Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия
Все статьи: 866
Оценка пластических свойств и методика определения индекса текучести песчано-глинистых смесей
Краткое сообщение
Рассматривается вопрос оценки пластических свойств единых формовочных смесей. Разработана методика определения «индекса» текучести. Разработанная методика позволяет более точно определить влияние различных добавок (особенно при их малых количествах) на пластические свойства смесей и выбирать оптимальное количество добавок для получения качественных форм с четким отпечатком модели и требуемыми физико-химическими свойствами смесей.
Бесплатно
Оценка работоспособности сварных тройников при уменьшении строительных длин
Краткое сообщение
Приведены результаты моделирования механического поведения сварных тройников. Установлен уровень снижения прочности и ресурса работоспособности сварных тройников при уменьшении их строительных длины.
Бесплатно
Оценка точности формоизменения концов труб при калибровании
Статья научная
Основным назначением обсадных труб является армирование скважины, обеспечение ее герметичности и сдерживание давления грунта. В последнее время все чаще используют обсадные трубы с высокогерметичным резьбовым соединением. К таким соединениям относится, в частности, соединение класса «Премиум» TMK UP FMC. В связи с этим к обсадной трубе предъявляются повышенные требования как по концам труб, так и по механическим свойствам. Для обеспечения выполнения качественной нарезки резьбы необходимо подготавливать концы труб, например, с использованием прессов по калиброванию концов. В настоящее время в практике калибрования концов используют различные способы, такие как раздача внутренним кольцом (пуансоном), обжатие наружным кольцом, совместное использование внутреннего и наружного кольца, а также может быть использован конический пуансон. В зависимости от типа используемого инструмента и исходной геометрии труб используются различные схемы калибрования. В результате выполнения работы проведено моделирование в среде QForm 3D различных стратегий калибрования концов труб для определения эффективности применения различных способов калибрования концов труб: стратегия A - последовательное формоизменение концов труб с использованием пуансона, наружного и конического кольца; стратегия B - совместное использование пуансона и наружного кольца с последующей конической калибровкой; стратегия С - последовательное формоизменение концов труб с использованием пуансона и наружного кольца с последующей конической калибровкой; стратегия D - формоизменение концов труб только коническим кольцом. В результате исследования, на основе сравнительного анализа фактических и расчетных данных была достигнута необходимая точность в определении геометрических параметров (диаметра и толщины стенки) компьютерной модели. Также в ходе исследования сделан ряд выводов, которые представлены в Заключении.
Бесплатно
Статья научная
Производство цветных металлов приводит к образованию большого количества техногенных отходов и кислых стоков, содержащих катионы тяжелых металлов. Проблема реабилитации загрязненных территорий является актуальной для Челябинской области, особенно для Карабашского промышленного района. Использование сорбционных технологий для очистки протяжённых природных объектов в настоящее время сдерживается из-за отсутствия эффективных материалов. Синтезированный новый композиционный сорбент характеризуется необратимой сорбцией катионов тяжёлых металлов, не требует дополнительной химической обработки при эксплуатации и обладает способностью к минерализации, поэтому не требуется его утилизация. Исследована возможность использования композиционного сорбента при иммобилизации катионов тяжёлых металлов из водных объектов и грунтов города Карабаш. Показана высокая эффективность сорбционной технологии. На объектах с высокой степенью загрязнения через неделю достигнуты нормативные показатели по содержанию загрязнителей первого и второго класса опасности, таких как мышьяк, кадмий, свинец, цинк. Рекомендовано использовать композиционный сорбент для очистки водных объектов и грунтов, а также для отсыпки дна технологических водоёмов и территорий шламохранилищ предприятий цветной металлургии.
Бесплатно
Оценка эффективности метода непрерывного деформационного наноструктурирования проволоки
Статья научная
На примере высокоуглеродистой проволоки диаметром 3,0 мм исследованы особенности изменения механических свойств и измельчения структурных составляющих в ходе реализации разработанного метода непрерывного деформационного наноструктурирования «кручение - волочение» совмещением деформаций растяжения, сжатия и кручения. Предложена система критериев для оценки эффективности разработанного метода непрерывного деформационного наноструктурирования проволоки.
