Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия
Все статьи: 842
Исследование технологических свойств хромовых руд южно-уральских месторождений
Статья обзорная
Бесплатно
Исследование трещинообразования при изготовлении выпускного клапана ДВС
Статья научная
Конечный комплекс свойств выпускного клапана формируется в ходе всей совокупности процессов: электровысадки, термообработки, наплавки, механообработки и гальваники, - важнейшим из которых является наплавка рабочей фаски клапана. Рабочая фаска клапана подвергается постоянному воздействию высоких температур, воздействию потока газа и термоциклическим нагрузкам, поэтому необходимо строгое соблюдение всего комплекса свойств, иначе дефект рабочей фаски приведет к ее разрушению, что неизбежно повлечет за собой нарушение работы ДВС и необходимости его ремонта. В работе проведено исследование деформируемой части основного материала (сталь марки 40Х10С2М) и наплавочного (сплава ЭП616А), применяемых для изготовления выпускного клапана двигателя внутреннего сгорания. Отбраковка по поверхностным дефектам проводится на готовых изделиях методом люминесцентного контроля. Однако, как показывает практика, не все детали, прошедшие визуальный контроль, являются годными. Разрушающие методы исследования сплошности материала позволяют обнаружить недопустимые внутренние дефекты (раковины, трещины). Методами оптической и электронной микроскопии были изучены структурные составляющие материала: размер и форма зерна, включений, характер их распределения, местоположение усадочной раковины, ее протяженность, размерные характеристики наплавляемого жаропрочного слоя, переходной зоны, способ распространения трещины. Исследование было выполнено на разных стадиях изготовления клапана: после электровысадки при формировании головки клапана из прутка, последующей термообработки (закалка + высокий отпуск), наплавки кольца из жаропрочного сплава. В настоящей работе методом микрорентгеноспектрального анализа определены химические составы фаз, включений, участков сплава ЭП616А вокруг усадочной раковины. Полученные результаты свидетельствуют о недостаточности визуального контроля, а проведение выборочного разрушающего метода не обеспечивает полной вероятности обнаружения внутренних дефектов. Целесообразно вместо разрушающего контроля ввести ультразвуковую дефектоскопию.
Бесплатно
Статья научная
Проведены многофакторные эксперименты гранулированных черновых медных сульфидных концентратов по влиянию содержания серы в концентрате, заданной температуры воздуха, размера гранул, расхода воздуха на исследование условий максимального использования тепла химических реакций процесса сульфатизирующего обжига. Получены математические модели, которые использованы для определения оптимальных областей проведения обжига с точки зрения попадания в зону допустимых температур по условиям сохранения образующихся сульфатов, а также по условиям недопущения спекания материала. Установлено, что не превышение допустимой температуры обжига может быть обеспечено при содержании серы несколько больше 10 % за счет понижения температуры воздуха и при работе на более крупных гранулах. Но при температуре воздуха 500 °С оптимальная температура превышается при любых условиях. По полученным кривым нагревания материала рассчитана кажущаяся энергия активация по подобию обработки данных ДТА, которая составила 16,626 кДж/моль и свидетельствует о лимитировании процесса внутренней диффузией газообразных реагентов через слой образующихся сульфатов.
Бесплатно
Исследование характера износа оправок стана МРМ и пути повышения срока их эксплуатации
Статья научная
Проведен анализ оборудования, указаны основные конструктивные особенности и описан состав оправочного узла непрерывного стана МРМ (Multistand Pipe Mill). На основе анализа литературных источников исследованы условия эксплуатации и наиболее характерные виды износа. Охарактеризован режим работы и описаны причины выхода из строя оправок. Указана проблематика стойкости инструмента. Показана необходимость рациональности подхода к расчету длины оправок. Рассмотрены особенности расчета длины оправки при непрерывной прокатке труб и приведены значимые неучитываемые факторы, такие как кратность проката, расстояние между непрерывным и извлекательно-калибровочным станами, расположение наиболее изнашиваемого участка, режимы деформации, которые, в конечном счете, влияют на ресурс работы оправочного узла и другого оборудования. На основе опытных данных рассмотрены особенности износа оправочного узла непрерывного стана МРМ. Приведен анализ влияния различных факторов на эксплуатационную стойкость рабочей части оправок. Рассмотрены существующие пути повышения ресурса работы инструмента. Выданы рекомендации с целью увеличения стойкости прокатного инструмента. Определены основные перспективные направления для повышения срока эксплуатации оправочного узла, установленного на заводе непрерывного стана МРМ.
