Аннотация: В современном мире все более востребованными становятся технологии, не предполагающие образования отходов. При работе с благородными металлами (БМ) задача минимизации потерь приобретает особую актуальность по ряду известных причин. Целью работы являлось определение показателей извлечения благородных металлов из поликомпонентных растворов цементацией. Объектом исследования служил раствор царско-водочного растворения цементата производства золота после селективного осаждения золота, следующего состава, г/дм3: Au 1,1; Ag 0,1; Pt 27,8; Pd 11,7; Rh 2, HCl 150-200. В работе исследовалась цементация из кислых растворов выщелачивания цементата производства золота электроотрицательными металлами (железо, цинк, алюминий), как диспергированных (стружка, гранулы), так и в компактной форме. Установлено, что с увеличением величины расхода металла-цементатора от 1 до 4 г/г БМ и электроотрицательности металла-цементатора в ряду Fe Zn Al увеличивается степень извлечения Au, Ag, Pt, Pd, Rh от 62,6% до 99,2%. Применение металла-цементатора в компактной форме (пластин) обеспечивает показатели извлечения на уровне, сопоставимом с дисперсными материалами, при этом отмечен рост извлечения с 94,6 до 98,8% при использовании оцинкованного железа в сравнении с чистым.

Аннотация: Исследовано влияние использования порошковой сварочной проволоки на основе термитной смеси (Al, Fe2O3) c добавкой ферросплавов (FeMn, FeSi) на структуру и свойства сваренных соединений стальных листов из Ст 3сп. Определены параметры сварочного процесса, позволяющие сформировать сварные соединения, соответствующие ГОСТ. Исследование структуры и свойств сварных соединений проводили методами металлографии с использованием оптической и растровой электронной микроскопии, микрорентгеноспектрального анализа. Полученные сварочные швы не имеют дефектов, структура зоны оплавления (ЗО) феррито-перлитная. Исследование изломов показало, что по характеру все изломы хрупко-вязкие, на поверхности расположены неметаллические включения (НВ). По результатам анализа состава и размера НВ в хрупкой и вязкой составляющих излома отличий не обнаружено. Изучение НВ проводили на поперечных шлифах ЗО, предварительно разбив её по высоте на четыре участка, а все НВ разделив на четыре размерные группы. Все НВ имеют округлую форму, в своем составе содержат глинозем, максимальный диаметр включений достигает 70 мкм. Установлено, что наибольшую загрязненность имеет верхний участок ЗО преимущественно из-за крупных неметаллических включений экзогенного характера, сформировавшихся с участием флюса. Эндогенные включения размерами до 10 мкм являются высокоглиноземистыми и содержат примеси (Mn, Si и Fe).

Аннотация: Статья посвящена разработке и промышленному применению метода регулирования давления в нагревательной проходной печи, учитывающего и компенсирующего влияние заслонок выгрузки металла. На основе реальных технологических данных получено дифференциальное уравнение (в виде апериодического звена первого порядка), описывающее влияние заслонок выгрузки металла на падение давления в пространстве печи. На основании уравнения, разработан метод предиктивного управления, позволяющий компенсировать влияние заслонок выгрузки. Метод прошел апробацию в печи нагрева металла №2 СПЦ-1 ОЭМК им А.А. Угарова, проведены эксперименты по сравнению различных способов компенсации падения давления. Разработанный метод позволил уменьшить падение давления в печи (на ~ 5%), значительно сократить время компенсации возмущения от действия заслонок (более чем на 200%) и повысить стабильность работы температурных зон в районе выгрузки.

