Изготовление цельнолитых базовых деталей станков весьма трудоемко и экономически не выгодно. Предлагается корпусные детали декомпозировать на простые плоские элементы, унифицировать их с возможностью использования при изготовлении родственных по назначению станков, выполняющих различные функции. Рассмотрены проблемы ин‑ теграции станкостроения в цифровую экономику в условиях развивающейся «Индустрии 4,0». Показаны возможности автоматизации и роботизации изготовления унифицированных литых заготовок для модульной сборки базовых дета‑ лей станков.

Определены молярная объемная энергия Гиббса и молярная граничная энергия железа в зависимости от температуры. Показано, что фазовые превращения в железе происходят в термодинамически равновесных условиях. Микрокристаллы фаз железа являются дендритами. Кристаллизация расплава железа – наноструктурный процесс. Показано, что перекристаллизация железа является в основном диффузным процессом.

Приведены сведения об объемах производства отливок в различных странах мира. Более подробно рассмотрена ситуация с производством отливок в Республике Беларусь. Представлен прогноз по путям дальнейшего развития литейного производства. Разработаны рекомендации по основным направлениям применения литых изделий в машиностроении.

На основании расчетов модели элементарной кристаллической ячейки γ‑железа показано, что в ее открытых порах не могут находиться ионы углерода. Углерод в Fe‑C‑сплавах растворяется и распределяется в основном в виде элементарных нанокристаллов графита. В аустените стали углерод находится в элементарных нанокристаллах графита и железо‑углеродных комплексах. В аустените чугуна углерод присутствует в элементарных нанокристаллах графита.

Одной из проблем металлургов являются сложности снижения тепловых потерь жидкого металла, что прямым образом связано с экономией энергоносителей и качеством готовой продукции. Показано, что наибольшие потери тепла металла происходят в ковше от момента выпуска его из печи до заливки. Приведены методы и оборудование для экономии энергетических затрат (газа, электроэнергии) при выплавке и разливке литейных сплавов. Особое внимание уделено необходимости создания стендов для качественного разогрева ковшей, футеровке ковшей и применения ковшей с крышками и термических печей нового поколения фирмы «ТАХТЕХ‑РУС», что гарантирует значительное снижение брака, повышение производительности труда и экономии энергоносителей на 30–50 %.

Показано, что кристаллизация стали является наноструктурным процессом. Микрокристаллы аустенита в жидкой стали с концентрацией углерода от 2,5 до 9,0 ат. %, микрокристаллы δ‑феррита в расплаве с концентрацией углерода до 2,5 ат. %, микрокристаллы аустенита при перитектической реакции формируются из элементарных нанокристаллов железа и графита, свободных атомов железа и железо‑углеродных комплексов.

Дисперсные железосодержащие отходы составляют львиную долю твердых технологических отходов машиностроительных предприятий. Большая часть этих отходов по‑прежнему вывозится и захоранивается на промышленных полигонах, при этом не только теряется значительное количество металла, но и наносится серьезный ущерб окружающей среде. В то же время современный уровень техники и технологий, в частности, разработанные белорусскими учеными технологии рециклинга дисперсных металлоотходов, позволяют эффективно и рентабельно извлекать металлы из большей части образующихся отходов. В данной статье представлены результаты исследования пыли дробеметной очистки отливок, образующейся в сталеи чугунолитейных цехах, и предложения по ее переработке и рециклингу содержащегося в ней металла.

Под нормированием материальных ресурсов понимается процесс определения величины их расхода, необходимой для оптимального протекания производственного процесса. Нормативная база включает в себя совокупность норм и нормативов, применяемых на предприятии для плановых и аналитических целей. Норма расхода – максимально допустимое плановое количество сырья, материалов на производство единицы продукции (работы) установленного качества в планируемых условиях производства. Норматив расхода – удельный расход сырья или материалов, отнесенные на единицу массы, площади, длины, объема, который является составляющей норм расхода. Многоаспектность технологических процессов, а также многонаправленность применения норм расхода предопределяют их классификацию по степени укрупнения объекта нормирования (индивидуальные; групповые); степени укрупнения номенклатуры материалов (специфированные в номенклатуре для производства; сводные для однородных видов сырья, материалов на производство изделия или номенклатурной группы изделий); периоду действия. В данной статье представлены алгоритмы расчета индивидуальных специфированных норм расхода металла при производстве проката на прокатном стане 370/150 ОАО «БМЗ – управляющая компания холдинга «БМК».