Бесплатно
Исследование химического состава переходной зоны биметаллического слитка, полученного методом ЭШП
Краткое сообщение
Перспективным направлением в материаловедении является создание композиционных материалов с заданными свойствами. Исследуемый в статье опытный материал является биметаллической композицией, полученной с помощью электрошлакового переплава. Электрошлаковый переплав позволяет решить задачу получения биметаллической заготовки с высокой сплошностью соединения слоёв. Но переходная зона представляет собой сплав металлов, образующих слои слитка, и отличный по своим свойствам от сплавляемых металлов. Переходная зона представляет собой ещё один слой в многослойной композиции, при этом химический состав этого слоя непостоянен, то есть изменяется по высоте, и, соответственно, изменяются его свойства. Большая протяжённость переходной зоны часто приводит к образованию в этой зоне неблагоприятных структур, по свойствам резко отличающихся от свойств переплавляемых металлов, образующих составные части электрода. При этом толщина переходной зоны неравномерна по сечению слитка и её границы повторяют форму жидкометаллической ванны. Само по себе наличие переходной зоны затрудняет получение слоя металла с заданными свойствами требуемой толщины. Представлены результаты химического анализа переходной зоны биметаллического слитка полученного методом электрошлакового переплава. Были определены концентрации основных легирующих элементов с целью изучения их распределения в объёме слитка, в частности в зоне сплавления разнородных материалов. Для уменьшения химической неоднородности и протяженности зоны сплавления предложен ряд мер, направленных на уменьшение глубины жидкометаллической ванны и изменения химического состава переходной зоны. Особое внимание для решения проблемы химической неоднородности и протяжённости переходной зоны уделяется технологии электрошлакового переплава с вращением расходуемого электрода вокруг своей оси в процессе плавки.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена исследованию процесса экстракционного извлечения меди из растворов аммиачного выщелачивания шлаков медеплавильных производств, которые помимо меди содержат ионы такого ценного элемента, как рений. За последнее десятилетие наблюдается устойчивый рост спроса на редкие металлы. Рений является один из высоковостребованных, но при этом одним из наиболее труднодоступных и дорогих. Высокий спрос на рений обусловлен его использованием в авиа- и ракетостроении как ключевого компонента сплавов, применяемых при изготовлении двигателей, либо в нефтеперерабатывающей промышленности в качестве компонента катализаторов. Совокупность вышеперечисленных фактов обуславливает повышение рентабельности переработки медных шлаков. Жидкостная экстракция меди является стадией, предваряющей дальнейшее сорбционное извлечение рения из технологических растворов выщелачивания в ходе комплексной переработки медных шлаков. В качестве объекта исследования применяли модельные растворы, близкие по элементному составу растворам аммиачного выщелачивания шлаков медеплавильных производств. Определены экстракционные характеристики процесса извлечения меди с применением раствора хелатирующего экстрагента LIX 84-I в керосине. Получена зависимость степени извлечения компонентов раствора выщелачивания от соотношения объемов водной и органической фаз, а также степени разбавления экстрагента в керосине. Показана эффективность экстрагента LIX 84-I при извлечении меди из аммиачных растворов сложного солевого состава. Установлены оптимальное соотношение объемов водной и органической фаз, а также наиболее эффективная, с практической точки зрения, концентрация экстрагента в органической фазе.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе представлено продолжение темы по разработке технологии малоотходной безуклонной горячей объемной штамповки осесимметричных деталей, в частности воротниковых фланцев, на основе схемы деформации «раздача-выдавливание». В настоящей статье приведен вывод общего вида функции энергосиловых параметров процесса на основе предыдущих работ, заключающихся в определении граничных условий и определения кинематических характеристик операции. Исходя из условий и схемы процесса деформации, принимаем торовую систему координат. Вывод общего вида функции осуществлен по методике А.Л. Воронцова. Так как процесс осесимметричный, то рассматриваем плоское напряженное состояние очага деформации. Приведенная математическая модель разработана с целью верхней оценки усилия деформации, что связано с необходимостью проведения технологических расчетов на производстве. Также в данной работе представлено моделирование по новой схеме деформирования с целью качественной оценки пластического течения материала. По результатам моделирования подтверждена практическая применимость метода на практике, что подтверждает предыдущие предположения. Также рассмотрен график зависимости усилия штамповки от перемещения. В данном конкретном случае график имеет куполообразную форму, что обусловлено изменением площади контакта рабочего инструмента с заготовкой. С целью получения более достоверной картины процесса деформации проведен лабораторный эксперимент на базе лаборатории кафедры ПиМОМД на гидравлической установке ВЖМ-2М, материал - свинец марки С2С ГОСТ 3778-98. Гидравлическая установка ВЖМ-2М отличается удобством применения и приемлемым усилием. Данный эксперимент дал положительные результаты, подтвердив тем самым моделирование при помощи метода конечных элементов. Для полноценной проверки корректности математической модели планируется проведение неполнофакторного эксперимента. Разработан пакет конструкторской и технологической документации, на данном этапе проекта оснастка находится на изготовлении в НОЦ «Машиностроение». Также планируется освоение опытной партии фланцев на ООО «ЧТЗ-УралТрак» на типоразмере с диаметром условного прохода D50.
