Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия
Все статьи: 866
Развитие теории обработки металлов давлением (научный обзор). Часть 2
Статья научная
Отмечена роль известного металлурга В.Н. Выдрина в развитии теории и практики обработки металлов давлением, дан обзор научных достижений магнитогорских ученых в области теории качества и обработки материалов. В статье использованы оригинальные исследования, проведенные в Магнитогорском государственном техническом университете им. Г.И. Носова на протяжении 30 лет, посвященные оценке и управлению качеством продукции и технологии металлургического производства. В результате проведенных исследований внедрены инновационные технологии производства крепежных изделий, стальных фасонных профилей высокой точности, канатов, проволоки, высокопрочной арматуры на метизных предприятиях России. Разработаны и внедрены методики оценки и управления качеством для конкретных видов изделий. Разработанная и развитая в трудах магнитогорских ученых теория прикладной квалиметрии, позволила прогнозировать и управлять качеством металлопродукции и технологическими процессами.
Бесплатно
Развитие теории трещиноустойчивости отливок
Статья научная
Представлено развитие теории трещиноустойчивости отливок. Введено новое понятие локализации деформации, аналитически выведены новые закономерности трещиноустойчивости отливок и сплавов, а также напряжения в отливке с учетом влияния температуры и фактора Максвелла.
Бесплатно
Развитие технологии многодуговой сварки трубных сталей
Краткое сообщение
Рассмотрен хронологический процесс развития трубных сталей как в России, так и за рубежом, а вместе с ним становление и совершенствование сварочных технологий. Проведен анализ литературных источников по данному направлению.
Бесплатно
Разработка дозатора для подачи мелкодисперсных частиц
Статья научная
В качестве упрочняющих частиц расплав могут выступать оксиды, карбиды, нитриды. Важнейшим достоинством такого рода частиц является их большое количество, приходящееся на единицу объема, что в значительной степени определяет эффективность измельчения кристаллической структуры материалов. Интенсивное развитие методов получения мелкодисперсных частиц сопровождается значительным снижением себестоимости их производства. Это обстоятельство лежит в основе повышения экономической эффективности процесса упрочнения материалов с использованием мелкодисперсных частиц. Для ряда задач, связанных с обеспечением высоких показателей конструктивной прочности изделий ответственного назначения, обсуждаемая технология введения является экономически оправданной уже в сегодняшних условиях. Таким образом, проблема упрочнения материалов при реализации процессов литья является актуальной, имеющей как научное, так и прикладное значение. Несмотря на важность ввода частиц в расплав, существующие дозирующие устройства на рынке представлены преимущественно иностранными фирмами, такими как ALL-FILL Incorporated и LAMBDA. Их продукция имеет высокую цену и сложна в эксплуатации. Так как порошковая металлургия в настоящее время активно развивается, потребность в порошковых дозаторах возрастает, в связи с этим возникает потребность в дозаторе, обладающем низкой ценой и легкостью эксплуатации при сохранении точности дозировки. В данной статье представлена разработка и реализация системы подачи мелкодисперсных частиц в расплав.
Бесплатно
Разработка и освоение участка нагрева заготовок из специальных сталей и сплавов
Статья научная
Представлены результаты работ по созданию технологического участка нагрева и транспортировки заготовок из специальных сталей и сплавов, предназначенных для пластической деформации современной радиально-ковочной машины SKK-14 фирмы GFM, выполненных Металлургическим институтом передовых технологий (ООО МИПТ), входящим в структуру Группы компаний «МЕТЧИВ». Показаны недостатки известных технологических линий нагрева заготовок из специальных сталей и сплавов, способов и устройств для их транспортировки вдоль рабочего пространства методических толкательных печей. Предложена установка двух методических толкательных печей в шахматном порядке, одна из которых с торцевой задачей и выдачей, а другая - с торцевой задачей и боковой выдачей, обеспечивающая осуществление двух технологических вариантов нагрева. Описан разработанный способ транспортировки заготовок в методической толкательной печи, обеспечивающий равномерный нагрев круглых заготовок за счет их самостоятельного поворота вокруг своей оси при перемещении по поду печи. Охарактеризована разработанная новая конструкция направляющих для защиты пода методической толкательной печи от механического воздействия перемещаемых заготовок. Предложено в качестве направляющих использовать металлические гибкие элементы в виде лент или прутков, концы которых соединены со свободно подвешенными грузами. Представлены предложения по повышению надежности работы методической нагревательной печи с боковой выдачей заготовок и снижению эксплуатационных затрат, которые заключаются в использовании направляющего желоба, выполненного из нескольких полых элементов, заполненных сыпучим огнестойким материалом, а для их герметизации с обеих сторон закрытых пробками. На наружных поверхностях пробок выполнены конические охватываемые поверхности. На боковых стенах каркаса печи напротив охватываемых конических поверхностей выполнены приливы с охватывающими коническими поверхностями. Все выполненные разработки запатентованы.
