Литье и металлургия

25 августа исполнилось 90 лет со дня рождения академика Г. А. Анисовича (1932–2003),ученого в области материаловедения, металлургии и литейного производства

21 июля 2022 г. исполнилось 75 лет со дня рождения профессору кафедры «Теплогазоснабжение и вентиляция» Белорусского национального технического университета, академику НАН Беларуси, доктору технических наук, профессору, Заслуженному работнику образования Республики Беларусь Борису Михайловичу Хрусталеву.

18 мая 2022 г. исполнилось 85 лет со дня рождения известному в области теплофизикиученому, замечательному человеку, члену-корреспонденту Национальной академии наук Бе‑ларуси, доктору физико-математических наук Николаю Владимировичу Павлюкевичу.

Показано, что кристаллизация литейных сплавов является наноструктурным процессом. Микрокристаллы фаз в интервале температур ликвидуса и солидуса при эвтектической и перитектической реакциях формируются из нанокристаллов компонентов А и В сплавов, их свободных атомов и атомных комплексов. Микрокристаллы первичного аустенита и аустенитно-графитной эвтектики при кристаллизации чугунов, микрокристаллы аустенита и δ-феррита при кристаллизации стали формируются в результате наноструктурных реакций из элементарных нанокристаллов железа и графита, свободных атомов железа и графита, железоуглеродных комплексов. Первичные и эвтектические микрокристаллы силумина формируются из элементарных нанокристаллов алюминия и кремния, свободных атомов алюминия и кремния, алюминиево-кремниевых комплексов.

Ключевые слова

С целью своевременного и полного выявления всех случаев возникновения брака в массовом чугунолитейном производстве предлагается применение статистического анализа всего технологического процесса с использованием инструментов качества, адаптированных к условиям массового чугунолитейного производства, основанных на принципах бережливости. Сложность и многоступенчатость технологических процессов массового производства литья, характеризующихся широкой номенклатурой исходных материалов, поступающих извне, разбросом их свойств, разнообразием оборудования, внешних энергоносителей, нестабильно сопутствующих факторов, обусловливают целесообразность рассмотрения массового чугунолитейного производства как сложной, открытой системы с позиции синергетики.

Ключевые слова

Показано, что перекристаллизация железоуглеродистых сплавов является наноструктурным процессом. Микрокристаллы вторичного цементита сталей и чугунов формируются из элементарных нанокристаллов железа и графита, свободных атомов графита и железоуглеродных комплексов. Микрокристаллы первичного α-феррита сталей образуются из элементарных нанокристаллов железа и графита, свободных атомов железа. Микрокристаллы вторичного графита чугунов формируются из элементарных нанокристаллов и свободных атомов графита. Микрокристаллы эвтектоида образуются из элементарных нанокристаллов железа и углерода, свободных атомов железа и углерода, железоуглеродных комплексов.

Ключевые слова

Рассмотрено влияние различных модифицирующих добавок на усадочную пористость силуминов и герметичность отливок. Проведена сравнительная оценка модифицирования на составляющие усадки в получаемых заготовках. Установлены зависимости содержания стронция в расплаве силумина от времени выдержки расплава. Выявлена взаимосвязь уровня брака алюминиевых отливок от содержания стронция. В связи с тем что уровень брака алюминиевых отливок по причине негерметичности не имеет прямой зависимости от величины пористости в сплаве, сделано предположение, что стронций оказывает существенные изменения в механизм кристаллизации сплава и распределение микропористости в структуре сплава с формированием более развитой сети связанных между собой каналов.

Ключевые слова

Предложена методика, позволяющая рассчитать значения удельного теплового потока в заданном диапазоне значений технологических параметров литья и предельно допустимой толщины корки отливки на выходе из кристаллизатора. Объем сведений по температурному режиму кристаллизатора при различных параметрах литья может служить базой данных, содержащей необходимые результаты для решения задач затвердевания отливки. При последующем проектировании оснастки и оборудования отпадает необходимость проведения дополнительных экспериментальных исследований и анализа полученных результатов. 

Ключевые слова

В статье рассказывается о системе компьютерного моделирования литейных процессов «ПолигонСофт». Описаны основные возможности системы, рассказано о стадиях работы в ней. Отдельно рассматриваются особенности последней версии программного продукта: что нового в решателе заполнения и напряженно-деформированного состояния, что нового в препроцессоре и сеточном генераторе. Проведен анализ сходимости результатов моделирования заполнения и напряжений с экспериментальными данными.

Ключевые слова

Показано, что при разработке технологии непрерывного литья необходимо решить ряд задач, связанных с поиском оптимального варианта технологии, созданием специального оборудования для расширения номенклатуры отливаемых заготовок и с расчетом оптимальных параметров. Выбор способа непрерывного литья и типа установки определяется профилем, размерами и материалом заготовок. Для выбранного типа установки разрабатываются конструкции важнейших узлов и механизмов. Для выбранного конструктивного решения на основе накопленного опыта и имеющихся исследований рассчитываются оптимальные тепловые и технологические параметры литья.

