Preview

Известия вузов. Цветная металлургия

Расширенный поиск

Научный рецензируемый журнал «Известия вузов. Цветная  металлургия» является старейшим российским журналом в области металлургии  (издается с1958 г.) и имеет многолетнюю историю. В журнале публикуются научные статьи работников вузов, РАН, отраслевых институтов и компаний России, стран СНГ, зарубежных авторов, посвященные следующим  аспектам теории и научно-обоснованной практики  цветной металлургии:

 Обогащение руд цветных металлов; 

 Металлургия цветных металлов;

 Металлургия редких и благородных металлов;

 Литейное производство;

 Обработка металлов давлением;

 Металловедение и термическая обработка;

 Коррозия и защита металлов;

 Энерго- и ресурсосбережение;

 

Значительный объем публикуемых в журнале статей относится к приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники Российской Федерации, таким как: индустрия наносистем и материалы; рациональное природопользование; энергетика и энергосбережение.

Журнал ориентирован на широкий круг читателей (металлургов, материаловедов, физиков, химиков) и  за время своего существования приобрел большой авторитет не только в России, но и за рубежом.

Журнал входит в Перечень рецензируемых научных изданий (Перечень ВАК, п. 1023), в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата  или  доктора наук.

Подписка на журнал в печатной и электронной формах осуществляется через:

Электронный журнал распространяется по  подписке на сайте http://www.kalvis.ru/. Там же  доступны отдельные статьи журналов ( услуга платная).

С 2013 г. опубликованным в журнале статьям присваивается  DOI.

Журнал индексируется в различных базах данных. Журнал включен в базу данных Russian
Science Citation Index на платформе Web of Science

Двухлетний импакт-фактор РИНЦ (2019) - 0,408

Пятилетний импакт-фактор РИНЦ (2019) - 0,371

Лучшие статьи  переводятся на английский язык и публикуются в журнале «Russian Journal of Non-Ferrous Metals» (RJNFM)  (издается американским издательством Allerton Press, Inc.) –  ISSN: 1067-8212 (Print), 1934-970X (Online). Электронный вариант RJNFM с 2007 г. размещается на платформе издательства Springer по адресу http://link.springer.com/journal/11981.

Текущий выпуск

Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков
№ 3 (2021)
Скачать выпуск PDF

Обогащение руд цветных металлов 

4-14 47
Аннотация

Проведен анализ технологических схем переработки сульфидных и окисленных медных руд, реагентных режимов, технологического оборудования, показателей флотационного обогащения на ряде отечественных и зарубежных обогатительных фабрик и производств. На рудоподготовительном переделе в первой стадии измельчения широко применяются мельницы само- и полусамоизмельчения, что позволяет исключить среднее и мелкое дробление. Альтернативным вариантом является использование измельчающих валков высокого давления, позволяющих сократить электроэнергию по сравнению с само- и полусамоизмельчением. Отмечен рост применения большеобъемного и высокопроизводительного рудоподготовительного, флотационного оборудования для поддержания качества и количества производимого продукта. На стадии доизмельчения концентрата основной флотации широкое распространение, помимо шаровых мельниц, получили мельницы тонкого и сверхтонкого доизмельчения различных конфигураций. Проведен анализ используемых флотационных реагентов для повышения эффективности процесса разделения, показан отечественный и зарубежный подход к выбору флотационных реагентов. Отмечено, что на зарубежных обогатительных фабриках часто применяют комбинацию, состоящую из основного и дополнительного собирателей. Приведены сведения о флотационных реагентах, используемых при обогащении медных сульфидных и окисленных руд, и их расходах. Рассмотрена комбинированная схема флотационно-гидрометаллургической переработки смешанной медной руды месторождения Удокан. Сделаны выводы о современных тенденциях в переработке медных руд, в том числе выборе оборудования.

