В НИТУ «МИСиС» с 9 по 12 ноября 2020 г. прошла юбилейная X Международная научно-практическая конференция «Прогрессивные литейные технологии».

Проанализированы эксплуатационные показатели тормозных колодок железнодорожного подвижного состава, выполненных из различных материалов. Показаны преимущества чугунных тормозных колодок, производимых на литейных заводах. Отмечены недостатки тормозных колодок, изготовленных из композиционных материалов на основе каучука, асбеста, барита, технического углерода и других компонентов. Даны предложения по ужесточению требований к качеству тормозных колодок и направлениям совершенствования стандартов, технических условий и другой документации на эту продукцию.

Представлены результаты анализа различных методов рафинирования алюминиевых сплавов от растворенных газов и неметаллических включений. Изучено влияние ряда технологических факторов каждого метода на качество расплава. Приведены примеры оборудования для реализации процессов. Для анализа эффективности применения разных вариантов технологий рафинирования алюминиевых сплавов проведено их ранжирование. Результаты анализа находятся в корреляции с тенденциями распространения в литейных цехах различных процессов рафинирования алюминиевых сплавов. Показано, что продувка расплава инертными газами через вращающийся импеллер по комплексу показателей наиболее эффективна по сравнению с другими методами.

При производстве минерального сырья в вагранках в качестве побочного и вредного продукта образуется и, как правило, сбрасывается в отвал значительное количество чугуна (до 3 % от исходного сырья). В статье представлены технические решения, обеспечивающие разделение минерального расплава и чугуна. Кроме того, описываются результаты оптимизации конструкции изложниц, используемых для слива жидкого металла из минераловатной вагранки и его транспортировки. Полученные в результате чугунные слитки затем вполне могут быть использованы в качестве шихты при выплавке марочных литейных сплавов.

Изложены современные методы производства художественных отливок мелкой пластики. Рассмотрен этап изготовления выплавляемой модели и разработки технологии отливки. Приведены теоретические основы получения выплавляемых моделей заданного качества. Представлен обзор технологий изготовления типовых отливок.

Разработана методика физического моделирования макропроцессов затвердевания отливок на прозрачных моделях и жидкостях. Модельными жидкостями может быть вода с различным содержанием солей. Для прозрачных моделей можно использовать стеклянные бутылки. Необходима теплоизоляция верхней части модели. Разработанная методика позволяет исследовать влияние растворенных газов на микроструктуру отливок. Показано, что газы, растворенные в жидкостях, оказывают непосредственное влияние на процесс затвердевания и его кинетику. Показано, что горячая вода, содержащая меньше растворенного воздуха, чем холодная, затвердевает в морозильной камере быстрее холодной воды.

Описан опыт Физико-технического института (ФТИ) НАН Беларуси по гармонизации международного стандарта ISO 17804 (Отливки. Аусферритный чугун с шаровидным графитом. Классификация) и созданию белорусского аналога СТБ ISO.

Изложены аргументы выбора для гармонизации аусферритного чугуна (ADI) как наиболее перспективного по сравнению с серым и «классическим» высокопрочным. Описаны порядок включения работы по гармонизации в «План государственной стандартизации», специфика перевода текста, особенности взаимодействия с государственными органами, утверждающими стандарты (БелГИСС, Госстандарт), создания «сводки отзывов», работы с замечаниями предприятий-потребителей.

Показано, что ни один зарубежный стандарт не существует сам по себе в отрыве от других. Он тесно взаимосвязан еще как минимум с 10 – 20 другими стандартами. Гармонизация требует увязки материала с другими стандартами (иногда даже справочниками) путем публикации приложений и дополнений к основному тексту. Показано, что исключительно важен выбор статуса стандарта: идентичный (IDT) или модифицированный (MOD). Наиболее престижно создать модифицированный стандарт. Но проблема состоит в том, что требуется модифицировать одновременно и все ссылочные стандарты, а это очень трудоемкая задача. Доказано, что наиболее подходящим является «промежуточный» вариант: принятие аутентичного текста международного стандарта (в качественном переводе), но с национальными дополнениями, отражающими местную специфику в данной области.

В результате работы впервые в Беларуси pазработан гармонизированный стандарт для чугунов, который регламентирует предел прочности в 800 МПа в сочетании с относительным удлинением 10 %, и предел прочности 1400 МПа в сочетании с относительным удлинением 1 %.

Выполнена примерная оценка потребности в ADI в Беларуси, составившая около 10 тыс. тонн в год.

