Металлургия цветных металлов

Трофимов Е.А., Михайлов Г.Г. Анализ фазовых равновесий в системе Сu- S- O при температурах 1100- 1300 ° С
Посредством термодинамических расчетов построена поверхность растворимости кислорода и серы в металлическом расплаве, находящемся в равновесии с неметаллическими фазами (система Cu- S- O), которая может быть использована для анализа технологических процессов, связанных с взаимодействием кислорода с серой в медном расплаве. Результаты расчета сопоставлены с данными других авторов.

Ватулин И.И., Миклушевский В.В. Изучение продуктов спекания карбоната и гидроксодиалюмината лития
Получение металлического лития с использованием алюминотермического восстановления алюминатов лития требует разработки эффективного способа синтеза наиболее богатого по литию соединения – пятилитиевого алюмината Li₅AlO₄. Наиболее предпочтительным для получения последнего следует признать спекание карбоната лития Li₂CO₃ с гидроксодиалюминатом лития Li₂O · 2Al₂O₃ · nH₂O. Продукты этого процесса изучены с применением методов термогравиметрического, рентгенофазового, ИК-спектрального и кристаллографического анализов. Показано, что при спекании стехиометрической смеси карбоната и гидроксодиалюмината лития может быть получен за сравнительно короткое время (~ 2 ч) практически 100 %-ный выход Li₅AlO₄ – в виде либо низкотемпературной α-модификации, либо высокотемпературной β-модификации, в зависимости от температуры синтеза.

Металлургия редких и благородных металлов

Трошкин А.М., Мельников Ю.Т., Белова Е.А. Кинетика взаимодействия свинца и меди с кислыми растворами в присутствии окислителя
Исследованы кинетические закономерности растворения меди в серной и кремнефтористоводородной кислотах, а также свинца в H₂SiF₆ в присутствии нитрита натрия. Показано преимущество применения последнего для обеспечения более высоких скоростей процесса. Изучено влияние гидродинамических условий на кинетику растворения меди и свинца. Установлено, что режим данного процесса – диффузионный. Из температурных зависимостей скоростей растворения этих металлов рассчитаны кажущиеся энергии активации процесса, кДж/моль: 11,1 (в системе Cu–H₂SO₄–NaNO₂), 15,3 (Cu–H₂SiF₆–NaNO₂), 20,3 (Pb–H₂SiF₆–NaNO₂).

Дробот Д.В., Чуб А.В., Варганова А.А. Хлорирование порошков ниобия, тантала, титана и сплавов на их основе
С использованием оригинальной установки, позволяющей в режиме реального времени фиксировать скорости взаимодействия, исследованы процессы хлорирования индивидуальных ниобия, тантала и сплавов на их основе. Выявлены их основные кинетические параметры и предложена наиболее вероятная стадийность процесса. Показана эффективность полученных результатов при проектировании аппаратов хлорирования.

Литейное производство

Герасимов С.П., Неверов П.А. Проба для оценки склонности сплавов к появлению трещин
Разработаны конфигурация пробы и литейная форма для ее получения, позволяющая единовременно отливать образец с тремя различными сечениями, на которых образуются трещины. Предусмотрена возможность варьирования скорости охлаждения образца за счет подогрева и утепления формы асбестом или шамотом. Проба показала высокую стабильность результатов на сплавах системы Cu–Ni–Zn (нейзильбер). Исследована зависимость горячеломкости нейзильбера МНЦ-15-20 от температур расплава и подогрева формы, толщины сечения образца, химического состава сплава и содержания примесей. Выявлено, что показатель горячеломкости по предлагаемой пробе изменяется от присутствия в сплаве 0,001 % (по массе) примесей Bi, Sb, Mg, P, Pb.

Обработка металлов давлением

Шаталов Р.Л., Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С. Методика оценки критических напряжений для обеспечения устойчивости процесса прокатки полос из цветных металлов
Исследовано влияние переднего и заднего натяжений на утяжку по ширине полосы и стабильность прокатки. Разработаны методы определения и оценки допустимых значений натяжений и коэффициента контактного трения, обеспечивающих устойчивость прокатки.

Загиров Н.Н., Биронт В.С., Аникина В.И. Формирование структуры спеченного материала из сыпучей медной стружки
Рассмотрен механизм взаимодействия и спекания частиц медной сыпучей стружки в процессе ее горячего прессования при Т= 300÷450 °С, р= 55÷150 МПа. С использованием методов микроструктурного анализа, гидростатического взвешивания и оценки микротвердости выявлены особенности структурообразования и изменения свойств изделий в зависимости от геометрических показателей и состояния исходных частиц стружки, предварительной термической обработки и параметров процесса горячего прессования. Выработаны рекомендации по получению продукции с заданными структурными характеристиками и требуемыми показателями качества.

Металловедение и термическая обработка

Надёжкин М.П., Певзнер М.З. К оптимизации технологии обработки укрупненных рулонов
Рассмотрены особенности распределения химического и фазового составов по ширине и толщине сварного швапри аргонодуговой сварке встык полос меди и ее одно- и двухфазных сплавов как в случае использования инородной присадки, так и без нее. Исследовано испарение цинка в процессе сварки. Структура и свойства шва, в частности двухфазного материала, в значительной мере определяются изменением химического состава сплава в пределах, регламентируемых стандартом, и степенью испарения Zn. Предложена технология обработки, включающая операции “подкатки” и локальной термообработки, повышающая прочность сварного шва и стабильность последующих процессов фрезерования и прокатки заготовки.

