Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
№ 2 (2025)
Статьи
К ЧИТАТЕЛЯМ
Металлы. 2025;(2):1-1
1-1
ЧИСЛЕННОЕ И ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ НА КАЧЕСТВО РАЗЛИВАЕМЫХ НА МНЛЗ СЛЯБОВ
Аннотация
Представлена информация по исследованию влияния технологии электромагнитного перемешивания (ЭМП) на характер кристаллизации непрерывнолитого слитка. Приведены практические результаты освоения системы ЭМП, установленной в зоне вторичного охлаждения слябовой машины непрерывного литья заготовок ПАО «НЛМК».
Металлы. 2025;(2):5-10
5-10
АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТАВА И СОДЕРЖАНИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА ДИНАМНОЙ СТАЛИ
Аннотация
Проанализированы пробы металла, отобранные при проведении плавок по опытной технологии производства динамной стали. Пробы металла отобраны на различных этапах ковшовой обработки, из промежуточного ковша, от сляба и горячекатаного листа для шести промышленных плавок динамной стали и исследованы методами растровой электронной микроскопии и фракционного газового анализа. По результатам проведенных исследований установлены основные механизмы и этапы, определяющие образование неметаллических включений в процессе производства электро-технической динамной стали.
Металлы. 2025;(2):11-23
11-23
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭВОЛЮЦИИ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЙ ТЕКСТУРЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ В ПРОЦЕССЕ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ
Аннотация
Модель эволюции текстуры Тейлора адаптирована применительно к электротехнической стали с учетом разного характера упрочнения в зависимости от типа системы скольжения. Исходные данные для расчета – текстура отожженного горячекатаного подката перед холодной прокаткой и компоненты тензора пластических деформаций. Сведения о критических сдвиговых напряжениях и характере упрочнения по разным системам скольжения получены из литературных источников, а также по результатам анализа неоднородности распределения наклепа на основе обобщенных прямых полюсных фигур для образцов после каждого прохода при холодной прокатке. Проанализирована неоднородность субструктурного состояния кристаллитов разных ориентаций при холодной прокатке, выявлена неоднородность накопленной искаженности кристаллической решетки зерен, принадлежащих разным компонентам текстуры прокатки. Представлены результаты экспериментальных исследований кристаллографической текстуры образцов после каждого прохода при холодной прокатке, проведено их сравнение с расчетными значениями функции распределения зерен по ориентациям.
Металлы. 2025;(2):24-33
24-33
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ СКАНИРУЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ И АТОМНО-ЭМИССИОННОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА ДЛЯ ОЦЕНКИ МОРФОЛОГИИ ПРИПОВЕРХНОСТНОЙ ОБЛАСТИ ОБРАЗЦОВ ПРОКАТА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ
Аннотация
Рассмотрена возможность применения методов сканирующей электронной микроскопии и атомно-эмиссионной спектрометрии тлеющего разряда для комплексной оценки микроструктуры и послойного распределения элементов в образцах проката электротехнической стали после технологической обработки и нанесения электроизоляционного покрытия. Показана целесообразность применения сканирующей электронной микроскопии для визуальной оценки распределения элементов по глубине и определения морфологии частиц в зоне внутреннего окисления. Установлена согласованность результатов исследования, полученных методами сканирующей электронной микроскопии и спектрометрии тлеющего разряда, позволяющей применять атомно-эмиссионную спектрометрию тлеющего разряда для экспресс-анализа количества оксида кремния в зоне внутреннего окисления образцов после обезуглероживания, а также для количественной оценки компонентов покрытия.
