Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия
Все статьи: 866
Поведение висмутовой дроби в процессе сифонной разливки стали
Статья научная
В работе проведен анализ факторов, влияющих на поведение висмутовой дроби в процессе ее ввода в центровую на струю металла при сифонной разливке стали, а также приведены рекомендации по увеличению усвоения висмута в металлическом расплаве.
Бесплатно
Поверхность ликвидуса системы Cu-Ni-Si
Статья научная
Осуществлено моделирование фазовых равновесий, реализующихся в медном углу диаграммы состояния системы Cu-Ni-Si, в условиях существования металлического расплава. Результаты представлены в виде проекции поверхности ликвидуса для этой системы. Результаты работы могут быть использованы для анализа технологических процессов производства меди и сплавов на ее основе.
Бесплатно
Поверхность растворимости углерода, кислорода и хрома в жидкой меди
Статья научная
Выполнено термодинамическое моделирование фазовых равновесий в металлическом расплаве для систем Cu-C-O и Cu-Cr-C-O в интервале температур 1100-1300 °С. Термодинамический анализ процессов взаимодействия в исследуемых системах был проведен с использованием методики построения поверхности растворимости компонентов в металле. Диаграмма такого вида позволяет связать составы металлического расплава с видом продуктов взаимодействия, включающих не только твердые частицы оксидов, но и компоненты оксидного расплава, а также газообразные продукты взаимодействия. В ходе моделирования были уточнены температурные зависимости констант равновесия реакций, протекающих в медном расплаве исследуемых систем. Также были оценены параметры взаимодействия первого порядка (по Вагнеру) элементов в жидкой меди. Результаты моделирования представлены в виде графиков, на которых отражены составы металлического расплава (в зависимости от температуры), который находится в равновесии с тем или иным продуктом взаимодействия. По результатам проведенного моделирования определено, что образование частиц оксида меди в присутствии углерода и хрома, растворенных в жидкой меди, термодинамически маловероятно. При использовании графита в качестве элемента-раскислителя необходимо учитывать малую растворимость углерода в медном расплаве.
Бесплатно
Повышение несущей способности сварных цилиндрических оболочек с продольными мягкими швами
Краткое сообщение
Проведен теоретический анализ прочности бандажированных труб с мягкими продольными швами. Полученные расчетные зависимости позволяют произвести оценку предельного внутреннего давления для рассматриваемых конструкций с учетом параметров намотки бандажа (стальной проволоки), диаметра оболочек и толщины стенки. Даны рекомендации по повышению работоспособности сварных цилиндрических оболочек.
Бесплатно
Повышение эффективности разливки сложно- и высоколегированных сплавов в изложницу сверху
Статья научная
Рассмотрены вопросы, связанные с совершенствованием технологии разливки сложно- и высоколегированных сталей и сплавов в изложницу сверху. Проанализированы различные способы разливки данного класса сталей, позволяющие повысить выход годного за счет уменьшения разбрызгивания в процессе разливки и повышения производительности. Предложен способ разливки стали и сплава сверху, включающий размещение в изложнице промежуточного полого четырехгранного элемента (экран), обладающего огнеупорностью, плотностью ниже плотности стали и низкой теплопроводностью, в виде не имеющей дна и оснащенной разливочным отверстием усеченной пирамиды с наклонными поверхностями, наружный размер которой равен внутренней части прибыльной надставки.
Бесплатно
Статья научная
Руды Бакальского рудного поля относятся к труднообогатимым, ввиду того что соединения железа и магния как в составе основного минерала до обжига - сидероплезита, так и в продукте его обжига по существующему способу подготовки образуют общую кристаллическую решётку. Несмотря на то, что было предложено и опробовано в полупромышленных масштабах множество схем подготовки бакальских сидеритов к металлургическому производству методами пиро- и гидрометаллургии, ни одна из них не была реализована в промышленных масштабах. В работе показано, что термообработка высокомагнезиальных сидеритов в так называемых условиях «мягкого» обжига делает возможным селективное извлечение оксида магния раствором углекислого газа в воде. Установлено, что эффективная энергия активации процесса выщелачивания составляет примерно 45 кДж/моль, что соответствует протеканию процесса в кинетической области. Предложена схема подготовки высокомагнезиальных сидеритов к металлургическому производству методами пиро- и гидрометаллургии, реализация которой позволяет получать железорудный концентрат магнезиальный, содержащий более 58 % общего железа при содержании оксида магния 5-8 %. Сопутствующим продуктом при реализации данной схемы является высокоактивная магнезия, доля оксида магния в составе которой составляет не менее 98 %. Увеличение общего железа не менее чем на 8 % при снижении содержания оксида магния более чем в 2 раза по сравнению с его уровнем в концентрате, получаемом по применяемому ныне способу, позволяет существенно расширить масштабы его применения. Реализация разработанной схемы подготовки высокомагнезиальных сидеритов к металлургическому производству методами пиро- и гидрометаллургии предусматривает комплексное извлечение попутных элементов, что обеспечивает ее экономическую обоснованность.
