В существующих теориях жидкого состояния металлов и сплавов основным структурным элементом является атом. Это создает серьезную проблему в научном понимании механизма процесса плавления и свойств металлических расплавов. Для решения этой проблемы необходимо считать, что основным структурным элементом жидких металлов и сплавов является нанокристалл. В результате исследований установлено, что металлические расплавы – равновесные двухфазные системы, состоящие в среднем на 97% из нанокристаллов и на 3% – из атомов, которые образуют бесструктурную зону.

Смола в песчано-смоляных смесях в процессе нагревания при изготовлении литейных оболочковых форм претерпевает изменения состояния: твердое-жидкое-твердое. С целью повышения прочности и снижения содержания связующего (пульвербакелита) в смеси при формировании оболочки наряду с термическим воздействием использовали статическое давление, изменяющееся в соответствии с изменением агрегатного состояния смолы. Базовое давление составляет 0,25 МПа и подается через прессовую плиту сразу после засыпки смеси на нагретую до 230 °С модельную плиту. Через 10 с давление повышается до 0,35 МПа, а еще через 10 с понижается до 0,2 МПа. Экспериментально определено, что отливки, полученные в оболочковых формах, изготовленных с использованием вариативного давления, имеют минимальные и однородные внутренние напряжения. Также исследования показали, что такие отливки имеют высокую чистоту поверхности (Rz 70–80) и отсутствие внутренних дефектов.

Показано, что основными технологическими проблемами модифицирования структуры отливок из силуминов являются отсутствие универсальных модификаторов, ограниченность их действия; насыщение расплава водородом и оксидом кремния. Примесные модификаторы не решают эти проблемы. Их можно решить методом наследственного модифицирования. Для этого необходимо использовать отливки из силумина с высокодисперсной микроструктурой, полученные литьем в кристаллизатор с высокой скоростью охлаждения.

Рассмотрены основные требования, предъявляемые к литым заготовкам и деталям сельскохозяйственной техники. Показана перспективность использования метода центробежного литья при производстве заготовок деталей для ремонта и обслуживания сельскохозяйственных машин в условиях РБ. На основе анализа ряда деталей сельскохозяйственных машин, имеющих достаточную программу выпуска, проведен выбор оборудования для центробежного литья конструкции ОАО «БЕЛНИИЛИТ».

Показано, что интерметаллиды модифицирующих лигатур не являются центрами кристаллизации первичных кристаллов α -фазы. Основным демодификатором служит водород, растворенный в жидком силумине. Для решения проблемы модифицирования первичных кристаллов α -фазы в отливках из силуминов необходимо принять, что центрами кристаллизации первичных кристаллов α -фазы являются кристаллические образования, состоящие из нанокристаллов α -фазы, а роль модифицирующих интерметаллидов модификаторов сводится к активному поглощению растворенного водорода.

Работа посвящена решению актуальной проблемы повышения срока службы лопастных смесителей, используемых в литейном производстве. Приведены существующие методы обеспечения износостойкости лопаток смесителей, указаны их достоинства и недостатки. На основании анализа научных публикаций предложено техническое решение нанесения на лопатки смесителя защитных покрытий методом газотермического напыления. Представлены результаты лабораторных исследований скорости изнашивания газотермических покрытий из различных порошковых смесей системы Ni-Cr-B-Si в условиях абразивного изнашивания. Приведены результаты эксплуатационных испытаний опытных изделий в условиях коррозионно-абразивного изнашивания при работе лопастного смесителя. Разработан состав порошковой смеси, обеспечивающей максимальную износостойкость лопаток смесителя.

Показано, что фосфор, содержащийся в расплаве силумина в количестве 0,01–0,04%, находится в растворенном виде. Для решения проблемы модифицирования первичных кристаллов β-фазы в отливках из силумина необходимо принять, что адсорбированный расплавом кислород способствует распаду и препятствует образованию центров кристаллизации первичных кристаллов β-фазы. Роль фосфора сводится к уменьшению концентрации адсорбированного кислорода, который действует как демодификатор первичной микроструктуры отливок.

Приведены данные об истории становления и развития кузнечного и заготовительного производств, реорганизации цехов и участков кузнечного завода в составе ОАО «МАЗ». Показаны применяемые технологии формообразования поковок и используемое кузнечно-прессовое и термическое оборудование. Перечислены основные мероприятия по обеспечению объема и качества поковок, улучшению условий труда и экологической обстановки на заводе. Дана краткая характеристика созданных на МАЗ средств механизации и автоматизации технологических процессов изготовления поковок с применением индукционного нагрева. Рассмотрены перспективы развития заготовительного производства.

