Научно-производственному республиканскому дочернему унитарному предприятию «Технолит» (УП «Технолит») в декабре 2018 г. исполняется 25 лет.

Приведена информация об истории кафедры «Металлургия черных и цветных сплавов», которая за время своего существования претерпела три изменения в названии: «Литейное производство черных и цветных металлов» – «Металлургия литейных сплавов» – «Металлургия черных и цветных сплавов». Перечислены основные разработки, выполненные на кафедре и реализованные на предприятиях Республики Беларусь, Российской Федерации и Украины. Приведены сведения о наградах и почетных званиях работников кафедры, которых они были удостоены за время существования кафедры. Дана информация о специальностях, по которым реализуется подготовка специалистов с высшим образованием на I и II ступенях, в аспирантуре и докторантуре. приведены фамилии руководителей предприятий, ведущих специалистов и государственных служащих – выпускников кафедры.

Отражена деятельность кафедры «Охрана труда» БНТУ (учебно-методическая, научная, исследовательская). Кратко освещены дисциплины, осуществляющие подготовку инженерных кадров для промышленных предприятий.

Для решения проблемы кристаллизации металлов и сплавов необходимо принять, что основными строительными элементами при формировании кристаллов являются нанокристаллы фаз. Удельная межфазная поверхностная энергия центра кристаллизации прямо пропорциональна его радиусу. Водород оказывает непосредственное влияние на процесс кристаллизации дендритных кристаллов фаз.

Анализ выполненных исследований показал, что предложенная методика расчета является эффективным средством управления процессом формирования отливки. Найденные зависимости и экспериментальные данные позволяют рассчитать для конкретного способа литья значения удельного теплового потока в заданном диапазоне значений технологических параметров, полученных при проведении серии успешных экспериментов.

Проведя анализ исследований температурного режима кристаллизатора при литье отливки определенного размера и профиля, можно рассчитать тепловое состояние кристаллизатора для такого же процесса литья, но уже для получения отливок любого другого размера и профиля.

Получив результаты исследований по температурному режиму кристаллизатора при различных способах литья, можно создать интегрируемую базу данных, содержащую необходимые сведения для решения задач затвердевания отливки. При последующем проектировании оснастки и оборудования отпадает необходимость проведения дополнительных экспериментальных исследований и анализа полученных результатов.

Рассмотрены механизмы взаимодействия различных ультрадисперсных веществ с формовочными материалами, а также их влияние на физические и технологические свойства. Приведены примеры применения ультрадисперсных наноразмерных добавок в литейном производстве. Описаны возможности повышения уровня технологических свойств (начальной прочности, газопроницаемости и антипригарных свойств) смесей благодаря добавкам ультрадисперсных порошков (УДП), что способствует повышению качества поверхности отливок и снижению трудоемкости финишных операций.

Фундаментальной целью проводимых исследований является выявление и анализ важных технологических параметров за счет получения характеристик исследуемых теплофизических свойств прибылей, обеспечивающих устойчивый режим наложения гидродинамического давления до начала кристаллизации отливки за счет разогрева прибыльной части взаимосвязанных элементов «литниковая система–отливка» на основе средств обеспечения вычислительных экспериментов с точки зрения управления процессом производства заготовок быстроизнашиваемых деталей.

Рассмотрены основные механизмы повышения прочности сплавов, в том числе и за счет введения в расплав когерентных и некогерентных кристаллизующимся структурным составляющим сплава дисперсных частиц. Представлены новые сведения о влиянии ультрадисперсных частиц, получаемых из отходов шлифования инструментальных сталей (металлоабразивного шлама) и предложенных в качестве модифицирующих добавок, на структуру и прочностные свойства серого чугуна. Выявлено превалирующее влияние на свойства чугуна металлической составляющей металлоабразивного шлама. Установлены оптимальные количества добавок-модификаторов. Прирост прочности чугуна СЧ20 в результате модифицирования составляет до 20%.

В статье рассматриваются вопросы пылегазоочистки выбросов от плавильных агрегатов, приведен анализ взаимосвязи энергоэффективности печей и их экологических параметров, представлены комплексные системы, обеспечивающие высокую эффективность очистки газов, аспирируемых от плавильных агрегатов, при минимальных энергетических и инвестиционных затратах.

Изучено извлечение катионов Fe³⁺ и Pb²⁺ из водных растворов материалом, полученным на основе сталеплавильного шлака. Установлено, что процесс очистки воды от ионов Fe³⁺ и Pb²⁺ данным материалом происходит по смешанному механизму как за счет образования труднорастворимых силикатов, так и за счет образования гидроксидов. При изменении скорости фильтрации от 2 до 10 колоночных объемов в час процент сорбции остается в пределах 91,5–99,8. По эффективности извлечения наиболее оптимальной является скорость фильтрации, равная 6 колоночным объемам в час. Материал на основе сталеплавильного шлака способен поглощать ионы Fe (III) до 5 мг-экв/г и при совместном осаждении 0,64–1,27 мг-экв/г ионов Pb (II).

