Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия
Все статьи: 866
Структура потерь металла в процессе выплавки нержавеющей стали
Статья научная
Изучена структура потерь металла при выплавке нержавеющей стали дуплекс-процессом, результаты сравнены с монопроцессом, предложены способы по снижению невозвратных потерь металла, предложена схема утилизации отвальных шлаков и пыли путем переплава в специализированном плавильном агрегате для восстановления части оксидов металлов и разделения полученного металла и шлака.
Бесплатно
Статья научная
Методом ориентационной микроскопии, основанном на дифракции обратно рассеянных электронов, исследовалась текстурная наследственность в образцах малоуглеродистой низколегированной трубной стали типа 06Г2МБ со структурой, сформированной в результате контролируемой термомеханической обработки. Образцы подвергались термообработкам, включающим двойную фазовую перекристаллизацию, с целью получения структур различного типа, таких как: мартенсит, нижний бейнит, верхний бейнит. Конечная текстура всех образцов независимо от обработки в основном повторяла их исходную текстуру, приобретенную в процессе контролируемой термомеханической обработки: две сильно выраженные ориентировки, близкие к {112} , и ориентировка, близкая к (001) [110]. Отмечено, что средний размер областей с однородными кристаллографическими ориентировками, приобретенными образцами стали в результате контролируемой термомеханической обработки, также «сохранялся» в результате термической обработки. Было предположено, что механизм текстурной наследственности может быть реализован через воспроизводство специальных разориентаций - специальных границ Σ3 и Σ11. Данные специальные разориентации формировались между стабильными ориентировками аустенитных зерен в процессе горячей прокатки при контролируемой термомеханической обработке.
Бесплатно
Статья научная
Проанализированы процессы, происходящие при обработке на вторичную твёрдость в высокоуглеродистых хромованадиевых сплавах. Установлены оптимальные температурно-временные параметры термической обработки на вторичную твёрдость, обеспечивающие требуемые структуру и свойства изделий.
Бесплатно
Структурные изменения расплавов жаропрочных никелевых сплавов
Статья научная
Расплавы жаропрочных никелевых сплавов сразу же после плавления имеют макрогомогенную, но микронеоднородную структуру. Дальнейший нагрев расплавов вызывает структурные изменения. Кинетика изменений фиксируется на политермах физических свойств: удельного электросопротивления, кинематической вязкости и плотности. Измерения проводились при нагреве и охлаждении. Было исследовано более 50 марок сплавов на основе никеля. Все политермы после нагрева до определенной температуры характеризуются несовпадением прямого и обратного хода - явлением гистерезиса. После нагрева до следующей температуры, определенной для каждого состава сплава, несовпадение ветвей становится максимальным и постоянным. В соответствии с моделью Архарова - Новохатского вблизи температур плавления расплавы состоят из атомных микрогруппировок с ближним порядком и неупорядоченной зоны. Состав атомных скоплений повторяет структуру твердого металла. Поскольку основной основными избыточными фазами в этих сплавах являются интерметаллидные выделения на основе Ni3(Al, Ti) и карбиды типа MC, то и основа кластеров расплава будет состоять из тех же элементов. Нагрев расплава приводит к уменьшению размеров кластеров и увеличению межкластерного пространства. Нагрев выше второй определенной температуры, зафиксированной в результате изучения физических свойств, приведет к полному распаду атомных группировок. Распределение легирующих элементов выравнивается по всему объему расплава. Жидкий металл становится более равновесным. Такое состояние характеризуется макрогомогенностью и микрооднородностью. На этом эффекте базируются технологии высокотемпературной обработки расплава, существенно повышающие качество металлопродукции.
Бесплатно
Статья научная
Исследована эволюция структуры ближнего порядка композиционного гранулированного сорбента на основе силикатов и алюмосиликатов кальция в ряду: исходное состояние - после выдержки в дистиллированной воде - после сорбции катионов меди. Показано, что необратимый композиционный сорбент представляет собой открытую гидролитически активную физико-химическую систему. В процессе синтеза сорбента в среде H 2O и CO 2 происходят реакции дефектообразования, итогом которых является образование карбонатного спурита, структурно связанного с силикатом кальция. Карбонатный спурит создает дополнительные активные центры при сорбции катионов меди с образованием смешанных устойчивых гидро-силикат-карбонатных структур.
Бесплатно
Твердофазная металлизация железо-ванадиевых концентратов, получаемых из титаномагнетитовых руд
Статья научная
Рассмотрены процессы, протекающие при твердофазной металлизации железо-ванадиевых концентратов. Прослежена последовательность превращений в концентратах. Определена температура восстановления металлов из их оксидов и продолжительность выдержки для восстановления железа.