Показано, что в условиях Беларуси, где около 60 предприятий располагают литейными цехами, а термические отделения имеются практически на каждом машиностроительном заводе, высокопрочные аусферритные чугуны (ADI) могут составить существенную конкуренцию стальному прокату для многих применений.

Одним из наиболее эффективных микролегирующих элементов при производстве арматуры класса 500 является ванадий. Однако технология производства – многостадийная и затратная, поэтому применение феррованадия делает производство ванадийсодержащей арматуры массового назначения нерентабельной. В связи с этим необходимо снижение себестоимости готовой продукции за счет замены феррованадия на феррониобий с сохранением всех механических, физических и эксплуатационных характеристик металла.

Цель работы – определить влияние количественного содержания ниобия в стали при производстве горячекатаной арматуры S-500WC в бухтах на стане 370/150 ОАО «БМЗ – управляющая компания холдинга «БМК» в соответствии с требованиями израильского стандарта SI 4466-3:2013 при различных температурно-скоростных параметрах проката. Нормируемыми показателями механических свойств арматурной стали S-500WC всех профилей (№ 8–16) в соответствии с требованиями стандарта SI 4466–3:2013 являются предел текучести – 500–650 МПа, пластичность – 1,15– 1,35, относительное удлинение – не менее 11 % и полное относительное удлинение при разрыве – не менее 7,5 %.

Большое распространение в качестве деталей машин, конструкций и механизмов получили крепежные изделия. В качестве материала в производстве используют среднеуглеродистые легированные стали и легированные борсодержащие стали. Борсодержащие стали имеют хорошее сочетание прочностных и пластических свойств, а также высокий уровень прокаливаемости. В данной статье описаны исследовательские работы, проведенные в лаборатории, и рассмотрены причины получения низких значений физико-механических параметров деталей, изготовленных на предприятиях-конкурентах. Определены качественные характеристики металла. Представлены результаты химических, физико-механических и металлографических испытаний, а также результаты химического состава неметаллических включений. Рассмотрены причины несоответствия механических свойств в борсодержащих сталях. Определена зависимость введения в сталь таких химических элементов, как азот, титан, алюминий. Описаны возможность оценки содержания «эффективного бора» на ОАО «БМЗ – управляющая компания холдинга «БМК», а также математическая модель, используемая на АО «Оскольский электрометаллургический комбинат», позволяющая провести теоретический расчет величины «эффективного» бора. Даны рекомендации по усовершенствованию технологического процесса выплавки борсодержащих сталей.

Разработана методика выполнения измерения массовой доли фосфора в сталях методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (АЭС-ИСП). Исследованы возможности атомно-эмиссионных спектрометров серии iCAP для определения фосфора в сталях, позволяющие существенно сократить продолжительность анализа и повысить его рентабельность по сравнению с химическими методами анализа. Предложен способ разложения стали для полного перевода фосфора в раствор. Изучена возможность программного обеспечения спектрометров «iTeva» при проведении анализа методом относительных концентраций. Калибровка спектрометра проводилась по водным растворам с известной концентрацией фосфора с помощью метода относительных концентраций. Для приготовления градуировочных растворов использовалась химически чистая соль. Подобрана аналитическая линия, свободная от спектральных наложений. Получена хорошая корреляция градуировочного графика. Правильность определения подтверждена путем анализа стандартных образцов и сопоставлением с результатами определения в соответствии с химическим методом. Разработанная методика применяется при определении массовой доли фосфора в сталях. Проведена валидация методики. Спектрометры серии iCAP могут быть использованы при определении массовой доли фосфора в сталях.

ОАО «БМЗ – управляющая компания холдинга «БМК» для измерения наружных диаметров продукции широко применяет бесконтактные системы измерения геометрических размеров. Системы измерения диаметра используются для получения достоверных, надежных и точных измерений. Методом, обеспечивающим непрерывный и бесконтактный контроль данных систем, является светотеневой способ измерения диаметра.

Для обеспечения достоверности результатов измерений системы измерения диаметра должны проходить метрологический контроль – калибровку. Калибровка проводится по разработанной методике, где указываются порядок проведения работ, требования к эталонам, обработка результатов измерений и оценки, оформление результатов калибровки. Для оценки расширенной неопределенности составляется математическая модель, учитывающая все поправки, влияющие на результат оценки, каждая из которых подвергается тщательному анализу.