С целью получения окалины с высокой степенью удаления механическим способом в условиях сортопрокатного цеха

№ 1 на стане «150» ОАО «Белорусский металлургический завод – управляющая компания холдинга «Белорусская металлургическая компании» были разработаны технологические режимы производства катанки из низкоуглеродистых марок стали.

Проводили исследования особенности образования окалины, а именно факторов, влияющих на удаляемость, получение оптимальной толщины, и ее фазовых составляющих на катанке диаметром 5,5–6,5 мм в процессе охлаждения непосредственно после прокатки, предназначенной для изготовления проволоки.

Для получения необходимого соотношения фазовых составляющих окалины на поверхности катанки учитывали температуру раскладки витков на рольганге в линии воздушного охлаждения; плотность витков (равномерность по длине витка); условия охлаждения спирали витков (предотвращение распада 4FeO = F₃O₄–Fe), где обязательно должно соблюдаться условие охлаждения катанки с 600 до 250 °С, не превышающее 100 с.

Приведены различные методы определения прочностных и пластических свойств проволоки для оценки качественных характеристик продукции, произведенной в условиях сталепроволочных цехов ОАО «БМЗ – управляющая компания холдинга «БМК».

Рассмотрены методы определения склонности тонкой проволоки к расслоению путем реверсивных скручиваний («шведские» скручивания) и односторонних скручиваний, фиксирующих изменение длины образца с помощью приставки с индикатором часового типа. Описаны порядок проведения и результаты исследовательских работ по определению влияния величины отношения условного предела текучести к временному сопротивлению разрыву на пластические свойства проволоки, вида диаграммы растяжения на хрупкость проволоки.

На основании опыта исследования обрывов проволоки, проведения исследовательских работ со сварными соединениями систематизированы виды дефектов сварных швов, выполненных на этапе грубосреднего волочения, бронзирования. Перечислены дефекты, по которым наиболее часто происходят обрывы проволоки, и требования к сварным швам.

В статье рассматриваются вопросы резкости изображений структуры материалов при металлографических исследованиях. Иллюстрируется использование понятия глубины резкости для получения изображений структуры различных объектов – изломов, шлифов, оптически прозрачных материалов. Рассматриваются ошибки наведения на резкость для металлических шлифов; продемонстрировано, что в случае наклонного расположения шлифа зона резкого изображения представляет собой полосу с параллельными границами, образованными нечетко видимой структурой. Представлены особенности фокусировки для неплоскостных образцов и реплик. Отмечается, что незакономерное расположение участков не резко видимой структуры на изображении является следствием внешнего воздействия. Показаны возможности варьирования резкостью для количественного анализа зерна аустенита, а также визуализации дендритной структуры.

Представлена технология поперечно-винтового редуцирования трубных заготовок с реверсивной калибровкой. Проведен расчет изменения геометрии заготовки при изменении угла подачи. Показано, что при малых углах подачи изменение геометрии незначительно, что позволяет проводить реверсивную калибровку заготовки. Проведен расчет параметров реверсивной калибровки.

Показана возможность селективного лазерного спекания градиентных пористых и компактно-пористых структур поверхностным оплавлением частиц порошка при сохранении твердого ядра, приводящего к образованию межчастичных контактов в присутствии жидкой фазы. Рассмотрено взаимодействие светового потока импульса лазерного излучения с поверхностью частиц порошка при многократном отражении. Показано, что воздействие одиночных импульсов лазерного излучения приводит к образованию спеченных структурных элементов порошкового материала, имеющих диаметр, примерно равный диаметру фокального пятна. Установлены технологические режимы импульсного лазерного воздействия, при которых происходит устойчивое контактообразование частиц порошка титана исследуемых фракционных составов. Экспериментально показана возможность получения порошковых материалов с градиентной структурой путем управления параметрами импульсного лазерного воздействия. Установлено, что точное дозирование тепловой энергии и количества импульсов лазерного излучения позволяет обеспечить минимальную усадку слоев порошка при отсутствии конгломерации частиц, управлять структурными характеристиками и свойствами изделий, сохранять микроструктуру и фазовый состав исходных материалов.

Полупроводниковый лазер обладает рядом особенностей, делающих его эффективным инструментом для термической обработки металла, в частности, для поверхностного упрочнения. При этом обеспечивается достаточно высокая концентрация подводимой энергии и ее локальность и возможно регулирование параметров лазерной обработки в широких пределах. Невысокие по сравнению с другими типами лазеров плотности энергии в луче позволяют избежать глубокого проплавления, что особенно важно для поверхностной обработки – закалке и нанесения износостойких покрытий.

