Литье и металлургия

На основании термодинамических расчетов показано, что нагрев и охлаждение металлов и сплавов являются обратимыми, равновесными процессами. На основании термодинамических расчетов показано, что плавление и кристаллизация металлов и сплавов являются также обратимыми, равновесными процессами. С увеличением скорости охлаждения металла температура его равновесной кристаллизации снижается. При большой скорости охлаждения металла наблюдается кратковременный начальный процесс неравновесной кристаллизации, который быстро переходит в основную стадию равновесной кристаллизации.

Ключевые слова

Рассмотрены варианты повышения качества отливок при литье под давлением. Представлены варианты исполнения и размещения чилвент в пресс‑форме. Описан практический опыт применения чилвент в целях совершенствования вентиляционной системы пресс‑формы для обеспечения снижения дефектности отливок по газовым раковинам и пористости.

Ключевые слова

В статье показана динамика увеличения применения технологии ХТС на литейных предприятиях России, приведены преимущества технологии и используемое оборудование. Проведен анализ сложившейся ситуации на рынке поставок литейного оборудования и даны примеры современного российского оборудования, выпускаемого компанией ООО «Родонит» (Санкт‑Петербург).

Ключевые слова

Разработан наноструктурный механизм структурной устойчивости при переплавке литейных бинарных сплавов. Этот механизм определяется устойчивостью центров кристаллизации микрокристаллов αи β‑фаз. Показано, что эта устойчивость зависит от концентрации адсорбированных атомов водорода и кислорода. Чем выше эти концентрации, тем менее устойчивы центры кристаллизации микрокристаллов αи β‑фаз в расплавах литейных бинарных сплавов и наоборот. При увеличении перегревов и (или) времен выдержки расплавов литейных бинарных сплавов в них повышаются концентрации адсорбированных атомов водорода и кислорода. В результате снижается структурная устойчивость при переплавке литейных бинарных сплавов.

Ключевые слова

В статье проведено сравнение свойств каолиновых и бентонитовых глин. Показано, что каолиновые глины обладают высокой огнеупорностью, а бентониты – высокими показателями вяжущих свойств. Рассмотрен опыт специалистов ОАО «МТЗ» по совместному использованию различных видов глин. Сочетание каолина и бентонита в составе суспензии позволило повысить прочность формовочной смеси, сохранив показатели влажности. Недостатком каолиновых глинистых суспензий является повышение показателя влажности при увеличении дозировки. При приготовлении бентонитовых суспензий следует учитывать их малый срок хранения.

Ключевые слова

Разработан наноструктурный механизм перекристаллизации бинарных алюминиевых и оловянных бронз. Сначала из элементарных нанокристаллов меди, алюминия, олова и их свободных атомов образуются структурообразующие нанокристаллы α -, β - и γ - фаз. Из них формируются центры кристаллизации микрокристаллов фаз. Из этих центров, структурообразующих нанокристаллов фаз, свободных атомов меди, алюминия, олова образуются микрокристаллы α -, β - и γ - фаз бинарных алюминиевых и оловянных бронз.

Ключевые слова

Производство бесшовных горячедеформированных труб из нержавеющих марок стали мартенситного класса с повышенным содержанием хрома, используемых в условиях постоянного воздействия агрессивных сред, связано с необходимостью преодоления целого ряда технологических трудностей, которые обусловлены особенностями структуры металла, выражающимися в относительно низкой пластичности, узком температурном диапазоне для горячей деформации, повышенной склонности к дефектообразованию в процессе прокатки, более интенсивном износе прокатного инструмента. В статье приведены основные этапы исследовательской работы по освоению технологии производства бесшовных горячекатаных труб из нержавеющей стали марки L80 тип 13Cr в условиях ОАО «БМЗ – управляющая компания холдинга «БМК». Представлены результаты и сложности освоения технологии производства бесшовных труб из нержавеющей марки стали. Проанализированы результаты работы, направленной на снижение себестоимости готовой продукции, за счет увеличения стойкости прошивных оправок, увеличения стойкости дисковых пил для порезки заготовок, исключения налипания металла на диски Дишера прошивного стана, увеличения производительности линии проката и термической обработки.

Ключевые слова

В статье приведены результаты исследований процессов, протекающих при синтезе волластонитсодержащей керамики, полученной на основе различных глинистых компонентов. Представлены особенности формирования кристаллических фаз в материале. Полученные сведения закладывают основы для организации производства востребованной металлургической промышленностью керамики.