Ключевые слова

С помощью термодинамических расчетов показано, что водород из атмосферных паров воды может проникать в алюминий, железо и медь, особенно в их расплавы. При этом атомы водорода в этих металлах находятся в свободном и адсорбированном состояниях. Прочные и плотные оксидные пленки на поверхностях алюминия, железа и меди существенно снижают растворимость водорода в этих металлах. Нанокристаллы меди и железа более активно адсорбируют атомарный водород, чем нанокристаллы алюминия. Это одна из основных причин слабой растворимости водорода в алюминии и большой десорбции атомов водорода при кристаллизации алюминия по сравнению с железом и медью.

Ключевые слова

В статье рассмотрены результаты работы ОАО «БМЗ – управляющая компания холдинга «БМК», крупнейшего металлургического предприятия в Республике Беларусь за 2021 г. Представлены успешная диверсификация рынков, экспортная ориентированность на дружественные рынки в 2022 г. Описаны новые виды продукции и достижения в области качества, а также функциональная и оперативная работа персонала предприятия.

Ключевые слова

Максимальная вытяжка катанки при однократном волочении характеризует ее деформационную способность до сверхбольших суммарных обжатий. Предложен определяемый при растяжении комплексный показатель деформируемости низкоуглеродистой катанки, учитывающий способность металла к упрочнению и его склонность к локализации пластической деформации.

Ключевые слова

Выполнен анализ формул пересчета твердости в единицах HRC в твердость по Виккерсу HV 30 для закаленных и отпущенных конструкционных сталей, приведенных в стандартах ASTM E 140-07 и ISO 18265:2013. По результатам измерения на эталонной мере твердости 62,3 HRC методом Виккерса при нагрузке на индентор 4,903 Н был выполнен пересчет на твердость при нагрузке 294,2 Н и на твердость в единицах HRC с применением формулы ASTM E 140-07. Получено полное совпадение среднего значения твердости HRC с эталонной мерой. Приведены корректирующий коэффициент пересчета на твердость при нагрузке 294,2 Н и аппроксимирующая зависимость между твердостью HV0,2 и твердостью, измеренной в процессе испытаний с нагрузкой 4,903 Н. Приведены зависимости между твердостью по Виккерсу HV, HV0,5, HV0,2 и твердостью в единицах HRC для закаленных и отпущенных конструкционных сталей.

Ключевые слова

Выполнено моделирование процесса нагрева стружки в зонах газопламенного и индукционного нагрева проходной муфельной печи. Имеющие сопряженный характер механизмы теплопереноса (кондуктивный, конвективный, радиационный) рассмотрены в приближении взаимопроникающих континуумов при отсутствии в условиях высокопористой стружковой среды ε= 80 – 90 % сколько-нибудь заметного влияния фильтрационных процессов. В результате анализа теплои массопереноса в пористом стружковом теле и рабочем пространстве печи получена система уравнений для расчета температурных и концентрационных полей и полей интенсивности теплового излучения в зависимости от заданной производительности печи, расхода природного газа и концентрации масла в СОЖ. Система уравнений, представляющая собой модель процессов теплои массопереноса, является замкнутой и позволяет решить поставленную задачу – определить температуру нагрева стружки на выходе из зоны газопламенного нагрева, состав и остаточное содержание в ней жидкой фазы, а также отыскать оптимальную высоту и температуру муфеля индуктора в зоне индукционного нагрева, габариты и электрические параметры индуктора.

Ключевые слова

В статье обсуждаются технологические принципы совершенствования процесса изготовления расходуемых катодов-мишеней вакуумных электродуговых испарительных установок из комплексных силицидов, в основу которых положены подбор химического состава, согласно анализу диаграмм состояния двойных и тройных систем, получение быстроохлажденных слитков с использованием высокоскоростной индукционной плавки, последующее измельчение и размол до порошка требуемой фракции, статическое либо динамическое прессование заготовки катода, ее спекание и припайка токовода. Представлены результаты лабораторных исследований процесса и получены опытные образцы изделий.

Ключевые слова

На основании исследований характера износа инструмента для холодной штамповки установлена целесообразность применения термической обработки закалкой с промежуточным отпуском. Учитывая, что плотность дислокации мало изменяется при 1100–1150 ºС, было решено рекомендовать для термической обработки именно этот интервал температур. Промежуточный отпуск при 450 ºС наиболее предпочтителен, так как обеспечивает не только стабилизацию дислокационной структуры, но в большей степени снижает внутренние напряжения после первой закалки. Данная обработка повышает стойкость штампового инструмента в 2–3 раза.