Волочение в области сверхбольших суммарных обжатий с превалирующим воздействием сжимающих напряжений обеспечивает релаксацию локальных пиковых напряжений и повышение запаса пластичности ультравысокопрочной латунированной проволоки для металлокорда.

Рассмотрена динамика развития продаж автомобилей в мире. Определен устойчивый рост продаж автомобилей в период 2013–2018 гг. Определено, что всего за девять месяцев 2018 г. в мире было зарегистрировано 71 153 025 автомобилей, что на 1,7% больше, чем за девять месяцев 2017 г., а по данным АСЕА (Европейская ассоциация производителей легковых автомобилей), на автомобильном рынке стран Европейского Союза за девять месяцев 2018 г. в ЕС было зарегистрировано 11 951 957 автомобилей, что на 2,5% больше, чем за аналогичный период 2017 г. Определено, что, несмотря на некоторое снижение объемов производства в Японии, Южной Корее, остальные традиционные страны-производители автомобилей в Европе и Северной Америке показывают устойчивые темпы развития, строятся и планируется строительство новых современных производств автомобильной техники преимущественно на Азиатском и Южноамериканских регионах. Анализ мирового производства шин показал, что в течение 2017–2024 гг. произойдет устойчивый рост на мировом автомобильном рынке шин в среднем на 6,3%. Анализ развития производства металлокорда показал, что ожидается рост объемов инвестиций в производство металлокорда с планируемым увеличением объема производства на 22% до 2022 г. При этом наибольший рост должен приходиться на пассажирские и легкогрузовые шины. В связи с возрастающей конкуренцией на рынке металлокорда развитие последнего происходит в сторону высокопрочных конструкций. Переход на металлокорд повышенной прочности привлекает возможностью уменьшения массы шин, повышения их ходимости и снижения затрат на единицу массы металлокорда при равнопрочной замене конструкций в шинах.

Прокат является завершающей стадией металлургического цикла и оказывает большое влияние на количество и качество выпускаемой продукции, а также на различные технологические и экономические показатели завода.

На ОАО «БМЗ – управляющая компания холдинга «БМК» проводится работа по освоению и поставкам горячекатаного круглого проката для автомобилестроительной отрасли в Западную Европу.

Возрастающие требования, предъявляемые к качеству поверхности горячекатаного проката, являются мощным стимулом совершенствования технологии его производства, которое невозможно без использования современных методов контроля и правильной идентификации обнаруженных дефектов.

Приведены результаты исследования дефектов горячекатаного проката сортопрокатного цеха № 1 стана 850, имеющих прокатную природу образования.

Металлографическое исследование проводили на основе визуального осмотра дефектов, в некоторых случаях с приготовлением темплета для исследования макроструктуры и зоны расположения дефектов; анализа изображений микроструктуры поперечного сечения пробы в районе дефектов. С помощью характерных внешних и микроструктурных особенностей дефектов, специального травления в реактивах были установлены причины их образования, а также предложены рекомендации по их минимизации или полному устранению.

Описан вариант модернизации программного обеспечения (ПО), позволяющего сформировать месячные планы производства и отгрузки цехов основного производства, в рамках которого использовали некоторые механизмы объектноориентированного программирования.

Результатом работы стали унификация одинаковых действий при формировании месячных планов для различных цехов в рамках данного ПО, использование одних и тех же объектов в различных частях ПО с быстрой адаптацией под конкретные требования в данном месте, возможность использования полученных объектов во вновь разрабатываемом обеспечении различными подразделениями отделов по разработке.

Представлен метод определения остаточного напряжения на металлокорде конструкции 3х0,30. Рассмотрены причины возникновения остаточного напряжения, влияние на готовую продукцию и определение степени остаточного напряжения химическим методом. Причиной возникновения остаточных напряжений является неравномерная пластическая деформация твердого тела из-за различного изменения в разных местах его длины и объема. Остаточные напряжения металлокорда складываются из напряжений, имеющихся в проволоке после волочения, а также напряжений, возникающих в ней при свивке металлокорда.

Важной задачей в рамках технологии изготовления металлокорда, которая стоит перед специалистами ОАО «БМЗ – управляющая компания холдинга «БМК», является уменьшение остаточных напряжений на всех стадиях изготовления металлокорда. Остаточные напряжения представляют собой дополнительный фактор, влияющий на адгезионную прочность и долговечность адгезионных соединений. Принцип определения остаточных напряжений заключается в удалении покрытия с металлокорда, покрытии краской поперечной половинки каждой нити. Далее нити пропитываются азотной кислотой, и остаточное напряжение на поверхности записывается как разность остаточных напряжений двух половинок проволоки.

