Аннотация: Представлены результаты исследований влияния режимов электродуговой сварки в защитном газе неплавящимся электродом на механические свойства деталей, изготовленных методом прямого лазерного выращивания из порошкового сплава ЭК-61. Приведены результаты металлографических исследований сварного шва и околошовной зоны. Показана возможность получения для таких изделий качественного сварного шва электродуговой сваркой в защитном газе. Отмечено влияние числа проходов на качество сварного шва.

Аннотация: В работе представлены результаты исследования механических свойств заготовок из колесной стали марки Т (отобранных из непрерывнолитой заготовки и слитка диаметрами 455 и 472 мм соответственно) в исходном литом состоянии и после деформационного воздействия способом винтовой прошивки. Для исследований отобраны исходные заготовки диам. 100 мм из периферийной и срединной частей непрерывнолитой заготовки и слитка. Прошивку заготовок осуществляли при углах подачи 12 и 14° с коэффициентами вытяжки в диапазоне 1,26-1,68. Показано, что после прошивки деформированный металл приобретает более высокие пластические свойства по сравнению с исходным состоянием, при этом отмечены бóльшие изменения в продольном направлении по сравнению со свойствами в тангенциальном направлении. Выявлено уменьшение отличий в значениях прочностных, пластических свойств и ударной вязкости между металлом заготовок из срединной части и периферии непрерывнолитой заготовки и слитка.

Аннотация: Работа посвящена задаче температурных напряжений, в которой моделируется процесс электродуговой сварки стали Е40 при низкой температуре. Для понижения значений остаточных напряжений демонстрируется возможность использования порошковой проволоки с алюмотермитным наполнителем. Источник тепла моделируется двойным эллипсоидом, предложенным Джоном А. Голдаком. Материал пластины принимается упруго-пластическим, деформации малыми и состоящими из упругих и пластических. Обратимые (упругие) деформации связаны с напряжениями по закону Дюамеля-Неймана, необратимые (пластические) зарождаются и растут благодаря пластическому течению в рамках ассоциированного закона пластического течения. Определено, что при комбинированном тепловом воздействии увеличивается температурный интервал, при котором возможно проведение сварочных работ для стали Е40, что подтверждается интенсивностью остаточных напряжений.

Аннотация: С использованием результатов испытаний промышленных партий проката толщиной 23 мм после термомеханической прокатки с последующей постсварочной термической обработкой проанализированы закономерности формирования расщеплений в изломах образцов при проведении CTOD-испытаний на раскрытие трещины. Выполнены визуальные, микроструктурные и фрактографические исследования характера разрушения изломов и поверхности образовавшихся вторичных расщеплений. Описаны вероятные причины проявления потенциального «pop-in» эффекта на диаграммах «нагрузка - раскрытие берегов надреза» и его потенциально негативного влияния на интерпретацию результатов испытаний.

Аннотация: В последние годы широкое применение получили грозозащитные тросы с встроенным оптическим модулем, представляющие собой трос из нескольких слоев стальных проволок с коррозионно-стойким покрытием и трубчатый корпус из алюминия или нержавеющей стали (центральный или в повиве), заполненный гидрофобным гелем и оптическими волокнами. Круговое пластическое обжатие в процессе производства грозозащитных тросов с встроенным оптическим модулем позволяет улучшить электрические контакты проволок в слоях и между слоями и повысить устойчивость к воздействию импульса грозового разряда молнии, а также механическую прочность. При неправильно выбранных геометрических параметрах проволок первого и второго слоев круговое пластическое обжатие может привести к значительной деформации оптического модуля и в результате - к недопустимому увеличению коэффициента затухания передаваемого сигнала. В работе методом компьютерного моделирования определена величина минимального зазора между внутренним слоем грозозащитного троса с встроенным оптическим модулем и центральной трубкой, гарантирующего уменьшение деформации наружной оболочки оптического модуля до допустимых пределов...