Бесплатно
Статья научная
Разработан не имеющий аналогов по составу оборудования, его компоновке и конструктивному исполнению технологический участок поперечной резки поковок, получаемых на радиально-ковочной машине SKK-14 австрийской фирмы GFM. Предложена новая конструкция клапанного сбрасывателя поковок, отличительной особенностью которого является компактная встроенность его в существующий рольганг радиально-ковочной машины, а также противонаправленный поворот рычагов клапанов. Для снижения усилия реза и затрат на нагрев предложено осуществлять нагрев или подогрев только части длины поковки в месте ее реза с помощью специально разработанного индукционного нагревателя. С учетом особенностей работы гидравлической системы пресса П6332, требований к условиям реза на ножницах с параллельными ножами разработана оригинальная конструкция штампа для резки поковок, отличительными особенностями которого являются восприятие колоннами штампа во время реза осевых усилий реза, а также синхронизация механизмов прижима и реза. Учитывая выполнение гидравлическим прессом П6332 с разработанным штампом верхнего реза поковок, разработан специальный компактный качающийся приводной рольганг с прижимным роликом, ось качания которого совмещена с осью ведущего ролика рольганга и смещена относительно центра тяжести рольганга, обеспечивая возврат рольганга в прежнее положение после его наклона. Для возможности перемещения мерных поковок и их складирования разработаны конструкции транспортного рольганга, рычажного сбрасывателя и карманов-накопителей.
Бесплатно
Разработка классификатора дефектов для сварных труб
Статья научная
Представлены материалы по обоснованию и необходимости разработки межотраслевого классификатора дефектов сварных труб. Установлены единые термины и определения дефектов в основном металле и сварном соединении труб. Осуществлена классификация дефектов в зависимости от способа изготовления, технологии сварных труб, характера расположения дефектов. Определены нормативные требования на дефекты сварных труб и их ремонт.
Бесплатно
Разработка конструкции для контроля вдуваемой массы смазочно-дезоксидирующего материала
Статья научная
Важнейшей задачей повышения эффективности производства труб является задача улучшения качества производимой продукции. Дальнейшее развитие и совершенствование технологии производства труб связаны с изучением условий контактного взаимодействия в паре «инструмент - деформируемый металл», в частности с созданием разделительного слоя. Применение современных смазочно-дезоксидирующих материалов (далее СДМ) и современного оборудования для их нанесения позволяет добиться гарантированного разделения контактных поверхностей. Также создание разделительного слоя позволяет получить значительное преимущество с точки зрения повышения качества готовых труб, эксплуатационной надёжности готовой продукции, снижения стоимости производства и интенсификации процессов деформирования. Однако неравномерное распределение СДМ по внутренней поверхности гильзы приводит к снижению качества внутренней поверхности готовых труб, а также к неравномерному износу оправок непрерывных станов. Одной из причин отсутствия гарантированного разделения контактных поверхностей является несоответствие выдуваемой порции СДМ заданному значению. В статье приведено описание принципа работы стандартных циклонов и произведен расчет стандартной конструкции циклона. Приведены результаты компьютерного моделирования работы циклона стандартной конструкции и модернизированного. Также представлены результаты физических экспериментов по улавливанию частиц.
Бесплатно
Разработка метода исследования коррозии аморфных сплавов в воздушной среде
Краткое сообщение
Разработан метод исследования коррозии аморфных сплавов в воздушной среде. Произведены коррозионные испытания на ленточных образцах аморфных сплавов 5БСДР и 2НСР. Произведен анализ оксидной пленки на поверхности аморфной ленты, с целью подтверждения эффективности метода.
