Аннотация: В настоящее время для отработки запасов вкрапленных медно-никелевых руд, представленных пологими залежами преимущественно средней мощности, применяется система этажного принудительного обрушения с торцовым выпуском руды. Данной технологии присущи весьма высокие потери и разубоживание руды (25-30% и более). Для повышения полноты и качества выемки запасов предложена комбинированная система разработки, сочетающая этажно-камерную систему и систему этажного обрушения с торцовым выпуском руды. Ее эффективность в значительной степени обусловлена конструкцией днища блока, определяющей количество горизонтов и основные параметры выпуска руды. Цель работы. Обоснование рациональной конструкции днища блока при комбинированной системе разработки, обеспечивающей полноту и качество выемки запасов при минимизации затрат на подготовительно-нарезные работы и очистную выемку. Используемые методы. Использован комплексный метод исследований, включающий анализ практики и условий применения комбинированной системы разработки, конструирование, экономико-математическое моделирование и сравнительный анализ. Результаты. Рассмотрены три варианта конструкции днища блока: траншейное, плоское и комбинированное. Установлено, что во всем диапазоне изменения мощности залежи от 10 до 25 м вариант с комбинированным днищем имеет наименьшие потери руды (3-12%) при относительно небольшом разубоживании (13-20%), а вариант с плоским днищем – наибольшие потери (33-35%) при минимальном разубоживании (1,2-3,5%). При этом эксплуатационные затраты на подготовительно-нарезные работы и очистную выемку по варианту с комбинированным днищем на 4-10% ниже, чем по варианту с траншейным днищем. Выводы. Установлено, что вариант с комбинированным днищем (камера с плоским днищем и междукамерный целик с траншейным днищем) обеспечивает наилучшие показатели извлечения при минимальных затратах на подготовительно-нарезные работы и очистную выемку.

Аннотация: Рассмотрены текущие проблемы металлургических и машиностроительных предприятий, применяющих в своем производстве термическую обработку. На примере вакуумной цементации обсуждены варианты их решения при помощи использования информационных систем. Приведен пример информационных систем, успешно работающих на печных агрегатах.

Аннотация: Исследовано влияние технологических параметров отжига на структуру, фазовый состав и свойства новой теплостойкой подшипниковой стали ВКС17-ИД. С использованием методики дробного факторного эксперимента с последующим движением по градиенту установлено влияние температуры, длительности выдержки и схемы охлаждения при отжиге на микроструктуру и твердость стали. Полученные результаты могут быть использованы при выборе режима смягчающей термической обработки поковок колец в процессе промышленного изготовления подшипников.

Аннотация: Методами ПЭМ, СЭМ, EBSD, оптической микроскопии и испытаний на растяжение изучено влияние конечной температуры прокатки в процессе термомеханической обработки на микроструктуру и механические свойства высокопрочных композитных листов из стали микролегированной Ti - Zr. Показано, что конечная микроструктура композитной стали при изотермической выдержке 600°С состоит из полигонального феррита и игольчатого феррита, когда конечная температура прокатки находится в интервале 1000 - 850 °C. Снижение конечной температуры прокатки способствует образованию игольчатого феррита в структуре стали, средний размер зерна феррита измельчается, а однородность структуры повышается. В результате этого пределы текучести и прочности при растяжении стали увеличиваются при незначительном изменении удлинения. Установлено, что при снижении конечной температуры прокатки рекристаллизация деформированного аустенита затормаживается, что приводит к увеличению плотности дислокаций, способствуя деформационному выделению в аустените включений (Ti, Zr)C и уменьшению количества мелких включений TiC в феррите. Количественный анализ механизмов упрочнения показал, что основное влияние конечной температуры прокатки на свойства исследованной стали заключается в изменении соотношения вклада мелкозернистого, дислокационного и дисперсионного упрочнения.

Аннотация: Исследовано влияние изотермического отжига на микроструктуру и механические свойства заэвтектоидной стали У10А для последующей холодной пластической деформации прокаткой. Для увеличения пластичности стали У10А предложен режим изотермического отжига, обеспечивающий удовлетворительную деформируемость при холодной прокатке. После такого отжига и последующей прокатки с относительным обжатием 67 % сталь имеет требуемые для высокопрочных холоднокатаных лент по ГОСТ 21996-76 значения предела прочности не ниже 1270 МПа и твердости не ниже 375 HV без риска повреждения прокатных валков.

Аннотация: Исследованы фазовый состав и механические свойства коррозионно-стойких сталей с 15 % (масс.) Cr для производства труб, применяемых при утилизации углекислого газа путем его закачки в поглощающие скважины. С использованием программы Thermo-Calc с учетом вариаций легирующих элементов выполнено моделирование для определения фазового состава сталей при различных температурах. Дилатометрическим методом определены критические точки сталей при нагреве и охлаждении. Установлены механические свойства сталей после закалки и отпуска. Показана возможность получения повышенного комплекса свойств (прочности, пластичности, вязкости и хладостойкости) материала.