Бесплатно
Подготовка дисперсных силикатных наполнителей для точных литейных форм
Статья научная
В статье рассмотрены вопросы подготовки силикатных наполнителей для оболочковых и объёмных форм по выплавляемым моделям. Проанализированы технологические параметры процессов активирующего диспергирования кварцевого песка и динаса. Показана целесообразность применения для этих целей вибрационных мельниц.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается вопрос прочности литейных форм и стержней, в качестве характеристики которой предложено использовать показатель работоспособности. Получены выражения для определения показателя работоспособности Rb литейных форм и стержней из синтетических песчаных смесей с учетом фрактальной размерности наполнителя смесей Fr, коэффициента неоднородности прочностных свойств смесей m в различных участках формы (стержня) и параметра Грюнайзена GrL. Установлено, что показатель работоспособности должен быть в пределах Rb 1,5-3,0 в зависимости от конструкции формы и стержня, что обеспечит изготовление форм и стержней и предотвратит их разрушение в процессе транспортировки и будет гарантировать получение качественных отливок. Разработанная методика оценки служебных свойств форм (стержней) с учетом фрактальной размерности, ангармонизма и неоднородности прочностных характеристик смесей, позволяет на стадии инженерных расчетов, разработки технологического процесса формообразования и заливки установить показатель работоспособности формы как конструкции.
Бесплатно
Ползучесть ультралегких магниевых сплавов при низких температурах
Статья научная
Показано, что ползучесть двухфазных сплавов системы Mg-Li при комнатной температуре происходит в две стадии. Установлена линейная зависимость скорости установившейся ползучести от напряжения при испытаниях, что свидетельствует о диффузионном характере этого вида ползучести. Показано, что ползучесть на установившейся стадии связана с пределом текучести обратно пропорциональной зависимостью.
Бесплатно
Ред. заметка
Бесплатно
Получение интерметаллидного соединения Fe3Al методом послойного электродугового выращивания
Краткое сообщение
В настоящее время находят применение аддитивные технологии послойного электродугового выращивания. Основной вектор развития данного направления связан с использованием алюминиевых сплавов. В данной работе опробована экспериментальная методика получения интерметаллидного соединения Fe3Al методом послойного электродугового выращивания с одновременной подачей в зону горения электрической дуги двух разнородных сварочных проволок сплошного сечения диаметрами 1,2 мм. Проанализированы способы получения интерметаллических соединений и их недостатки. Определены режимы электродугового выращивания. Результатом эксперимента стало получение сплава на основе железа с содержанием алюминия 13-16 %. Проведена термическая обработка выращенных образцов, после которой получен интерметаллид Fe3Al.
Бесплатно
Получение кольцевых гофрированных полос с использованием зубчатых валков
Статья научная
В производстве и транспортировке электрокабельной продукции, труб в бухтах из черных и цветных металлов, медных шин используются тарные металлические барабаны, которые имеют большой диапазон размеров и позволяют размещать продукцию весом до нескольких тонн. В отличие от деревянных тарных барабанов, которые, как правило, имеют однократное применение, металлические тарные барабаны, обладающие большой конструктивной жесткостью, используются многократно. Жесткость барабанов обеспечивается использованием металлических гофрированных щек, выполненных в виде колец. Гофрированные кольцевые щеки в настоящее время изготавливаются холодной штамповкой на прессах. Целью настоящей работы явилась разработка альтернативной технологии получения кольцевых гофрированных полос с использованием конических зубчатых валков. В практике прокатного производства при изготовлении специальных видов проката, например, тонких дисков, используют конические валки. Применение конических валков позволяет в результате неравномерной деформации по ширине полосы получать изделие требуемой кривизны. Вместе с тем из анализа методов и оборудования получения гофрированных полос и лент с продольными и поперечными гофрами все большее применение получают технологии гофрирования с использованием зубчатых валков. Исходя из этого, для получения кольцевых гофрированных полос целесообразно использовать сочетание этих двух технологий и осуществлять процесс гофрирования в конических зубчатых валках. В работе предложена методика расчета геометрических параметров формовочного инструмента, изготовлена опытная установка для получения гофрированных колец и проверки разработанной методики. Конические зубчатые валки были изготовлены в технопарке института Опытного машиностроения ЮУрГУ (НИУ) на 5-координатном обрабатывающем центре с ЧПУ типа MNV-4000 фирмы MoriSeiko (Япония). Выполненные на установке работы по моделированию процесса получения кольцевых гофрированных колец подтвердили возможность использования разработанной методики расчета геометрических параметров валков, позволили выяснить особенности изготовления кольцевых гофрированных полос и разработать проект опытно-промышленного стана, предназначенного для производства щек для тарных барабанов.
