Литье и металлургия

(к 70-летию со дня рождения)

Выполнен анализ состояния действующих литейных производств Республики Беларусь. Оценена доля использования технологических процессов (способов формообразования, способов плавки) в производстве литейной продукции. Приведены данные по объемам производимого и импортируемого литья, оценены суммарные мощности литейных производств. Освещены вопросы деятельности рабочей группы по оптимизации литейных производств предприятий, входящих в систему Министерства промышленности.

Ключевые слова

Описаны вопросы экологической безопасности литейного производства, связанные с применением органических связующих. Рассмотрены преимущества и недостатки жидкостекольного связующего материала. Представлен механизм влияния ультрадисперсного модификатора на структуру и свойства жидкостекольного связующего. Обоснована перспективность применения экологически чистого модифицированного ультрадисперсными материалами жидкостекольного связующего.

Ключевые слова

Приведены результаты исследований влияния частиц металлоабразивного шлама, используемого в качестве потенциального модификатора серых чугунов. В экспериментах уточнено влияние металлической и неметаллической составляющих шлама и установлено превалирующее влияние металлических частиц. Сделано предположение о механизме влияния дисперсных добавок с точки зрения явления самоорганизации в ультрадисперсных системах. Повышение прочности чугуна СЧ20 в результате введения шламов в расплав достигает 25%.

Ключевые слова

В качестве базового технологического процесса рассмотрен метод литья по газифицируемым моделям с использованием армирующей фазы, установленной внутри пенополистироловой модели. При этом возникают новые для теории литейных процессов многокомпонентные системы: «металл–модель–имплантат–форма» и «металл–армирующая фаза–форма». Исследовано влияние макроармирующих элементов, установленных ориентированно в форме в виде стальных стержней, на процессы тепломассопереноса, затвердевания и гидродинамики. Моделирование процесса производили с использованием программы «ProCast» оценкой условий затвердевания в песчаной литейной форме литых образцов из медных сплавов и армирующей фазы из углеродистой стали. Для сравнения результатов моделировали процесс затвердевания литых образцов размером 10×200 мм без армирующей фазы и с армирующей фазой в виде стержней, занимающих 20 и 50% площади ее сечения. Результаты исследований приведены в виде графических зависимостей температуры охлаждения от времени. Установлено, что использование в литейной форме армирующей фазы оказывает существенное влияние на снятие перегрева металла за счет расхода определенного количества теплоты на нагрев армирующей фазы, увеличивает скорость затвердевания сплава и охлаждения отливки.

Ключевые слова

Показана перспектива применения крупнокристаллического плавленого периклаза в технологии получения плавильных тиглей методом изостатического прессования. Установлено, что получение материала на основе МgO по бетонной технологии ограничено гидратацией и разрыхлением структуры вследствие образования и последующего разложения брусита. Приведены физико-механические характеристики полученных изделий. Рассмотрено влияние отношения CaO/SiO2 на коррозионную и эрозионную стойкость изделий. Сырьевой материал должен иметь мольное соотношение данных оксидов более 1,7. Проведены испытания прессованных тиглей при получении сплавов на основе никеля, кобальта и олова в вакуумной индукционной печи. Показаны параметры эксплуатации изделий на предприятии. Также изучено влияние засорения материалами тигля при плавке чистого никеля. Установлено отсутствие загрязнения расплава материалами тигля, такими, как диоксид кремния, алюмосиликаты и оксидные плены и др.

Ключевые слова

Рассмотрена возможность использования метода микроударного индентирования для оценки физико-механических характеристик чугуна с использованием прибора ИФМХ-Ч, разработанного в ИПФ НАН Беларуси. Установлено, что метод и прибор позволяют контролировать такие параметры, как твердость по Бринеллю в диапазоне 100–500 НВ, модуль упругости от 40 до 200 МПа, а также определять предел прочности и марку чугуна от СЧ10 до СЧ35 для серого чугуна и от ВЧ35 до ВЧ70 для высокопрочного. Показана возможность использования прибора для оперативного неразрушающего контроля непосредственно деталей и изделий в условиях производства.

