2-2018 Перегляд PDF Версія для друку

№ 2(128), март-апрель, 2018 г.

ПОЛУЧЕНИЕ И ОБРАБОТКА РАСПЛАВОВ Белов Б.Ф., Троцан А. И., Карликова Я. П., Рябчиков И. В.
Анализ структурно-химического состояния и классификация оксидных и металлических фаз системы кремний−кальций−барий−кислород. Сплавы силикокальцийбария. Сообщение 2.


Балан А. В., Балан Е .Ф.,Котлярский Ф. М.
Предпосылки использования алюминиевых расплавов для получения водорода


Федченко Н. А., Иванов А. В.
Особенности электрогидроимпульсной обработки расплава в технологиях литейного производства


Мельник С. Г.
К вопросу о механизме обезуглероживания металла в окислительных условиях конвертерной плавки
ЗАТВЕРДЕВАНИЕ СПЛАВОВ Калинин В. Т., Хрычиков В. Е. br/> Влияние постоянного электрического тока на качество стали во время кристаллизации расплава в литейной форме
КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ И СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ СПЛАВОВ
Дубоделов В. И., Середенко В. А., Затуловский А. С., Косинская А. В., Середенко Е. В.
Об особенностях воздействия постоянного магнитного поля на алюминиевые сплавы


Середенко Е. В.
Повышение однородности литой структуры сплава на основе алюминия воздействием постоянного магнитного поля при его заливке
НОВЫЕ МЕТОДЫ И ПРОГРЕССИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЬЯ Диюк Л. М., Лихошва В. П., Шатрава А. П., Надашкевич Р. С., Шматко А. В.
Оценка параметров окислительных реакций при плазменном или лазерном нагреве поверхности
НОВЫЕ ЛИТЫЕ МАТЕРИАЛЫ Грузевич А.В., Дереча Д. А.
Исследование изменений свойств металла механико-термически обработанных труб при длительной эксплуатации на поверхностях нагрева блоков сверхкритического давления
Хроника. Информация
Алексей Владимирович Ноговицын (к 70- летию со дня рождения)

ПОЛУЧЕНИЕ И ОБРАБОТКА РАСПЛАВОВ


УДК 621.746.58
Б.Ф. Белов, А. И. Троцан, Я.П. Карликова*,И.В. Рябчиков**
Институт проблем материаловедения НАН Украины, Киев
*ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», Мариуполь

**НПО «Перспектива», Запорожье


Анализ структурно-химического состояния и классификация оксидных и металлических фаз системы кремний−кальций−барий−кислород. Сплавы силикокальцийбария. Сообщение 2

Построена неизвестная ранее полигональная диаграмма системы Si−Ca−Ba, служащая системным классификатором сплавов силикокальцийбария. Предложен механизм перевода стекловидных слитков, образующих хрупкие неметаллические включения, в глобулярные за счет присадок извести при заданном соотношении масс силикатного стекла и извести.
Ключевые слова: полигональные диаграммы, силикаты, кремний, кальций, барий.

Побудовано невідому раніше полігональну діаграму системи Si−Ca−Ba, що служить системним класифікаторам сплавів силікокальційбарія. Запропоновано механізм переведення склоподібних силікатів, що утворюють крихкі неметалеві включення, в глобулярні за рахунок присадок вапна при заданому співвідношенні мас силікатного скла і вапна.
Ключові слова: полігональні діаграми, силікати, кремній, кальцій, барій.
A polygonal diagram of the Si−Ca−Ba system, which is not known before, serves as a system classifier for silicocalcium-barium alloys. A mechanism is proposed for transferring vitreous silicates forming brittle nonmetallic inclusions into globular ones due to additives of lime at a given ratio of silicate glass and lime mass.
Keywords: polygonal diagrams, silicates, silicon, calcium, barium


Получение и обработка расплавов


УДК 669. 715
А. В. Балан, Е .Ф. Балан, Ф. М. Котлярский* Немецкий Фрезерный Центр (DFZ), Киев

*Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев


Предпосылки использования алюминиевых расплавов для получения водорода

Проанализирована возможность использования алюминиевых расплавов и некоторых видов литейного оборудования для получения водорода.
Ключевые слова: получение водорода, алюминиевые расплавы, водяной пар, литейное оборудование.
Проаналізовано можливість використання алюмінієвих розплавів та деяких видів ливарного устаткування для одержання водню.
Ключові слова: одержання водню, алюмінієві розплави, водяний пар, ливарне устаткування.
The possibility of using aluminum melts and some types of foundry equipment for hydrogen production is analyzed.
Keywords: hydrogen production, aluminum melts, water vapor, foundry equipment.