Проведение калибровки систем измерения диаметра позволяет оценить их реальные отклонения в условиях эксплуатации, что дает возможность обеспечить точность и надежность измерения геометрических размеров металлопродукции на всех этапах ее производства.

Одним из способов повышения прочности и надежности строительных конструкций считается использование сталефибробетонов. Сталефибробетон обладает значительными преимуществами по сравнению с обычным бетоном. Большая степень сопротивления трещинообразованию способствует увеличению таких физико-механических показателей, как прочность при сжатии, растяжении и изгибе, водонепроницаемость, морозоустойчивость, сопротивлению к проникновению воды и химических веществ. В сталефибробетоне в качестве армирующего материала используется стальная фибра, равномерно распределенная по объему бетона.

В процессе производства стальной фибры производится ее рубка твердосплавными ножами. В статье рассмотрены вопросы повышения износостойкости твердосплавных ножей, используемых для рубки стальной фибры, предложены пути повышения стойкости режущего инструмента. Проанализировано влияние качества вольфрамокобальтового твердого сплава на износостойкость ножей, разработано устройство крепления ножей.

В статье описаны эксперименты по реконструкции технологии сыродутного процесса получения железоуглеродистых сплавов в печах на основании археологических источников. Приведено описание конструкции печей, технологии металлургического процесса и подготовки сырьевых материалов. Описан процесс рафинирования крицы методом кузнечной обработки. Сделаны научно обоснованные предположения о возможных технологических приемах получения сталей в доиндустриальный период на территории современной Беларуси.

В статье рассматриваются вопросы переработки пыли электросталеплавильного производства методом термодинамического извлечения железа, цинка и свинца с целью снижения воздействия на окружающую среду и увеличения ресурсной базы отрасли. Представлены различные методы извлечения цинка из пылегазоочистки, термодинамический расчет разложения и восстановления феррита цинка.

Воздействие лазерного излучения на твердое тело приводит к изменению температурного поля обрабатываемого вещества. Характер нагрева, определяющийся скоростями изменения температуры, температурных градиентов, оказывается различным в зависимости от свойств обрабатываемого материала и условий обработки.

Основными физическими параметрами процесса лазерной обработки твердых тел являются удельная мощность поглощенного лазерного потока 10⁴–10⁹ Вт/см² и время взаимодействия металла с лучом 10^–5–10^–8 с. При взаимодействии подобных импульсов излучения с поверхностью происходит мгновенное взрывоподобное плавление части материала и перевод окружающего поверхность вещества в плазменное состояние. Последующее расширение плазмы сопровождается возникновением ударной волны с пиковым давлением 1–10 ГПа, которая действует на материал, и имеет место диспергирование металла.

Решена математическая задача нагрева и плавления цилиндрической пластины нормально падающим на ее поверхность световым потоком лазерного излучения, описываемая системой уравнений теплопроводности в трех сечениях нагреваемой пластины, которые характеризуются временным фактором воздействия лазерного излучения на вещество: 1) 0 ≤ t ≤ t_m; 2) t > t_m; 3) t_m < t ≤ t_h (здесь t_m, t_h – момент времени, соответствующий началу образования жидкой фазы и завершению плавления пластины).

Представлены расчетные зависимости изменения температуры поверхности металлических сплавов Х18Н10Т, Х15Н60 в течение воздействия импульса излучения лазера длительностью τ=5 мс. Наличие фазового перехода, связанного с плавлением металла (перегиб на кривых), ведет к временному снижению скорости роста температуры. Распределение температурных полей показывает значительную неоднородность в распределении температуры по толщине материалов, которая достигает 2000 °C и более в зависимости от толщины металла и условий воздействия. Температурные кривые нагрева поверхности повторяют форму импульса, а температура остального металла имеет нелинейную тенденцию к повышению с выходом на асимптоту.

Установлено, что процесс взрывного распыления металла требует прогрева объема материала выше температуры плавления при толщине 300–350 мкм и энергии воздействия 7–8 Дж. Снижение уровня энергетического воздействия до 5–6 Дж и увеличение толщины заготовки более 500 мкм не обеспечивают требуемого для реализации процесса распыления распределения температурных полей.

.