Ключевые слова

Технология изготовления волок из твердосплавной гранулированной смеси включает следующие операции: подготовку исходных материалов, формование заготовок и последующее спекание. Приготовление твердосплавных смесей, состоящих из порошков карбидов и металлов связки, является одной из основных операций в производстве твердых сплавов. Свойства получаемых сплавов во многом зависят от условий выполнения этой операции. Все операции связаны между собой и любое изменение технологических параметров может привести к изменению формирования окончательной структуры материала, а следовательно, и его свойств. В данной статье рассматриваются технология изготовления и процесс производства волок‑заготовок из твердосплавной гранулированной смеси. Описаны результаты лабораторных исследований твердосплавной смеси, изготовление и производственные испытания волокзаготовок.

Ключевые слова

При многократном волочении низкоуглеродистой стали исходный размер зерна феррита и величина интенсивности упрочнения оказывают влияние на накопление дефектов кристаллической структуры и общее уменьшение пластических свойств холоднодеформированной проволоки. Минимизация размеров ячеек и снижение интенсивности деформационного упрочнения для более дисперсной исходной структуры сохраняют повышенное относительное сужение мелкозернистой стали после больших суммарных обжатий. Рост склонности к упрочнению крупнозернистой стали сопровождается усилением уменьшения пластичности проволоки при многократном волочении. Большие суммарные обжатия повышают структурную чувствительность относительного сужения низкоуглеродистой проволоки.

Ключевые слова

В данной работе проведены исследования структуры, химического анализа и прочностных свойств наплавленного металла двух видов металлопорошковых композиций, а именно исходный порошок (первичный) и остатки порошка (вторичный) жаропрочного железохромоникелевого сплава Inconel 718.На основании полученных результатов определены причины образования мелкоячеисто‑дендритной разнонаправленной структуры игольчатого и дендритного строения; снижения жаростойкости наплавленного материала из вторичного порошка жаропрочного железохромоникелевого сплава Inconel 718 при повышенных температурах.

Ключевые слова

Литейное производство представляет собой многогранную отрасль, позволяющую получать изделия практически любой конфигурации и геометрических размеров. Данные изделия могут быть представлены материалами на основе различных металлов и сплавов, биметаллов и композиционных материалов. Полученные изделия могут быть с равномерными или градиентными свойствами. Однако для получения изделия со свойствами в несколько раз отличающимися на поверхности и в объеме отливки, целесообразно нанесение покрытий со свойствами, позволяющими улучшить работу покрытия. В работе рассматривается получение литых композиционных материалов с улучшенными поверхностными свойствами. Рассмотрены различные типы покрытий на основе высокоэнтропийных сплавов, керметов, полимеров, углеродных нанотрубок, способных повышать свойства литых композиционных материалов, приведены их классификация и особенности нанесения на поверхность композиционного материала. Показаны перспективы использования этих покрытий для улучшения свойств литых композиционных материалов.

Ключевые слова

В результате проведенного исследования пламенно‑индукционного нагрева стальной и чугунной стружки установлены оптимальные режимы нагрева, габариты печи и соотношение размеров ее составных частей (газопламенного и индукционного нагревателей), что послужило основой для разработки новой технологии нагрева, обеспечивающей по сравнению с известными аналогами минимизацию размеров, повышение производительности и КПД печи. Установлено, что на этапе испарения и удаления из стружки паров воды и легких фракций масла в интервале температур 100–550 °C до момента достижения оптимальной концентрации масла 1,5–3,0 % среди всех известных способов муфельного нагрева наиболее экономичным и производительным является газопламенный нагрев, а в дальнейшем при нагреве обезвоженной пористой массы металла плотностью 1100–1700 кг/м3 до 850 °C – индукционный нагрев в атмосфере продуктов термической возгонки и деструкции СОЖ. Индукционный нагрев целесообразно проводить с частотой тока 2,0–2,4 кГц при соотношении протяженности зон газопламенного и индукционного нагрева 2,0–2,5 и размеров индуктора (высоты к диаметру отверстия) 3,7–4,0. Степень окисленности горячепрессованных брикетов соответствует исходному содержанию кислорода в стружке: у стальной – 1,3–1,7 %, чугунной – 0,46–0,47 %. Полученные данные позволили разработать технологию пламенно‑индукционного нагрева стружки черных металлов, а также конструкцию малогабаритной печи с удельной производительностью 6500–9500 кг/(м2·ч) и КПД 40–45 %. 