Бесплатно
Статья научная
Исследовано влияние различных факторов на процесс обжига малосернистого чернового медного флотоконцентрата в шахтной печи. Установлено, что достаточно высокую степень извлечения меди в условиях автогенного обжига можно достичь при гранулировании на смеси из раствора лигносульфонатов (сульфит-спиртовая барда) и 10 %-ной серной кислоты. В зависимости от действующих факторов получены частные и обобщенные функции извлечения меди в раствор, которые скорректировали с учетом ограничения по степени реагирования не более 100 % путем введения в экспоненту.
Бесплатно
Статья научная
Представлена теория кинетики фазового превращения в условиях исчерпания мест зарождения на границах зерна как вариант теории Дж. Кана. На основании имеющихся экспериментальных данных для сплавов Fe - 9 % Cr с различным содержанием углерода определены кинетические параметры, определяющие зарождение и рост частиц феррита вдоль границ и вглубь исходных аустенитных зёрен. Рассчитанные диаграммы изотермического превращения аустенита в феррит хорошо соответствуют экспериментальным.
Бесплатно
К 100-летию Михаила Максимовича Штейнберга - основателя школы челябинских металловедов
Персоналии
Бесплатно
К вопросу влияния погонной энергии сварки на скорость охлаждения металла шва
Краткое сообщение
Представлены материалы по обоснованию и необходимости автоматизации расчета режимов дуговой сварки под слоем флюса. Разработан программный комплекс по расчету параметров режима дуговой сварки под слоем флюса для низко-углеродистых сталей. Для расчета режима сварки установлены зависимости влияния погонной энергии сварки на скорость охлаждения металла шва.
Бесплатно
К вопросу о комплексной переработке сталеплавильных шлаков и их использовании в строительстве
Статья научная
Проанализирована возможность комплексной переработки отвальных шлаков ОАО «Златоустовский металлургический завод». Обоснованы и проведены эксперименты по получению строительных материалов с заменой до 50% цемента на специально подготовленные шлаки металлургического производства путем механической активации.
Бесплатно
К вопросу о комплексной переработке хромовых руд массива Рай-Из
Статья научная
В статье приведены результаты исследования кристаллохимических превращений в хромовой руде при окислительном обжиге. Предложена схема получения хромового концентрата из окисленной руды, а также способ концентрирования и извлечения примесных элементов, входящих в состав хромовой руды.
Бесплатно
Статья научная
Работа выполнена при поддержке гранта Президента РФ МД-2610.2008.8
Бесплатно
К вопросу о формировании адгезионных контактов в синтетических песчаных смесях
Статья научная
Рассмотрен вопрос формирования адгезионых контактов в синтетических песчаных смесях. Выявлено, что прочность синтетических песчаных смесей определяется характером и количеством адгезионых контактов. Приведена формула для оценки прочности синтетических песчаных смесей с учетом адгезионых контактов.
Бесплатно
Статья научная
Одним из путей снижения себестоимости электрошлакового металла является формирование литых расходуемых электродов из металлизованных окатышей и жидкой лигатуры. В данной работе приведены результаты исследований удельного сопротивления комбинированных расходуемых электродов, полученных с использованием металлизованных окатышей.
Бесплатно