Бесплатно
Получение кристаллов феррита бария из раствора
Статья научная
Выращены кристаллы феррита бария. Проведены исследования их поверхности и структуры. Получены параметры решётки: a = 5,891 Å и c = 23,189 Å. Решётка синтезируемого вещества является гексагональной.
Бесплатно
Получение монокристаллов BaFe10,5Mn1,5O19 из раствора
Статья научная
Представлены результаты выращивания монокристаллов, исследования кристаллической структуры и магнитных свойств частично замещенного марганцем гексаферрита бария состава BaFe12-xMnxO19. Монокристаллы были выращены из раствора на основе Na2O методом спонтанной кристаллизации на воздухе с применением резистивной печи с прецизионным ПИД регулятором. Были получены черные непрозрачные гексагонально ограненные кристаллы BaFe12-xMnxO19 со степенью замещения х = 1,5 размером до 8 мм. Полученные кристаллы исследовали с помощью растровой электронной микроскопии (Jeol JSM7001F с энергодисперсионным спектрометром Oxford INCA X-max 80 для элементного анализа); порошковой дифрактометрии (Rigaku Ultima IV; измерения проводили в диапазоне углов от 10 до 80° со скоростью до 2 °/мин с использованием излучения CuKα); дифференциального термического анализа (Netzsch 449C Jupiter; образцы в платиновом тигле нагревали на воздухе со скоростью 2 °C/мин от 25 до 600 °C; температуры Кюри определяли как среднее арифметическое температур пиков плавления и кристаллизации); магнитометрии (Quantum Design, MPMS XL). По полученным дифрактограммам были рассчитаны параметры решетки. Так, для состава BaFe10,5Mn1,5O19 параметры решетки равны a = 5,8946(2) Å, c = 23,1870(6) Å, V = 697,73(3) Å3. Проведена оценка влияния марганца на значение температуры Кюри. Для степени замещения 1,5 установлено снижение от 455 до 380 °C. По полученным петлям гистерезиса рассчитаны значения намагниченности насыщения и коэрцитивной силы. Для монокристаллических образцов состава BaFe10,5Mn1,5O19 намагниченность насыщения составила 237,3 кА/м, коэрцитивная сила - 1 Э при комнатной температуре.
Бесплатно
Получение монокристаллов гексаферрита бария свинца из раствора
Статья научная
Представлены результаты проведенного исследования возможности получения монокристаллических структур гексагонального феррита бария свинца из высокотемпературного раствора на основе оксида свинца методом спонтанной кристаллизации на воздухе. Для проведения экспериментов использовали резистивную печь в прецизионных ПИД регулятором температуры. Выращенные монокристаллы состава Ba1-xPbxFe12O19 при х = 0,2; 0,45; 0,8 имели характерную гексагональную огранку, размер до 3 мм. Полученные образцы исследовали с помощью растрового электронного микроскопа. Проведен также рентгенофазовый анализ полученных образцов, рассчитаны параметры ячейки. Образцы исследованы с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии. Проведена оценка влияния замещения свинцом бария на структуру и свойства материала. Для состава Ba0,2Pb0,8Fe12O19 параметры решетки равны: a = 5,8917(12) Å, c = 23,173(3) Å, V = 696,60(19) Å3. Влияния замещения бария свинцом на свойства матрицы гексаферрита бария незначительны, что позволяет применять данную методику для получения частично замещенных по железу монокристаллических структур на основе гексаферрита бария свинца.
Бесплатно
Статья научная
Для повышения эффективности отдачи нефтяных скважин с применением технологии гидроразрыва пласта трещины, создаваемые в ходе гидроразрыва, заполняют расклинивающим материалом (пропантом). При этом эффективность нефтеотдачи скважин возрастает за счёт предупреждения смыкания трещин под действием горного давления. В качестве пропанта используют различные керамические материалы в виде гранул диаметром от 0,5 до 1,2 мм. Для изготовления пропантов целесообразно использовать отходы металлургического производства в виде шлаков, образующихся в различных плавильных агрегатах - доменных печах, конвертерах и сталеплавильных печах, а также при получении ферросплавов. Складирование этих шлаков требует больших территорий и сопряжено с экологическими проблемами. В данной статье изучена возможность получения высокопрочных магнезиально-кварцевых пропантов из смеси шлаков доменного производства с добавками недефицитных природных материалов - кварцита и магнезита. Технология получения пропантов опробована в лабораторных условиях. Шлаковую смесь расплавляли в индукционной печи с графитовым тиглем. Расплав гранулировали на специально разработанной центрифуге. Полученные гранулы испытаны по основным показателям, предусмотренным стандартом. Изучены макро- и микроструктура пропантов, водопоглощение, сопротивление раздавливанию, кислотостойкость. По всем показателям, за исключением кислотостойкости, пропанты показали вполне приемлемые свойства.
Бесплатно
Получение сернокислого никеля из отработанных электролитов медной промышленности
Статья обзорная
Бесплатно