Ключевые слова

Продемонстрирован метод формирования композиционного материала, заключающегося в том, что на одну сторону смесовой ткани 07С11‑КВ (производство ОАО «Моготекс») наносили титан, а на другую сторону – углерод. Проведены испытания полученного материала в климатической камере при –20 … –40 °С. Показано, что разработанный композиционный материал хорошо выдерживает пониженные температуры, не наблюдается дополнительной деформации композиционного материала и дефектов структуры. Данный композиционный материал может быть рассмотрен как перспективный для специальных применений в условиях пониженных температур (антистатических, поглощающих СВЧ излучение, биомедицинских).

Ключевые слова

Проведен анализ структуры баллистических материалов и выбраны оптимальные механические свойства, необходимые для обеспечения лучшей пулестойкости и долговечности броневой стали. Проведено исследование броневой стали 45Х2НМФБА при различных режимах термической обработки. Определены оптимальные режимы термической обработки, обеспечивающие повышение механических свойств. Выяснено, что при повышении скорости охлаждения стали образуется более мелкозернистая структура, а увеличение температуры закалки приводит к росту зерна первичного аустенита. Представлены результаты оптической микроскопии и механических свойств исследуемых образцов стали.

Ключевые слова

Многие современные модельные комплекты, применяемые в литейном производстве, получены с помощью технологии склеивания различных элементов. Даже в случае склеивания двух однородных материалов в модельном комплекте могут возникать деформации, приводящие к его короблению и даже разрушению. Это может возникнуть из‑за отличия коэффициентов термического расширения, влагопоглощения между материалом и клеем. Для прогнозирования таких нежелательных последствий была выполнена оценка поведения клеевого шва в элементах модельного комплекта при эксплуатации в жидких и влажных средах с оценкой твердости и прочности шва. Проведен анализ клеевого шва при его механической обработке, выявлена зависимость между плотностью пластика и качеством клеевого шва.

Ключевые слова

Для понимания механизма зарождения и роста графитных включений при высокотемпературной кристаллизации расплава чугуна чрезвычайно важны данные о том, как распределяются химические элементы в графите. Это также важно и для понимания механизмов последующей пластической деформации чугуна.Описана специфика микрорентгеноспектрального анализа (МРСА) графитных включений сферической формы в чугуне, связанная с выбором исследуемого сечения образца. Наиболее достоверны и информативны результаты, когда включение графита рассекается плоскостью шлифа ровно посередине.Проведен сравнительный МРСА распределения химических элементов по сечению графитных включений в литом и деформированном (методом горячего выдавливания) высокопрочном чугуне. В литом состоянии в центре включений, помимо основного элемента (углерода), обнаружены аномалии распределения концентраций ряда элементов. Магний, кремний, сера, кислород, иногда железо показывают повышенное содержание в центре. Это, вероятно, связано с наличием в расплаве чугуна при кристаллизации микрочастиц оксидов, сульфидов и оксисульфидов (либо включений кремнистого феррита), на которых в дальнейшем происходит рост графитных включений.В деформированном чугуне аномалии распределения элементов во включениях в значительной мере устраняются и распределение становится более однородным, причем чем выше степень обжатия, тем выше однородность химического состава. Так, в некоторой мере неоднородность распределения состава еще встречается в продольном сечении при деформации со степенью обжатия 60 %. При степени обжатия 80 % включение в поперечном сечении становится практически полностью однородным по химическому составу.

Ключевые слова

Представлены результаты исследования процессов лазерного осаждения сплавов на основе алюминия и магния, особенностей структуры осажденных слоев с использованием данных электронной микроскопии и рентгенографической компьютерной томографии, измерений микротвердости после лазерного осаждения алюминиевых и магниевых сплавов. Выполнено моделирование напряженно‑деформированного состояния плоских деталей при лазерном осаждении алюминий-магниевого сплава с содержанием магния 0,6–0,95 %, кремния – 0,7–1,0, титана – до 0,3, цинка – до 0,5, марганца – до 0,4 %. Установлен характер распределения деформаций и напряжений при использовании различных технологических схем лазерного осаждения при поверхностной обработке алюминий‑магниевых сплавов методами лазерного осаждения.

