Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия
Все статьи: 842
Статья научная
Разработка современной технологии производства заготовок из наноструктурных материалов является актуальным направлением научных исследований в области повышения механических свойств коммерчески чистого титана. Наиболее перспективной областью, где возможно использование уникальных свойств легированных марок титана, является современная медицина и имплантология. На данном этапе развития науки необходим поиск более надежных материалов для изготовления имплантов, протезов и новых технологических устройств, заменяющих утраченные органы и конечности. Сейчас для этого используют легкие и прочные титановые сплавы. Однако до сих пор не найдено решение оптимального соотношения экономической эффективности производства высокотехнологичных заготовок и высоких требований к качеству материалов и эксплуатационным свойствам изделий. Поэтому выбор способа технологии штамповки представляется важным. Современная экономическая ситуация способствует более быстрой смене номенклатуры и сокращению размера партии готовых изделий. Для повышения эффективности производства и сокращения количества стадий технологического процесса и оборудования, в частности, дорогостоящей штамповой оснастки, часто применяют комбинированные процессы штамповки, а именно, методы холодной объемной штамповки. Экономическая рентабельность партии изделий для холодного объемного выдавливания в зависимости от технологичности изделия и стойкости штампов определяется в 3000-10 000 шт. Однако в отдельных случаях может быть экономична и партия в 500 шт.
Бесплатно
Анализ влияния добавок олова на состав неметаллических включений в конструкционных сталях
Статья научная
В работе исследуется влияние добавок олова на состав неметаллических включений, образующихся в конструкционных низколегированных, в том числе и кальцийсодержащих, сталях методом энергодисперсионного анализа. Представлено теоретическое объяснение полученных результатов.
Бесплатно
Анализ влияния настроечных параметров прошивного стана на изменение диаметра и толщины стенки гильзы
Статья научная
В производстве бесшовных труб массовым способом является применение прошивки заготовки на станах винтовой прокатки с последующей раскаткой на станах продольной прокатки. При этом к качеству и геометрическим параметрам готовых труб предъявляют повышенные требования. К геометрическим параметрам относят такие, как толщина стенки, диаметр, разнотолщинность. При этом на разнотолщинность в основном влияет качество гильзы. Известно, что одни и те же геометрические параметры гильзы (диаметр и толщина стенки) возможно получить при различном соотношении настроечных параметров, таких как расстояние между валками, расстояние между удерживающим инструментом, выдвижение оправки за пережим. Однако в этом случае разнотолщинность гильз будет различной. Кроме настроечных параметров на разнотолщинность влияет и степень износа инструмента, в частности оправка прошивного стана. Установлено, что по мере износа оправки прошивного стана диаметр гильзы монотонно увеличивается, что приводит к перераспределению толщины стенки гильзы, а соответственно и разнотолщинности гильзы. Поиску рациональных настроечных параметров с целью минимизации разнотолщинности и посвящена данная работа. Разработан план эксперимента с применением моделирования в среде QForm. Произведена обработка полученных гильз по геометрическим параметрам. На основе данных проведено вычисление коэффициента среднеквадратичной ошибки (RSME) для различных моделей регрессионных уравнений. Для выбранной модели построены номограммы распределения разнотолщинности, толщины стенки, диаметра гильзы в зависимости от настроечных параметров. Данные номограммы могут быть использованы в производственной практике для оперативного вычисления геометрических параметров гильз при изменении условий прошивки заготовок. В качестве примера были разработаны рекомендации для получения гильз с толщиной стенки 17 мм с минимальной разнотолщинностью.
Бесплатно
Статья научная
Проблема ресурсосберегающих способов получения материалов со свойствами, сочетающими одновременно высокую прочность и пластичность, в условиях использования относительно простых и недорогих устройств, позволяющих реализовывать во всем объеме металла интенсивную пластическую деформацию и при этом затрачивать минимально возможное количество энерго- и трудозатрат, является весьма актуальной. Решить данную проблему при производстве проволоки из цветных металлов и сплавов можно путем использования для ее получения совмещенного способа деформирования «прессование-волочение», который обладает существенным преимуществом по сравнению с действующей технологией производства медной проволоки. Данный способ деформирования позволяет получать проволоку с субультрамелкозернистой структурой и высоким уровнем механических свойств, требуемых размеров и формы поперечного сечения при незначительном количестве циклов деформирования.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается влияние скручивания заготовки на образование дефектов поверхности (плен и рванин) на гильзах и трубах, а также на получение неоднородно-деформированной структуры. Для проведения анализа проводится расчет максимально возможных углов скручивания заготовки из условия отсутствия проскальзывания между валком и заготовкой. Кратко описана методика расчета. Приведены данные расчета скручивания заготовок при прошивке заготовок диаметрами 460 и 600 мм в гильзу с наружным диаметром меньшим, равным и большим диаметра заготовки. Из результатов видно, что рассчитанные углы скручивания малы, а также расположены совершенно под другими углами к поверхности, нежели плены и другие дефекты поверхности, в силу этого скручивание не может вызвать образование дефектов поверхности и неоднородности зерна, однако другая причина образования плен не предложена.