В статье представлены данные об особенностях структуры и свойств жаростойких слоев, полученных термодиффузионным алитированием и силицированием меди (марка М1) в порошковых насыщающих средах. Исследован фазовый состав диффузионных слоев, в частности, установлено, что в результате алитирования формируется гетерогенная структура диффузионного слоя с участием алюминидов Cu₃Al и Cu₉Al₄. Приведены данные по жаростойкости в услових испытаний общей продолжительностью 25 ч и температуре 800 ºС. Испытания показали, что лучшими защитными свойствами обладают алитированные диффузионные слои, которые характеризуются более высокой стойкостью против высокотемпературного окисления и циклических условий нагрева. По результатам анализа микроструктур до и после окисления отмечены особености защитного действия и разрушения алитированного и силицированного диффузионных слоев. На алитированных образцах при испытаниях на жаростойкость происходит рост толщины слоя в глубь образца и постепенное перераспределение концентрации алюминия. Для силицированных диффузионных слоев отмечена потеря сплошности защитного слоя путем отслаивания участков (вспучивание) и появление очагов коррозии слоя при длительности испытаний более 15 ч.

Целью данной работы является изучение процесса нейтрализации паров смесевого растворителя марки 646 адсорбционно-каталитическим методом. Сущность метода состоит в концентрировании компонентов растворителя на сорбенте, термической десорбции с последующим периодическим беспламенным каталитическим окислением накопленных органических веществ до диоксида углерода и воды. В качестве сорбента был использован синтетический цеолит марки NaX, в качестве катализатора – пористый материал на основе пенокерамики состава Al₂O₃/SiO₂ с высокоразвитой модифицированной поверхностью с нанесенной активной каталитической фазой. Смесевый растворитель содержит ацетон, толуол, н-бутилацетат, этанол, этилцеллозольв, н-бутанол. Показано, что на величину сорбционного объема цеолита для каждого класса рассмотренных соединений оказывают влияние определенные факторы: длина и строение углеродного скелета, положение гидроксильной группы (для спиртов и эфиров), количество метильных групп в составе молекул (для производных бензола). Степень конверсии компонентов смесевого растворителя составила 65,4–90,1 %.

Настоящая статья является продолжением цикла, посвященного вопросам создания и применения наноматериалов и нанотехнологий в современной промышленности в целом и в металлургии, материаловедении и литейном производстве в частности. Рассматриваются вопросы выбора оборудования и разработки эффективных методов получения наноматериалов. Приводятся примеры применения разработанного оборудования, технологий и полученных материалов в Республике Беларусь и за рубежом.

В Навоийском горно-металлургическом комбинате, использующем в большом количестве детали машин для горных работ, стал вопрос оптимизации составов используемых износостойких хромистых чугунов при сохранении их эксплуатационных характеристик. В работе представлены результаты исследования фазового состава литого сплава, а также влияния термообработки чугуна с высоким содержанием хрома на его структуру и свойства. В качестве операции термообработки применяли закалку по различным режимам и низкий отпуск. Исследование позволило систематизировать известные литературные данные параметров термообработки группы износостойких хромистых чугунов, а также оптимизировать их режимы термообработки для деталей, работающих в горно-обогатительном производстве.

Приведены результаты исследования условий труда работающих в цехах алюминиевого литья. Результаты проведенных исследований показали, что на рабочих местах отмечаются превышения допустимых значений по шуму, вибрации, содержанию вредных веществ в воздухе рабочей среды, интенсивности инфракрасного (теплового) излучения и температуре воздушной среды, наблюдается воздействие на организм рабочего электромагнитного излучения при обслуживании индукционных печей. Кроме того, к основным вредным производственными факторами можно отнести тяжесть работ и напряженность трудового процесса. Выполнена оценка эффективности действия защитных экранов индукционной тигельной печи ИАТ-6.

Представлены основные результаты выполнения заданий подпрограммы «Металлургия», полученные организациями Национальной академии наук Беларуси, Министерства образования и Министерства промышленности Республики Беларусь. Показан их вклад в решение научных и практических задач в области металлургии.

Приведены перспективные разработки, предлагаемые к выполнению в 2021–2025 гг., направленные на оптимизацию действующих литейных производств, повышение качества выпускаемой продукции, снижение производственных затрат, обеспечение максимальной загрузки литейных мощностей.

11 января ушла из жизни главный редактор журнала «Литейное производство» Инна Авдеевна Яскевич.

28 декабря 2020 г. перестало биться сердце замечательного человека, талантливого организатора, заместителя технического директора по подготовке металлургического производства – главного металлурга ОАО «Минский тракторный завод» Владимира Михайловича Гацуро.

Содерж.:

Владимир Стеценко. О жизни

Владимир Стеценко. О смерти