Бесплатно
Статья научная
На основе развиваемой авторами электронной теории восстановления предложены технологические схемы и набор оборудования для безотходной технологии переработки комплексных железосодержащих руд и техногенных отходов. Восстановление представляется как физический процесс обмена электронами между восстановителем и катионами металлов в оксидах. Выделение металлической фазы происходит с достаточно большой скоростью даже внутри кусков руды в окружении ионов кислорода без непосредственного контакта металла с восстановителем и без плавления руды и металла. В результате твердофазного восстановления при относительно низкой температуре и использовании в качестве восстановителя обычного энергетического угля получается металлооксидный композит, содержащий практически чистое первородное железо и неразбавленный шлакообразующими добавками концентрат оксидов невосстановленных металлов. Использованием предложенных вариантов технологии решается вопрос не только получения железа из комплексных руд, но и их безотходной переработки с извлечением всех ценных компонентов. Оксидная фаза в металлооксидном композите, получаемом при восстановлении железа из сидеритовой и ильменитовой руд, представлена в основном тугоплавкими оксидами магния или титана. Переработка техногенных отходов на микрометаллургических заводах по предлагаемой схеме позволяет полностью утилизировать шлаки и шламы с получением востребованных продуктов.
Бесплатно
Твердофазный синтез частично замещенного титаном гексаферрита бария BaFe12-xTixO19
Статья научная
Представлены результаты получения частично замещенного титаном гексаферрита бария состава BaFe12-xTixO19 методом твердофазного синтеза. Исходные компоненты шихты - порошки Fe2O3, BaCО3 и TiO2 смешивали при помощи шаровой мельницы. Перемолотые порошки прессовали в таблетки. Прессование производили при помощи металлической пресс-формы и гидравлического пресса. Спекание производили при помощи трубчатой печи с карбидкремниевыми нагревателями. Синтез производили при температуре 1350 °С в течение 3 ч. После чего производили повторное перетирание, прессование и спекание образцов при температуре 1350 °С в течение 3 ч. Исследование синтезированных образцов проводили методом рентгеновского фазового анализа на дифрактометре Rigaku Ultima IV. Рентгенограммы регистрировали в диапазоне углов 2θ от 5 до 90 градусов. Провели исследование химического состава образцов с помощью сканирующего электронного микроскопа JEOL JSM7001F, оснащенного энергодисперсионным рентгенфлуоресцентным анализатором INCA X-max 80 (Oxford Instruments). В результате проведенного исследования разработана методика получения замещенного титаном гексаферрита бария BaFe12-xTixO19. С помощью энергодисперсионного рентгенфлуоресцентного анализатора INCA X-max 80 определен химический состав образцов. Методом рентгеновского фазового анализа (Rigaku Ultima IV) установлено, что полученные образцы являются монофазными.
Бесплатно
Текстура деформированного и отожженного листового молибдена
Статья научная
Структура и текстура молибденового листа после горячей прокатки при температуре 1100 °C с суммарной степенью деформации, превышающей 90 %, была исследована методом ориентационной микроскопии с использованием дифракции обратно рассеянных электронов (EBSD). В результате горячей деформации по всей толщине листа была сформирована структура, состоящая из вытянутых полигонизованных зерен. Было установлено, что текстура по всей толщине листа состояла из набора стабильных при деформации прокаткой ориентировок: сильной (010)[¯101] и более слабых - двух из {112}, двух из {111}, двух из {111}. Текстура рекристаллизации, сформированная в процессе отжига молибденового листа при 1200 °C, состояла из того же набора ориентировок, что и текстура деформированных зерен после горячей прокатки. При этом в процессе рекристаллизации ориентировка (010)[¯101] ослаблялась, остальные ориентировки усиливались. Показано, что ориентировки рекристаллизованных зерен с ориентировками деформированных зерен связаны поворотами на определенные углы вокруг кристаллографических осей . Формирование текстуры рекристаллизации может быть объяснено движением специальных границ типа Σ9, Σ11, появлению которых предшествовало образование соответствующих специальных разориентаций между компонентами деформационной текстуры.