Аннотация: В статье представлены результаты разработки интеллектуальной системы контроля и оптимального позиционирования валков при производстве труб в непрерывном раскатном стане. Предложенный подход базируется на методах теории оптимального управления и формализованной математической модели процесса регулирования. Разработанная система учитывает влияние ключевых технологических параметров, таких как усилия прокатки, межклетевые натяжения и скорости вращения валков, что позволяет минимизировать отклонения толщины стенки трубной заготовки в производственном цикле. Программный комплекс реализован на основе микросервисной архитектуры. Это обеспечивает гибкость, масштабируемость и высокую отказоустойчивость системы. Внедрение системы повышает воспроизводимость и постоянство качества труб в производственном цикле, а также способствует снижению технологических потерь, уменьшению брака и повышению эффективности эксплуатации оборудования.

Аннотация: Низкоуглеродистые низколегированные стали, в том числе с покрытиями - один из динамично развивающихся сегментов продукции металлургических предприятий. В работе приведены примеры разработки и освоения холоднокатаных сталей с пределом текучести не менее 420 Н/мм2, IF-стали высокой штампуемости, стали с ВН-эффектом, двухфазной стали. Показано, что благодаря системному подходу улучшено качество и повышена стабильность механических свойств продукции.

Аннотация: С использованием многофункционального комплекса GLEEBLE 3500 были построены зависимости, описывающие реологические свойства сплава АК7 в интервале температур 375-425 °С и скоростей деформации 0,01-50 с-1. Полученные данные использовали для компьютерного моделирования горячей прокатки сплава АК7. Для литого состояния появление трещин при горячей прокатке было предсказано при достижении суммарного обжатия 35%, а для отожженного состояния деформирование без трещин прогнозировалось при суммарном обжатии 50%. Результаты компьютерного моделирования подтверждены физическим экспериментом. Полученные данные были использованы при опробовании раскатки обода дисков одного из типоразмеров колес из сплава АК7 в промышленных условиях: свойства всех 20 дисков колес после раскатки соответствовали требованиям нормативных документов.

Аннотация: Исследованы состав, особенности массопереноса, структура и свойства электроискровых покрытий на подложках из малолегированного хромового сплава ВХ1-17А и титанового сплава ВТ20 при использовании электродов Cr2AlC и Ti2AlC. Установлено, что при электроискровом легировании (ЭИЛ) электродом Cr2AlC МАХ-фазы образуются как на хромовом сплаве, так и на титановом сплаве. При использовании электрода Ti2AlC МАХ-фаза в покрытии наблюдается на сплаве хрома. Проведение вакуумного отжига при 800 °С в течение 1 ч способствует увеличению содержания МАХ-фаз в покрытиях. При обработке электродом Cr2AlC хромового сплава покрытия характеризуются твердостью ( Н ) 20,3 ГПа и модулем упругости ( Е ) 288 ГПа, а электродом Ti2AlC - Н = 24,8 ГПа и Е = 285 ГПа. Механические свойства покрытий на титановом сплаве из электрода Cr2AlC - Н = 17,6 ГПа и Е = 271 ГПа, а из электрода Ti2AlC - Н = 21,2 ГПа и Е = 267 ГПа. Покрытия характеризуются 100% сплошностью, толщиной до 20 мкм и низкими значениями К тр (≤ 0,25). Применение технологии ЭИЛ и электродов на основе МАХ-фаз способствует повышению твердости свыше 3,6 раз, износостойкости более чем в 20 раз и жаростойкости свыше 1,4 раза.

Аннотация: Исследуется заклепочное соединение двух пластин, полученное способом холодной посадки заклепки, охлажденной в азоте, в заранее подготовленное отверстие в материале двух пластин, находящихся при комнатной температуре. Строится математическая модель процесса посадки. Находятся остаточные напряжения и натяг в материале соединения. Физически моделируется сам процесс и проводятся испытания полученного соединения на разрыв, проверяется твердость и исследуется поверхность материала заклепки после формирования замыкающей головки, место разрушения при разрыве. Проводится сравнение полученных результатов с соединением пластин, образованным с помощью механического воздействия пневматического инструмента.В итоге аргументируется вывод: холодная посадка гарантирует натяг в соединении пластин и не оказывает влияния на механические свойства сопряженных деталей, не влияя негативно на эксплуатационные характеристики изделия.

