Литье и металлургия

На основании термодинамических расчетов показано, что кристаллизация металлов – термодинамический процесс, происходящий в основном при постоянной температуре. Исключение составляет кристаллизация при очень высоких скоростях охлаждения металлического расплава, когда выделяющейся теплоты затвердевания не хватает, чтобы стабилизировать температуру кристаллизации жидкого металла. При кристаллизации удельная межфазная поверхностная энергия кристаллов не является постоянной величиной, а пропорциональна их размерам (радиусам кривизны). В металлическом расплаве стабильно существуют нанокристаллы кристаллизующихся фаз. При кристаллизации металлов происходит агрегация нанокристаллов и свободных атомов металлического расплава в микрокристаллы. Предложен механизм дендритной кристаллизации металлов.

Ключевые слова

Сделан термодинамический расчет образования сферических газовых пузырьков на различных по смачиваемости металлическим расплавом плоских поверхностях. Этот процесс состоит из двух стадий. Первая – образование равновесного газового пузырька в виде шарового сегмента. Вторая – его сворачивание в сферический пузырек. Расчеты проводились для газовых пузырьков с постоянным объемом. Показано, что энергия Гиббса образования сферического газового пузырька на смачиваемой металлическим расплавом подложке в 3 раза меньше, чем на несмачиваемой расплавом подложке. Таким образом, газы, выделяющиеся при затвердевании отливок, будут предпочтительно образовываться и удаляться в виде пузырьков на смачиваемых металлическим расплавом поверхностях кристаллизующихся фаз сплавов и непосредственно влиять на их микроструктуру.

Ключевые слова

Для внепечной обработки чугуна применяются различные модификаторы. Одни из них предназначены для инокулирующего модифицирования, что позволяет повысить механические свойства, исключить появление отбела в отливках, другие – для сфероидизирующей обработки, в частности для получения чугунов с шаровидным и вермикулярным графитом. Некоторые обладают одновременно сфероидизирующими и инокулирующими свойствами. Основная часть инокулирующих и сфероидизирующих модификаторов изготавливается из железокремниевой, никелевой и медной основ.Помимо химического состава, большое значение для модифицирования имеют размеры частиц модификатора, а также их форма. Оптимальный размер фракции существенно зависит от технологии внепечной обработки. Так, чем больше ковш и дольше проводится разливка, тем требуется более продолжительный эффект модифицирования. Одним из методов его достижения является увеличение размера частиц модификатора до 50 мм. При внутриформенной обработке чугунов с шаровидным и вермикулярным графитом магнийсодержащие модификаторы имеют жесткие ограничения по верхнему пределу (4–5 мм), кроме того, не допускается содержание мелких фракций (менее 0,6–1,0 мм). Научный и практический интерес представляет применение «тяжелых» магнийсодержащих лигатур для сфероидизирующего модифицирования чугуна с целью получения более высоких физико-механических свойств. Многочисленные исследования показывают, что для достижения максимального эффекта формирования в структуре шаровидного графита, дисперсной перлитной металлической основы ЧШГ актуальным является вопрос не только подбора химического состава магнийсодержащей лигатуры, но и фракционного состава, а также эффективного способа ее ввода в жидкий расплав.Цель настоящей работы – исследование технологических особенностей получения чугуна с шаровидным графитом методом ковшевого модифицирования медь-магниевой лигатурой.Для исследований применяли растровый микроскоп LEO–1420, оптический микроскоп типа Polam L-213, электронный микроскоп VEGA II LMU с микроанализатором INCA ENERGY 350, высокоскоростную индукционную плавильную установку, комплекс оборудования для анализа технологических и механических свойств высокопрочного чугуна.Ранее выполненные экспериментальные исследования показали реальную возможность получения в лабораторных условиях «тяжелой» медь-магниевой лигатуры как методом сплавления металлического магния с медью с последующим быстрым охлаждением, так и с использованием прокатки и пластической деформации порошкообразных компонентов лигатуры. Анализ результатов испытаний образцов такой лигатуры показал, что в зависимости от величины ее добавки в жидкий чугун в структуре образуется графитная фаза как в вермикулярной, так и шаровидной форме. При этом металлическая основа чугуна дополнительно легируется медью, что благоприятно сказывается на прочностных характеристиках ЧШГ. Вместе с тем, актуальной проблемой является возможность появления в структуре высокопрочного чугуна цементитной фазы в результате его повышенного переохлаждения за счет процесса сфероидизации графитной фазы. Данное явление усугубляется тем, что медь-магниевая лигатура в отличие от «легкой» лигатуры типа ФСМг не содержит кремния активного графитизатора. Такую особенность необходимо учитывать при получении высокопрочных чугунов высоких марок.