Металлургия цветных металлов 

15-23 41
Аннотация

В интервале значений критерия Архимеда 5—60 применительно к условиям работы барботажного агрегата «Победа» методом холодного моделирования исследованы гидрогазодинамические закономерности продувки жидкости газом с помощью боковой фурмы в защитной газовой оболочке. Прозрачный реактор лабораторной установки изготовлен в масштабе 1 : 10. Диаметр цилиндрического сопла фурмы составил 5 мм, толщина кольцевого зазора — 1 мм, угол наклона к горизонту в рабочем положении реактора — 12°. Показано, что взаимодействие воздуха с водой при его избыточном давлении 105 Н/м2 протекает в режиме пульсирующей струи и носит циклический характер с разной амплитудой максимального размера факела и разным временем его достижения. На участке прямолинейного развития струи lmin ≤ l ≥ lmax, в зависимости от значений критерия Архимеда для раздельного и совместного течения газа в оболочке и центральном канале, выявлены динамические границы первичной зоны вблизи сопел. Динамический напор пульсации факела в точках экстремума изменяется в интервале 6,00 • 10-58,26 • 10-4 Па. Получены эмпирические уравнения длин прямолинейного и полного участков развития струи и высоты выбросов жидкости в зависимости от величин критерия Архимеда. Обнаружен промежуточный между кольцевой и цилиндрической погруженными струями слой эжектированной жидкости. При равенстве критериев Архимеда подачи воздуха в оболочку и центральный канал для величин Аrоб = Аrц = 25 на расстоянии 0,0094—0,0116 м от среза сопел сохраняется совместное осевое течение газов. В результате выполненных исследований следует предполагать, что на участке 9—11 см от кладки плавильного агрегата «Победа» взаимодействие кислорода дутья центрального канала двухпроводной фурмы с окружающим расплавом не происходит.

Литейное производство 

24-36 32
Аннотация

Для деталей, работающих на трение в машиностроении, применяются антифрикционные оловянные бронзы и, в частности, бронза БрО10С2Н3. Обычно для получения изделий из этой бронзы используется метод наполнительного литья в металлические формы. В настоящей работе исследовали возможность получения заготовок из бронзы БрО10С2Н3 методами горячей экструзии и непрерывного литья вверх. Были установлены температура и скорость горячей экструзии, а также скорость вытягивания при непрерывном литье, позволяющие избежать возникновения дефектов. Показано, что горячая экструзия очень сильно измельчает зерно до 1,7 мкм, а при литье вверх, наоборот, размер зерна увеличивается в сравнении с методом наполнительного литья. Что же касается микроструктуры, то при горячей экструзии и непрерывном литье вверх происходит измельчение кристаллов интерметаллидной фазы Y-Cu3Sn. При этом в структуре бронзы после горячей экструзии можно наблюдать крупные скопления частиц (Pb), что, по всей видимости, приводит к снижению коэффициента трения. Максимальная твердость и прочностные свойства при растяжении характерны для прутков, полученных методом горячей экструзии при 600 °С, а наибольшее относительное удлинение было обнаружено в прутках, полученных методом непрерывного литья вверх. Трибологические исследования, проведенные по схеме «вал — частичный вкладыш» в среде керосина со стальным контртелом, показали, что применение горячей экструзии для получения прутков приводит к 10-кратному увеличению износостойкости и 3-кратному снижению коэффициента трения в сравнении со слитками, изготовленными наполнительным литьем. При этом для прутков, полученных методом непрерывного литья вверх, наоборот, наблюдается уменьшение износостойкости. В связи с вышесказанным можно рекомендовать метод горячей экструзии для получения заготовок из бронзы БрО10С2Н3 наравне с литьем.