Аннотация: Трещиностойкость, или сопротивление материалов распространению трещины - важная составляющая конструктивной прочности сталей и сплавов. Наибольшее распространение получил критерий линейной механики разрушения критический коэффициент интенсивности напряжений при плоской деформации КIC. Наблюдаемый на практике существенный разброс значений трещиностойкости вязкости разрушения КIC обычно обусловлен различием в строении разнородных структур от образца к образцу. Однако получение его корректных значений при оценке вязких материалов возможно при приемлемом уровне стесненности пластической деформации в вершине усталостной трещины. Традиционно это обеспечивается увеличением размеров образцов, что часто ограничено габаритами проката. В этой связи получили развитие критерии нелинейной механики разрушения: энергетический - интеграл Черепанова-Райса Jc и деформационный - критическое раскрытие трещины δс (CTOD). Различие в уровне трещиностойкости в разных образцах (для некоторого структурного состояния материала), как правило, обусловлено различной морфологией номинально однотипных структур, однако, разномасштабные структуры часто бывают неоднородны по своему строению и в пределах отдельного образца...

Аннотация: В работе на основе компьютерного моделирования для стали типа Fe-9Cr-1Mo, микролегированной ниобием с содержанием до 0,06 масс. % углерода, построена псевдобинарная диаграмма и уточнены фазово-структурные механизмы её кристаллизации. Во всем интервале затвердевания сталь имеет однофазную структуру высокотемпературного δ-феррита, так как ее кристаллизация протекает в один этап (Ж δ) без перитектической реакции и перитектического превращения. Карбидные фазы, богатые ниобием микронного размера при анализе металла опытного слитка, микролегированного Nb до 0,09 масс. % исследованной стали, полученного методом переплава в лабораторной вакуумной индукционной печи металлографически - не выявлены. Показано, что на этапе кристаллизации легирующие элементы Cr, Mо, Si, Mn, Ni и Nb обогащают междендритное пространство, ликвируя прямо и формируя твёрдый раствор с повышенным содержанием карбидообразующих элементов. Однако малые различия составов микроликвационных зон обеспечивают в макромасштабе максимально возможную гомогенизацию структуры, что при подборе окончательной термической обработки позволяет обеспечить для изучаемой стали различные классы прочности (Р110, С90 и L80).Металлографические исследования литых и деформированных образцов выявили в объеме термически стабильные аномальные«белые» зоны с повышенным, относительно зоны штатной кристаллизации, содержанием всех легирующих элементов...

Аннотация: В исследовании представлены результаты разработки технологии производства и оценки свойств толстолистового проката из теплоустойчивой стали 10Х2М1, являющейся отечественным аналогом стали Grade 22 Class 2 по ASTM А387. Отработана и успешно внедрена технология производства проката толщиной от 8 до 150 мм на стане 5000 АО «Объединенной металлургической компании» (ОМК). По результатам комплекса испытаний подтверждено полное соответствие проката требованиями ГОСТ 34347-2017«Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия» и проектным требованиям к материалам, предназначенным для изготовления оборудования для глубокой переработки нефти, нефтехимии, химии, производства минеральных удобрений. По своим свойствам разработанная сталь 10Х2М1 не уступает импортному аналогу Grade 22 Class 2 по ASTM А387, а по пределу текучести в толщинах до 110 мм значительно превосходит. По итогам работы разработаны и утверждены ТУ 24.10.35-004-40791603-2024 на сталь 10Х2М1, произведена их регистрация в каталожном листе продукции (КЛП). Эта марка стали по характеристикам (значению фактора J , ударной вязкости) относится к сталям 5-го поколения. В настоящее время прокат из стали 10Х2М1 применяется для изготовления оборудования как взаимозаменяемый с Grade 22 Class 2 по ASTM А387.