Получение и обработка расплавов


УДК 621.74:669.017
Н. А. Федченко, А. В. Иванов
Институт импульсных процессов и технологий НАН Украины, Николаев


Особенности электрогидроимпульсной обработки расплава в технологиях литейного производства

Рассмотрены различные технологические схемы электрогидроимпульсной обработки расплавов. Показано, что наибольшую эффективность имеет технологическая схема с погружаемым в расплав волноводом. Экспериментально доказана эффективность электрогидроимпульсной обработки расплавов алюминиевых сплавов для формирования благоприятной структуры и свойств отливок.
Ключевые слова: расплав, электрогидроимпульсная обработка, технологическая схема, структура, свойства.
Розглянутo різноманітні технологічні схеми електрогідроімпульсної обробки розплавів. Показано, що найбільшу ефективність має технологічна схема з хвилеводом, який занурюється у розплав. Експериментально доказано ефективність електрогідроімпульсної обробки розплавів алюмінієвих сплавів для формування сприятливої структури та властивостей виливків.
Ключові слова: розплав, електрогідроімпульсна обробка, технологічна схема, структура, властивості.
Various technological schemes of electrohydropulse treatment of melts are considered. It is shown that the technological scheme with the waveguide immersed in the melt is most effective. The efficiency of electrohydropulse treatment of aluminum alloy melts has been experimentally proven to form a favorable structure and properties of castings.
Keywords: melt, electrohydropulse treatment, technological scheme, structure, properties.


Получение и обработка расплавов



УДК 669−151.8:66.094.3:531.3
С. Г. Мельник
Приазовский государственный технический университет, Мариуполь


К вопросу о механизме обезуглероживания металла в окислительных условиях конвертерной плавки

Представлены результаты анализа процесса обезуглероживания расплавов Fe–C в окислительных условиях. Значения энергии активации расплавов Fe−C, полученные экспериментально, порядка E = 10 кДж/моль (2,3 ккал /моль), меньше, чем величины энергии активации химических процессов. Результаты исследования кинетических возможностей удаления углерода из расплавов Fe–C во внешнедиффузионном режиме реагирования показывают, что процесс окисления углерода в расплавах на основе Fe−C при |C|>|C|K в температурном диапазоне от 1720 до 2110 K ограничен диффузией окислителя – кислорода в газовой фазе.
Ключевые слова: расплав Fe–C, окисление примесей, обезуглероживание, критические концентрации, химическая кинетика, внешнедиффузионное лимитирование, энергия активации.
Наведено результати аналізу процесу зневуглецювання розплавів Fe–C в окислювальних умовах. Значення енергії активації розплавів Fe−C, отриманих експериментально, порядку E = 10 кДж/моль (2,3 ккал /моль), менше, ніж величини енергії активації хімічних процесів. Результати дослідження кінетичних можливостей видалення вуглецю з розплавів Fe–C в зовнішньому дифузійному режимі реагування показують, що процес окислення вуглецю в розплавах на основі Fe−C при |C|>|C|K в температурному діапазоні від 1720 до 2110 K обмежений дифузією окислювача – кисню в газовій фазі.
Ключові слова: розплав Fe–C, окислення домішок, зневуглецювання, критичні концентрації, хімічна кінетика, зовнішньодифузійне лімітування, енергія активації.
The results of analysis of process decarburization of Fe–C melts in oxidative conditions are presented. the values of the activation energy of the decarburization of Fe−C melts obtained experimentally of the order E=10 kJ/mol (2,3 kcal /mol) are smaller than apparent activation energy of chemical processes. the results of kinetic possibilities of removal of carbon from Fe–C melts in external diffusion regime of the reaction shows that process of carbon oxidation in melts based on Fe−C at |C|>|C|K in the temperature range from 1720 to 2110 K are limitated by diffusion of oxidizer – oxygen in the gas phase.
Keywords: Fe–C melt, oxidation of impurities, decarburization, critical concentrations, chemical kinetics, external diffusion limiting, activation energy.



Затвердевание сплавов



УДК 669-178
В. Т. Калинин, В. Е. Хрычиков
Национальная металлургическая академия Украины, Днепр


Влияние постоянного электрического тока на качество стали во время кристаллизации расплава в литейной форме