Рукав высокого давления (РВД) – это гибкий трубопровод для транспортировки специальных гидравлических и моторных жидкостей на базе минерального масла, жидкого топлива, консистентных смазок или водной эмульсии под давлением для передачи рабочего усилия. Конструкционно рукав представляет собой две или более резиновые трубки, помещенные одна в другую, армированные металлическими оплетками или навивками, оборудованные соединительными фитингами. РВД характеризуется достаточно высокой гибкостью в сочетании со способностью выдерживать значительные давления.

В случаях преждевременного разрушения рукавов высокого давления в ходе циклических или импульсных испытаний необходимо определить причину данного несоответствия. В статье описаны основные этапы исследования дефектных рукавов высокого давления при определении причины их выхода из строя и приведены примеры исследований с применением визуального, металлографического, электронно-микроскопического методов анализа в металлографической лаборатории ЦЗЛ ОАО «БМЗ – УКХ «БМК».

Цель: поиск причин образования дефектов сварных соединений металлокорда для уменьшения количества несоответствий по данному параметру и исследование особенностей формирования микроструктуры сварных соединений.

Методы исследования: в качестве материала для исследования был применен металлокорд различных конструкций, произведенный в сталепроволочном цехе № 2 ОАО «БМЗ – управляющая компания холдинга «БМК» из катанки собственного производства; исследование проводили с помощью стереоскопического микроскопа NIKON SMZ 1000 с видеосистемой и инвертированного металлографического микроскопа OLIMPUS GX-51 с видеосистемой; замеры твердости проводили по методу Виккерса при нагрузке 0,5 кг на микротвердомере ZWICK 3Х5624АТ.

Результаты исследования: определены закономерности и причины образования несоответствия микроструктуры сварных соединений при выполнении сварки на металлокорде: неправильная настройка сварочного аппарата (торможение сварочной каретки); несоответствие температуры отпуска (неисправность кнопки отпуска или операция отпуска выполнена дважды); малое время выдержки в зажимах (губках) для отпуска; несоответствующие Регламенту выполнения сварного соединения действия оператора (пропуск или невыполнение операции «отпуск сварного шва»); влияние внешних факторов окружающей среды (микроклимата) рабочего места оператора.

Методами металлографического анализа и сканирующей зондовой микроскопии изучены изменения поверхности гальванического покрытия меди под воздействием холодной плазмы воздуха. При исследовании в оптическом микроскопе не установлены изменения структуры поверхности. Изменение рельефа поверхности заметно на поперечном шлифе при исследовании методом прицельной металлографии. Сканирующей зондовой микроскопией выявлено изменение морфологии поверхности – снижение шероховатости и сглаживание фрагментов рельефа. Установленные особенности могут быть существенными для разработки методов повышения износостойкости гальванических покрытий.

В работе представлен теплофизический анализ модифицирования поверхности заготовки лазерным излучением за счет оплавления предварительно нанесенного на поверхность основного металла слоя легирующего вещества.

Рассмотрен процесс нагрева двухслойной металлической системы импульсом лазерного излучения с нормальным распределением плотности мощности по сечению пучка. При действии теплового источника постоянной мощности, перемещающегося прямолинейно с постоянной скоростью, процесс распространения теплоты стремится к предельному квазистационарному состоянию, когда температурное поле не изменяется во времени и перемещается вместе с источником.

Полученные зависимости позволяют оценивать влияние режима лазерной обработки на распределение температурных полей, установить закономерности распространения тепла и связать их с фазовыми превращениями в металле. Установлено, что технологические режимы воздействия лазерного излучения ограничены значением энергии в импульсе от 4 до 12 Дж. Выбор технологических режимов воздействия определяется сочетанием скорости сканирования лазерного луча и мощности излучения.

Кратко рассматриваются возможности современной металлографии – оптическое контрастирование, количественная металлография, программы обработки изображений. Затрагивается вопрос об отсутствии современной литературы по металлографии. Обсуждается проблема представления структур материалов в сети Интернет. Представлены проблемы развития металлографических исследований в Беларуси. Отмечается, что развитие металлографических исследований в Беларуси тормозится отсутствием средств для приобретения оборудования, а также квалифицированных кадров.

Воздействие лазерного излучения приводит к изменению температурного поля обрабатываемого вещества. Характер нагрева, определяющийся скоростями изменения температуры, температурных градиентов, временем достижения температур структурных и фазовых переходов, оказывается различным в зависимости от свойств обрабатываемого материала и условий обработки.

При модифицировании поверхностных слоев высокоэнергетической обработкой изменением мощности и времени воздействия лазерного излучения можно получить широкий спектр структурных состояний обрабатываемых участков поверхности материала.