Аннотация: Анализируются результаты проведенных исследований по разработке технологии переработки стружечных отходов различных групп титановых сплавов без переплава металла в готовые изделия, обладающие компактной структурой материала с достаточно высокими прочностными характеристиками. Предлагаемая технология переработки стружки включает в себя следующие операции: очистка стружки, магнитная сепарация, водородное пластифицирование, двухстадийное брикетирование коническим и плоским пуансоном, дегазация капсульной оболочки брикета, герметизация оболочки, термокомпрессионная обработка брикета в капсульной оболочке, экструдирование брикета совместно с капсулой, механическая обработка. Исследованы особенности брикетирования стружки, получаемой при механической обработке титановых сплавов, особенности формирования брикетов при различных способах брикетирования. Определены наиболее рациональные способы брикетирования стружки титановых сплавов, обеспечивающие наиболее эффективную переработку компактируемого материала и максимальную плотность формируемых брикетов...

Аннотация: В статье с позиций теории упаковки сфер изучено влияние гранулометрического состава материала на пористость брикетов и окатышей, а также фракционного состава окускованных продуктов на порозность слоев из таких шихтовых компонентов. Знание закономерностей изменения пористости окускованного продукта при варьировании гранулометрии исходного материала позволяет оптимизировать металлургические свойства брикета и окатышей. Порозность слоя таких продуктов во многом определяет их поведение как в процессах восстановления (в доменных и руднотермических печах, в реакторах прямого восстановления), так и при обжиге окатышей. Полученные результаты позволили впервые выявить локальные экстремумы пористости окускованных продуктов и порозности слоя окатышей (брикетов). Разработанный эвристический подход может быть использован в задачах выбора оптимального состава смесей для окускования и повышения эффективности обжига окатышей и достижения высоких степеней металлизации при восстановлении окускованной шихты. Методология предложенного подхода позволяет учитывать сжимаемость и неоднородность формы как частиц исходной смеси, так и самих окускованных продуктов.

Аннотация: Приведены результаты металлофизических исследований особенностей строения сталей и сплавов после термодеформационного воздействия лазерного излучения.Показано, что локальность лазерной обработки в совокупности с высокой скоростью нагрева и охлаждения, отсутствием выдержки при температуре нагрева, высокими градиентами температур по глубине облучаемого слоя приводят к появлению термострикционных напряжений, достигающих значений ≈320 МПа и играющих важную роль в упрочнении поверхности сталей и сплавов.Обнаружено и подтверждено, что под действием напряжений в микрообъемах облучаемого материала появляется локальная пластическая деформация, сопровождаемая перемещением дислокаций вдоль плоскостей скольжения. Предлагаются схемы формирования при скоростной лазерной обработке линий или полос скольжения, полос сброса, рельефных границ зерен и т.д.Показано, что при лазерной обработке увеличивается плотность дефектов кристаллического строения исследуемых однофазных сталей и сплавов до (2-4)×1011 см-2...

Аннотация: Проведено исследование деформируемости при прокатке алюминиевого сплава 1580, в котором скандий частично заменен малыми добавками эрбия и иттербия. Образцами служили слитки с поперечным сечением 60×200 мм, полученные литьем на установке для полунепрерывного литья. В работе было выполнено компьютерное моделирование процессов горячей и холодной прокатки слитков в программе Deform-3D, которое показало, что использование критерия Кокрофта-Латама позволяет корректно прогнозировать величину суммарного обжатия, приводящего к появлению трещин при горячей и холодной прокатке сплава 1580, легированного малыми добавками Er и Yb, что подтверждено результатами физического эксперимента. Проведенные после этого горячая прокатка слитков на стане дуо 330, а затем холодная прокатка на стане MDM ARIETE LS 400×240 подтвердили определенный виртуальным экспериментом ресурс пластичности сплава, как при горячей, так и при холодной прокатке. Установлено также, что механические свойства сплава 1580, легированного малыми добавками Er и Yb, после отжига в диапазоне температур 250-400 °С практически соответствуют свойствам сплава 1580 марочного состава, что позволяет сделать заключение о возможности снижения в нем содержания скандия путем его замены эрбием и иттербием.