Металлы. 2025;(2):34-40
34-40
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕКСТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И ДОМЕННОЙ СТРУКТУРЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ АНИЗОТРОПНОЙ СТАЛИ МЕТОДАМИ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ
Аннотация
Приведены методика и результаты исследования кристаллографической текстуры, зеренной и домéнной структур в высокопроницаемой электротехнической анизотропной стали (ЭАС) после вторичной рекристаллизации методом EBSD. Предлагаемая методика позволяет также наблюдать доменную структуру ЭАС, исключая внесение механических напряжений при пробоподготовке. Предложена формула, позволяющая с достаточно высокой точностью определять величину магнитной индукции с использованием при вычислениях средневзвешенных значений углов отклонения от идеальной текстуры Госса и значений их стандартных отклонений.
Металлы. 2025;(2):41-48
41-48
О ХАРАКТЕРНЫХ НАПРЯЖЕНИЯХ ДЕГРАДАЦИИ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ
Аннотация
Рассмотрена стадийность разрушения конструкционных сталей 12Х18Н10Т и F500W при растяжении. Проанализирована форма диаграмм деформации, выделены характерные напряжения деградации материалов, характеризующие стадии развития поврежденности. На основании анализа деформационной зависимости второй производной напряжения по деформации на кривой нагружения выделена новая характерная точка деструкции σD2. В процессе растяжения образцов оценены зоны пластической деформации методом корреляции цифровых изображений, параметры акустической эмиссии и характеристики поврежденности материала. Показано, что после достижения напряжения σD2 происходит формирование сильнодеформированной пластической зоны, растет поврежденность и меняются характеристики акустической эмиссии. Установлена корреляция между оцененными параметрами и стадийностью развития разрушения.
Металлы. 2025;(2):49-56
49-56
ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ПРОВЕДЕНИЯ ТВЕРДОФАЗНОЙ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ И ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ ИНTЕРМЕТАЛЛИДНОГО СПЛАВА ВКНА-25 Моно С СУПЕРСПЛАВОМ ЭП975. I. ВЛИЯНИЕ ГЛУБИНЫ ВАКУУМА ПРИ ТФС
Аннотация
Приведен материал по разработке способа получения твердофазных соединений (ТФС) лопаток с диском в деталях типа «блиски» (blades and disks), работающих в условиях воздействия высоких растягивающих, изгибных и термических напряжений (статических, повторно-статических, усталостных и др.). Качество ТФС зависит от таких факторов, как атмосфера (степень вакуума) в процессе сварки давлением (СД), уровень подготовки свариваемых плоскостей, температура, величина и длительность приложения давления при СД. Данная публикация (часть I) посвящена исследованию влияния степени вакуума в процессе СД на качество сварных соединений, которое оценивали по прочности на растяжение сварных образцов при комнатной температуре. Изучение влияния режимов проведения ТФС в условиях сверхпластичности только дискового сплава на строение и свойства сварных соединений показало, что образцы со специально подготовленной поверхностью, полученные в среде низкого вакуума при ТФС, демонстрируют прочность на растяжение, которую, по-видимому, можно считать достаточной для обеспечения длительной работы такой детали, как «блиск», в газотурбинных двигателях. Проведение СД в условиях повышенного вакуума позволило получить сварное соединение с прочностью при испытаниях на растяжение, превышающей таковую у наименее прочного при комнатной температуре свариваемого особожаропрочного сплава ВКНА-25 с монокристаллической структурой. Проведение после СД термической обработки (1200 °С / 6 ч + 950 °С / 6 ч), необходимой для формирования в дисковом сплаве крупнозернистой структуры и обеспечивающей его высокие характеристики жаропрочности, не влияет на механические свойства сварных соединений.