Показано, что форма ТВП-диаграмм и кривые охлаждения прецизионных сплавов на поверхности двухслойной металлической системы после нагрева их лазерным излучением определяются конкурированием двух процессов, действующих в противоположных направлениях: увеличением движущей силы процесса кристаллизации с ростом переохлаждения и снижением поверхности атомов.

Метод модифицирования поверхности движущимся лазерным излучением позволяет получать аморфные функциональные слои из прецизионных сплавов на поверхности металлических изделий.

Проиллюстрированы возможности измерения глубины рельефа поверхности на металлографических микроскопах производства ОАО «Оптоэлектронные системы». Для микроскопов МИ-1 и МИКРО-200 рассматривается методика определения высоты рельефа, в основу которой положена связь между углом поворота барабана настройки точной фокусировки и вертикальным перемещением предметного столика. Приводятся примеры измерения глубины кратеров после воздействия лазерного излучения на металлическую поверхность. Для микроскопов МИ-1 и МИКРО-200 глубина лунки была определена как 99,36 и 99,8 мкм соответственно, что согласуется с данными профилометра (~100 мкм). Для плоскопараллельной кварцевой пластинки результаты измерений составили 0,435 мкм при определении микроскопически, а также объект-микрометром. Рассматривается возможность определения толщины покрытий нитрида титана методом дифференциально-интерференционного контраста. Метод позволяет определение толщины по разности интерференционных цветов, если участки изображения находятся на различной высоте. Оценить толщину покрытия можно с использованием номограммы двойного лучепреломления.

Для решения специфических триботехничесих задач поверхностным слоям пар трения требуется придание особых свойств, например, таких, как образование пленки трения для повышения износостойкости, путем реализации принципа Шарпи. В работе рассмотрены технологические аспекты создания таких покрытий на железосодержащих сплавах путем совмещения лазерной и индукционной наплавки для получения композиционной износостойкой поверхности. В ходе проведенных исследований было получено покрытие, имеющее композиционную структуру, на подложке из стали 45 с медной матрицей и армирующей фазой на основе никель-железных валиков, полученных лазерной наплавкой. Изучена зона раздела между составляющими композиционное покрытие материалами. Приведены результаты исследований химического состава и микротвердости полученных композиционных покрытий. Как показали проведенные исследования, использование лазерно-индукционной наплавки позволяет формировать покрытия стабильного качества при минимальном расходе матричного сплава. Предлагаемая технология позволяет создать гамму различных типов композиционных покрытий на железосодержащих сплавах для различных скоростей трения и степеней нагрузки путем варьирования частотой армирующей сетки и маркой порошков заполнителей.

Рассмотрено влияние условий труда на работающих в литейном производстве. Приведены результаты анализа производственного травматизма в литейных цехах с разным характером производства. Отмечено, что наибольшее количество несчастных случаев по месту их происшествия приходится на обрубочно-очистной, формовочный и плавильно-заливочный участки литейный цехов, а наиболее травмоопасными в цехах с различным характером производства являются профессии обрубщика, формовщика, плавильщика, заливщика и слесаря-ремонтника. Анализ причин травматизма в литейных цехах показал, что около 74% случаев происходит по организационным причинам, по техническим – около 16, по санитарно-гигиеническим – около 7% и по психофизиологическим – около 3%.

Рассмотрены условия труда работающих в литейных цехах и их влияние на профессиональную заболеваемость. Приведены результаты распределения профессиональных заболеваний по литейным цехам и профессиям работающих в литейных цехах. Установлено, что условия труда литейщиков приводят к профессиональным заболеваниям, таким, как силикоз и пылевой бронхит, вибрационная болезнь и неврит слухового органа. Отмечено, что на работающих в литейных цехах приходится около 60% на вибрационную болезнь, около 40% – на неврит слухового органа, около 80% – на силикоз и пылевой бронхит от общего количества аналогичных профессиональных заболеваний на машиностроительных предприятиях.

Рассмотрены результаты исследования воздуха рабочих мест литейщиков. Приведены результаты содержания пыли и вредных веществ на рабочих местах участков литейных цехов с различным характером производства. Отмечено, что содержание пыли в воздухе рабочей зоны участков литейных цехов превышает предельно допустимые концентрации на всех рабочих местах, при этом наибольшие превышения отмечены в цехах массового производства. Наибольшему воздействию пыли подвергаются обрубщики, чистильщики и выбивальщики отливок. Также в воздухе рабочих зон фиксируются вредные вещества, такие, как оксид углерода, азота оксиды, фенол, формальдегид и др., содержание которых определяется применяемыми технологическими процессами.