При многократном волочении низкоуглеродистой проволоки уменьшение размера зерна феррита снижает параметры деформационного упрочнения в начальной области деформаций с параболическим упрочнением и повышает в области субструктурного упрочнения при больших и сверхбольших суммарных обжатиях. Переход от больших к сверхбольшим суммарным деформациям сопровождается развитием процессов динамического возврата, снижающих скорость деформационного упрочнения. Предварительное атермическое разупрочнение холоднодеформированной проволоки повышает прирост прочности при последующем волочении и может быть использовано для увеличения суммарного обжатия катанки до промежуточной термической обработки.

Представлены результаты по разработке технологии производства металлокорда с модифицированным латунным покрытием. Определена принципиальная возможность введения кобальта в латунное покрытие: кобальт рекомендуется наносить из отдельной ванны с сульфатным электролитом кобальтирования, что позволит получить покрытие удовлетворительного качества по всей поверхности. Применение данного электролита потребовало использование инертных анодов для избежания образования налета на поверхности из‑за загрязнения раствора и, как следствие, ухудшения качества получаемого покрытия. Соотношение Zn/Сu по толщине латунного покрытия изменяется незначительно (в сравнении с кобальтом), что свидетельствует о низкой диффузионной способности кобальта в латуни. В рамках программ совместного развития изготовлены и отправлены на фирмы‑потребители опытные образцы металлокорда с различным содержанием кобальта в латунном покрытии. Внедрение промышленной технологии потребует значительной модернизации линии нанесения покрытий термогальванических агрегатов с установкой отдельных ванн кобальтирования, с разделением системы приготовления и циркуляции электролита, установкой отдельных ванн промывки, разделением системы подвода тока, поскольку потребуется независимая система подвода тока от отдельного преобразователя.

В статье дан краткий анализ факторов, влияющих на качество сварного соединения тонколистовых аустенитных сталей, и методов снижения деформаций и остаточных напряжений. Отмечено, что наиболее целесообразным является метод сварки с применением теплоотвода, заключающийся в том, что за сварочной дугой движется источник охлаждения. Предложены и описаны конструкция и работа установки малодеформационной сварки нержавеющих сталей с использованием в качестве охладителя сухого льда, что позволяет очень быстро снизить температуру металла в области сварки, а также обеспечить регулирование скорости сварки и величины подаваемого сухого льда в заданную область сварного соединения. Предложен порядок работы на установке и оценки качества сварного соединения.

Приведено описание устройства и принципа действия проходной муфельной печи горячего брикетирования стружко‑порошковых дисперсий черных металлов. Отличительной особенностью данного устройства является наличие двух систем газопламенного и индукционного нагрева, в результате которого гарантированно обеспечивается достижение заданной температуры нагрева шихты при полном удалении жидкой фазы. Масляная компонента СОЖ используется для создания защитной углеводородной атмосферы, обеспечивающей безокислительный нагрев металла, а также получение углеродного покрытия, которое помимо защитных функций выполняет роль смазки в процессе горячего брикетирования. Последующее сжигание паров масла в топке печи приводит к значительной экономии природного газа. Печь, построенная по такому принципу, обладает наименьшими габаритами и наивысшими техникоэкономическими характеристиками.

Выполнено моделирование процесса нагрева стружки в зоне загрузки в печь. Получены зависимости температуры стружки на выходе из шнекового питателя от температуры дымовых газов на входе для массовой доли СОЖ в стружке 10 % и различных долей масла. Установлено, что в процессе нагрева стружки в зоне загрузки фазовые превращения СОЖ не происходят, температура нагрева шихты не превышает 100 °C.

В работе представлены результаты исследований по получению композитов при обработке алюминиевого расплава на основе высокопрочного сплава В95 активированными дисперсными частицами нитридов (AlN, Si3N4, TiN), карбидов (SiC, TiC), наноструктурированного углерода (фуллереновой сажи), азотсодержащими компонентами (глицин C2H5NO2, карбамид CH4N2O). Приведена оценка прочностных свойств получаемых композитов от режимов активации шихты с дисперсными частицами и режимов термообработки материала. Показана возможность повышения прочностных характеристик литейного композита на 15–20 % за счет дополнительной механоактивации шихты и достижения после термической обработки предела прочности при сжатии 900–1050 МПа, твердости 150–160 НВ, модуля упругости 20–25 ГПа.

