийся в кристаллизаторе, грубых шлако-металлических корок, которые образуются при взаимодействии растворенного титана с кислородом и шамотной футеровки промковша; что существует связь между прокатной пленой и качеством разливочной шлаковой смеси для кристаллизатора и характером потоков металла в кристаллизаторе. Также приведена аргументированная критика версий о том, что для получения слябов с минимальным количеством поверхностных дефектов необходимо снижать количество растворенного в металле азота. Показано влияние растворенного азота и титана на уровень зачистки непрерывнолитых слябов, предложены способы снижения данного дефекта, а также описаны факторы, оказывающие влияние на его развитие.
Ключевые слова
Руды Бакальского рудного поля относятся к труднообогатимым, ввиду того что соединения железа и магния как в составе основного минерала до обжига – сидероплезита, так и в продукте его обжига по существующему способу подготовки образуют общую кристаллическую решётку. Несмотря на то, что было предложено и опробовано в полупромышленных масштабах множество схем подготовки бакальских сидеритов к металлургическому производству методами пиро- и гидрометаллургии, ни одна из них не была реализована в промышленных масштабах. В работе показано, что термообработка высокомагнезиальных сидеритов в так называемых условиях «мягкого» обжига делает возможным селективное извлечение оксида магния раствором углекислого газа в воде. Установлено, что эффективная энергия активации процесса выщелачивания составляет примерно 45 кДж/моль, что соответствует протеканию процесса в кинетической области. Предложена схема подготовки высокомагнезиальных сидеритов к металлургическому производству методами пиро- и гидрометаллургии, реализация которой позволяет получать железорудный концентрат магнезиальный, содержащий более 58 % общего железа при содержании оксида магния 5–8 %. Сопутствующим продуктом при реализации данной схемы является высокоактивная магнезия, доля оксида магния в составе которой составляет не менее 98 %. Увеличение общего железа не менее чем на 8 % при снижении содержания оксида магния более чем в 2 раза по сравнению с его уровнем в концентрате, получаемом по применяемому ныне способу, позволяет существенно расширить масштабы его применения. Реализация разработанной схемы подготовки высокомагнезиальных сидеритов к металлургическому производству методами пиро- и гидрометаллургии предусматривает комплексное извлечение попутных элементов, что обеспечивает ее экономическую обоснованность.
Ключевые слова
Термохимическая инертность форм – одно из основных условий получения качественных отливок из титановых сплавов. Применяемые в литейном производстве огнеупорные формовочные и связующие материалы активно взаимодействуют с титаном. Поэтому термохимическая стойкость форм может быть повышена выбором наиболее инертных по отношению к титану исходных формовочных и связующих материалов и разработкой оптимального технологического процесса. Для оценки возможности взаимодействия титана при заливке в формы с формовочными материалами Al2O3, ZrO2, Y2O3 и связующими на основе SiO2 рассмотрены основные вероятные реакции и рассчитаны изменения изобарно-изотермического потенциала (энергия Гиббса). Рассматривалось протекание реакций при температуре 1700 °С (температура плавления 1668 °С), при условии, что титан находится в жидком состоянии. Исходя из расчетных значений ΔZ (ΔG) рассмотренных реакций показано, что реакция восстановления титаном оксида иттрия, циркония и алюминия термодинамически невозможна. В условиях России экономически неоправданно использование в качестве формовочных материалов окислов иттрия и циркония для получения оболочковых форм при литье титановых сплавов. Появление же альфированного слоя на отливках титановых сплавов при использовании связующего на основе SiO2 вызвано, как показали термодинамические расчеты, протеканием реакций с образованием алюмосиликатов, ухудшающих химическую стойкость формы и ее огнеупорность. Для получения качественных отливок из титановых сплавов экономически целесообразно использование оболочковых форм на основе электрокорунда с обязательной заменой связующих на основе SiO2 на алюмозоли.
Ключевые слова
Рассматривается вопрос прочности литейных форм и стержней, в качестве характеристики которой предложено использовать показатель работоспособности. Получены выражения для определения показателя работоспособности Rb литейных форм и стержней из синтетических песчаных смесей с учетом фрактальной размерности наполнителя смесей Fr, коэффициента неоднородности прочностных свойств смесей m в различных участках формы (стержня) и параметра Грюнайзена GrL. Установлено, что показатель работоспособности должен быть в пределах Rb 1,5–3,0 в зависимости от конструкции формы и стержня, что обеспечит изготовление форм и стержней и предотвратит их разрушение в процессе транспортировки и будет гарантировать получение качественных отливок. Разработанная методика оценки служебных свойств форм (стержней) с учетом фрактальной размерности, ангармонизма и неоднородности прочностных характеристик смесей, позволяет на стадии инженерных расчетов, разработки технологического процесса формообразования и заливки установить показатель работоспособности формы как конструкции.