Ключевые слова

Приведены требования, предъявляемые к смазке, используемой при литье под давлением цветных сплавов и полимерных материалов. Представлены методика проведения исследований по определению смазывающей способности материалов, а также результаты исследования смазывающей способности материалов, используемых при разработке составов смазки для литья цветных сплавов и полимерных изделий методом литья под давлением. Показано, что использование исследуемых материалов позволяет снизить усилие извлечения металлического стержня из отливки в 4,5–8,9 раз. Установлено, что в качестве материалов, используемых для разработки состава смазки для литья цветных сплавов и полимерных изделий методом литья под давлением, целесообразно применять вазелин и фус (побочный продукт переработки растительных масел). Смазывающая способность указанных материалов в среднем на 28,8–51,2% выше, чем аналогичный показатель у других исследуемых смазочных материалов.

Ключевые слова

Исследовано влияние скорости нагрева типичных цементуемых сталей 15ХГН2ТА и 25ХГТ на рост аустенитного зерна при длительных изотермических выдержках в процессе высокотемпературной химико-термической обработки. Показано, что изменение скорости нагрева цементуемых сталей в температурном интервале a®g-превращения при химико-термической обработке оказывает существенное влияние на процесс роста аустенитного зерна в них.Получены уравнения регрессии, описывающие зависимость среднего размера аустенитного зерна от скорости нагрева, температуры предварительного отжига и температуры цементации, позволяющие осуществлять выбор режимов цементации различных сталей. Разработана феноменологическая модель, описывающая механизм формирования и роста аустенитных зерен в сталях при нагреве с различными скоростями. Сделано заключение, что медленный нагрев сталей в интервале фазового a®g-превращения способствует формированию комплекса мелких аустенитных зерен, разделенных высокоугловыми границами с адсорбированными на них примесными атомами, что обеспечивает повышенную устойчивость зеренной структуры к коалесценции и снижает скорость миграции границ при длительной высокотемпературной аустенизации.

Ключевые слова

Предложены показатель степени относительного уменьшения площади поперечного сечения и показатель степени развития шейки, более чувствительных к изменению структурных параметров и температуры деформации углеродистой стали по сравнению с традиционными: относительным сужением и показателем истинной деформации. Рассмотрена роль релаксации внутренних напряжений и повышения подвижности дислокаций при формировании пластических свойств углеродистой стали.

Ключевые слова

Описано развитие ОАО «БМЗ – управляющая компания холдинга «БМК» в области современных подходов и методов в менеджменте качества. Дана оценка эффективности их внедрения. Приведена деятельность БМЗ в данной области в 2019 г. Показан результат участия БМЗ в области корпоративной социальной ответственности (КСО) на платформе EсoVadis. Описана необходимость развития современных методов на государственном уровне в соответствии с поручением Президента Республики Беларусь и «Комплексом мер на 2016–2020 годы по стимулированию внедрения в экономику страны передовых методик и современных международных систем управления качеством».

Ключевые слова

В настоящее время существует необходимость увеличения оборачиваемости сталеразливочных ковшей ЭСПЦ-1,2. В связи с этим актуальным стал вопрос сокращения продолжительности подготовки стальковшей к работе. На сталеразливочных ковшах с комбинированной схемой футеровки одним из решений данной задачи является сокращение продолжительности сушки и разогрева бетонной рабочей футеровки, однако существует риск «подрыва» бетонной массы из-за быстрого набора температуры. В ходе испытаний бетонной массы от производителя «А» за период 2016– 2018 гг. продолжительность сушки и разогрева была сокращена с 52 до 37 ч. Средняя межремонтная стойкость бетонной футеровки увеличилась на 37% и составила 96 плавок.