Бесплатно
Оценка эффективности режимов термообработки сварного соединения при помощи Sysweld
Статья научная
Представлена методика определения поля остаточных напряжений после сварки и термообработки на примере сварного соединения пластин при помощи программного пакета Sysweld, реализующего метод конечных элементов. При расчётах были учтены как изменяющиеся в результате нагрева механические упругие и пластические характеристики стали, изменение структурного состава при сварке и термообработке, так и траектория и скорость движения теплового пятна. Рассмотрены три различных режима термической обработки после сварки: неполный отжиг, нормализация с остыванием на воздухе и полный отжиг с последующим медленным (вместе с печью) остыванием конструкции. Уровни остаточных эквивалентных напряжений, формирующиеся после сварки и каждого из рассмотренных режимов после термической обработки, оказались ожидаемо различными. Нормализация и неполный отжиг позволили значительно снизить уровень остаточных напряжений, однако наиболее эффективной термической обработкой с точки зрения снижения остаточных напряжений является полный отжиг и последующее медленное (вместе с печью) остывание конструкции. Анализ полученных данных свидетельствует о том, что для наиболее эффективного снижения остаточных напряжений, необходима структурная и фазовая перекристаллизации, происходящие при нагреве конструкции выше критической температуры Ас 3.
Бесплатно
Статья научная
При изучении поведения хрупких тел, какими являются стержни и формы из синтетических формовочных смесей, при изменении их линейных и/или объемных размеров важная роль принадлежит двум характеристикам материалов - коэффициенту Пуассона и параметру Грюнайзена Gr. Первый из них () характеризует стремление материала сохранять в процессе упругой деформации свой первоначальный объем. Второй - параметр Gr является мерой ангармоничности сил, действующих между атомами (молекулами) твердого тела. На практике используется акустический параметр Grак и термодинамический Grт. Для синтетических смесей важную роль играет Grт, когда в форму заливается жидкий металл и возникает большой градиент температур на границе металл - форма (стержень), усадочные процессы, изменение линейных размеров. В работе предложены оценочно-аналитические выражения для оценки и расчета коэффициента надежности Nd литейных форм и стержней из синтетических смесей с учетом ангармонизма и использования параметра Грюнайзена GrL. Полученные зависимости позволяют прогнозировать возможность получения качественных отливок на стадии расчетов и разработки технологического процесса их изготовления.
Бесплатно
Параметрическая идентификация математической модели ЭШП
Статья научная
Повышение энергетической эффективности электрошлакового переплава (ЭШП) является актуальной проблемой. Предложена математическая модель теплофизических процессов, позволяющая определить температурные поля в любой точке шлаковой ванны. Результаты данной работы могут служить базой для разработки систем управления вторичным переплавом с целью экономии электроэнергии и повышения качества металла.
Бесплатно
Статья научная
Приведена методика расчета параметров рабочей поверхности взаимно перпендикулярных валков, деформирующих металл шаговой прокаткой прямым и обратным ходом, а также привода их возвратно-поступательного перемещения, обеспечивающего периодическую подачу заготовки.
Бесплатно
Перемещения и деформации при прессовании трубной заготовки
Статья научная
Целью работы является определение перемещений и деформаций при горячем прессовании трубной заготовки с различной формой образующей матрицы. В качестве материала при проведении расчетов использован титановый сплав ВТ6, температура прессования 1000 °C. Вычислительный эксперимент включал применение программного комплекса QFORM, а в качестве способа решения применен метод конечных элементов. Решение краевой задачи показало влияние конфигурации очага деформации при прессовании на распределение напряжений и деформаций. Проанализированы средние напряжения, скорости и степени деформации. Анализ этих параметров позволяет выявить причины неоднородности механических характеристик в прессуемых полуфабрикатах, а также возможного дефектообразования. Сделан вывод об отсутствии мертвых зон при угле наклона образующей матрицы 45°. Существует область повышенных скоростей деформации, примыкающая к поверхности матрицы, в которой разрушение металла маловероятно. Наибольшие сжимающие напряжения локализованы вдоль стенки контейнера и вдоль рабочей поверхности пресс-шайбы. Средние напряжения снижаются ближе к выходу из очага деформации. Поэтому области металла на выходе из очага деформации могут подвергаться разрушению с появлением микро и макротрещин. Областью применения результатов работы является технологическое обеспечение работы прессовых цехов, а также исследовательских организаций.