Белов Н.А. Количественный анализ диаграммы состояния Al- Fe- Mg- Si в области алюминиевых сплавов 6XXX серии
Предложена методика количественного анализа диаграммы состояния Al–Fe–Mg–Si в области сплавов 6ХХХ серии, в которых могут присутствовать практически все фазы, находящиеся в равновесии с алюминиевым твердым раствором. Данная методика основана на расчете массовых и объемных долей фаз в четырехфазных областях. В соответствии с ней построены поли- и изотермические сечения диаграммы состояния Al–Fe–Mg–Si применительно к сплаву АА6003.

Порошковые материалы и покрытия

Попов В.А., Мармулев А.В., Кондратенков М.Ю. Теоретическая оценка возможности получения металломатричных композитов с малым размером упрочняющих частиц
Теоретически исследовано влияние размера частиц на фазозарождение растворенного вещества (в данном случае - Si) в расплаве на упрочняющих частицах (SiC). Проведенные расчеты показали, что литейные технологии получения композиционных материалов с алюминиевой матрицей и упрочняющими частицами карбида кремния малых размеров приводят к появлению химической неоднородности. Выявлено, что для получения металломатричных композитов на базе Al и SiC целесообразно использовать способы без образования жидкой фазы. Предлагаемая методика позволяет осуществлять оценочные расчеты и для других компонентов композиционных материалов.

Ковшечников В.Б., Литвинов Н.И., Наконечный Г.В., Овчинников Р.В., Суров А.В. Исследование эрозионной стойкости медно-железных и медно-никелевых электродов
Экспериментально исследована эрозия электродов из двухкомпонентного материала на основе меди с различным содержанием железа и никеля. Определена эрозия материала электродов, изготовленного по технологии получения сплава и порошковой технологии. Эксперименты проведены на дуговых плазмотронах переменного тока мощностью до 20 кВт при промышленной (50 Гц) и повышенной (5кГц) частотах.

Структурная макрокинетика.
Самораспространяющийся высокотемпературный синтез

Емельянов А.Н., Шкиро В.М., Рогачев А.С., Кочетов Н.А. Теплопроводность порошковых смесей для безгазового горения
Представлены экспериментальные данные по теплопроводности порошковых смесей титан–углерод и никель–алюминий в различных газовых средах (вакуум, воздух, гелий). Обнаружено существенное влияние последних на данный показатель, связанное с улучшением теплообмена в зоне контакта зерен в присутствии газа.

Инженерия поверхности.
Многофункциональные пленки. Коррозия и защита металлов

Баландин Ю.А. Диффузионные износостойкие покрытия на основе бора и хрома, полученные в псевдоожиженном слое
Исследованы процессы хромирования и борохромирования армко-железа, сталей 08кп и Х12М в псевдоожиженном слое. Применение последнего позволило значительно сократить время формирования диффузионных слоев при химико-термической обработке, а комплексное насыщение поверхности материалов хромом и бором – повысить ее износостойкость и стойкость изделий к растворению в цинковых и алюминиевых расплавах.

Энергосбережение и охрана окружающей среды

Рутковский А.Л., Саакянц А.А., Старикова Т.В. Моделирование процесса плавления шихты в вельц-печи
В результате исследования плавления шихты в вельц-печи методом постановки многофакторного эксперимента была получена математическая модель процесса, которую можно использовать при расчетах материальных балансов цинкового производства. Доказано отрицательное влияние на процесс вельцевания высоких содержаний металлического железа в шихте, которое нейтрализуется введением в нее гранулированного шлака.

Автоматизация технологических процессов

Елисеев Е.И., Блинкова Е.В., Шабаров К.Н. Математическая модель электролиза водных растворов сульфата цинка
Построена математическая модель процесса электролитического получения цинка из водных сульфатных растворов, на основании которой создана программа на языке QBASRUS. В последней использовано минимальное количество условий, по которым рассчитываются материальный баланс, баланс напряжения и тепловой баланс электролиза. Программа опробована для оптимизации процесса по удельному расходу электроэнергии. В найденных оптимальных условиях электролиз цинка может сопровождаться напряжением на ванне 3,683 В, выходом цинка по току 90,8 %, расходом электроэнергии 3330 кВт·ч/т.

Рутковский А.Л., Саакянц А.А., Текиев В.М., Болотаева И.И. Контроль качества отстоя осветленного слоя в сгустителях спектральным методом
Предложен спектральный метод контроля качества отстоя осветленного слоя в сгустителе, который осуществляется на базе устройства для измерения глубины осветленного слоя. С этой целью дополнительно анализируется спектр колебаний пробоотборного элемента в промежуточном слое, который образуется на границе между осветленным и неосветленным слоями, и по значениям преобразованных сигналов амплитуды и частоты колебаний пробоотборного элемента определяется качество отстоя.

Стандарты и регламенты

Каретникова Н.В. Новый взгляд на стандарты