Ключевые слова

В работе исследовано влияние термической обработки на структурно-фазовое состояние и твердость малоразмерных отливок из медного сплава Cu-Cr-Al, полученных литьем в водоохлаждаемый металлический кокиль. Методом рентгеноструктурного анализа установлено, что отливки состоят из матричного твердого раствора на основе меди. Повышенное значение параметра кристаллической решетки медной фазы связано с растворенными в ней атомами алюминия. После низкотемпературного (450 °C) отпуска в течение 10 ч параметр кристаллической решетки матричного твердого раствора уменьшается, что связано с образованием на поверхности отливки интерметаллида Al8Cr5.Установлено, что после термической обработки (закалки и отпуска) твердость отливок из сплава CuCrAl увеличивается в 1,5 раза.

Ключевые слова

Изучено влияние режимов кристаллизации (непрерывное и центробежное литье) отливок из бронзы БрА10Ж4Н4 на структуру, фазовый состав и твердость. Методами металлографического и рентгеноструктурного анализов установлено, что отливки состоят из (α+γ')-эвтектоида, α-фазы и интерметаллидов AlCu, Al2Cu3. Матричная фаза в сплаве, закристаллизованном методом центробежного литья, вследствие ее более высокой легированности атомами Al имеет повышенное значение параметра кристаллической решетки по сравнению со случаем непрерывного литья. Твердость отливки, полученной методом центробежного литья, по сравнению с непрерывным литьем повышается, что обусловлено образованием более дисперсной структуры, а также большим твердорастворным упрочнением матричной фазы отливки.

Ключевые слова

В Республике Беларусь определены требования к проектному управлению, которые рекомендованы для всех участников, занимающихся проектной деятельностью, и предусматривают организацию на предприятиях системного подхода к проработке и реализации проектов, предусматривающих архитектурную и строительную деятельность по возведению, реконструкции и реставрации зданий и сооружений. Комплексная предынвестиционная проработка проекта снижает риск начала реализации неэффективного проекта, ведь в процессе разработки обоснования инвестиций более точно определяются затраты, связанные со строительно-монтажными работами; принимаются во внимание инженерно-геологические и геодезические изыскания территории под строительство и технического заключения по результатам обследования технического состояния зданий, внутренних и наружных инженерных систем зданий; принимаются все принципиальные решения по подводу инженерной и транспортной инфраструктуры; оценивается воздействие проекта на окружающую среду, осуществляется проведение общественных обсуждений отчета об оценке воздействия на окружающую среду с прохождением государственной экологической экспертизы; определяются возможность и варианты корректировки параметров инвестиционного проекта, принятой технологии и архитектурнопланировочных решений в целях повышения эффективности проекта в случае, если полученные данные свидетельствуют о недостаточной рентабельности проекта.В данной статье излагаются основные положения о реализации предынвестиционной стадии (разработка предпроектной документации, бизнес-плана) инвестиционного проекта, реализуемого в металлургической отрасли.

Ключевые слова

Адгезионная прочность металлокорда, т. е. прочность сцепления его с компаундом, является одним из наиболее важных показателей качества металлокорда. Повышение величины адгезионной прочности позволяет улучшить эксплуатационные характеристики готовых шин. Определение величины адгезионной прочности может осуществляться разными методами. Все методы основаны на извлечении (вытягивании) металлокорда из блока вулканизованной резины и фиксировании требующейся для этого нагрузки. Каждый метод имеет свои особенности, которые оказывают влияние на величину адгезионной прочности. Поэтому при проведении сравнительных испытаний необходимо применять какой-либо один выбранный метод. Изучение факторов, влияющих на величину адгезионной прочности, необходимо для выявления причин, приводящих к ее изменению.В статье проанализировано, как качество применяемого компаунда влияет на величину адгезионной прочности. Рассмотрены и проведены испытания с применением компаундов, имеющих различные дефекты. Определены вероятные факторы, приводящие к отклонениям показателей адгезионной прочности.

