Preview

Известия вузов. Цветная металлургия

Расширенный поиск
№ 6 (2015)
Скачать выпуск PDF

Металлургия цветных металлов

4-9 332
Аннотация

Показана актуальность совершенствования технологии переработки сложного полиметаллического сырья, содержащего значительные количества токсичных примесей – мышьяка и свинца. Обсуждаются результаты по автоклавному выщелачиванию растворами сульфата меди штейнов, полученных после восстановительной плавки пылей ОАО «Среднеуральский медеплавильный завод» (СУМЗ), содержащих наряду с медью значительное количество свинца и мышьяка. По данным рентгенофазового анализа образцов штейнов в них выявлены фазы сульфидов (PbS, PbS·As2S3, Cu2S, FeS, (Zn,Fe)S) и арсенидов (FeAs2, Cu3As, FeAs, Cu0.85As0.15), а также включения металлической меди. Установлены оптимальные параметры выщелачивания штейнов растворами сульфата меди: температура 150–180 °C, кислотность от 5 до 30 г/дм3, концентрация меди 14–32 г/дм3, что позволило извлечь в раствор 85 % As, а медь и свинец при этом оставались в кеке.

10-14 331
Аннотация

Потенциометрическим методом изучены процессы формирования осадков дибутилдитиофосфата–диизооктилдитио-фосфата никеля (II) и железа (II). Проведены расчеты произведений растворимости для Ni- и Fe-содержащих осадков дибутилдитиофосфата и диизооктилдитиофосфата аммония. Показано, что увеличение температуры по-разному влияет на процесс осаждения: для комплексов ионов Fe(II) во всем интервале ионных сил (I = 0÷0,75) растворимость уменьшается, тогда как для ионов Ni(II) она снижается только при низких значениях этого показателя (I = 0÷0,25), а при высоких – осадок растворяется. На основании данных по произведению растворимости рассчитаны термодинамические характеристики процесса образования осадков дибутилдитифофосфата–диизооктилдитиофосфата железа (II) и никеля (II) – изменение энергии Гиббса, энтальпия и энтропия. Показано, что на указанный процесс определяющее влияние оказывает сольватация компонентов, причем в случае ионов железа (II) оно наибольшее в интервале I = 0,50÷0,75, а для ионов никеля (II) – при I = 0÷0,25.

15-22 209
Аннотация

Для поиска путей решения задачи по снижению себестоимости производства металлического кальция предложено рассмотреть процесс его алюминотермического получения на примере системы СаО–Al. Выполнен термодинамический анализ в указанной системе, который показал, что процесс алюминотермического восстановления кальция из его оксида технически осуществим при давлении 5–10 Па и температуре 1200–1500 °С. Выявлено, что проведение процесса восстановления при остаточном давлении менее 1 атм (101,3 кПа) значительно снижает термодинамические температуры начала реакций. Установлено, что для практических целей можно использовать только три реакции, в ходе которых образуются следующие алюминаты кальция: 3CaO·Al2O3, 5CaO·3Al2O3 (12CaO·7Al2O3) и CaO·Al2O3. Предложено в зависимости от конечного соединения разделить процесс на «низкотемпературный» (до 1200 °С, выход кальция не более 64,3 %) и «высокотемпературный» (до 1500 °С, до 75 % Ca). В последующем планируется опытным путем подтвердить полученные данные.

Обработка металлов давлением

23-29 269
Аннотация

Проведено исследование процесса непрерывного прессования (метод «Конформ») некомпактного алюминиевого материала системы Al–Mg. Получены экспериментальные данные об изменении температуры и энергосиловых параметров процесса. Выполнен анализ изменения температуры и гидростатического давления в зоне деформационной обработки, в ходе которого
выявлено 7 зон, качественно характеризующих протекание процесса прессования некомпактного материала. Отмечена существенная неоднородность величины гидростатического давления в очаге деформации, обуславливающая неоднородность свойств получаемых заготовок.

30-35 229
Аннотация

Приведены результаты исследования нового совмещенного процесса непрерывного литья и деформации для получения биметаллических полос. Предложена методика расчета параметров технологического процесса и установки для производства биметаллических полос. Определены напряжения в очаге деформации металла плакировочного слоя при получении биметалла сталь–алюминий. Для оценки новой технологии и качества биметалла проведены экспериментальные исследования получения на опытной установке биметалла сталь–алюминий.

36-42 224
Аннотация

Приведены результаты исследования влияния режимов изготовления листов толщиной 1,5, 2,0 и 3,0 мм из Al–Li-сплава В-1461 на микроструктуру, кристаллографическую ориентацию и анизотропию свойств. Установлено, что для всех изученных образцов характерна деформированная структура, при этом листы толщиной 3,0 мм имеют частично рекристаллизованную структуру, толщиной 2,0 мм – нерекристаллизованную, а толщиной 1,5 мм – в основном рекристаллизованную. Преимущественной кристаллографической ориентировкой образцов толщиной 1,5 мм является [110](200), 2,0 мм – [110](110) и 3,0 мм – [210](110). Все листы независимо от толщины обладают незначительной анизотропией свойств, при этом для них характерны крайне низкие значения показателя анизотропии (μ < 0,4). Это и определяет склонность алюминий-литиевых сплавов к преимущественному развитию деформации по толщине листа, приводящей к преждевременному его утонению и снижению допустимого формоизменения при вытяжке и обтяжке.