Бесплатно
Перспективы извлечения некоторых металлов из сырья и отходов ферросплавного производства
Краткое сообщение
Рассматриваются перспективы более глубокой и комплексной переработки минерального сырья. Хромитовые руды в качестве микропримесей содержат: марганец, титан, никель, кобальт, платиноиды, медь (до 0,01 %), галлий (до 20 г/т), золото и серебро (до 1 г/т) и др. Наиболее ценной примесью являются элементы платиновой группы (ЭПГ), средняя концентрация которых в хромовых рудах составляет 0,7 г/т. В связи с отсутствием технологии обогащения ЭПГ уходят в отвалы.
Бесплатно
Перспективы применения плазменной закалки для упрочнения дисковых ножей
Статья научная
Стойкость режущего инструмента для обработки материалов во многом определяет эффективность металлургических предприятий. В этой связи использование прогрессивных способов упрочнения режущего инструмента является важной производственной задачей. Основной причиной выхода дисковых ножей из строя является преждевременное замятие режущей кромки, а также выкрошка в режущей части. Для исключения образования подобных дефектов была проведена плазменная закалка режущей кромки ножей. Результаты показали, что выкрашивание и затупление режущей кромки прекратилось полностью. Дисковые ножи стали работать в режиме самозатачивания, что повысило качество реза и срок эксплуатации таких ножей. Это связано с повышенным количеством аустенита в закаленном слое и особенностями формирования структуры зоны термического воздействия.
Бесплатно
Перспективы производства нержавеющей стали с использованием в шихте некондиционного сырья Казахстана
Краткое сообщение
Рассматриваются перспективы развития черной металлургии Казахстана с организацией производства стали нержавеющих марок. Проект предполагает использование некондиционной хромовой руды, содержащей 38 % Cr 2O 3, и получение полупродукта (чугуна) с последующим получением из него стали продувкой кислородом, азотом, аргоном или паром.
Бесплатно
Пластическое течение при продольной низкотемпературной прокатке
Статья научная
Экспериментально исследована технология производства фасонных профилей высокой точности посредством продольной низкотемпературной прокатки (Тдеф ≤ 0,1Тплав) разных материалов, таких как сталь, титан, латунь и нейзильбер из исходной круглой заготовки. Прокатка осуществлена за один или несколько проходов без промежуточных термообработок на гладкой бочке и в калибрах, образованных двумя, тремя и четырьмя валками, оси которых расположены в одной плоскости. Изучалось пластическое течение по всему контуру поперечного сечения профиля, включая поверхность контактную с деформирующем инструментом - прокатными валками, и по всей длине очага деформации. Измерения геометрических размеров выполнены на инструментальном микроскопе, оптическом проекторе и контрольно-измерительной машине. При продольной низкотемпературной прокатке круглой заготовки за один или несколько проходов без промежуточных термообработок независимо от вида материала и типа очага деформации экспериментально установлена нестабильность и неоднородность пластического течения металла в очаге деформации по контуру поперечного сечения деформируемого профиля. Обнаружена волновая природа пластической деформации в сочетании с локализованным скачкообразным изменением, в том числе на поверхности контактной с деформирующим инструментом. Закономерности взаимодействия металлов с деформирующим инструментом неоднозначно связаны с такими показателями как условия прокатки, обжатие, площадь контакта металла с деформирующим инструментом, число прокатных валков, образующих калибр. При многопроходной деформации все показатели пластического течения разрывные, где точка разрыва совпадает с началом деформации в последующем проходе. Результаты исследования использованы при разработке технологии и производстве опытно-промышленных партий фасонных профилей высокой точности прямоугольного, сегментного, треугольного и квадратного поперечных сечений.
Бесплатно