Ключевые слова
Работа посвящена анализу термической обработки чугунных изделий. Указано, что термическая обработка проводится для снятия внутренних напряжений, графитизации, обезуглероживания, изменения структуры и уровня свойств. В ходе экспериментов определены технологические параметры термической обработки центробежнолитых валков с рабочим слоем из хромникельмолибденового чугуна, которые необходимы для разработки эффективного процесса в специальных газовых печах с выдвижным подом. В работе показано, что такая обработка способствовала снятию в валках остаточных напряжений после литья. Целью настоящей работы является изучение влияния термической обработки на структуру, уровень твердости и напряженное состояние листопрокатных валков. Исследования валков в литом состоянии показали, что в зависимости от соотношения химических компонентов в составе анализируемого чугуна и скорости охлаждения отливки имели место различные структурные комбинации матрицы с включениями вторичных карбидов. В зависимости от их количественного соотношения изменялся уровень твердости. Результаты исследований напряженного состояния анализируемых отливок методом измерения коэрцитивной силы показали неравномерное распределение ее значений вдоль рабочей поверхности бочки валка. Предложенный в работе режим низкотемпературного отжига (Т = 673 К) позволил получить более однородную структуру рабочего слоя валков. В результате уменьшилась неоднородность свойств вдоль его поверхности в 2 раза по сравнению с литым состоянием.
Ключевые слова
Сварные соединения рельсов являются неотъемлемой частью при создании бесстыкового пути. Однако зачастую они не обладают достаточной надежностью в процессе эксплуатации. В работе приведены результаты исследования твердости и структуры сварных соединений рельсов, полученных алюминотермитным способом сварки. Установлено, что на поверхности катания рельса в зоне сварного шва наблюдается пониженное значение твердости по сравнению с твердостью металла рельса, что может привести к образованию мягких участков с пониженным сопротивлением износу и смятию в зонах сварного шва, особенно в кривых пути. На границе сплавления рельса и сварного металла происходит увеличение твёрдости до 36–38 HRC, это связано с перегревом металла рельса в процессе сварки, что подтверждается результатами микроструктурного анализа. Показано наличие разницы в зернистости зоны термического влияния и зоны сварного шва: сварной шов имеет литую дендритную структуру, а зона термического влияния – крупнозернистую структуру. Структурная неоднородность металла сварного соединения увеличивает вероятность хрупких разрушений сварных стыков.
Ключевые слова
Выбор критерия эффективности обжатия сляба по ширине является достаточно важной задачей. Критерий должен быть достоверно отражать информацию о происходящем процессе исследования и его закономерностях, измеряемые параметры должны быть доступны для измерения. Только в этом случае критерий можно использовать для назначения эффективной технологии редуцирования раската. Подробно проанализированы формулы для расчёта критерия эффективности многих авторов, созданные для анализа редуцирования с учётом важности того или иного параметра. Методом конечного моделирования прокатаны слябы различных ширин на вертикальных калиброванных валках с последующим горизонтальным обжатием на гладких горизонтальных валках. На основании геометрических параметров результатов моделирования представлен расчёт критериев по анализируемым формулам. По результатам расчёта анализируемых формул отмечены их особенности, область применения. Предложена формула для оценки критерия эффективности с учётов возможных вариантов прокатки, т. е. только при прокатке в вертикальных валках, прокатка в вертикальных валках с последующим проглаживающим проходом и прокатка в вертикальных валках с последующим горизонтальным обжатием. Даны рекомендации по выбору формул для достоверного описания процесса с учётом возможных вариантов прокатки.
Ключевые слова
Целью работы является достижение усталостно-прочностных свойств упрочнением сплава ВТ1-0 холодной обработкой давлением. Холодная прокатка является распространённым методом упрочнения материалов и сплавов. Интерес к холодной прокатке в качестве деформационной схемы связан с тем, что прокатка является всесторонне исследованным процессом, который к тому же широко используется на практике. Полученные методом интесивной пластической деформации ультрамелкозернистые заготовки (диаметром 40 мм и более) были подвержены прокатке на стане с многовалковыми калибрами конструкции ЧПИ. В ходе прокатки были изготовлены стандартные цилиндрические образцы для исследования механических свойств на растяжение и проведения испытаний на усталостную прочность. Экспериментальные данные указывают на повышение прочностных характеристик наноструктурного титана в результате холодной прокатки. Проведены пластометрические исследования на пластометре конструции ЧПИ-2 по методике, разработанной на кафедре машин и технологий обработки материалов давлением ЮУрГУ. После пластометрических исследований образцов были проведены испытания по определению сопротивления деформации, временного сопротивления и твердости по Бринеллю. Дробность деформации повышает предел текучести при всех степенях нагружения. Повышение σ0,2 и твердости свидетельствует об измельчении зерна. Исследование пластичности титана ВТ1-0 при дробном нагружении показало, что с увеличением числа ступеней нагружения пластичность титана возрастает. Эксперименты показали отсутствие значительного влияния отпуска на промежуточных ступенях нагружения на временное сопротивление и твердость титана.