Аннотация: Оптимизация калибровки валков является ключевым условием повышения эффективности и продления ресурса инструмента в современных прокатных станах. В работе рассматривается применение САПР Kaliber для ускорения создания калибровки валков процессов продольной прокатки. Благодаря встроенным аналитическим зависимостям программное обеспечение рассчитывает основные параметры прокатки: деформацию металла, температурный и скоростной режимы, а также энергосиловые характеристики. Kaliber обеспечивает быстрый расчет напряжений и нагрузок на валки по всем проходам с применением различных методик для стальных и чугунных валков и выявляет критические проходы, в которых нагрузка на валки превышает предельные возможности стана. В статье представлена калибровка на стане 250, производящем катанку в четыре нити на 23 клетях. Основная задача - оценить реализуемость четырехниточной прокатки при удержании усилий прокатки в допустимых пределах с целью снижения риска повреждения валков. Показана оптимизация калибровки на основе сочетания аналитических и численных подходов - аналитические расчеты в Kaliber верифицированы моделированием методом конечных элементов в QForm [1]. Такая интеграция не только повышает достоверность и наглядность результатов проекта, но и подтверждает продвинутые и удобные для пользователя возможности Kaliber в задачах калибровки валков.

Аннотация: Проведен сравнительный анализ возможностей различных методов для оценки пористости синтезированных образцов из нового шестикомпонентного интерметаллидного бета-затвердевающего TiAl-сплава Ti-44,5Al-2V-1Nb-2Cr-0,1Gd, ат. % (Ti-31,0Al- 2,5V-2,5Nb-2,5Cr-0,4Gd, масс. %) после селективного электронно-лучевого сплавления (СЭЛС) и горячего изостатического прессования (ГИП). Показана удовлетворительная сходимость результатов для методов оптической микроскопии (ОМ) и рентгеновской компьютерной томографии (РКТ). Установлено, что без задания отдельных технологических параметров процесса СЭЛС для формирования контуров деталей (образцов) толщина наиболее дефектных поверхностных слоев достигает 2,0 мм. Показано, что ГИП-обработка в температурном интервале однофазной α-области (выше температуры γ-сольвуса) позволяет практически полностью устранить остаточную пористость (до уровня 0,01 об. % и менее).

Аннотация: Статья посвящена проблеме снижения себестоимости добычи минерального сырья и уменьшения воздействия естественного выщелачивания отработанных руд на окружающую среду. Состояние и перспективы комплексной и глубокой переработки минерального сырья зависят от создания новых методов коррекции свойств минералов. Разработана типизация минералов по склонности к выщелачиванию металлов. Исследуемая технология представляет интерес для месторождений технологически вскрываемых руд, разрабатываемых горными предприятиями в горно-геологических условиях.

Аннотация: Выполнен расчет химического состава высокоосновного агломерата при введении в аглошихту большой доли железосодержащих отходов. Расчеты технико-экономических показателей доменной плавки показывают, что введение 350 кг/т чугуна агломерата основностью от 1,2 до 4,0 ед. в шихту доменной печи, работающей на окатышах основностью 0,32-0,36 ед., позволяет существенно сократить расход известняка, как следствие, снизить удельный расход кокса и повысить производительность доменной печи.

Аннотация: Интерметаллидные железоалюминиевые сплавы, благодаря способности сопротивляться износу, а также высокой стойкости к коррозии, находят применение в различных областях авиа-, судо- и машиностроения, преимущественно в качестве покрытий элементов конструкций, эксплуатация которых осуществляется в условиях повышенных температур или агрессивных сред. Интерес к таким сплавам во многом обусловлен распространенностью и относительно низкой стоимостью компонентов. Многоэтапные сложные процессы формирования требуемых структур и свойств рассматриваемых сплавов, а также дорогостоящее оборудование, применяемое в таких технологических процессах, в определенной мере являются препятствием для расширения сферы применения и номенклатуры изделий из железоалюминиевых бинарных сплавов. Альтернатива традиционным методам получения сплавов на основе Fe-Al соединений видится в реализации одностадийного процесса экзотермического переплава термитных шихт, представляющих собой смесь фракций сплава, содержащего алюминий, с металлургической окалиной...

