Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия
Все статьи: 842
Статья научная
Снижения себестоимости электрошлакового металла можно добиться за счет получения литых расходуемых электродов с использованием металлизованных окатышей и лигатуры. Экономически выгодным является получение цельнолитой заготовки для ЭШП методом литья в специальные изложницы. В данной работе проведен расчет теплофизических процессов, протекающих при взаимодействии металлизованных окатышей и жидкой лигатуры, с учетом фактора масштабности. Работа выполнена при финансовой поддержке в рамках проекта № 2.1.2/207 «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 гг.)»
Бесплатно
Теплофизическое моделирование процесса нанесения внутритрубного покрытия методом центробежного СВС
Статья научная
Разработана и реализована в форме программы для ЭВМ модель теплообмена между смесью для СВС и стенкой металлической трубы, реализующегося в ходе получения слоистых металлокерамических труб посредством центробежного СВС.
Бесплатно
Термическая обработка изделий, полученных методом литья по газифицируемым моделям
Статья научная
Установлены оптимальные температурно-временные параметры термической обработки отливок из стали 35Л, полученных методом литья по газифицируемым моделям, обеспечивающие снижение твердости и улучшение обрабатываемости изделий. Разработанный технологический процесс термической обработки обеспечил повышение качества продукции в промышленных условиях.
Бесплатно
Термическая обработка отливок из белого износостойкого чугуна
Статья научная
Исследован высокохромистый чугун, применяемый для изготовления литых износостойких изделий. Установлены оптимальные температурно-временные параметры термической обработки отливок, обеспечивающие высокую износостойкость при сохранении достаточной вязкости.
Бесплатно
Статья научная
Лазерно-гибридная сварка (далее ЛГС) является передовой высокопроизводительной технологией получения неразъемного соединения. На качество сварного соединения ЛГС влияют фазовые превращения, термический цикл сварки и микроструктура сварного шва и зоны термического влияния. В статье экспериментально определены термические циклы и отображены результаты кинетики распада аустенита при применении технологии лазерно-гибридной сварки в сочетании с многодуговой автоматической сваркой под флюсом. Определены скорости охлаждения, влияющие на изменение свойств зоны термического влияния сварных соединений из стали трубного сортамента класса прочности К52 и К60. В первой части статьи представлены объекты исследования, химический состав и технологии, при которых были получены сварные соединения. Вторая часть статьи раскрывает методику исследования, в которой отображены образцы и описаны действия с инструментом и приборами, с помощью которых были зафиксированы параметры термических циклов и скорости охлаждения. В третьей части показаны особенности формирования структурно-фазового состава сварных соединений с помощью таблиц, диаграмм и микроструктур зон термического влияния при разных скоростях охлаждения. Установлено, что в результате лазерно-гибридной сварки в ЗТВ распад аустенита в исследованных сталях протекает в основном в мартенситной области. А твердость металла шва и зоны термического влияния исследованных сталей составляет порядка 350-360 HV, что повышает вероятность образования закалочных структур в сварных швах и может привести к образованию трещин. Выявлено, что нормативное значение твердости может быть обеспечено, если скорость охлаждения металла при лазерно-гибридной сварке не превысит 20 °С/с.
Бесплатно
Термодинамика процессов взаимодействия в системе Cu-Ni-O
Статья научная
Работа проведена при поддержке гранта РФФИ (проект № 07-08-00365).