Ключевые слова

Сегодня практически весь металлопрокат на ОАО «Белорусский металлургический завод-управляющая компания холдинга «Белорусская металлургическая компания» предполагает обязательные физико-механические испытания, которые позволяют оценить параметры материалов, узнать причины потери прочности и определить эксплуатационные характеристики.В Центральной заводской лаборатории, лаборатории физико-механических испытаний для подготовки образцов арматуры применяется оборудование с использованием ножей в рубочном станке SIMA GEL-30 для рубки арматурного проката со стана 320 сортопрокатного цеха № 1 диаметром от 6 до 24 мм.В копровом цехе ежегодно списывают в металлолом до 50 отработанных ножей. В гидравлических пресс-ножницах копрового цеха устанавливаются ножи производства ОАО «Кобринский инструментальный завод «СИТОМО», изготовленные из стали марки 30ХСНВФА, согласно ТУ 14-1-4461.Сотрудники ЛФМИ ЦЗЛ предложили использовать отработанные ножи копрового цеха для изготовления ножей для рубочного станка SIMA GEL-30.На основании проведенных исследований разработана технологическая схема производства ножей для рубочного станка SIMA GEL-30 холодной резки арматурного проката стана 320 сортопрокатного цеха № 1.

Ключевые слова

Развитие мирового автомобильного промышленного производства направлено на создание новых как по конструкции, так и по свойствам шин, способных работать в режиме высоких динамических нагрузок при различных условиях эксплуатации.В статье рассмотрена наиболее вероятная причина старения автомобильных шин. Описан один из методов лабораторных испытаний для ускоренного старения системы резина-металлокорд. Проанализирована зависимость влияния конструкции металлокорда на адгезионные характеристики обрезиненного металлокорда и стойкость его к старению.

Ключевые слова

Для обеспечения безопасности эксплуатации зданий и сооружений из железобетона в соответствии с европейскими нормами устанавливаются требования к ее усталостной выносливости (прочности). Испытания проводятся с размахом колебаний 2sa от 150–200 МПа. Арматура должна выдерживать от 1 до 2 млн циклов.Проведен анализ причин снижения усталостной выносливости холоднодеформированной стали. На усталостную выносливость большое влияние оказывает наличие поверхностных дефектов и концентраторов напряжений. В качестве концентратора напряжений в арматуре выступает галтельный переход в месте пересечения поперечного ребра с телом арматуры. Для детального выявления причин преждевременного разрушения был проведен анализ состояния излома в районе утолщенных (маркировочных) ребер. Была установлена последовательность разрушения арматуры и определено место зарождения трещины. Данный излом характеризуется как усталостный с четко выраженными зонами усталостного разрушения с мелкозернистой поверхностью и зоной статического излома – остальной части сечения с волокнистым строением. При нанесении прокатной маркировки нарушались плавность галтельного перехода в месте пересечения поперечного ребра с телом арматуры, что и явилось причиной снижения усталостной выносливости холоднодеформированной арматуры.Приведены результаты разработки требований к прокатному инструменту, который используется при производстве холоднодеформированной арматуры.Использование информации, приведенной в настоящей статье при проектировании, закупке и изготовлении инструмента, позволит минимизировать факторы, отрицательно влияющие на усталостную прочность арматуры.

Ключевые слова

Технические измерения линейно-угловых величин деталей и изделий являются самыми распространенными в машиностроении и составляют до 95% измерений всех контролируемых величин. Измерительный контроль – неотъемлемая часть каждой операции технологических процессов изготовления, сборки, испытания продукции. Приведенный комплексный метод измерения внешних и внутренних геометрических характеристик твердосплавной фильеры позволяет выполнять измерение геометрических параметров деталей малых габаритных размеров и давать конечную оценку изделию на соответствие требованиям проектной технической документации.