Представлен метод наплавки металлических слоев с применением металлической ленты, которая нагревалась до плавления лучом лазера. Исследованы металлургические особенности процесса формирования слоя, оптимизирована схема подачи и плавления ленты.

Проведен расчет номинальных крутящих моментов на валках при асимметричной прокатке полос малолистовых рессор. Для стабилизации процесса прокатки предложено использовать переднее натяжение и определена минимальная величина. Рассчитано рассогласование окружных его скоростей ведущего и ведомого валков. Предложена конструкция составного бандажированного валка с двумя выступами на бандаже и двумя пазами на валу. Кроме того, сопрягаемые поверхности вала и бандажа выполнены в виде конуса Морзе, что облегчает ремонт валка и обеспечивает плотный контакт между сопрягаемыми поверхностями. Произведена проверка на смятие и срез выступов на бандаже. Прочность конструкции обеспечена.

В работе проведен анализ видеозаписи изгиба палладиевой пластины при ее одностороннем насыщении газообразным водородом в условиях Т = 130 °С, ступенчатые напуски водорода до Р_Н2 = 0,01, 0,033, 0,05 МПа. Для экспериментов были использованы палладий чистотой 99,98% в виде пластины размером 68×5,5×0,27 мм, электролитически покрытый медью с одной стороны, и специально сконструированная водородо-вакуумная установка. Показано, что изгиб пластины развивается в два этапа: вначале быстро достигает величины, значительно превосходящей толщину пластины, затем пластина распрямляется. Этап распрямления в данных условиях эксперимента длится значительно медленнее этапа изгиба, при этом распрямление пластины происходит не полностью, а с сохранением незначительного остаточного формоизменения. Повторные напуски водорода приводят к снижению величины максимального изгиба пластины. Первопричиной изгиба палладиевой пластины при одностороннем насыщении водородом являются возникающие градиенты концентрации водорода, вызывающие, в свою очередь, градиенты дилатации кристаллической решетки металла. Однако ответственность за обратимое поведение палладиевой пластины при изгибе несет временно существующий градиентный материал Pd-PdH_x: в первоначальные этапы насыщения вблизи поверхности, насыщаемой водородом, в пластине формируется твердый раствор водорода в палладии PdH_x, в то время как более глубокие слои пластины со стороны медного покрытия еще свободны от водорода. По мере выравнивания концентрации водорода в пластине по сечению происходит ее распрямление.

В рамках обсужденной модели рассчитаны параметры временно существующего градиентного материала Pd-PdH_х.

Результаты работы представляют интерес для разработки водородных сенсоров-датчиков утечек водорода.

Показано, что количество флюса, используемого при плавке, существенно влияет на состав и объем пылегазовых выбросов. На основании результатов химического анализа пыли принято решение о безфлюсовой плавке отходов алюминия. В этом случае доля хлорсодержащих соединений составляет 1,4% при 75% оксидов алюминия, что позволяет использовать образующуюся пыль при получении раскислительной смеси или разжижителя рафинировочного шлака. На основании балансовых плавок показано, что при безфлюсовой плавке отходов алюминия реализуется безотходная технология переработки, обеспечивающая получение экологического и экономического эффекта.

Приведены данные по созданию модельных комплектов стержневой оснастки для изготовления форм и стержней из холоднотвердеющих песочно-глинистых смесей при индивидуальном, серийном и массовом производстве отливок из сплавов черных и цветных металлов. Проведен анализ составляющих их материалов и исследован ряд механических свойств связующих компонентов для их крепления. Выполнен анализ адгезивных составов ведущих мировых производителей, применяемых для изготовления высокопрочных модельных комплектов методами 3D-фрезерования.

Получение, структура и свойства модифицированных сварных швов путем применения электродов с покрытиями, которые содержат наряду с классическими компонентами модифицирующую лигатуру. Лигатура представляет собой механически и термически синтезированные композиционные субмикрокристаллические порошки с наноразмерными включениями оксидов алюминия. Реакционное механическое легирование является эффективной технологией получения нанокристаллических модифицирующих лигатур и модификаторов. Использование электродов с экспериментальным покрытием, содержащим механически сплавленную, композиционную лигатуру, приводит к устранению транскристаллического типа структуры металла шва и уменьшению размеров зерен в 2,5–3,0 раза (с № 8–9 до № 11–12), что обеспечивает снижение на 20–30% порога хладноломкости и увеличение на 15–25% механических свойств металла шва.

Рекомендованы новые режимы термического упрочнения различных полуфабрикатов из высокопрочного титанового сплава ВТ23 и приведены их механические и специальные свойства, полученные в результате проведения исследований.

Рассмотрены вопросы безопасности труда работающих в литейном производстве. Приведены результаты анализа производственного травматизма в литейных цехах с разным характером производства.