37-45 34
Аннотация

В данной работе c помощью расчетов в программе «Thermo-Calc» (база данных TCAl4.0) раскрываются ранее не изученные данные о фазовом составе и характере кристаллизации сплавов системы Al—Mg—Si—Ce в области литейных алюминиево-магниевых сплавов двухфазного состава (Al) + Mg2Si. Показано, что в процессе кристаллизации возможно формирование фаз (Al), Al4Ce, Mg2Si, Al8Mg5. При 4 % Mg и концентрациях (Si + Се) = 1,5 % одновременное повышение Ce и уменьшение Si с точек 0,2 и 1,3 % способствуют последовательному протеканию реакций L + (Al) + Al4Ce и L + (Al) + Al4Ce + Mg2Si; это позволяет предположить, что фаза Al4Ce может ограничивать рост эвтектических включений фазы Mg2Si. Более того, при температуре 20 °C такое изменение концентраций способствует одновременному росту содержаний фаз Al4Ce и Al8Mg5, что также сопровождается снижением количества силицида магния. При добавлении Се в сплав Al—4%Ce—0,5%Si доля Mg2Si практически постоянна во всем интервале кристаллизации (1,34 %), но при этом каждые 0,1 % Ce повышают долю интерметаллида c Ce на 0,17 %, и при 0,7 % Ce доли двух фаз становятся равнозначными. При изучении фазового состава при характерных температурах отжига 400 и 550 °C было выявлено, что вследствие растворения фазы Al8Mg5 происходит пересыщение твердого раствора (Al), и каждые 0,1 % Ce повышают долю Mg в твердом растворе (Al): в первом случае — на 0,005 %, а во втором — на 0,01 %, что свидетельствует о потенциале положительного влияния Се на упрочнение матрицы. На основании результатов был сделан вывод о целесообразности добавления в сплав Ce в количестве до 0,7 %, что незначительно уменьшает температуру ликвидуса (до ~636+638 °C), но на ~30 °C снижает температуру неравновесного солидуса до 421 °C. В то же время при постоянной температуре образования фазы Mg2Si (581 °C) с добавкой Ce расширяется интервал кристаллизации эвтектики (Al) + Al4Ce, что может компенсировать снижение литейных свойств. Сплав Al—4%Ce—0,5%Si—0,7%Ce имеет следующий фазовый состав: Al4Ce — 1,19 %, соотношение [Mg2Si/Al4Ce] = 0,89, доля Al8Mg5 — 7,92 % при 20 °C, концентрации Mg в твердом растворе (Al) — 3,22 и 3,36 % при температурах 400 и 550 °C соответственно. Представленные результаты обосновывают составы и температурные режимы получения литейных алюминиево-магниевых сплавов с церием, оказывающим модифицирующее влияние на эвтектические включения Mg2Si.

Металловедение и термическая обработка 

46-56 17
Аннотация

Предложены технологические режимы получения деформированных полуфабрикатов (листов толщиной 2 и 1 мм) из экспериментального сплава Al—4,5%Zn—2,5%Mg—2,5%Ca—0,5%Fe—0,2%Zr—0,1%Sc, включающие термомеханическую обработку при температурах t = 400450 °С и степенях деформации до 98 %, а также смягчающий отжиг при t = 350400 °С в течение 1—2 ч для листового проката. Установлено, что литая структура состоит из эвтектических фаз (Al, Zn)4Ca, Al10CaFe2, размером от 5 до 25 мкм, а также неравновесной Т-фазы Al2Mg3Zn3, расположенных по границам дендритных ячеек (Al). Цирконий и скандий образуют с алюминием твердый раствор в результате кристаллизации. После горячей прокатки структура 2 мм-листов состоит из строчечно направленных изолированных интерметалидных частиц и их конгломератов размером до 40 мкм в матрице из (Al). Структура 1 мм-листов характеризуется большей дисперсностью и равномерностью строения. Анализ тонкой структуры деформированных полуфабрикатов с использованием просвечивающий электронной микроскопии показал, что размер наночастиц фазы Al3(Zr, Sc) структурного типа L12 не превышает в сечении 20 нм. В деформированных полуфабрикатах достигнут следующий уровень механических свойств: предел прочности σв ~ 310330 МПа, предел текучести σ0,2 ~ 250280 МПа при относительном удлинении δ ~ 4,57,0 %. Проведены исследования по возможности применения аргонодуговой сварки с использованием в качестве присадочного материала стандартной проволоки СвАМг5. Показано, что новый сплав не проявил склонности к образованию горячих трещин. По результатам рентгеновской томографии величина пористости в сварном шве составила 1,27 об.%. Преобладающий диаметр пор не превышал 0,2 мм. В целом достигнутые структурные и качественные параметры сварных соединений способствуют получению прочности, составляющей 75 % от показателя прочности исходных деформированных полуфабрикатов (листов), что достигается стабилизирующим отжигом при t = 350 °С в течение 3 ч.