Ключевые слова

В статье рассмотрена возможность применения сдвоенной чистовой волоки на стадии тонкого волочения при изготовлении металлокорда 2х0,30SHT. В результате выполненных исследований разработана численная конечно-элементная модель волочения проволоки в серийной чистовой одинарной волоке и опытной сдвоенной чистовой волоке. Полученное распределение эффективной пластической деформации в проволоке при волочении показывает, что при волочении в сдвоенной волоке имеет место более высокая равномерность деформации в направлении радиуса проволоки по поперечному сечению, расположенному на выходе из волоки. Выполненные опытные испытания на волочильном стане НТ 12.4 в СтПЦ-1 показали, что использование сдвоенной волоки позволило повысить пластические свойства проволоки 0,30SHT, проявленные в технологических испытаниях, через увеличение количества реверсивных скручиваний проволоки с 7 до 78 и снижение отношения предела текучести к пределу прочности с 95 до 91.

Ключевые слова

Работа посвящена решению осесимметричной задачи теории прессования пористых тел с практическим применением в виде силового расчета металлургических процессов брикетирования мелкофракционных сыпучих материалов: порошковых, стружковых, гранулированных и другие отходов металлообработки. У таких материалов форма частиц (структурных элементов) не является геометрически правильной или вообще определимой. Это послужило основанием тому, что в основу решения была положена континуальная модель пористого тела. В результате приведения этой модели к двумерной пространственной модели получено замкнутое аналитическое решение методом совместного решения дифференциальных уравнений равновесия и энергетического условия пластичности Губера-Мизеса. В качестве рабочих гипотез приняты следующие допущения: радиальное касательное напряжение равно тангенциальному, коэффициент бокового давления равен относительной плотности прессовки. В силу того, что задача решена в общем виде и в общей постановке, само решение следует рассматривать как методологическое применительно к любой схеме осесимметричного нагружения. Получены трансцендентные уравнения деформационного уплотнения пористого тела как для идеального процесса прессования, так и с учетом сил контактного трения. В результате разработки метода решения этих уравнений выведены формулы для расчета локальных характеристик напряженного состояния прессовки, а также интегральных параметров процесса прессования: давления, усилия и работы деформации.

Ключевые слова

Выполнено исследование влияния температуры закалки на свойства бериллиевой бронзы при последующем старении. Показано, что упругие свойства состаренного материала, закалка которого осуществлялась от 750 °С, существенно ниже, чем закаленного от 760 °С. С увеличением температуры закалки это различие уменьшается и после закалки от температур 770–800 °С уровень упрочнения сплава при последующем старении практически одинаков. Проведены сравнительные исследования структуры и свойств элементов, термообработанных в различных условиях (печах с контролируемой воздушной атмосферой, вакуумных контейнерах, расплаве солей). Установлено, что основной причиной, обусловливающей величину усадки АЧЭ, является различие в их структурном состоянии, вызванное неодинаковым временем прогрева материала до температуры старения.

Ключевые слова

Установлены закономерности формирования порошков на основе системы Fe-Al, получаемых методом реакционного механического легирования и предназначенных для нанесения газотермических покрытий. Исследованы морфология, структура, фазовый состав и свойства материалов. После механосинтеза порошки имеют средний размер частиц 30–100 мкм, отличаются субмикрокристаллическим типом структуры основы и неравновесным фазовым составом. Отжиг порошков способствует увеличению твердости частиц до 80%, значение которой в значительной мере сохраняется после длительного нагрева до 1170 К, что свидетельствует о жаропрочности материалов.