Аннотация: Различные образцы нанопорошков (НП) гидроксида кобальта Co(OH)2 были получены методом химического осаждения из 10 масс. %-ных растворов нитрата кобальта (II) Co(NO3)2 и едкой щелочи NaOH с добавлением сурфактантов четырех различных типов в одинаковой концентрации 0,1 масс. %: динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА - C10H14O8N2Na2), цетилпиридинего хлорида (ЦПХ - C21H38ClN), полиэтиленгликоля-5000 (ПЭГ-5000 - C2n+2H4n+6On+2, где n = 112) и додецилсульфата натрия (ДСН - C12H25NaO4S). Для приготовленных образцов Co(OH)2 проведено водородное восстановление с целью получения НП металлического кобальта Co. Исследовано влияние использованных в работе сурфактантов на термогравиметрические (ТГ-) характеристики процессов восстановления образцов гидроксида кобальта Co(OH)2, а также на свойства полученных продуктов восстановления. Для исследования образцов НП применены методы термогравиметрии, рентгеновской дифрактометрии, просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии, а также измерения удельной поверхности по низкотемпературной адсорбции азота...

Аннотация: Для эффективной работы воздушной фурмы доменной печи необходимо стремиться, с одной стороны, к увеличению полноты прохождения реакции горения природного газа внутри дутьевого канала фурмы, а с другой - к защите внутреннего стакана фурмы от прогара. Одним из способов одновременного решения этих проблем является установка в дутьевой канал фурмы тепло-изолирующей керамической вставки. В данной работе рассматривается возможность изменения геометрии дутьевого канала путем образования на поверхности вставки рельефа в виде кольцевой выборки или спирали для улучшения перемешивания природного газа с дутьем, что способствует увеличению полноты прохождения реакции горения уже в дутьевом канале. В среде Ansys 21.2 моделировали процессы движения текучих сред, теплообмена и горения природного газа в дутьевом канале фурмы доменной печи с установленной в него керамической вставкой, имеющей выборку треугольного сечения в форме кольца или спирали. Показано, что создание такой выборки на внутренней поверхности вставки приводит к увеличению суммарного количества теплоты, выделившейся в результате горения природного газа, что подтверждается ростом содержания СО2, температуры и скорости дутья на выходе из фурмы.

Аннотация: Рассматриваются некоторые способы визуально-пространственного моделирования течения металла на поверхности контакта инструмент-заготовка и построение эпюры контактных напряжений в процессах объемной штамповки плоских профилированных заготовок. Результаты, полученные различными способами, дают хорошее совпадение. Предлагаемые способы позволяют прогнозировать формоизменение заготовки и образование дефектов макроструктуры деформируемого материала, а также управлять формообразованием поковки.

Аннотация: В статье приведен анализ влияния рафинировочных флюсов (плавиковый шпат, оксид бора, шлак алюмотермического производстваферросплавов) нафизико-химическиерасплавы. Представленыпримерыприменения CaF2 дляулучшениярафинирующих свойств шлака на металлургических предприятиях и его недостатки. Приведен ряд работ по замене CaF2 на В2О3 и его влияние на вязкость, температуру ликвидуса, структуру расплава, теплопроводность и степень десульфурации стали. Одним из разжижителей рафинирующих шлаков является Al2O3, который оказывает положительное влияние на жидкоподвижность и десульфурирующую способность рафинировочных шлаков на основе системы CaO-SiO2. Опытные плавки проведены с применением твердой шлаковой смеси 58% Al2O3; 26% CaO; 0,4% FeO в условиях АО «АрселорМиттал Темиртау». Определен оптимальный расход смеси, равный 0,7- 1 кг/т стали.