Ключевые слова

В работе рассматриваются особенности формирования переходной зоны между матричным сплавом и упрочняющей фазой (чугунными гранулами) при синтезе композиционных литейных материалов. Приведены результаты по изменению концентрации основных элементов (кремния, меди и железа). Показано, что формирование переходной зоны происходит в процессе инфильтрации с последующим ее ростом при выдержке при температуре синтеза, результатом чего становится разрушение и растворение гранул упрочняющей фазы.

Ключевые слова

В настоящее время в горно-металлургической промышленности появились тенденции переработки техногенных отходов, накопившихся в течение многих лет, так как мировые запасы месторождений руд с высоким исходным содержанием цветных металлов и легко перерабатываемыми рудами в настоящее время практически истощены. Это обусловливается уменьшением объема переработки кондиционных руд и вовлечением в разработку техногенных отходов, труднообогатимых руд и забалансовых из низкосортных отвалов. Высокие цены на металлы на мировом рынке создают благоприятную обстановку для разработки технологий извлечения драгоценных металлов с вовлечением в переработку минеральных ресурсов техногенного происхождения. В работе изучены минералогические составы техногенных отходов медной промышленности в условиях АО «Алмалыкский ГМК», определена эффективность методов селективного извлечения платиноидов и уделено внимание способам растворения, восстановления платиновых металлов и методам их очистки от различных примесей. На основе изучения данной тематики и анализа результатов проведенных исследований авторы предложили оптимальную технологию и комплексные способы извлечения платины, палладия и родия из техногенных отходов с использованием селективных методов, подходящих к каждому металлу отдельно с применением гидрометаллургии и пирометаллургии. Разработаны гидрометаллургические способы очистки палладия, платины и родия с обработкой соответственно муравьиной, лимонной и азотной кислотой. В результате разработанных технологий достигнута возможность комплексного извлечения металлов платиновой группы из техногенных отходов. При этом сквозное извлечение всех платиноидов составляет свыше 80 %.

Ключевые слова

Docker – инструмент виртуализации, который позволяет разработчикам и администраторам систем запускать приложения и сервисы в изолированных друг от друга и от гостевой операционной системы контейнерах. Контейнеры Docker в отличие от прочих инструментов виртуализации работают напрямую с аппаратным обеспечением хостовой машины, что благоприятно сказывается на расходе ресурсов системы. Контейнеры запускаются из заранее собранных образов. Возможность собрать в образе все зависимости и данные приложения позволяет не беспокоиться о совместимости с системами, в которых будет запущен контейнер. Независимость контейнеров друг от друга позволяет запускать целые группы связанных сервисов, в которых изменение версии или данных в одном из контейнеров не оказывает влияния на функционирование остальной группы.

Ключевые слова

Приведены результаты оценки зрительных условий на рабочих местах различных участков литейных цехов в сравнении с допустимыми значениями и показана необходимость расчета предполагаемой освещенности на стадии реконструкции или проектирования литейных цехов. Обоснована необходимость соблюдения требуемых правил охраны труда, разработки комплекса мероприятий по оптимизации зрительных условий труда, предупреждению профессиональных заболеваний. Показана роль своевременного выполнения профилактических мероприятий в обеспечении соответствия освещенности на рабочих местах литейных цехов действующим нормам и создания требуемых зрительных условий труда литейщиков.

Ключевые слова

Дана экспертная оценка эффективности мероприятий по улучшению условий труда в литейных цехах с использованием методики комплексной оценки. Установлены четыре класса литейных цехов по условиям труда, которые определяются комплексом факторов производственной среды. Показана возможность использования ее для выбора наиболее оптимального варианта при разработке проектов реконструируемых литейных участков или цехов и осуществлении мероприятий по улучшению условий труда. Разработанная методика была апробирована на примере организации литейного цеха с мелкосерийным производством и показала высокую эффективность при выборе оптимального варианта размещения оборудования.

Ключевые слова

Рассмотрены современные технологии изготовления стержней и форм с использованием холоднотвердеющих смесей. Приведены результаты исследований содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны при изготовлении стержней и форм по различных процессам (NO-BAKЕ, Альфа-сет, Бета-сет, COLD-BOX-AMINE, EPOXY-SO2 процесс, RESOL-CO2) и заливке форм и стержней жидким металлом. Отмечено, что в воздушной среде фиксируется комплекс вредных веществ, состав которого зависит от применяемых процессов получения стержней и форм, связующих материалов, заливаемого в формы металла, характера производства. Установлено, что с целью обеспечения безопасных условий труда для работающих при организации производства необходимо учитывать санитарно-гигиенические характеристики применяемых веществ и условия конкретного производства.

Ключевые слова