Бесплатно
Разработка научных основ и оптимизация технологических режимов нового способа протяжки литых слитков
Статья научная
Рассмотрена идея реализации знакопеременной деформации при ковке литых слитков и определена рациональная форма ковочного инструмента. Представлены результаты анализа деформированного состояния металла при осадке в бойках с рельефной поверхностью, а также в гладких бойках (на втором этапе деформирования). Использование нового инструмента обеспечивает в первых проходах проработку структуры металла путем дополнительной знакопеременной деформации без существенного изменения формы поперечного сечения заготовки. Знакопеременная деформация способствует увеличению накопленной деформации без изменения формы поперечного сечения заготовки, стимулирует образование полигонизованной субзеренной структуры и повышение дисперсности зеренной структуры. Представлены результаты анализа деформированного состояния металла при ковке рельефными и плоскими бойками. Для оценки неравномерности деформации по высоте слитка выполнен расчет накопленной степени деформации частицами в очаге деформации для шести точек по высоте в сечении углубления на бойке. Накопленная степень деформации для конкретной частицы определяется из решения задачи с помощью программы Deform для плоско-деформированного состояния в изотермических условиях. В приконтактных слоях деформация минимальна, так как имеются зоны затрудненной деформации (зоны прилипания), протяженность которых по мере продвижения вглубь металла уменьшаются; в начале пластической деформации возникает свободная поверхность - поверхность, не находящаяся под рабочим инструментом. Найдены способы управления технологическим процессом ковки с целью повышения однородности деформированного состояния по сечению слитка, стимулирование образования полигонизованной субструктуры во время обжатия и ультрадисперсной структуры после метадинамической рекристаллизации во время паузы.
Бесплатно
Статья научная
Разработана и успешно испытана в производственных условиях технология экономного расходования раскислителей и легирующих добавок при использовании композитных материалов, скомпонованных таким образом, что растворение добавок происходит в локальной зоне с пониженным содержанием кислорода. Вводимая в жидкий металл добавка блокируется алюминием. Использование при раскислении и легировании металла композиционных материалов показало достаточно высокую стабильность и степень усвоения вводимых реагентов. Средняя степень усвоения титана составила 81,3 %, ванадия - 94,5 %, марганца - 78,0 %. Стабильно высокая степень усвоения легирующих элементов позволяет организовать ввод лигатуры в расчете на нижний марочный предел содержания элементов в стали. Такая технология сравнительно просто реализуема и эффективна в электросталеплавильных или литейных цехах, где имеются дуговые сталеплавильные печи малой емкости. Экономические показатели использования композиционных материалов повышаются при использовании алюминийсодержащих отходов и экономии дорогостоящего алюминия для раскисления. Технология успешно испытана на заводах: «Красный Октябрь» (Волгоград), «Серп и Молот» (Москва), «Стальное литье» (Пловдив, Болгария).
Бесплатно
Разработка новых способов производства двухшовных труб большого диаметра
Статья научная
Современное металлургическое предприятие состоит из множества как вспомогательных, так и основных цехов, которые требуют постоянных материальных вложений. В условиях экономической нестабильности в промышленной отрасли вопросы экономии материальных средств, сырья и т. д., а также сокращения расходного коэффициента металла, оптимизации и гибкости производства являются важной составляющей для металлургических компаний. В данной статье описаны новые разработанные способы производства электросварных экспандируемых труб из двух листов (двухшовная). С использованием современных методов инженерного анализа, основанных на методе конечных элементов (МКЭ), проведена оценка возможности реализации разработанных способов производства двухшовных труб большого диаметра, а также подобраны технологические режимы формообразования, позволяющие получить продукцию, удовлетворяющую требованиям заказчика. В статье описаны результаты выполненных опытных работ, проведена оценка сходимости результатов, полученных при использовании CAE-систем, и опытной работы в цехе. Разработанные математические модели производства трубных заготовок на основных формообразующих операциях имеют высокую сходимость и могут использоваться при расчете новых типоразмеров. Используя разработанные математические модели в специализированном программном комплексе MSC Software, можно без рисков и финансовых потерь проводить оценку новых технологических режимов, различных способов производства. Предложенные новые способы производства двухшовных труб большого диаметра (формовка листа из двух половин и формовка полуцилиндра) увеличили производительность и гибкость производства, а также показали положительную экономическую эффективность за счет более низких затрат на листовую заготовку. Новые методы производства подтвердили свою работоспособность и на практике (производство опытной партии) доказали возможность существования.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Статья научная
С использованием результатов парного корреляционного анализа показана качественная оценка влияния химического состава жаропрочных никелевых сплавов на структурные изменения расплавов и параметры высокотемпературной обработки расплава.