Металлы. 2025;(2):57-69
57-69
ВЛИЯНИЕ ПРОКАТКИ С РАЗВОРОТОМ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛИСТОВ СПЛАВА АД1
Аннотация
Приведены результаты исследования влияния изменения направления деформации листов алюминиевого сплава АД1 при холодной прокатке на распределение в них твердости и удельной электропроводности. Часть исходных заготовок деформировалась в продольном направлении, а часть – с разворотом 90° перед вторым проходом. Установлено влияние направления деформации на изменение формы зерен в микроструктуре алюминиевого проката. При продольной прокатке листов в одном направлении форма зерен вытянутая, их средняя длина 25 мкм, ширина 15 мкм. После прокатки с разворотом форма зерен близка к сферической, размер зерен около 20 мкм. Показано, что при продольной прокатке после двух проходов с суммарным обжатием 25% в центре листов удельная электропроводность κ = 16,7 мкCм/м, твердость 39 HV; у боковых кромок κ = 24,2 мкCм/м, а твердость 27,1 HV, разница составляет около 44%. При прокатке листов с разворотом отмечается менее выраженное различие в распределении удельной электропроводности и твердости: в центральной части κ ≈ 21,8 мкСм/м и твердость 23,6 HV, в углах максимальное значение κ около 23,5 мкCм/м, твердость 25,3 HV, разница составляет около 8%. Получено адекватное линейное уравнение, которое устанавливает связь между удельной электропроводностью и твердостью деформированных листов. Использование полученных зависимостей расширяет область применения оперативного неразрушающего контроля физико-механических свойств алюминиевого проката. Установлено положительное влияние разворота листов при прокатке на повышение пластичности на 20% при формообразовании штамповкой. Результаты исследований могут быть использованы при разработке режимов прокатки листовых заготовок для штамповки качественных деталей из сплава АД1 на машиностроительных предприятиях.
Металлы. 2025;(2):70-76
70-76
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЛИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ РАЗМОЛА СТРУЖКИ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА В ПЛАНЕТАРНОЙ МЕЛЬНИЦЕ
Аннотация
Представлены результаты моделирования движения размольных тел в рабочей камере планетарной мельницы при разной скорости обработки. Получены количественные оценки влияния скорости обработки на кинематические характеристики движения размольных тел, количество столкновений, суммарную потерю энергии при столкновениях и среднюю удельную потерю энергии при столкновении. Изучено изменение данных параметров для двух типов столкновений размольных тел, а именно: тело–тело и тело–камера. Проведены экспериментальные исследования по изучению влияния скорости, длительности механической обработки в планетарной мельнице и соотношения масс стружки и размольных тел на процесс трансформации стружечного материала. Путем сопоставления расчетных и экспериментальных данных определена минимальная доля механической энергии, обеспечивающая формирование из стружечного материала хлопьевидных частиц и порошка.
Металлы. 2025;(2):77-87
77-87
СЕЛЕКТИВНОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ МЕДИ И АЛЮМИНИЯ ИЗ ОКИСЛЕННЫХ МЕДНЫХ РУД
Аннотация
Исследовано селективное извлечение меди и алюминия из окисленных медных руд, оно включает следующие этапы: 1) автоклавное выщелачивание исходного материала 5%-ным раствором (NH4)2SO4; 2) отделение растворимого комплекса меди [Cu(NH3)4]2+ от алюмосиликатного остатка; 3) смешивание увлажненного остатка с концентрированной серной кислотой; 4) сульфатизирующий обжиг; 5) выщелачивание сульфатизированной массы водой. В процессе автоклавного выщелачивания медь переходит в раствор в виде комплексного соединения [Cu(NH3)4]2+, отделяясь от ряда элементов (Fe, Ca, Mg, Al, Si). В процессе сульфатизации алюмосиликатные минералы (полевой шпат, каолин, иллит и гётит) разлагаются и переходят в соответствующие сульфатные соединения. При этом нестабильные сульфаты, в основном сульфат железа (III), разлагаются до соответствующего оксида, а алюминий остается в виде сульфата Al2(SO4)3. В результате выщелачивания сульфатизированной массы водой оксиды железа и кремния остаются в остатке, а алюминий переходит в раствор. Изменение минералогического состава исходной и сульфатизированной массы руды изучено методами ДТА/ТГ, РФА, а также СЭМ/ЭДС анализом.
Металлы. 2025;(2):88-96
88-96