Ключевые слова

Описаны требования по содержанию хрома шестивалентного в цементах и сырьевых материалах для его производства. Описана проблема утилизации пыли газоочистных установок металлургических цехов на металлургических предприятиях. Установлено влияние химического состава пыли газоочистных установок металлургических цехов на определение хрома шестивалентного. Описана методика выполнения измерения хрома шестивалентного в пыли газоочистных установок металлургических цехов фотометрическим методом. Разработан метод экстракции хрома шестивалентного из пыли газоочистных установок металлургических цехов для последующего фотометрического определения. Установлен метод экстракции, предотвращающий занижение результатов содержания хрома шестивалентного.Определение хрома шестивалентного основано на образовании окрашенного в сине-фиолетовый цвет комплекса с дифенилкарбазидом. Калибровку проводили по водным растворам с известной концентрацией хрома шестивалентного. Для приготовления градуировочных растворов использовали бихромат калия химической чистоты. Концентрацию хрома шестивалентного в каждом градуировочном растворе проводили расчетным методом, перекрывая весь измерительный диапазон. Измерение оптической плотности проводили на колориметре фотоэлектрическом типа КФК-3 при длине волны 540 нм. Анализ полученной градуировочной зависимости показал хорошую корреляцию. Калибровочный коэффициент рассчитывали, используя метод наименьших квадратов. Экстракцию хрома шестивалентного из анализируемого образца проводили водой. Восстанавливающее влияние железа устраняли раствором фосфорной кислоты. Разработанная методика применяется при проведении сертификационного контроля пыли газоочистных установок металлургических цехов, а также при проведении исследовательских работ. Проведена валидация методики. Получены приемлемые пределы повторяемости и воспроизводимости метода.

Ключевые слова

Метод оптико-эмиссионной спектроскопии используют для определения массовых долей таких элементов, как углерод, кремний, марганец, фосфор, сера, хром, никель, медь, алюминий, молибден, ванадий, титан, мышьяк, олово, бор, кальций и др. Большинство аналитических линий анализируемых элементов находятся в области видимого света, но аналитические линии углерода, фосфора и серы – в области ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовое излучение (УФ излучение) – это электромагнитное излучение, занимающее спектральный диапазон между видимым и рентгеновским излучениями. Длины волн УФ излучения лежат в интервале от 10 до 400 нм. Область УФ излучения условно делится на ближнюю – от 400 до 200 нм; далекую – от 380 до 200 и вакуумную – от 200 до 10 нм. Конструкционные особенности строения оптической системы стационарных спектрометров позволяют определять массовые доли химических элементов, в том числе фосфор и серу, с достаточной точностью и достоверностью. В настоящей статье рассмотрены возможности определения массовых долей фосфора и серы, аналитические линии которых лежат в области ультрафиолетового излучения, с помощью портативных оптико-эмиссионных спектрометров.

Ключевые слова

В статье описывается процесс механической правки холоднодеформированной арматуры, производимой в бухтах, на промышленных правильно-отрезных станках роторного и роликового типов. Приводятся основные качественные характеристики арматуры, такие, как временное сопротивление, условный предел текучести, отношение временного сопротивления к условному пределу текучести, полное относительное удлинение при максимальной нагрузке и относительная площадь смятия. Для оценки влияния механической правки на свойства холоднодеформированной арматуры периодического профиля используются статистические данные результатов испытаний образцов арматуры, произведенной в бухтах и выпрямленных перед проведением испытаний ручным способом, и образцов этой же арматуры, переданной с фирм-потребителей, после механической правки на правильно-отрезных станках роторного типа. Испытание образцов на растяжение проводили на испытательных машинах в условиях лаборатории физико-механических испытаний № 3 ОАО «БМЗ  – управляющая  компания  холдинга  «БМК»  в  соответствии  с  требованиями  стандартов ISO 15630–1:2010 «Сталь для армирования и предварительного напряжения бетона. Методы испытаний. Часть 1. Арматурные стержни, катанка и проволока» и ISO 6892:2016 «Материалы металлические. Испытание на растяжение. Часть 1. Метод испытания при комнатной температуре».

Ключевые слова

В статье рассматриваются вопросы, связанные с использованием в сталеплавильном производстве карбида кальция, взамен алюминия вторичного и других раскисляющих материалов с целью снижения стоимости раскисления стали и шлака.Предполагалось, что снижение содержания алюминия в металле арматурного сортамента сталей улучшит его разливаемость, а за счет улучшения разливаемости повысится выход годного металла. Также ожидалось, что в результате использования карбида кальция для раскисления покровного шлака в стальковше произойдет снижение степени загрязнения стали кордового назначения неметаллическими включениями.В ходе проведения испытаний определяли оптимальное количество присадки материала. В целом в результате проведенных работ было установлено, что карбид кальция может быть использован для раскисления шлака и металла при внепечной обработке стали.Подробно описаны способы присадки материала. Приведены результаты проведенной работы.