Аннотация: Исследована микроструктура покрытий, полученных методом холодного напыления на сталь Ст3 и алюминиевый сплав Д16АТ с применением нержавеющей и медной проволок соответственно. Для нанесения покрытий использовано новое разработанное устройство, отличающееся от существующих аналогов способом создания дополнительного слоя и массогабаритными характеристиками. Установлено, что толщина напыляемого слоя составляет 0,2 - 0,3 мм. Структура покрытия неоднородная, что обусловлено различием скоростей напыления мелкодисперсных компонентов, выдуваемых из сварочной дуги.

Аннотация: По картам компоненты тензора деформации εyy и профилям распределения εyy вдоль длины образца, построенных методом корреляции цифровых изображений, изучена эволюция εyy и ширины bп зародышевого центра, зародыша полосы и самой полосы в ходе растяжения образца 1 стали 08Г2Б, имеющего большую величину эффекта деформационного старения (ЭДС), после нагрева до Tн = 250 °C, а также образца 2 (Tн = 680 °C) с низким ЭДС. На основе полученных экспериментальных данных реконструирован на микро- (дислокационном) уровне процесс образования и роста зародышевого центра и выходящего из него зародыша полосы локализованной деформации.

Аннотация: Проанализированы особенности и закономерности изменения неравновесной растворимости переходных металлов в алюминии в двойных, тройных и более сложных сплавах на основе алюминия. Показан эффект многокомпонентного легирования, при котором усложнение состава сплава за счет увеличения числа переходных металлов повышает их неравновесную растворимость в алюминии. Установлено, что эффект многокомпонентного легирования реализуется в процессе быстрой кристаллизации (скорость охлаждения 103 - 104 °С/с) и обусловлен увеличением скорости кристаллизации из-за усиления предкристаллизационного переохлаждения.

Аннотация: Исследована возможность получения износостойкого поверхностного слоя на листовой хромоникелевой нержавеющей стали методом электронно-лучевой наплавки борсодержащих порошковых смесей. Для наплавки порошковой смеси использован нагрев пучком релятивистских электронов, выведенным в воздушную атмосферу. После наплавки проведена горячая прокатка. Определены структура, фазовый состав, микротвердость и износостойкость поверхностного слоя стали, модифицированного бором. Показано, что структура поверхностного слоя стали после деформации зависит от состава наплавки и определяет прочностные и пластические свойства композиции модифицированный слой - основной металл.

Аннотация: Исследовано влияние пластической деформации и сфероидизирующего отжига по разным режимам после волочения на механические свойства и микроструктуру стали 70. Выполнена оценка пригодности проволоки к аттестации по сверхнормативным требованиям конечного потребителя. Получено достоверное линейное регрессионное уравнение для определения изменения предела прочности (σв) в функции суммарного обжатия, позволяющее оценивать фактор наклёпа материала проволоки. Для снижения прочности холоднотянутой проволоки до требуемых сверхнормативных значений σв ≤ 650 МПа выбран режим сфероидизирующего отжига: 710 °C, 6 ч, который обеспечивает требуемый балл зернистого перлита в структуре стали по ТУ 14-178-110-89.

Аннотация: Представлены результаты работы, выполненной методом корреляции цифровых изображений и состоящей из трех частей: I. Формирование зародыша полосы и очагов деформации. II. Деформация на площадке текучести. III. Потеря пластичности стали при деформационном старении. Все части отражают решение общей задачи: установить основные факторы на мезо/макроуровне, ответственные за снижение пластичности сталей с эффектом деформационного старения на площадке текучести, линейной и степенной стадиях, а также в целом при растяжении образцов до уровня предела прочности. В части I изучена эволюция структурно-деформационной картины на ниспадающей ветви зуба текучести и в начале площадки текучести. В части II приведены данные о ходе пластической деформации на площадке текучести. В части III описаны особенности деформации на линейной и степенной стадиях растяжения, а также проведен анализ результатов всей работы. В части I, приведенной в настоящем номере журнала, изучены механические свойства и характеристики деформации стали 08Г2Б, проявляющей различную величину эффекта деформационного старения после термической обработки по режимам: отжиг при 250 °C, 30 мин с охлаждением на воздухе и отжиг при 680 °C, 30 мин с охлаждением в воде. Показано, что, несмотря на значительно различающиеся прочностные и пластические свойства стали после разных режимов обработки, она деформируется на площадке текучести по одинаковому механизму Людерса. Механизм включает возникновение и рост зародышевых центров, зародышей полос локализованной деформации, их пересечение, а в середине образца - с образованием очаговых центров. Рассмотрены параметры, определяющие напряжение старта источников, испускающих дислокации плоских серий, которые формируют растущий зародыш полосы, что позволило объяснить влияние различных факторов на нижний и верхний пределы текучести в районе зуба. Проанализированы условия реализации полосового механизма деформации и его сочетание с рассредоточенной деформацией, при которой дислокации одновременно распространяются в различных системах скольжения.