Ключевые слова
Представлена и обоснована задача исследования синергии процессов прессования с боковым истечением и редуцирования с целью выполнения профиля поперечного сечения труб готового размера. Так сформулирована цель компьютерного моделирования совмещенного процесса прессования с боковым истечением и редуцирования при использовании оригинальных устройств. Представлены результаты исследования совмещенного процесса с применением программного продукта для моделирования и оптимизации процессов обработки металлов давлением Deform-3D. Показано численное изменение значений толщины стенки трубы в сравнении с номинальным значением, и предварительно обоснована эффективность совмещения процессов бокового прессования – редуцирования. В дополнении к оценке выполнения профиля поперечного сечения трубы определено изменение усилия прессования на первом и втором этапах совмещенного процесса. В заключении показано повышения точности геометрических размеров трубы при комбинировании процесса редуцирования с прессованием и определено изменение относительной разностенности в зависимости от межклетевого расположения сечения трубы. Выполненная оценка возможности повышения точности геометрических размеров труб за счет совмещения процессов бокового прессования и редуцирования в первом приближении обосновывает эффективность развития направления совмещения процессов обработки металлов давлением.
Ключевые слова
The paper presents the results of the investigation of properties of the tungsten wire obtained from powders with particle sizes from 1 to 5 μm with the addition of ultrafine powders with particle sizes of less than 0.5 μm produced by the reduction of hydrogen plasma at a high temperature. Different compositions of mixtures were studied and a new optimal composition was developed. Methods of its compressing and presintering of bars were also developed. The results showed that mechanical and performance properties of the wire with a new composition have higher stability compared to the properties of the wire obtained by the standard technology. They allowed: – to lower the creep for the wire with the diameter of 1250 μm, – to achieve a stapel structure for the wire with the diameter of 650–1450 μm; – to improve the spiralability of the wire; – to increase the good-to-bad yield to 3.79 % for the wire with the diameter of 120 μm.
Ключевые слова
Existing mathematical models for the process of HIP porous blanks are based on the solution of approximately differential equations of the equilibrium of quasi-continuous medium. The continual approach is used for computer modeling of the compressible body HIP process. Partial differential equations of motion for a quasicontinuous packing medium and physical equations for a viscous-plastic isotropic porous material subjected to work hardening are taken as the basis for the mathematical model by means of these simultaneous equations. Besides the equations of motion and the rheological equation, the equation of continuity deformation and the equation of heat flow are used. Numerical calculations for additional packing of a high-speed steel powder billet preliminary pressed in the hydrostat are performed. Numerical calculation of the problem for hardening the cylindrical high-speed steel billet with a mild steel shell is done using Lagrange’s method by means of the difference scheme of continuous calculation of the Wilkins’ type. Computer modeling allows to control the process of hardening and changing the form of a porous body during the HIP process.