Ключевые слова

Полимерные материалы в основном являются диэлектриками. При использовании защитной одежды из таких материалов может происходить накопление статического электричества. Электризация материалов создает пожарную опасность в присутствии пыле- и различных газовых смесей. Для снижения накопления зарядов статического электричества на поверхности защитной одежды проводили модификацию лавсана кластерами стали 12Х18Н10Т. Модификация лавсана проводилась в вакууме с использованием источника стационарной металлической плазмы, работающего в режиме сепарации. Процесс велся путем чередования периодов работы источника плазмы (1 мин) и паузы для охлаждения ткани (1 мин).Приведены результаты исследования морфологии поверхности лавсановой ткани со стальным покрытием и магниторезонансных измерений поглощения энергии СВЧ. Выявлены основные закономерности спектров магниторезонансного поглощения. Методом электронного магнитного резонанса (ЭMР) установлено, что спектры представляют собой неоднородно уширенные широкие линии с эффективным значением g-фактора 2,2±0,1 и шириной линии 110,1 мТл. Установлено, что нерезонансное поглощение электромагнитного поля СВЧ незначительно.

Ключевые слова

На основании данных о химическом составе цементуемых сталей, изготавливаемых по европейскому стандарту EN 10084, проведен расчет их прокаливаемости по разным методикам. Применение методик обосновано сопоставлением результатов расчета с экспериментом. Проведена оценка применимости проанализированных сталей для зубчатых колес трансмиссий отечественных мобильных машин. Разработана классификация цементуемых экономнолегированных сталей с химическим составом в соответствии с нормами EN 10084 по критерию прокаливаемости, согласно которой эти стали по применимости для зубчатых колес трансмиссий отечественной автотракторной техники можно разделить на четыре группы: для зубчатых колес с модулем до 4 мм, до 5, до 8 и до 10 мм.

Ключевые слова

Проведены исследования химического и гранулометрического состава цинковой пыли – отхода горячего цинкования. Результаты исследований показали, что цинковая пыль представляет собой дисперсный отход с частицами в основном круглой формы и размерами от 3 до 200 мкм, а по химическому составу она в основном соответствует требованиям ISO 3549. Присутствие в составе цинковой пыли свинца, содержание которого находится несколько выше допустимого уровня, будет учитываться при разработке составов цинкнаполненных красок. Анализ результатов рассева цинковой пыли показал, что в ней содержатся частицы размером £15 мкм, что составляет порядка 27% от ее фракционного состава и которую можно рекомендовать для изготовления цинкнаполненных красок.

Ключевые слова

Рассмотрены условия труда работающих в литейных цехах и их влияние на заболеваемость с временной утратой трудоспособности. Приведены результаты распределения заболеваний по литейным цехам с различным характером производства по отдельным нозологическим формам. Отмечено, что повышенные уровни шума и вибрации, концентрации пыли в воздухе рабочей зоны, значительные величины температуры воздуха, интенсивность инфракрасного излучения увеличивают количество случаев заболеваемости с временной утратой трудоспособности, таких, как острые респираторные инфекции, болезни костно-мышечной системы, заболевания органов дыхания, инфекции и заболевания кожных покровов и др.

Ключевые слова

Приведены результаты исследования условий труда работающих в гальванических цехах. Показано, что основными производственными факторами условий труда являются шум, вибрация, запыленность, загазованность, относительная влажность воздушной среды, тяжесть и напряженность трудового процесса. Результаты проведенных исследований показали, что на всех рабочих местах отмечаются превышения допустимых значений по шуму, содержанию вредных веществ в воздухе рабочей среды при работе непосредственно у гальванических ванн, относительной влажности воздушной среды. Отмечено, что выполняемые работы по тяжести и напряженности трудового процесса могут негативно влиять на здоровье работающих.

Ключевые слова

Приведены результаты исследований факторов производственной среды на рабочих местах при выполнении сварочных работ по устранению литейных дефектов отливок и меры защиты работающих от их воздействия. Установлено, что на рабочих местах сварщиков отмечаются повышенные уровни шума при различных методах сварки, а также при зачистке сварных швов ручным инструментом; повышенные уровни локальной вибрации при работе с ручными шлифовальными машинками; превышения допустимых значений интенсивности инфракрасного (теплового) излучения. Приведены результаты исследования ультрафиолетового излучения при различных сварочных работах.

Ключевые слова