В работе использовались оптическая и электронная микроскопии, измерение твердости. Установлено, что за счет воздействия на металлический расплав в литейной форме электрическим током можно получить литые изделия с повышенным содержанием легирующих элементов в поверхностном слое отливки. Для практической реализации данного процесса следует использовать постоянный электрический ток, так как он создает направленную кристаллизацию от катода к аноду, для марганца разница концентрации между анодом и катодом составляет 26 % 35ГЛ, что позволяет управлять процессом кристаллизации отливок и способствует перемещению легирующих элементов во внутренних слоях отливки в процессе ее охлаждения и кристаллизации. Экспериментально установлено, что места подвода электродов к отливке в литейной форме оказывают существенное влияние на электроперенос компонентов в расплавах. Так, эффективность токовой обработки стального расплава в горизонтальной плоскости снижается в 4−8 раз по сравнению с обработкой расплава в вертикальной плоскости за счет конвективных потоков. Токовая обработка сплавов приводит к росту твердости сплава − на катоде твердость возрастает на 7 %.
Ключевые слова: постоянный электрический ток, сталь, кристаллизация, электроперенос, неметаллические включения.
У роботі використовувались оптична і електронна мікроскопії, вимірювання твердості. Встановлено, що за рахунок впливу на металевий розплав у ливарній формі електричним струмом можна отримати виливані вироби з підвищеним вмістом легуючих елементів у поверхневому шарі виливка. Для практичної реалізації даного процесу слід використовувати постійний електричний струм, так як він створює спрямовану кристалізацію від катода до анода, для марганця різниця концентрації між анодом і катодом складає 26 % 35ГЛ, що дозволяє управ- ляти процесом кристалізації виливків і сприяє переміщенню легуючих елементів у внутрішніх шарах виливка в процесі його охолодження і кристалізації. Експериментально встановлено, що місця підведення електродів до виливка у ливарній формі істотно впливають на електро- перенесення компонентів у розплавах. Так, ефективність електрообробки сталевого розплаву у горизонтальній площині знижується в 4−8 разів у порівнянні з обробкою розплаву у вертикальній площині за рахунок конвективних потоків. Обробка постійним електричним струмом сплавів призводить до зростання твердості сплаву − на катоді твердість зростає на 7 %.
Ключові слова: постійний електричний струм, сталь, кристалізація, електроперенесення, неметалеві включення.
Optical and electron microscopy, hardness measurements were used in the work. It is established that due to the influence of electric current on the metal melt in the casting mold, it is possible to obtain cast parts with an increased content of alloying elements in the surface layer of the casting. For the practical realization of this process, a constant electric current should be used, since it creates directional crystallization from the cathode to the anode, for manganese, the difference in concentration between the anode and the cathode is 26 % 35ГЛ, which allows the crystallization process of the castings to be controlled and facilitates the movement of the alloying elements in the inner layers of the casting during its cooling and crystallization. It has been experimentally established that the position of electrodes in the casting in the mold have a significant effect on the electrotransfer of the components in the melts. Thus, the efficiency of the current processing of steel melt in the horizontal plane is reduced by 4−8 times compared with the treatment of the melt in the vertical plane due to convective flows. Current processing of alloys leads to an increase in the hardness of the alloy − at the cathode the hardness increases by 7 %.

Keywords: constant electric current, steel, crystallization, electrotransfer, nonmetallic inclusions.


Кристаллизация и структурообразование сплавов



УДК 669.715:621.745:538.4
В. И. Дубоделов, В. А. Середенко, А. С. Затуловский, А. В. Косинская, Е. В. Середенко
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев


Об особенностях воздействия постоянного магнитного поля на алюминиевые сплавы

Установлено, что при совместном действии постоянного магнитного поля и переходных металлов на структуру сплавов Al−Mn, Al−Ti, Al−Zr, Al−Сr, Al−Mn−Ti и Al−Ti–Zr компактируются и измельчаются зерна α–твердого раствора алюминия и включения интерметаллидов. Возрастает микротвердость включений и износостойкость сплавов.
Ключевые слова: сплавы алюминия, переходные металлы, литая структура, постоянное магнитное поле. Встановлено, що при спільній дії постійного магнітного поля і перехідних металів на структуру сплавів Al−Mn, Al−Ti, Al−Zr, Al−Сr, Al−Mn−Ti и Al−Ti−Zr компактуються і подрібнюються зерна α–твердого розчину алюмінію і включення інтерметалідів. Збільшується мікротвердість і зносостійкість сплавів.
Ключові слова: сплави алюмінію, перехідні метали, лита структура, постійне магнітне поле.
It has been established, that when Al−Mn, Al−Ti, Al−Zr, Al−Cr, Al−Mn−Ti and Al−Ti−Zr alloys are subjects to influence of a constant magnetic field and transition metals, α−solid solution of aluminum grains and inclusion of intermetallic are dispersed and compacted. The microhardness of inclusions and wear resistance of alloys increase.
Keywords: aluminum alloys, transition metals, cast structure, constant magnetic field.