Ключевые слова
Предмет исследования составляют вторичные пыли, образующиеся при плавке металлургических пылей, шлаков и клинкера, содержащих медь, цинк, драгоценные металлы и др., на шахтной (Ш) и руднотермической (РТ) печах, не имеющие реализации и технологии дальнейшей переработки, следующего состава, % (Ш/РТ): 1,5/2,1 Cu; 35,0/14,2 Pb; 19,1/11,8 Zn; 10,7/31,6 As; 1,4/0,9 Sb; 3,7/3,5 S; 4,4/2,0 Fe; 1,8/6,3 Cd; 0,4/1,9 Sn; 0,3/0,6 Te; 0,5/0,4 Bi; 1,0/0,6 [г/т] Au; 71,8/29,6 [г/т] Ag. Цель работы заключается в обосновании пирометаллургической технологии переработки вторичных пылей, обеспечивающей извлечение свинца и цинка в коллективный концентрат (продукт Pb–Zn), а также перевод мышьяка в состав отдельного продукта, пригодного для захоронения. При выполнении балансовых расчетов равновесных составов в гетерофазной системе «газ – жидкость – твердое» использовали функцию «Equilibrium Composition» программы «Outotec's Chemical Reaction and Equilibrium Software HSC Chemistry». Исходили из предположения, что продуктами восстановительной плавки вторичных пылей являются: газовая фаза, в которую переходят летучие соединения серы, цинка, мышьяка; шлак, получаемый с флюсами (СаО.SiO2; Al2O3); штейно-шпейзовая фаза – железо-мышьяковистые соединения; металлическая фаза – свинцовый сплав. В режиме обжига (600–650 °С) вторичной пыли нежелательный переход легко возгоняемых соединений мышьяка в газовую фазу усиливается по мере возрастания исходного содержания элемента в сырье и уменьшения количества извести в шихте. При плавлении (1300–1350 °С) шихты, содержащей вторичную пыль (~ 32 % As) и удельные количества компонентов к массе пыли, %: 25,0 известь; 80,0 Fe-стружка; 9,0 каменный уголь, получена штейно-шпейзовая фаза состава, %: 26,3–29,6 As; 59,3–61,4 Fe; 0,7–1,7 Pb; 0,1–0,2 Zn, которую можно рассматривать как As-продукт, пригодный для захоронения. Применение термодинамического прогнозирования (функция «Equilibrium Composition») с варьированием удельного количества следующих компонентов шихты к массе вторичной пыли, %: 1,0–14,5 Na2O; 0,7–9,7 SiO2; 1,3–14,8 СаО; 4,1–31,1 FeО; 1–10 С; 20–47 Fe, показало, что при уменьшении в системе количества восстановителей (Fe, FeО, С) и возрастании количества флюсовых компонентов (СаО, Na2O, SiO2) в исследованных интервалах возможно увеличение содержания мышьяка в шлаковой фазе с ~ 20 до ~ 65 %. Область применения результатов – прогнозирование равновесных составов образующихся фаз при пирометаллургической переработке промежуточных продуктов и отходов предприятий цветной металлургии.
Ключевые слова
Изучены структура и комплекс магнитных характеристик магнитопроводов размером 25x15x10 мм и массой от 18 до 22 г из аморфной ленты толщиной от 20 до 30 мкм сплавов на основе железа и кобальта. Показано, что процесс кристаллизации при непрерывном нагреве всех аморфных сплавов протекает в две стадии в близких температурных интервалах 500…600 и 650…750 °C. Кристаллизация аморфной ленты в начале первого интервала, при котором формируется аморфно-нанокристаллическое состояние, приводит к дополнительному улучшению магнитных свойств всех сплавов. Более высокий комплекс магнитных свойств (очень низкая коэрцитивная сила Hc < 1,0 А/м, высокое значение индукции насыщения BM = 0,67 Тл и магнитной проницаемости μmax > 105, низкая степень прямоугольности петли гистерезиса Br/Bmax = 0,4…0,5) формируется у магнитопроводов из аморфной ленты сплава типа Finemet после их отжига при 500…560 °C, когда размеры нанокристаллов составляют 14…15 нм. Повышение температуры нагрева выше оптимальной для каждого сплава вызывает интенсивное развитие кристаллизации, приводит к увеличению размеров образующихся кристаллитов и ухудшает комплекс магнитных свойств. Отжиг магнитопроводов из сплава 5БДСР при температуре окончания первого интервала кристаллизации (590…600 °C) мало влияет на степень кристаллизации, но приводит к увеличению размера кристаллитов, что сопровождается снижением индукции насыщения и ростом коэрцитивной силы.
Ключевые слова
Статья посвящена обзору процессов ремонта и восстановления медных плит кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Приведено краткое техническое описание данного элемента машины. Рассмотрены основные виды кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовки, а также материалы, из которых они изготавливаются. Приведены основные физико-механические требования, предъявляемые к материалу и техническим характеристикам медных плит кристаллизаторов МНЛЗ. Статья содержит основные ГОСТы и ТУ на марки сплавов медных плит. Также приведены зарубежные аналоги материалов, из которых изготавливаются кристаллизаторы МНЛЗ. Подробно описаны причины возникновения и характер износа рабочей поверхности кристаллизаторов. Также рассмотрены основные виды дефектов, в результате которых данный элемент машины снимается с установки и отправляется на ремонт. Отмечены два основных способа ремонта (восстановления) медных плит кристаллизаторов МНЛЗ. Перечислены самые распространенные варианты композиций восстановленного медного слоя и комбинированных защитных покрытий. Отдельное внимание уделено процессам хромирования и никелирования, кратко описаны преимущества и недостатки этих видов покрытий. Также рассмотрены различные конфигурации защитных покрытий. Рассмотрен метод создания на рабочих поверхностях кристаллизаторов МНЛЗ защитных покрытий ступенчатой и конической конфигурации посредством гальваностегии. На основании изучения приведенного в статье материала сделаны выводы о перспективах развития технологий ремонта и восстановления рабочей поверхности кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок.
Ключевые слова