Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия @vestnik-susu-metallurgy
Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия
Все статьи: 899
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 70-летию кафедры ОМД (прокатки). Состояние и перспективы развития энергетической теории прокатки
Статья научная
Теоретической основой для разработки новых технологических процессов прокатки на кафедре процессов и машин обработки металлов давлением является энергетическая теория. С ее помощью за 70 лет существования кафедры разработаны более десятка новых технологических процессов холодной и горячей прокатки листов, прокатки точных профилей, в том числе фасонных, профилей из труднодеформируемых металлов и сплавов, проволоки, труб. В настоящее время энергетическая теория прокатки успешно применяется и за пределами кафедры, помогает решать новые проблемы, диктуемые современными условиями.
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 изучения скорости растворения феррита цинка методом вращающегося диска
Статья научная
Флотационная переработка отвальных медеплавильных шлаков приводит к образованию хвостов флотации, содержащих около 0,5 % меди и 4 % цинка, которые присутствуют в основных и второстепенных минеральных соединениях. Объемы накоплений в России данных отходов составляют от 120 до 140 млн т. В хвостах медь и цинк находятся в ферритах в виде отдельных минеральных фаз. Этот материал может являться сырьем для извлечения из него меди и цинка. Исследована одна из составляющих данного сырья - феррит цинка - на предмет его скорости растворения методом вращающегося диска. Для этого был синтезирован феррит цинка (ZnFe2O4) по керамической технологии. Образец был аттестован методом РФА. Полученные ферриты были спрессованы в таблетки и закреплены в обойме из фторопласта для проведения экспериментов. Изучена кинетика растворения феррита цинка в водном растворе серной кислоты в диапазоне концентрации от 7 до 300 г/дм3, при температуре 25, 45, 65 °С (298, 318, 338 К) и гидродинамическом режиме. С использованием уравнения Аррениуса была рассчитана энергии активации, а также были определены экспериментальные константы скорости. Получен вывод о кинетическом режиме растворения феррита цинка.
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
К вопросу об оценке степени усвоения и равномерности распределения олова при легировании стали
Статья научная
Рассмотрен ряд ключевых аспектов производственной технологичности сталей, которые получены с применением олова в качестве легирующего элемента, вводимого для улучшения обрабатываемости резанием, применительно к способу индукционной плавки. Произведена оценка степени усвоения олова жидким металлом и равномерности его распределения по сечению слитка.
Бесплатно
К вопросу оценки трещиностойкости труб по ударной вязкости и пробе DWTT
Статья научная
Работа посвящена раскрытию физической природы ударной вязкости и доли вязкой составляющей в изломе образца при оценке трещиностойкости труб. Установлено, что эти параметры зависят от скорости нагружения, скорости распространения трещины, размеров образца (масштабный эффект), имитации реального процесса разрушения трубопроводов и других факторов. Образцы испытываются по схеме нагружения на ударный изгиб, когда создаются условия появления в образце значительных сжатых зон, которые обуславливают искусственное завышение критерия ударной вязкости и доли вязкой составляющей в изломе образца. Реальный процесс разрушений трубопровода сопровождается стадией зарождения трещины, дальнейшим ростом трещины до критических размеров в условиях статических нагрузок и заканчивается - стадией разрушения при высокоскоростном распространении трещины. Разрушение трубопровода подземной прокладки происходит при окружных напряжениях ниже предела текучести металла и, как правило, в условиях растягивающих напряжений при отсутствии напряжений сжатия. Такой реальный процесс разрушения трубопровода при испытании малогабаритного стандартного образца типа KCU или KCV, а также образца типа DWTT на ударный изгиб не удаётся имитировать. При этих испытаниях процесс зарождения трещины, её подрастание до критических размеров происходит в динамическом режиме, что не совпадает с реальными условиями и только стадия распространения трещины соответствует процессу разрушения трубопровода. При этом в образцах возникают зоны значительных по величине пластических деформаций сжатия. С физических позиций критерии ударной вязкости и пробы DWTT не могут быть использованы для количественной оценки трещиностойкости газонефтепроводных труб.
Бесплатно