Ключевые слова

В статье рассматриваются вопросы определения толщины слоев и покрытий различного назначения при металлографическом исследовании. Продемонстрирована роль материала для заливки металлографических шлифов в определении толщины слоя. Показано, что при заливке образца пластическими массами ошибка в определении толщины слоя может составлять 0,2–0,4 мкм, что существенно для тонких слоев. Рассматриваются варианты пробоподготовки для определения толщины слоев нитрида титана толщиной 1 мкм и менее. Показано, что при оптимальном способе подготовки образца возможно визуализировать слой толщиной менее 1 мкм, а также определить его толщину в программе обработки изображений.

Ключевые слова

Предложены рекомендации по отнесению марок сталей, наиболее часто применяемых в промышленности и энергетике Республики Беларусь, к конкретной группе и подгруппе международного стандарта ISO/TR 15608. Данные рекомендации были выполнены на основе сравнительного анализа химического состава основного металла и его механических свойств, приведенных в национальных и зарубежных стандартах на листовой и трубный металлопрокат. Анализ механических свойств включал условия термической и термомеханической обработки основного металла. Представленная в статье информация может быть полезна для широкого круга специалистов сварочного производства при разработке документации на технологические процессы сварки (WPS, WPQR), оформлении аттестационных удостоверений (сертификатов компетентности) сварщиков и другой технологической документации.

Ключевые слова

Рассмотрен один из вариантов создания композиционного материала на основе высокомарганцовистой стали 110Г13Л методом динамического легирования в режиме сверхглубокого проникания сгустками порошковых частиц. Динамическое воздействие порошковых микрочастиц на матричную заготовку c последующей термической обработкой преобразует исходную литую сталь в композиционный материал и приводит к изменению механических свойств.

Ключевые слова

В статье рассматривается сравнительное применение оптической и растровой микроскопии для неметаллических объектов и непроводящих поверхностей. Отмечается, что этот вопрос мало освещается в специальной литературе. Практически отсутствуют публикации, в которых было бы проведено сравнение и описание фотографий структуры материалов, полученных с помощью принципиально различных микроскопов, в частности, металлографических и растровых. Рассматриваются причины искажения изображения в растровом электронном микроскопе при исследовании диэлектриков. Приводятся сравнительные изображения оксидированной поверхности, тканей и натуральной кожи, полученные с использованием растровой и оптической микроскопии. Показаны преимущества оптической микроскопии при исследовании непроводящих поверхностей.

Ключевые слова

На основе простейших представлений рассмотрены вопросы релятивисткой компактификации систем отсчета при относительном виртуальном движении, не локальности псевдосистем отсчета мировых констант и тезиса Шредингера о полноте общего и не полноте частного.

Ключевые слова

НОВЫЙ ПРЕЗИДЕНТ ВСЕМИРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЛИТЬЯ (ВОЛ)ПЕРЕНОС 74-го ВСЕМИРНОГО ЛИТЕЙНОГО КОНГРЕССАИНТЕРВЬЮ ДИРЕКТОРА ФИРМЫ FOUNDRY-PLANET ДОКТОРА ТОМАСА ФРИЧА С МАКСОМ ШУМАХЕРОМ, УПРАВЛЯЮЩИМ ДИРЕКТОРОМ ФЕДЕРАЦИИ НЕМЕЦКОЙ ЛИТЕЙНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ (BDG), О ТЕКУЩЕМ СОСТОЯНИИ ДЕЛ ВО ВРЕМЯ ПАНДЕМИИ КОРОНАВИРУСАФИРМА MAN ОСТАНОВИЛА ПРОИЗВОДСТВО В СЕРЕДИНЕ МАРТА, ЧТОБЫ ЗАЩИТИТЬ СВОИХ СОТРУДНИКОВ. ЗАВОДЫ ВОЗОБНОВЛЯЮТ РАБОТУ С УЧЕТОМ КОНЦЕПЦИИ БЕЗОПАСНОСТИНОВОЕ ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО В СЕВЕРНОЙ МАКЕДОНИИВАЖНОЕ ПАРТНЕРСТВО МЕЖДУ ЕВРОПЕЙСКИМИ И ЮЖНОАФРИКАНСКИМИ КОМПАНИЯМИНАДЕЖНЫЕ ПАРТНЕРЫ: KUKA ВЫИГРЫВАЕТ КРУПНЫЙ ЗАКАЗ ОТ НЕМЕЦКОГО ПРОИЗВОДИТЕЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ НА 5000 РОБОТОВТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ЗДОРОВЬЯ, БЕЗОПАСНОСТИ И РОСТА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТРУДАПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ И РЕЦИРКУЛЯЦИЯ ЭНЕРГИИ НА ФИРМЕ SHEFFIELD FORGEMASTERS