Металловедение и термическая обработка

43-52 281
Аннотация

Объемные металлические стекла (ОМС) систем Pd–Cu–Si и Pd–Ni–P были получены из расплава в 70–80-х годах прошлого века. Однако ввиду исключительной дороговизны основного компонента (палладия) они долгое время не представляли особого интереса для ученых и инженеров. Относительно недавно ОМС в виде слитков макроскопического размера были получены в сплавах на основе промышленных металлов (железа, меди, магния и титана), что открыло широкие возможности для их применения. ОМС обладают высокими показателями прочности, твердости, износостойкости, упругой деформации и сопротивления коррозии. В настоящей работе приведен обзор литературных источников и описаны основные научные достижения в данной области. Отмечено что главными, не до конца решенными научными проблемами являются описания структуры ОМС, а также процессов стеклования и пластической деформации, а технической задачей, приковывающей внимание ученых разных стран, – повышение пластичности и ударной вязкости данных материалов.

55
Аннотация

Объемные металлические стекла систем Pd-Cu-Si и Pd-Ni-P были получены из расплава в 70х-80х  годах прошлого века. Однако, ввиду исключительной дороговизны основного компонента палладия долгое время не представляли особого интереса для ученых и инженеров. Относительно недавно объемные металлические стекла (ОМС) с размером слитков до 102 мм были получены в сплавах на основе промышленных металлов: железа, меди, магния и титана, что открыло широкие возможности для их применения. ОМС обладают высокой прочностью, твердостью, износостойкостью, большими значениями упругой деформации и высоким сопротивлением коррозии. В данной работе произведен обзор литературных источников и описаны основные научные достижения в данной области.  В то же время, главными не до конца решенными научными проблемами являются описание структуры ОМС, а также процессов стеклования и пластической деформации, а технической задачей, приковывающей внимание ученых разных стран, повышение пластичности и ударной вязкости данных материалов.

Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС)

53-62 251
Аннотация

Рассмотрена одностадийная технология получения алюмокерамических каркасных композитов путем совмещения процессов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) пористого каркаса из МАХ-фазы состава Ti2AlC и его пропитки под давлением расплавом алюминия (метод СВС-прессования). Выбран состав экзотермической шихты 2Ti + C + + 22,5мас.%Al + 10мас.%TiH2, обеспечивающий получение по технологии СВС пористого каркаса МАХ-фазы Ti2AlC без примесных фаз. Показано, что при пропитке алюминием горячего СВС-каркаса образуются новые фазы: МАХ-фаза (Ti3AlC2), карбид (TiC) и алюминид (Al3Ti) титана. Вместе с тем содержание базовой МАХ-фазы остается высоким, и керамический компонент материала на 76 % состоит из Ti2AlC. При анализе микроструктуры выявлено, что после пропитки и охлаждения композит имеет некоторую остаточную пористость. Выполнены экспериментальные исследования влияния давления пропитки (q = 22, 28 и 35 МПа) на распределение содержания алюминия по высоте и радиусу диаметрального сечения образца. Показано, что неоднородное распределение Al по объему образца обусловлено неоднородными полями давления и температуры и разной уплотняемостью горячих внутренних и более холодных наружных объемов образца. При увеличении давления пропитки степень уплотнения характерных зон выравнивается и неоднородность состава по объему образца уменьшается. При q = 35 МПа разность концентраций алюминия по объему образца не превышает 5 %. По уровню твердости (HB ≈ 150 кг/мм2) СВС-прессованный алюмокерамический каркасный композит на основе МАХ-фазы Ti2AlC соответствует алюминиевым сплавам высокой прочности Al–Zn–Mg–Cu.

63-69 191
Аннотация

Изучены условия получения интерметаллидных сплавов NiAl, NiAl–Cr, NiAl–Cr–Mo–W совместным алюминотермическим восстановлением исходных оксидов металлов. Определены термодинамические характеристики протекающих при этом реакций. Температурная зависимость изменения изобарного потенциала (ΔG0, кДж/моль) реакций восстановления оксидов указывает на высокую вероятность образования сплавов. Методом дифференциального термического анализа выявлено, что восстановление оксидов металлов вступает в активную фазу после расплавления алюминия при ~650 °С и протекает по гетерогенному механизму в интервале температур 800–1100 °С. Установлен оптимальный состав исходной шихты, обеспечивающий максимальный выход металлов в сплавы. Экспериментально найдено, что выход металлов в сплавы составляет 85–92 мас.%. Продукты синтеза идентифицированы элементным и рентгенофазовым методами анализа как интерметаллиды системы NiAl, содержащие включения хрома, молибдена, вольфрама. Показано, что концентрация включений варьируется в пределах 1,5–6,5 мас.%. Определена микротвердость сплавов, которая изменяется от 3546 до 7436 МПа в зависимости от содержания легирующих элементов.

Информационные сообщения



ISSN 0021-3438 (Print)
ISSN 2412-8783 (Online)