Аннотация: Предложена методика сквозного прогнозирования микроструктуры и механических свойств металла зоны термического влияния. Приведена аналитическая связь между временем охлаждения в заданном температурном интервале и скоростью охлаждения при заданной температуре. Методика основана на вычисленных термических циклах, диаграммах анизотермического распада аустенита и зависимостях механических свойств от времени или скорости охлаждения. Все этапы методики рассмотрены на примере сварки конструкционной стали на воздухе и под водой. Показано удовлетворительное совпадение расчетных и экспериментальных термических циклов и распределений твердости.

Аннотация: Исследованы структура и фазовый состав методами растровой и просвечивающей электронной микроскопии после циклических испытаний на трехточечный изгиб при комнатной температуре образцов сплава Ti - 6Al - 4V, полученных с помощью лазерного принтера EOSINT 280M. Рассмотрены особенности процесса деформации при изгибе в исследуемых образцах. Показано, что в отличие от литого сплава, разрушающегося по хрупкому механизму, в сплаве Ti - 6Al - 4V, полученном лазерной 3D печатью, в условиях циклической деформации на изгиб происходит хрупко-вязкое разрушение, связанное с образованием новых пор в деформируемом образце.

Аннотация: Показана перспективность разработки легких конструкционных сплавов на основе магния, легированных редкоземельными металлами (РЗМ). Проанализированы причины наибольшего упрочнения магниевых сплавов при легировании некоторыми РЗМ по отдельности и одновременно несколькими в различном сочетании. Выполнено сравнение полученных экспериментальных данных с опубликованными исследованиями.

Аннотация: Исследованы микроструктура и твердость заготовок колец подшипника из новой теплостойкой подшипниковой стали ВКС17-ИД (аналог зарубежной стали M50NiL VIM-VAR) после различных режимов горячей обработки давлением и последующего отжига. Установлены закономерности влияния обработки на структуру и свойства стали. Полученные результаты могут быть использованы для разработки и оптимизации технологических процессов ковки и отжига при промышленном производстве теплостойких подшипников из стали ВКС17-ИД.

Аннотация: Исследовано поведение при ползучести теплотехнической стали мартенситного класса 10Х9К3В2МФБР при 650 °C и напряжениях 100 - 180 МПа. С использованием просвечивающей электронной микроскопии изучена эволюция субзеренной структуры и морфология частиц вторичных фаз. Выполнены термодинамические расчеты объемной доли частиц после термической обработки и ползучести. Установлено, что при термической обработке в стали формируются частицы карбида (Fe, Cr)23(C, B)6 и карбонитрида (Nb, V)(C, N). Обнаружено выделение частиц фазы Лавеса (Fe, Cr)2(W, Mo) в структуре после кратковременной ползучести в течение 243 ч. Показано, что интенсивное укрупнение частиц фазы Лавеса приводит к уменьшению дисперсионного упрочнения стали в условиях длительной ползучести. Ползучесть сопровождается уменьшением плотности дислокаций и увеличением размера субзерен. Сделано заключение, что изменение степенного показателя ползучести при переходе к длительным испытаниям при 650 °C связано с деградацией микроструктуры стали - выраженным ростом субзеренной структуры из-за уменьшения плотности частиц вторичных фаз, тормозящих миграцию малоугловых границ.

Аннотация: Исследован процесс формирования, структура и фазовый состав покрытий на основе меди и цинка, получаемых методом холодного газодинамического напыления. Показано, что в покрытии образуется многофазная структура на основе твердого раствора меди в цинке, твердого раствора цинка в меди и твердых растворов на основе электронных соединений CuZn3 и Cu5Zn8. При низкой температуре напыления (270 °C) основное влияние на формирование структуры оказывает межграничная диффузия. Общая скорость диффузии составляет Dm = 0,15 · 10-12 м2/с. При повышении температуры напыления до 360 °C и выше (450 °C) превалирующим является вакансионный механизм диффузии. Скорость диффузии увеличивается до Dm = 0,56 · 10-12 м2/с, что сопровождается увеличением массовой доли продуктов превращения. Предложена модель формирования многофазной градиентной структуры покрытия и обсуждается влияние технологических параметров напыления на формирование структуры.

Аннотация: Исследована возможность применения плазменно-жидкостной сварки электрическим разрядом постоянного тока при атмосферном давлении для изготовления изделий из электротехнической стали Э-310. Проведена сварка образцов путем погружения металлического катода (свариваемых изделий) в жидкий (неметаллический) анод. Определены электрофизические параметры сварки, в том числе вольт-амперная характеристика, колебания тока и напряжения. Представлены результаты анализа морфологии и микротвердости сварного шва. Показана перспективность плазменно-жидкостной сварки изделий из электротехнической стали Э-310 при подборе режима переменного резистора.

Аннотация: Исследованы механические свойства сварных соединений из трубных сталей марок API 5L (X52, X60, X65 и X70), изготовленных методом дуговой сварки под флюсом (SAW). Показано, что сварка этих сталей с использованием SAW позволяет получить качественные сварные соединения. Установлено, что разрушение сварных соединений из всех исследованных сталей при испытаниях на растяжение происходит в области основного металла. Металл зоны сварного шва имеет наиболее высокие значения твердости и предела прочности при растяжении, которые составляют 214 HV10 и 713 МПа для сталей X70 и X65 соответственно. Эти значения выше, чем у основного металла.