Бесплатно
Разработка ресурсосберегающей технологии получения крупногабаритных отливок из титановых сплавов
Статья научная
Целью работы является разработка ресурсосберегающей технологии получения крупногабаритных отливок из титановых сплавов деталей авиационного назначения центробежной заливкой в оболочковые формы с использованием связующих на водной основе. В работе приведена технология получения оболочковых форм на основе водного связующего Remasol с добавлением в огнеупорную суспензию 5 % АСД-4 для центробежного литья титановых сплавов. Проведены исследования по определению величины альфированного слоя на реальных отливках. Показана возможность использования оболочковых форм на основе водного связующего Remasol и комбинированных оболочковых форм для литья титановых сплавов. По результатам механических испытаний и исследований альфированного слоя разработана технология изготовления оболочковых форм для литья крупногабаритных отливок. Предложено использовать в качестве связующего для изготовления оболочковых форм связующее Remasol с добавлением в суспензию АСД-4 в количестве 5 %. Для проверки рекомендованных связующих материалов в реальных условиях по разработанной технологии были изготовлены керамические оболочковые формы отливок деталей и залиты совместно с формами, изготовленными по серийной технологии. Заливка блоков производилась в вакуумной электродуговой плавильно-заливочной установке 833Д сплавом ВТ20Л. Для того чтобы все блоки находились в одинаковых условиях, они были помещены в один контейнер. Заливка собранного контейнера проходила без отклонений от серийной технологии. Формы, изготовленные по разработанным технологиям, залились без разрушения. Визуально отливки, залитые в экспериментальные оболочковые формы после отделения керамики, не имели отличий от отливок, залитых в оболочковые формы, изготовленные по серийной технологии.
Бесплатно
Разработка ресурсосберегающих технологий сварки жаропрочных хромистых сталей
Статья научная
Разработана ресурсосберегающая технология сварки, позволяющая исключить операции подо¬грева и полной термической обработки (ТО) при сварке однородными электродами и полностью исключить операции ТО при сварке аустенитными сварочными материалами. Показано, что за счет применения технологии с регулированием термических циклов (РТЦ), за счет регулируемого сопутствующего охлаждения, происходит улучшение структурно-механической неоднородности в околошовных зонах (ОШЗ) сварных соединений, а также формируется специфическая структура с повышенной трещиностойкостью.
Бесплатно
Разработка технологии и освоение производства труб диаметром 2520 мм
Статья научная
Укрепление береговых линий в условиях Крайнего Севера является сложной и технически трудновыполнимой задачей. Для минимизации неконтролируемых природных катаклизмов и достаточно суровых погодных условий, а также в связи с большими объемами портов укрепление береговой линии производится трубным шпунтом и сваями диаметром 2520 мм. Продукция является востребованной и высокомаржинальной. Данный сортамент ранее не производился в промышленных масштабах в компании ПАО «ТМК» и в целом на территории РФ. Единственным способом, который позволяет получать требуемую заготовку, является способ JCOE. В данной статье описаны основные этапы освоения труб диаметром 2520 мм. 1. С использованием современных методов инженерного анализа, основанных на методе конечных элементов (МКЭ), была проведена оценка технической возможности производства труб, а также разработка технологических режимов подгибки и формовки труб. 2. Проведен анализ влияния механических свойств на геометрические показатели готовой продукции. Предложена новая методика контроля геометрии трубной заготовки в процессе шаговой формовки с последующей предиктивной аналитикой. Получены уравнения множественной регрессии, позволяющие оценить влияние изменения контролируемых размеров листовой заготовки в процессе шаговой формовки. 3. С использованием современных пакетов CAD-моделирования был разработан и спроектирован новый автоматизированный участок по сборке заготовок. 4. Разработана технологическая схема производства труб нового сортамента. 5. Проведены опытные работы по производству труб. Разработанный новый способ производства труб диаметром 2520 мм расширил существующий сортамент предприятия, а также показал положительную экономическую эффективность за счет высокой маржинальной стоимости. Новый метод производства подтвердил свою работоспособность и на практике (производство опытной партии) доказал возможность существования.