Бесплатно
Анализ возможности перераспределения атомов углерода в решётке цементита
Статья научная
На основании результатов существующего первопринципного расчёта энергии атома углерода в «нормальной» октаэдрической поре решётки цементита (по отношению к «нормальной» призматической) оценены его энергии в «искажённых» призматической и октаэдрической поре. Построена теория, позволяющая находить концентрацию атомов углерода в порах различных типов. Показано, что предположение о переходе части атомов углерода в «искажённые» поры не может объяснить наблюдаемых изменений EELFS-спектров цементита при длительном отжиге перлита ниже Ac1
Бесплатно
Анализ гидродинамических и тепловых процессов в производстве фасонной отливки "коробка клапанная"
Статья научная
Рассмотрено ведущее направление развития литейного производства, связанное с широким использованием систем инженерного анализа для теоретического исследования литейных процессов. Подробно рассмотрена методика проведения вычислительного эксперимента в системе «Полигон» и сделаны выводы о рациональном способе литья стальной отливки «коробка клапанная».
Бесплатно
Статья научная
В данной работе приведен анализ пластического течения материала, проведенный на базе программного комплекта QForm 3D с целью определения оптимальных геометрических параметров инструмента. Высокий спрос на латунную запорную арматуру возрастает, что приводит к необходимости повышения качества и экономичности производства (в частности снижение металлоемкости полуфабрикатов). В данной статье рассмотрены схемы горячей объемной штамповки латунных корпусов шаровых кранов для крепления корпуса электропривода. В процессе опытного освоения был выявлен зажим (соприкосновение плоскостей заготовки) на торце поковки, вскрывшийся после механической обработки. Данный дефект является окончательным браком, что привело к необходимости проведения моделирования в программном комплексе QForm 3D для определения причин его появления и корректировки технологии. Согласно результатам моделирования образование зажима происходит при утонении пояска материала, движущегося навстречу верхнему пуансону, что приводит к его остыванию и повышению предела прочности. Дальнейшая деформация сопровождается проникновением остывшего и более прочного пояска латуни в тело заготовки. Данные моделирования позволили скорректировать геометрию инструмента (увеличить диаметр пуансона), что позволило в процессе формирования поковки обеспечить широкий поясок между внутренней полостью матрицы и наружным диаметром пуансона, позволивший сохранить температуру заготовки. Равномерное распределение температуры позволяет сохранить изотропию механических свойств по телу заготовки и обеспечить устойчивую пластическую деформацию без появления зажима. Определены цели и задачи дальнейшего исследования процесса, связанные с определением соотношений геометрических параметров инструмента для составления рекомендаций к конструированию оснастки. Планируется проведение физического эксперимента и сравнительный анализ с результатами моделирования в конечно-элементных пакетах, что позволит установить соответствие между физической и математической моделями.
Бесплатно
Статья научная
Приведена технология изготовления длинномерных деформированных полуфабрикатов для изготовления ювелирных цепей из сплавов на основе золота, серебра и палладия. С применением авторских методик расчета деформационных и энергосиловых параметров холодной сортовой прокатки и волочения проведен анализ и спроектированы новые технологические режимы обработки для ряда новых сплавов драгоценных металлов, прошедшие опытно-промышленную апробацию на ОАО «Красноярский завод цветных металлов им. В.Н. Гулидова» и позволившие повысить эффективность производства ювелирных изделий. Разработанные маршруты позволяют обеспечить равномерное распределение вытяжек по проходам, тем самым создавая благоприятные условия для обработки металла и снижения вероятности возникновения брака готовой продукции. Так при изготовлении по предложенной технологии из нового сплава красного цвета 585 ювелирной цепи типа НЦ 12-078 «Снейк», которая характеризуется наиболее сложной технологией цепевязания и повышенными требованиями к механическим свойствам деформированных полуфабрикатов, выход годного готовой продукции в виде проволоки по диаметру 0,25 мм составил 79,65 % при среднем значении на сплавах-аналогах 69,92 %, а по диаметру 0,35 мм - 79,43 % при среднем значении 77,97 %.