Ключевые слова

Качество получаемых отливок напрямую зависит от модельной оснастки и материалов, используемых для ее изготовления. Рассмотрены свойства элементов модельных комплектов, полученных из пластика и соединенных с использованием технологии склеивания. Свойства данных соединений оценивали с помощью естественного старения в атмосферных условиях. Проведены работы по анализу влияния абразивных свойств формовочной смеси и ее компонентов на качество склеенных модельных комплектов. Выполнены работы по оценке твердости и текучести формовочной смеси на пробе Г. М. Орлова с использованием стандартных и пластиковых вкладышей как цельных, так и склеенных.

Ключевые слова

Представлены результаты исследования влияния обработки давлением (прямого горячего выдавливания) на структуру включений графита и металлической матрицы высокопрочного аусферритного чугуна. С использованием методов имитационного моделирования проведен сравнительный анализ процессов охлаждения литой заготовки из высокопрочного чугуна без деформирования и после деформации заготовки. Приведены результаты исследований влияния горячей деформации (до 950–970 ℃) на структуру изломов и механические свойства заготовок из аусферритного высокопрочного чугуна.

Ключевые слова

Газовые включения в затвердевающих расплавах существенно влияют на качество литого материала. В жидких металлах всегда есть растворенные газы, которые в результате диффузии и химических реакций способствуют образованию новых и росту ранее появившихся включений. Решена математическая задача динамического поведения сферической полости, описываемая уравнением Навье‑Стокса, а расплав рассматривается как вязкая несжимаемая жидкость. Получено выражение изменения радиуса сферической полости при ньютоновском поведении расплавов.

Ключевые слова

Приведены результаты анализа производственного травматизма работающих в литейных цехах с разным характером производства. Показано, что наибольшее количество несчастных случаев по месту их происшествия приходится на обрубочно‑очистной, формовочный и плавильно‑заливочный участки литейных цехов, а наиболее травмоопасными являются профессии обрубщика, формовщика, плавильщика, заливщика и слесаря‑ремонтника. Анализ причин травматизма в литейных цехах показал, что около 76 % случаев происходит по организационным причинам, около 16 % – по техническим, около 6 % – по санитарно‑гигиеническим и около 2 % – по психофизиологическим. Показана возможность прогнозирования показателей травматизма работающих в литейных цехах.

Ключевые слова

Безопасное функционирование предприятий металлургии и литейного производства во многом зависит от обеспечения пожарной безопасности. Поэтому на предприятиях большое значение имеет адаптация норм пожарной безопасности. Проводится категорирование помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.В статье приведен пример расчета категорирования помещения, где нет выделения лучистого тепла, искр и пламени, – гаража для хранения автомобилей. Данный объект может располагаться в одном помещении или здании с литейными и металлургическими цехами

Ключевые слова

Проведен анализ образования паров органических растворителей, которые представлены уайт‑спиритом, кетонами, спиртами, производными бензола, 1,4‑диоксаном, этилцеллозольвом и окрасочным аэрозолем. Вещества относятся к 3‑му и 4‑му классам опасности. В процессе производства использовали базовую краску Uno HD, краску Diamont R‑M BASF P+E, покровный лак Standoflex 2k autolak и однокомпонентную шпатлевку‑порозаполнитель Standox fine 1k‑body. Расход материалов cоставлял соответственно 6,3; 2,7; 1,8 и 3,7 т/год. При расчете выбросов окрасочного аэрозоля эффективность очистных сооружений принималась равной 52 %. Размер экологического налога составил 2619,93 руб.

Ключевые слова

На основании термодинамических расчетов вещественной Вселенной показано, что космологическая теория Большого взрыва является ошибочной. Термодинамический запрет на эту теорию делает гипотезу о темной энергии, расширяющей вещественную Вселенную, также ошибочной. Показано, что вещественная Вселенная является термодинамически равновесной системой. Поэтому вещественная Вселенная не может распадаться, теряя структуру, не может сжиматься в точку, не может исчезать в черной дыре. Равновесная вещественная Вселенная существует вечно, сохраняя свою энтальпию, энтропию, массу и температуру. Главной причиной красного смещения спектральных линий света от далеких звезд и галактик является не расширение вещественной Вселенной, а ее облака газа и пыли, которые уменьшают энергию фотонов.

Ключевые слова

1949–2022