57-65 21
Аннотация

Рассмотрен процесс создания неразъемного соединения из жаропрочного сплава марки ЭП693 системы Ni—Cr—W—Co—Mo, применяемого в производстве узлов и деталей газотурбинных двигателей, с помощью лазерной сварки на СО2-комплексе «TruLaser Cell 7020» импульсно-периодическим излучением. Для получения сварного шва использована присадочная проволока ЭП367 системы Ni—Mo—Cr—Mn. Изучено влияние термической обработки на структуру и свойства околошовной зоны и сварного шва. По результатам исследований проведен анализ структуры сварного соединения и его изломов, выполненных лазерной сваркой, получены физико-механические свойства сварного шва, определен наибольший предел выносливости для сварных соединений при 2•106 циклах. Определена целесообразность использования лазерной сварки жаропрочного дисперсионно-твердеющего никелевого сплава при изготовлении обечаек опоры и статора турбины газотурбинного двигателя. Установлено, что комплексная термическая обработка (закалка и старение) обеспечивает оптимальные значения пределов прочности при комнатной и повышенной температурах, а также кратковременную прочность сварных соединений. На основании прочностного расчета по обечайкам опоры и статора турбины газотурбинного двигателя и полученным экспериментальным данным прочности сварных соединений, выполненных при помощи лазерной сварки с импульсно-периодическим излучением, коэффициент запаса прочности составил от 1,35 до 3,0. Данная технология предлагается к внедрению в производство при изготовлении деталей и узлов типа обечаек опоры и статора турбины газотурбинных двигателей с целью повышения качества сварных швов при сокращении времени высокотемпературного нагрева за счет снижения погонной энергии.

66-72 22
Аннотация

Рассмотрено влияние высокоскоростной закалки расплава, реализуемой методом экстракции висящей капли расплава, бинарной системы Ta—Zr. Применяли две смеси элементарных порошков тантала и циркония с содержанием 60 и 6 % тантала соответственно. Композиции после смешивания прессовали при давлении 250 МПа в стальной пресс-форме на гидравлическом прессе. Спекание выполняли в вакуумной печи при температуре 1350 °С и давлении 10-3 Па. Высокоскоростную закалку проводили в вакууме при давлении 2•10-2 Па при помощи электронно-лучевого нагрева и вращающегося диска-теплоприемника. Толщина полученных волокон составляла 15—80 мкм. Проведены исследования и сравнение результатов испытаний образцов быстрозакаленных дискретных волокон сплава Ta—Zr и образцов, полученных в результате оплавления заготовки-штабика посредством электронно-лучевого нагрева (в литом состоянии). Установлено, что структура быстрозакаленных волокон сплава с содержанием 6 мас.% Ta состоит из зерен игольчатой формы размером 5—10 мкм, а волокна с 60 мас.% Ta имеют столбчатую дендритную структуру. Изучение распределения тантала и циркония по поперечному сечению волокна показало, что при снижении скорости охлаждения менее 105 К/с в сплаве с долей тантала 60 мас.% развивается монотектоидное превращение. Выявлено, что у сплава с 6 мас.% Та значение микротвердости быстрозакаленного волокна в 1,5 раза выше, чем у того же сплава без закалки, а для сплава с 60 мас.% Ta такое же сопоставление дает 2-кратное превосходство.

Энерго- и ресурсосбережение 

73-84 57
Аннотация

Рассмотрены вопросы образования и переработки отходов на предприятиях алюминиевого производства. На основе анализа литературных источников и практических данных определены причины образования металлургических отходов на территории РФ. Проанализированы исследования, ведущиеся в научных организациях. Установлено, что для переработки отходов перспективен глиноземсодержащий смет, образующийся в процессе производства алюминиевого сырца на электролизерах с самообжигающимися анодами при различных технологических операциях. Глиноземсодержащий смет представляет собой отходы сложного переменного состава, сметаемые в цехах электролиза. Выявлено что глиноземсодержащий смет состоит из криолита (Na3AlF6), хиолита (Al3F14Na5), корунда (Al2O3), сидерита (FeCo3), пирита (FeS2), кварца (SiO2), полевого шпата ((Ca, Na)(Al, Si) AlSi2O8), углеродистого вещества и техногенной фазы состава (NaF)•1,5CaF2•AlF3. Интерес к их переработке состоит в том, что в них содержится значительное количество ценных компонентов (Na3AlF6, Al2O3, AlF3), извлечение которых и повторное использование в получении алюминия могут способствовать снижению себестоимости единицы продукции. Проблемой является наличие в смете компонентов (SiO2, Fe2O3), которые при попадании в электролит оказывают негативное влияние на процесс электролиза. Результаты изучения химического состава монофракций позволили сделать вывод, что исключение темной (серовато-черной) массы, в которой содержание примесей (SiO2, Fe2O3) максимально, позволит в значительной степени решить поставленную задачу исследования. На основании выдвинутой гипотезы представлены результаты проведения воздушной классификации смета фракций 0—10 и 0—5 мм в каскадно-гравитационном (КГ) и центробежном (КЦ) классификаторах. По результатам выполненных исследований рекомендуется применять в схеме обогащения глиноземсодержащего смета алюминиевого производства воздушную классификацию в КГ смета фракции 0—10 мм.