Бесплатно
Анализ критериев эффективности для оценки редуцирования сляба по ширине
Статья научная
Выбор критерия эффективности обжатия сляба по ширине является достаточно важной задачей. Критерий должен быть достоверно отражать информацию о происходящем процессе исследования и его закономерностях, измеряемые параметры должны быть доступны для измерения. Только в этом случае критерий можно использовать для назначения эффективной технологии редуцирования раската. Подробно проанализированы формулы для расчёта критерия эффективности многих авторов, созданные для анализа редуцирования с учётом важности того или иного параметра. Методом конечного моделирования прокатаны слябы различных ширин на вертикальных калиброванных валках с последующим горизонтальным обжатием на гладких горизонтальных валках. На основании геометрических параметров результатов моделирования представлен расчёт критериев по анализируемым формулам. По результатам расчёта анализируемых формул отмечены их особенности, область применения. Предложена формула для оценки критерия эффективности с учётов возможных вариантов прокатки, т. е. только при прокатке в вертикальных валках, прокатка в вертикальных валках с последующим проглаживающим проходом и прокатка в вертикальных валках с последующим горизонтальным обжатием. Даны рекомендации по выбору формул для достоверного описания процесса с учётом возможных вариантов прокатки.
Бесплатно
Анализ методик оптимизации составов жаропрочных сплавов на основе никеля
Статья научная
Сопоставлены результаты использования различных, опирающихся на электронную структуру компонентов, методик оценки фазовой стабильности жаропрочных никелевых сплавов. Полученные результаты могут быть использованы в ходе совершенствования методик компьютерной оптимизации составов таких сплавов.
Бесплатно
Статья научная
Целью работы является анализ напряженно-деформированного состояния при прокатке в черновой группе клетей непрерывного стана Mannesmann Demag Sack. Вычислительный эксперимент включал применение программного комплекса DEFORM, а в качестве способа решения применен метод конечных элементов. Проанализированы формоизменение заготовки, распределение степени и скорости деформации, а также продольных напряжений. В четвертом проходе прокатки зоны повышенной степени деформации (до 1,00 и выше) расположены по дугам окружности, примыкающим к месту развала калибра. Наибольшая скорость деформации (до 145 с-1) также достигается на входе в очаг деформации, непосредственно под валками. Установлено, что во всех проходах черновой прокатки наибольшие деформации локализованы на выходе из очага деформации ближе к периферийным зонам. Наибольшие скорости деформации в каждом из исследованных проходов наблюдаются на входе в очаг деформации в приконтактных зонах. Наибольшие продольные растягивающие напряжения наблюдаются на входе и выходе из очага деформации во внеконтактных зонах. При этом выявлено возникновение на свободных поверхностях больших растягивающих напряжений при прокатке прямоугольной заготовки в овальном калибре, что может привести к раскрытию трещин, унаследованных от литейного передела.
Бесплатно
Анализ показателей качества стали 40С2А в процессах производства гнутых пружинных изделий
Статья научная
В работе представлены результаты исследования свойств стали 40С2А применительно к различным этапам производства пружинных изделий. Указанные исследования позволили провести оценку реализуемости процессов, применяемых в пружинном производстве. Выполненные исследования показали, что горячекатаная сталь 40С2А после металлургического передела не может быть непосредственно использована в производстве пружинных изделий без предварительной смягчающей термической обработки, если в технологический процесс включены операции холодной пластической деформации. По результатам выполненных исследований рекомендованы параметры некоторых процессов переработки стали 40С2А.
Бесплатно
Анализ процесса затягивания погружных стаканов при непрерывной разливке стали
Статья обзорная
Бесплатно
Статья обзорная
Бесплатно
Статья научная
Работа проведена при поддержке гранта РФФИ (проект № 07-08-00365).
Бесплатно
Краткое сообщение
Приведен сравнительный анализ различных типов сварочных проволок: проволоки сплошного сечения и порошковой проволоки. С использованием указанных материалов проведена сварка пластин в среде защитных газов. Приведены механические испытания сварных соединений, макроисследование. На основе полученных результатов сделан вывод о возможности применения порошковой проволоки для сварки продольных швов труб большого диаметра с толщиной стенки более 25,0 мм.
Бесплатно