Бесплатно
Разработка технологии изготовления труб с заданным внутренним диаметром 6,0-12,0 мм
Статья научная
Приведены результаты научно-исследовательской работы по освоению на ОАО «Синарский трубный завод» (ОАО «СинТЗ», г. Каменск-Уральский) технологии изготовления стальных труб с заданным внутренним диаметром 6,0-12,0 мм. Для выявления особенностей предлагаемой технологии был выполнен ряд экспериментальных исследований и опытно-промышленных работ. Было показано, что эффективным является использование способа волочения на самоустанавливающейся оправке. С учетом разработанной оригинальной аналитической зависимости определения силовых параметров процесса волочения на самоустанавливающейся оправке определены основные параметры технологии: рациональные профилировки технологического инструмента и режимы деформации. Выполнена оценка эффективности применения технологических смазок, приведены рекомендации по выбору оборудования. Технико-экономическая оценка предлагаемых решений показала, что эффективным процессом для изготовления труб указанного сортамента является бунтовое волочение. Разработаны предложения по организации участка бунтового оправочного волочения в условиях ОАО «СинТЗ» с учетом совершенствования всей технологической схемы изготовления холоднодеформированных труб. Предложены эффективные технические решения, оформленные как объекты интеллектуальной собственности.
Бесплатно
Разупрочнение нагартованного сплава АМГ6 при скоростном нагреве в интервале температур 100...300°С
Статья научная
Экспериментально изучена и проанализирована кинетика разупрочнения нагартованного сплава АМг6 в зависимости от температурно-временных параметров скоростного нагрева в интервале температур 100...300 °С. Показано, что уменьшение предела текучести при скоростном нагреве в исследованном интервале температур происходит значительно быстрее по сравнению с изменением предела прочности, а интенсивность разупрочнения определяется температурой нагрева.
Бесплатно
Распределение деформаций при волочении металла в смещенных парах роликов
Статья научная
Представлены результаты экспериментального исследования влияния соотношения деформаций в парах роликов на уширение металла при волочении проволоки прямоугольного сечения. Проведенные ранее исследования показали, что стабильность свободного размера прямоугольного профиля при прочих равных условиях определяется соотношением величины деформации металла в парах роликов, причем наименьшие отклонения этого размера были зафиксированы при максимальной величине уширения металла во второй паре роликов. При этом суммарная величина относительного обжатия металла, обеспечивающая при заданном значении величины деформации в первой паре роликов максимальное уширение металла во второй паре роликов, во всех случаях волочения проволоки из стали 65Г остается постоянной. Целью исследования была проверка соблюдения указанной закономерности при роликовом волочении других материалов, в качестве которых были выбраны медь М1 и титановый сплав ВТ1-00. Для исследований использовали волоку с роликами диаметром 170 мм. Методика проведения исследования заключалась в том, что при фиксированных значениях величины обжатия заготовки в первой паре роликов, с определенным шагом изменяли величину обжатия металла во второй паре роликов. На каждом шаге эксперимента фиксировали размер стороны готового прямоугольного сечения металла, формируемый свободным течением металла во второй паре роликов. Каждый опыт повторяли пятикратно, результаты усредняли. По полученным точкам строили кривые зависимости уширения металла во второй паре роликов от величины относительного обжатия в этой паре роликов для различных значений относительного обжатия в первой паре роликов. В результате исследований показано, что максимум величины уширения металла во второй паре роликов наблюдается при определенной суммарной величине обжатия, характерной для конкретного материала, подвергаемого деформации волочением. Обнаруженная закономерность распределения деформаций в волоке со смещенными парами роликов может быть использована при проектировании режимов изготовления металлоизделий в виде прутков, проволоки и труб различного сечения.
Бесплатно