Аннотация: Представлены результаты испытания технологии переработки жидких шлаков драгметального цеха в установке роторного типа. Основной особенностью установки является способность перерабатывать металлургический шлак в жидком состоянии с получением продукта в широком дипазоне свойств и назначений. Дана техническая характеристика опытной установки. Отражены особенности охлаждения высокотемпературных шлаковых расплавов на движущихся металлических телах, размещенных на колосниках, образующих цилиндрическую поверхность. Металлические тела (шары) имеют возможность перемещаться по колосниковой поверхности и при этом отбирать тепло шлакового расплава. Для управления процессом охлаждения в конструкции установки предусмотрены системы подачи и распределения воды и отвода парогазовой смеси. Колосниковая поверхность в виде ротора укрыта тепло- и звукоизолирующим кожухом, который соединен с системой удаления парогазовой смеси. Расплав, охлажденный в полости ротора, поступает на лотковый конвейер. Конвейер также укрыт кожухом и соединен с системой удаления парогазовой смеси. Приведены примеры различных режимов охлаждения шлакового расплава в установке роторного типа. Испытан вариант разгрузки охлажденного шлака непосредственно под ротор в специальный короб, оборудованный системой отвода стоков. Достигнуты удовлетворительные результаты по получению щебня и щебеночно-песчаной смеси с требуемыми свойствами непосредственно из шлакового расплава.

Аннотация: В настоящее время резервы прокатываемого на непрерывных широкополосных станах горячей прокатки металла используются недостаточно полно по его структуре. Применение построенной по результатам физического моделирования и количественного металлографического анализа диаграммы рекристаллизации аустенита стали для распределения относительных обжатий по клетям непрерывной чистовой группы стана позволит получать готовые полосы с минимальной разнозернистостью. При переходе от условий прокатки узкого модельного образца к натурным условиям прокатки широкой полосы с натяжением следует учитывать поправку коэффициента измельчения рекристаллизованного зерна аустенита по напряженно-деформированному состоянию металла. Для ограничения роста зерна аустенита после первого обжатия в непрерывной чистовой группе стана вместо первых двух четырехвалковых клетей предлагается использовать новое техническое решение - листопрокатную клеть дуппель-кварто. Для улучшения качества горячекатаных кромок готовых полос за клетью дуппель-кварто в чистовой группе могут быть установлены вертикальные валки.

Аннотация: Методами дифференциальной сканирующей калориметрии, растровой электронной микроскопии, микрорентгеноспектрального и рентгеноструктурного фазовых анализов, микроиндентирования изучено влияние термического воздействия на структурно-фазовое состояние и физико-механические свойства сплава на основе орторомбического алюминида титана (О-сплава), полученного селективным лазерным сплавлением. Изменение режима селективного лазерного сплавления, а именно повышение величины относительной плотности энергии при синтезе с 49 до 97 Дж/мм3 приводит к эволюции характера пористости образцов после селективного лазерного сплавления: от пористости, связанной с непроплавом частиц порошка, к газовой пористости, наследуемой от пор в порошке. Фиксируемый в О-сплаве при селективного лазерного сплавления метастабильный β-твердый раствор при нагреве со скоростью 50 К/мин до 900 °С претерпевает распад в двух диапазонах температур 300-600 и 650-800 °С. Повышение температуры термообработки с 750 до 900 °С синтезированного О-сплава способствует уменьшению объемной доли и укрупнению размеров О-пластин, выделяющихся при распаде β-твердого раствора, что приводит к уменьшению эффекта дисперсионного упрочнения (роста твердости) и прироста модуля упругости...