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются сплавы системы «свинец - сурьма», которые характеризуются простой эвтектикой и небольшой взаимной растворимостью компонентов (максимальная 3,5 мас. % Sb) и отличаются высокой механической прочностью, литейными свойствами. Эти сплавы широко применяются в аккумуляторной промышленности для изготовления решеток и в отдельных случаях для отливки анодов для электролиза сернокислых растворов цинка, кадмия и марганца. Сплав ССу3 отличается высокой механической прочностью, литейными свойствами и используется в типографии, для производства подшипников, а также для пайки различных металлов. Сплавы свинца типа Ссу3 используются в кабельной промышленности, где им предохраняют от коррозии телеграфные и электрические провода при подземной или подводной прокладке. Теплоёмкость является важнейшей характеристикой веществ, и по её изменению от температуры можно определить тип фазового превращения, температуру Дебая, энергию образования вакансий, коэффициент электронной теплоёмкости и др. свойства. В работе представлены результаты экспериментального определения теплоемкости сплава ССу3 с кальцием и расчет температурной зависимости изменений термодинамических функций сплавов. Исследования температурной зависимости теплоемкости сплава ССу3 с кальцием проводились в режиме «охлаждения» с применением компьютерной техники и программы Sigma Plot. Установлены полиномы температурной зависимости теплоемкости и изменение термодинамических функций (энтальпия, энтропия и энергии Гиббса) сплава ССу3 с кальцием и эталона (Cu), которые с коэффициентом корреляции Rкорр = 0,999 описывают эти изменения. Показано, что с ростом содержания кальция теплоёмкость исходного сплава уменьшается, а с ростом температуры - увеличивается. Энтальпия и энтропия сплава ССу3 и сплавов с кальцием с ростом температуры увеличиваются, а значения энергии Гиббса уменьшаются.
Бесплатно
Температурные зависимости термических характеристик силицидов хрома переменного состава
Статья обзорная
Бесплатно
Статья научная
Представлен анализ известных теоретических зависимостей плотности от усилий, выполненных отечественными и зарубежными учеными, и экспериментальных результатов для их оценки, полученных учеными Южно-Уральского государственного университета в промышленных условиях на порошках молибдена и вольфрама.
Бесплатно
Теоретические основы автоматизированного проектирования литейных жаропрочных никелевых сплавов
Статья научная
Рассматриваются теоретические основы синтеза жаропрочных сплавов на основе данных пассивного эксперимента. Предлагается решение проблемы наполнения базы данных для математического моделирования. Предложен новый метод автоматизированного проектирования литейных жаропрочных никелевых сплавов.
Бесплатно
Теоретические основы исследования процессов деформации заготовки без изменения формы и размеров
Статья научная
Важной задачей современного производства металлопродукции является разработка и освоение новых технологических процессов обработки давлением, сочетающих незначительное изменение формы и размеров заготовки с интенсивной проработкой структуры при деформации. Этим требованиям отвечает процесс равноканального углового прессования (РКУП). В работе выполнен анализ влияния технологических режимов равноканального углового прессования на форму очага деформации, интенсивность скорости деформации, степень накопленной деформации, показатели напряженного состояния и поврежденность металла с идеально пластическими свойствами и со степенным упрочнением. Механика равноканального углового прессования рассмотрена с помощью методов линий скольжения и верхней оценки, а расчет поврежденности металла выполнен на основе механики вязкого разрушения металла при обработке давлением. Найдены закономерности ведения процесса РКУП, рациональные режимы деформирования. Полученные факты подтверждены результатами, достигнутыми при моделировании процесса РКУП в программном комплексе Deform-3D. В работе выявлены новые направления исследования процесса равноканального углового прессования, связанные с измельчением зерна и изучением процесса разрушения металла. В частности, регулируя скорость деформации процесса и контролируя температуру заготовки, можно обеспечивать такие условия, при которых в материале заготовки в полной мере проходят процессы полигонизации, формируются новые центры рекристаллизации, подавляется процессы рекристаллизации неподготовленной структуры металла (первичной рекристаллизации) и создаются условия для измельчения зерна и получения ультрадисперсной структуры металла. Вычислительный эксперимент, проведенный с помощью программного комплекса Deform-3D, с достаточной точностью подтверждает теоретические исследования РКУП методом верхней оценки и линий скольжения.
Бесплатно
Статья научная
Приведены уравнения прогиба и угла закручивания стержня в зависимости от геометрических характеристик стержня, условий его закрепления, силовых факторов и характеристик материала лопатки и формы. Полученное уравнение представляет собой теоретическую основу для исследования формирования геометрических параметров как самой лопатки, так и элементов формы (стержня, оболочки) на различных технологических этапах.
Бесплатно
Статья научная
Впервые представлен теоретический механизм расчета режима трехдуговой сварки при сварке стыковых сварных соединений под флюсом. Предложен постулат о взаимосвязи погонной энергии сварки с площадью проплавления. Проведены проверочные расчеты.
Бесплатно