Кристаллизация и структурообразование сплавов




УДК 669.715:621.745:538.4
Е. В. Середенко

Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев


Повышение однородности литой структуры сплава на основе алюминия воздействием постоянного магнитного поля при его заливке

Показано, что при заливке сплава алюминия Al–Cu−РЗМ в форму при условии Re > 2300 в потоке металла возникают микромасштабные возмущения, приводящие к перемешиванию его локальных объемов, имеющих разную температуру, вследствие неравномерного охлаждения потока. В условиях охлаждения отливки при Fo = 5 в структуре металла фиксируются неоднородности распределения включений металлических фаз. Зоны более охладившихся объемов, существовавших в потоке расплава, обогащены включениями, а менее – обеднены. Наложение на расплав при заливке постоянного магнитного поля (Ha = 13,6, N = 0,04, Al = 3,8) подавляет возмущения в потоке расплава, что способствует формированию однородной структуры отливки.
Ключевые слова: сплав алюминия, литая структура, микромасштабные возмущения, постоянное магнитное поле.
Показано, що при заливці сплаву алюмінію Al–Cu–РЗМ у форму при умові Re > 2300 в потоці металу виникають мікромасштабні збурення, що призводять до перемішування його локальних об’ємів, які мають різну температуру, внаслідок нерівномірного охолодження потоку. В умовах охолодження виливка при Fo = 5 в структурі металу фіксуються неоднорідності розподілу, включень металевих фаз. Зони більш охолоджених об’ємів, що існували в потоці розплаву, були збагачені включеннями, а менш охолоджених – збіднені. накладення на розплав при його заливці постійного магнітного поля (Ha = 13,6, N = 0,04, Al = 3,8) пригнічує збурення в потоці розплаву, що сприяє формуванню однорідної структури виливка.
Ключові слова: сплав алюмінію, лита структура, мікромасштабні збурення, постійне магнітне поле.
It is shown, that when the aluminum Al−Cu−REM alloy is poured into the mold under the condition Re> 2300, microscаle perturbations arise in the metal flow, leading to mixing of its local volumes having different temperatures due to uneven cooling of the flow. Under conditions of cooling of the casting at Fo = 5, the inhomogeneity of the distribution of inclusions of the metallic phases is fixed in the metal structure. Zones of more cooled volumes existed in the melt stream are enriched of inclusions, and ess cooled depleted. The application of a constant magnetic field to the melt (Ha = 13.6, N = 0.04, Al = 3.8), suppresses the perturbations in the melt flow, which contributes to the formation of a uniform casting structure.
Keywords: aluminum alloy, cast structure, microscale perturbations, constant magnetic field.


Новые методы и прогрессивные технологии литья



УдК 621.744:62-419:620.91/92 Л. М. Диюк, В. П. Лихошва, А. П. Шатрава, Р. С. Надашкевич, А. В. Шматко

Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев


Оценка параметров окислительных реакций при плазменном или лазерном нагреве поверхности

В статье рассмотрены вопросы изучения физико-химических процессов, протекающих на поверхности стальной заготовки при плазменном (лазерном) нагреве с использованием метода термодинамического расчета равновесия химических реакций и метода практических расчетов в термодинамике химических реакций. Для установления возможности протекания изучаемой реакции определяли ее изобарно-изотермический потенциал при заданной температуре. Объектом исследования являлась распространенная углеродистая сталь 30. Проведенные исследования позволяют учитывать изменения химического состава поверхности стальной заготовки при подготовке различных технологических процессов.
Ключевые слова: плазменная и лазерная обработка, термодинамика химических реакций, изобарно-изотермический потенциал, окислительные реакции, химический состав.
У статті розглянуто питання вивчення фізико-хімічних процесів, що протікають на поверхні сталевої заготовки при плазмовому (лазерному) нагріванні з використанням методу термодинамічного розрахунку рівноваги хімічних реакцій і методу практичних розрахунків у термодинаміці хімічних реакцій. Для встановлення можливості протікання досліджуваної реакції визначали її ізобарно-ізотермічний потенціал при заданій температурі. Об’єктом дослідження являлася поширена вуглецева сталь 30. Проведені дослідження дозволяють враховувати зміни хімічного складу поверхні сталевої заготовки при підготовці різних технологічних процесів.
Ключові слова: плазмова і лазерна обробка, термодинаміка хімічних реакцій, ізобарно-ізотермічний потенціал, окислювальні реакції, хімічний склад.
The paper considers studying the physicochemical processes occurring on the surface of a steel billet under plasma (laser) heating using the exact method of thermodynamic calculation of the equilibrium of chemical reactions and the method of practical calculations in the thermodynamics of chemical reactions. The isobaric-isothermal potential of the reaction being studied determine its probability at a given temperature. The object of the study is the widespread carbon steel 30. The carried out investigations allow taking into account changes in the chemical composition of the surface of the steel billet in the preparation of various technological processes.
Keywords: plasma and laser treatment, thermodynamics of chemical reactlons, isobaric isothermal potential, oxidative reactions, chemical composition.


< Попер.   Наст. >

 
 
Выбор языка
EnglishRussianUkraine