Аннотация: Статья посвящена оценке сопротивляемости водородному охрупчиванию металла труб класса прочности К60 (категории прочности Х70) с разным типом структуры, а также их сварных соединений. Представлены результаты испытаний металла труб на трещиностойкость (по стандарту ASTM E1681) и медленное растяжение в водороде и смесях водорода с азотом при давлении 10 МПа. Проведены исследования структуры стали и распределения твердости по Виккерсу вдоль фронта субкритической трещины на образцах после испытаний на трещиностойкость. Рассмотрены особенности строения основного металла труб и металла сварных соединений (металл шва и зоны термического влияния), которые могут оказывать влияние на водородное охрупчивание трубной стали и на получаемые значения подрастания трещины при испытаниях на трещиностойкость.

Аннотация: В работе потенциостатическим методом в потенциодинамическом режиме при скорости развертки потенциала 2 мВ·С-1 определены основные электрохимические характеристики цинкового сплава ЦАМг4.5-2 со скандием, иттрием и лантаном, в среде электролита NaCl. Исследованиями коррозионно-электрохимического поведения цинкового сплава показано, что потенциалы свободной коррозии, питтингообразования и репассивации сплавов смещаются в положительную область с ростом концентрации редкоземельного металла. Показано, что сплавы, легированные малыми добавками указанных элементов (0,1-0,5 масс. %), отличаются повышенной коррозионной устойчивостью. Снижение скорости коррозии связано с процессом пассивации сплавов. С ростом концентрации хлорид-иона в электролите NaCl потенциалы коррозии и питтингообразования смещаются в отрицательную область, при этом увеличивается скорость коррозии сплавов.

Аннотация: Распределение подачи природного газа в дутьевой канал воздушной фурмы с теплоизолирующей вставкой играет положительную роль, с одной стороны, для улучшения смешивания природного газа с дутьем и его горения, с другой, для снижения температурных напряжений во вставке.С помощью системы Ansys проведено математическое моделирование газодинамики, теплообмена и горения природного газа при подаче его в дутьевой канал воздушной фурмы доменной печи через ряд отверстий во фланце. Показано, что подача природного газа в дутьевой канал через отверстия во фланце сопровождается улучшением его горения в фурме, приводящим к повышению температуры и скорости дутья, по сравнению с традиционным способом подачи природного газа в дутьевой канал по одной трубке через внутренний стакан.На модели фланца, содержащей только коллектор с трубкой подвода природного газа и его отвода через отверстия, установлено, что минимальная неравномерность распределения подачи природного газа по отверстиям достигается при установке трубки для подачи газа симметрично относительно заглушек в коллекторе, которые в реальных условиях образованы трубками подачи и отвода охлаждающей фурму воды.Установлено, что подача природного газа через отверстия во фланце приводит к снижению температурных напряжений во вставке примерно в 2 раза по сравнению с традиционной его подачей, способствуя повышению стойкости вставки...

Аннотация: Низкоуглеродистые микролегированные стали широко применяются в различных отраслях техники и промышленности благодаря превосходному сочетанию прочности, пластичности, свариваемости, коррозионной стойкости. Однако при эксплуатации стальной продукции возможно возникновение проблем, вызванных усталостным разрушением при циклических нагрузках. Одним из важных факторов является структурное состояние, в том числе наличие неметаллических включений и фазовых выделений. В настоящее время изучение процесса разрушения стали в условиях повторных нагрузок остается актуальным. В данном обзоре обобщены и систематизированы результаты исследований влияния неметаллических включений и фазовых выделений на усталостную прочность низкоуглеродистых микролегированных сталей.

Аннотация: Исследована возможность получения многослойных заготовок по технологии WAAM с послойной проковкой с применением в качестве электродного материала металлопорошковой проволоки Cr20Mn5Ni4Mo2,5Cu3N0,3 диам. 1,6 мм. Установлено, что использование металлопорошковой проволоки и послойной проковки позволяет получить наплавленный металл с аустенитно-ферритной структурой (δ F ≈ 1,5 об. %) без дефектов, который обладает хорошим сочетанием прочностных и пластических характеристик (σВ = 960 MПa, σ0,2 = 670 MПa, δ = 35%).