Бесплатно
Статья научная
Иттрий находится в одной группе с лантаном и по своим химическим свойствам близок к лантану, поэтому иттрий относят к редким землям. Иттрий при введении в глубокораскисленный металл измельчает первичное литое зерно, уменьшает зону дентдритообразования, очищает границы зерна от интерметаллидов цветных металлов, измельчает размеры неметаллических включений, повышает жаростойкость и жаропрочность сталей специального назначения. Оптимальная присадка иттрия в металле не превышает 0,3-0,5 %. Комплексное взаимодействие иттрия с кислородом в присутствии в металле остаточных концентраций алюминия, кальция и магния совершенно не изучено. Выполнено термодинамическое моделирование процессов раскисления стали иттрием в присутствии малых концентраций алюминия, кальция или магния. Построены поверхности растворимости компонентов в жидкой стали (ПРКМ) для систем Fe-Y-Al-O-C, Fe-Y-Ca-O-C, Fe-Y-Mg-O-C. Для проведения расчетов определены возможные фазовые равновесия, проведено взаимосогласование зависимостей констант равновесия от температуры, определены энергетические параметры теории субрегулярных ионных растворов применительно к оксидным системам. Из вида ПРКМ следует, что в присутствии кальция и алюминия в стали раскисление иттрием будет проходить как комплексное. В продуктах раскисления будут появляться сложные по фазовому составу оксидные соединения на базе CaO, Al2O3 и Y2O3. В случае раскисления стали иттрием и магнием процесс будет носить альтернативный характер: либо раскислитель иттрий, либо магний.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Термодинамика процессов взаимодействия кислорода с металлическими расплавами систем Fe-V-Cr-Mn-O-C
Статья обзорная
Бесплатно
Статья научная
Создание системы управления качеством металла, во многом определяемой организацией финишных процессов рафинирования стали, рациональным микролегированием стали, модифицированием структуры металла и неметаллических включений, может быть возможным при установлении роли каждой составляющей комплексных сплавов, лигатуры, смесевых модификаторов. При решении такой задачи может помочь термодинамическое моделирование процессов взаимодействия компонентов металла с неметаллическими примесями, в частности, с кислородом. Выходным продуктом такого моделирования могут быть особые диаграммы состояния, поверхности растворимости компонентов в жидком металле (ПРКМ). В публикуемой работе подобран комплекс термодинамических параметров и разработана методика построения ПРКМ для системы Fe-Mg-Al-Y-O-C. Впервые построена путем термодинамических расчетов диаграмма состояний оксидной системы MgO-Al2O3-Y2O3, что позволило с учетом предварительно полученных данных для оксидных систем FeO-Al2O3-Y2O3, FeO-Al2O3-MgO, FeO-MgO-Y2O3 создать термодинамическую модель процесса глубокого раскисления стали алюминием, магнием, иттрием с возможностью расширения проведения расчетов для более сложных систем.
Бесплатно
Термодинамика фазовых равновесий в системе Cu-Fe-S-O при температурах 1100-1300 °С
Статья обзорная
Бесплатно
Термодинамика формирования многокомпонентных противопригарных покрытий на литейных формах и стержнях
Статья
Бесплатно
Термодинамическая активность WO 3 в вольфрамитах
Статья научная
Обсуждается строение вольфрамитов по результатам химического анализа геологических проб российских месторождений из монографии Б.Ф. Барабанова «Минералогия вольфрамитовых месторождений Забайкалья», 1975. Другим авторитетным источником информации являются «Записки Болгарского геологического общества», 1992. По всему массиву данных установлены ранее не обсуждавшиеся факты, что в вольфрамитах отношение числа молей WO 3 к сумме молей FeO и MnO есть величина постоянная и равна 1,0. Изменение состава вольфрамитов определяется отношением FeO/MnO при постоянном значении WO 3. Линейное изменение параметров кристаллической решетки вольфрамитов во всем интервале составов от FeWO 4 до MnWO 4 есть обоснование вывода о том, что вольфрамиты представляют собой твердые растворы изоморфного ряда FeWO 4 - MnWO 4 без промежуточных фаз с общей формулой (Fe, Mn)WO 4. Этот вывод подтвержден авторами статьи результатами собственных исследований алюминотермического восстановления вольфрамитов. Экспериментально установлено, что WO 3 восстанавливается в вольфрамитах всегда первым, но при различной температуре в зависимости от состава раствора. Экспериментально установлено, что низкотемпературное восстановление вольфрамитов происходит при взаимодействии паров WO 3 с расплавом алюминия. Термодинамическая активность WO 3 в вольфрамитах определялась по методу Лэнгмюра, в котором авторы перешли от сравнения давления паров WO 3 над исследуемым образцом вольфрамита и стандартным (чистым WO 3) к сравнению масс испарившегося вольфрамита и стандарта. Это повысило надежность и точность эксперимента. Ошибка эксперимента составляет ±0,02 %. Впервые определена активность WO 3 в вольфрамите во всем интервале составов изоморфного ряда FeWO 4 - MnWO 4. При выполнении работ применялась современная экспериментальная техника: электронный микроскоп JOEL JSM-6460 LV и дериваторграф Q-1500D.
Бесплатно
Термодинамическая модель шлакового расплава с произвольным числом сортов катионов и анионов
Статья
Бесплатно
Термодинамические свойства нитрида ванадия
Статья научная
Термогравиметрическим методом в интервале давлений 0,5.1000 гПа при температурах 1573.1923 К изучено равновесие с азотом мононитрида ванадия в его области гомогенности и в гетерогенной системе VN x-V 2N y. С помощью термодинамической модели, основанной на методе параметров взаимодействия К. Вагнера, получено уравнение зависимости упругости диссоциации нитрида VN x от его состава и температуры. Рассчитаны стандартные энергии Гиббса образования стехиометрического нитрида при 1500...2000 К и дано уравнение расчета энергии образования нестехиометрического нитрида заданного состава при указанных температурах.