Исследовано влияние температуры процесса ионно‑плазменного азотирования на износостойкость получаемых упрочненных слоев на титане ВТ1‑0 и титановых сплавах ВТ6 и ОТ4‑1 и влияние ионно‑плазменного азотирования на изменение параметра R_a шероховатости поверхности титановых образцов. Установлено, что ионно‑плазменное азотирование ведет к существенному повышению износостойкости исследуемых титановых сплавов. Глубина канавки износа у необработанных образцов титана ВТ1‑0, сплавов ВТ6, ОТ4‑1 составляла 11, 7 и 10 мкм соответственно, тогда как у образцов после ионно‑плазменного азотирования – 1,9, 0,9, 2,1 мкм. Выявлено, что при исходной шероховатости обрабатываемых образцов более R_a 0,1 мкм после ионного азотирования снижается показатель шероховатости R_a, один из ключевых составляющих качества поверхности.

В работе рассмотрена возможность оценки пластичности алюминиевых сплавов и алюмоматричных композитов методом квазистатического и микроударного индентирования при предударных скоростях в диапазоне 1–3 м/с. Предложено использовать при испытаниях пирамидальный индентор Виккерса, позволяющий создать постоянную величину деформации. Установлены характерные значения пластичности для промышленных алюминиевых сплавов и алюмоматричных композитов системы Al‑Fe‑Cr δ=0,83–0,98. Показано влияние скорости деформации на коэффициент динамичности Kd, представляющий собой отношение динамической и статической твердости. Установлено, что увеличение Kd для алюмоматричных композитов более значительно, чем для других материалов. При этом известное выражение, связывающее пластичность с другими механическими характеристиками (твердостью HV и модулем упругости E), для исследованных алюмоматричных композитов не выполняется. Разность значений δ, рассчитанная исходя из параметров отпечатка и как функции E/HV, может служить дополнительным признаком атипичности поведения материалов при деформировании.

Рассмотрены нити и волокна различного происхождения как артефакты пробоподготовки металлографических шлифов, а также образцов некоторых материалов. Проиллюстрирована роль различных способов оптического контрастирования – темнопольного освещения, поляризованного света при анализе бумаги, натуральных и искусственных волокон. Представленные материалы могут быть использованы материаловедами для идентификации ошибок пробоподготовки, а также описания нетрадиционных металлографических объектов.

Рассмотрены термические печи и вспомогательное оборудование для основных термических обработок (нормализация, отжиг, изотермический отжиг, улучшение), которым необходимо подвергнуть изделия после кольцераскатки для создания у кольцевых заготовок механических свойств и структуры, улучшающих обрабатываемость резанием. Разработаны основные требования к термическим печам, оптимальным для автоматизированного участка термической обработки кольцевых заготовок после кольцераскатки. Показано, что для выполнения всех заданных видов термической обработки целесообразно использовать однотипное термическое оборудование, имеющее одинаковый межремонтный ресурс и сроки обслуживания. Это позволяет в одинаковые сроки проводить остановку автоматизированной линии и одновременное обслуживание всех компонентов линии. Использование шахтных печей для термической обработки в автоматизированной линии термической обработки нецелесообразно, так как практически нет опыта встраивания их в такие линии.

Разработан неразрушающий рентгеноструктурный метод контроля, позволяющий определять температуру и продолжительность старения изделий из бериллиевой бронзы. В основу метода контроля положены зависимости величины межплоскостного расстояния выделяющейся фазы и уширения дифракционной линии твердого раствора от режима старения. Для осуществления разработанного метода контроля предварительно определяют зависимости уширения дифракционной линии твердого раствора и величины межплоскостного расстояния отражения 100 выделяющейся фазы от продолжительности старения при различных температурах. По этим зависимостям строят номограмму, которая в дальнейшем используется для контроля режимов старения. Установлено, что достоверность определения режима термообработки зависит от инструментального фактора, связанного с различием геометрической формой мембран элементов, а также от величины текстуры, возникающей при пластической деформации материала на технологических стадиях изготовления изделий. Предложен метод, позволяющий минимизировать влияние этих факторов на точность измерений.

Дана характеристика инфракрасных излучений, их воздействие на организм человека. Приведены результаты исследования и расчетов интенсивности инфракрасного (теплового) излучения на работающих в литейных цехах. Обоснована необходимость соблюдения правил охраны труда, разработки комплекса санитарно‑технических, гигиенических и лечебно‑профилактических мероприятий по оптимизации условий труда, предупреждению профессиональных заболеваний. Определены меры профилактики неблагоприятного влияния инфракрасного излучения на работающих в литейных цехах.

Представлены результаты исследований влияния шума на работающих в литейном производстве. Показаны основные источники шума. Выполнена оценка по шумовому фактору различных профессий литейного цеха. Даны рекомендации по оценке и учету шума при проектировании новых и реконструкции действующих литейных цехов.