Бесплатно
Краткое сообщение
Рассчитаны термодинамические характеристики реакций и равновесные составы газовой фазы при восстановлении оксидов Cr 2O 3 и MgCr 2O 4 углерод- и водородсодержащими газообразными восстановителями СН 4, СН 3, СН 2, СН, С, Н 2, Н, СО, С 3О 2, С 2О. Установлено, что углерод- и водородсодержащие радикалы обладают повышенной восстановительной способностью по сравнению с молекулярными СО и Н2.
Бесплатно
Статья научная
Рассчитаны термодинамические характеристики реакций и равновесные составы газовой фазы при восстановлении оксидов FeO и FeCr 2O 4 углерод- и водородсодержащими газообразными восстановителями СН 4, СН 3, СН 2, СН, С 2Н, С 2Н 2, С 2Н 3, С 2Н 4, С 2Н 6, С 3Н, Н 2, Н, СО, С 3О 2, С 2О. Установлено, что углерод- и водородсодержащие радикалы обладают повышенной восстановительной способностью по сравнению с молекулярными СО и Н 2.
Бесплатно
Термодинамический анализ взаимодействия хрома с кислородом в жидком железе
Статья научная
Изучение возможности взаимодействия хрома с кислородом при производстве хромсодержащих сталей является одной из практически значимых задач для сталеплавильного производства. В настоящей работе проведено термодинамическое моделирование фазовых равновесий в системе Fe-Cr-O в условиях существования расплава на основе железа (в интервале температур 1600-1800 °С). Термодинамический анализ был выполнен с использованием методики построения поверхности растворимости компонентов в металле, которая представляет собой диаграмму, связывающую изменения в составах жидкого металла с изменениями в составах образующихся продуктов взаимодействия. Для моделирования использовались данные по константам равновесия протекающих в расплаве реакций, а также значения параметров взаимодействия первого порядка (по Вагнеру) компонентов в жидком железе. В ходе работы было установлено, что в интервале температур 1600-1800 °С в качестве продуктов взаимодействия могут образоваться: жидкие оксидные неметаллические включения переменного состава (FeO, CrO, Cr2O3); твердые частицы феррохромита FeCr2O4; чистый твердый оксид хрома Cr2O3; твердые частицы соединения Cr3O4. Также были определены границы термодинамической стабильности данных оксидных фаз, образующихся в расплаве системы Fe-Cr-O. По результатам расчета проведена оценка раскислительной способности хрома в кислородсодержащем расплаве на основе железа. Определено, что максимум раскислительной способности хрома при 1600 °С приходится на область равновесия жидкого металла с твердым оксидом хрома Cr2O3, при этом минимальная концентрация кислорода составляет 0,0204 мас. % для 5,31 мас. % хрома. Полученные в ходе настоящего расчета результаты сопоставлены с имеющимися литературными данными.
Бесплатно
Статья научная
При использовании для шлака теории растворов, имеющих коллективную систему электронов (ТРКСЭ), для металла - теории регулярных растворов (ТРР), проведена термодинамическая оценка влияния состава флюса (шлака), используемого в восстановительной плавке хромовой руды, на состав получаемого металла. Показано, что увеличение окисленности шлака приводит к уменьшению содержания хрома, марганца и кремния в металле, а изменение содержания плавикового шпата в флюсе практически не влияет на состав металла.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты проведенного исследования системы BaO-Na2O-Fe2O3. С учетом экспериментальных данных подобраны и оптимизированы самосогласованные наборы значений термодинамических параметров, позволяющие моделировать реализующиеся в этой системе фазовые равновесия. Сформирована пользовательская база данных, позволяющая проводить расчеты с помощью программного пакета FactSage. С помощью программного пакета FactSage рассчитаны фазовые диаграммы ряда оксидных систем. Результаты расчетов для систем BaO-Fe2O3, Na2O-Fe2O3, BaO-Na2O представлены в виде T-x диаграмм. Для системы BaO-Na2O-Fe2O3 результаты представлены в виде изотермических и политермических разрезов, а также в форме поверхности ликвидуса. Показано, что полученные результаты позволяют рационально подходить к выбору режимов выращивания кристаллов из расплава и, в частности, позволяют определять концентрационные и температурные интервалы, в которых процесс выращивания кристаллов будет наиболее эффективен. Анализ полученных результатов привел к выводу о том, что использование в качестве растворителя оксида натрия позволяет снизить температурный интервал выращивания кристаллов гексаферрита с 1351-1465 °С (в двойной системе) до 1116-1268 °С (на разрезе BaFe12O19-Na2O). Полученные результаты будут востребованы для рационального выбора режимов выращивания кристаллов гексагональных ферритов из оксидного расплава.
Бесплатно
