Установлены закономерности влияния микрогетерогенности и условий кристаллизации расплава Al–50мас.%Sn на механические свойства фазовых составляющих слитка: модуль Юнга и нанотвердость. Измерения данных характеристик проведены методом наноиндентирования. Результаты исследования позволяют выяснить механизм воздействия микрогетерогенности и условий кристаллизации расплава на обрабатываемость слитка давлением.

Рассматриваются факторы, определяющие различие низкочастотного и ультразвукового методов обработки композиционных расплавов: кавитационные явления, диссипативные потери, способность к турбулентному перемешиванию расплава. Доказывается самостоятельность каждого из методов.

Проведены теоретические исследования термодинамического моделирования систем цинколигонитовая руда месторождения «Жайрем» (Казахстан) – углерод в интервалах температур от 1000 до 3000 К и давлений от 0,001 до 0,1 МПа с применением программного комплекса «Астра», основанного на принципе максимума энтропии. Установлено, что повышение количества восстановителя в шихте приводит к снижению степени перехода кремния в элементный Si (за счет увеличения перехода его в карбиды), а при меньшем содержании восстановителя возрастает доля кремния, переходящего в SiO, при практически полном отсутствии восстановленного элементного Si. При снижении давления в системе от 0,1 до 0,001 МПа уменьшаются температура полного перехода цинка (1500–1200 К), свинца (1900–1500 К) и температура
начала образования кремния (2300–1900 К). При Р = 0,001 МПа заметного (>50 %) образования элементного Si можно достичь при Т ≈ 2450 К.

Исследованы термические характеристики и фазовые превращения технологических систем шлам–сера, кек–сера и пыль–сера. Рассмотрена применимость серы для сульфидирования техногенных отходов медного производства. Установлено, что механизм сульфидирования серой соединений свинца в техногенных отходах является общим и относится к разрыву связи свинец–кислород.

Исследованы физико-химические свойства германийсодержащего сырья Павловского месторождения (угля, алевролита) и вторичного материала (шлака слоевого сжигания угля) с целью разработки современной технологии получения германиевых концентратов.

В интервале температур 573–1073 К в солевом расплаве на основе (Li–K–Cs)Clэвт методом ЭДС измерены равновесные потенциалы сплавов Pr–In, содержащих 8,7–12,1 мол.% Pr, и сплавов Pr–In–Ga эвтектического состава, насыщенных по празеодиму до 6,71 мол.% Pr. Металлический празеодим использовался в качестве электрода сравнения при изучении системы Pr–In; двухфазный празеодим-индиевый сплав Ж + PrIn3 с известными термодинамическими характеристиками, не имеющий фазовых переходов в исследуемом интервале температур, применялся в качестве электрода сравнения при изучении системы Pr–In–Ga. Рассчитаны парциальные термодинамические характеристики и активность празеодима в сплавах с индием и эвтектической смесью системы Ga–In.

Рассмотрены вопросы применения ультразвука в процессе электродиализа раствора алюмоборфосфатного концентрата (АБФК) для синтеза бескремнеземного связующего в точном литье химически активных сплавов. Установлено повышение скорости и степени прохождения электродиализа в поле мощного ультразвука. Разработана соответствующая математическая модель, создана и реализована на ЭВМ методика расчета оптимальных параметров подготовки активированного АБФК-связующего в точном литье. Их использование обеспечило эффективное управление сложным физико-химическим процессом электродиализа в поле ультразвука. На основе выясненных закономерностей разработана технология изготовления керамических корундовых форм на активированном АБФК, обеспечивающая повышение качества точных отливок ответственного назначения из цветных сплавов.

Предложена методика определения оптимальной геометрии волочильного инструмента при волочении биметаллической и триметаллической заготовок. Из условия минимума напряжения волочения получены зависимости для определения оптимальных углов конусности волочильного инструмента, обеспечивающие минимальные значения напряжения волочения и наименьшее энергетические затраты при производстве биметаллических и триметаллических изделий.

Рассмотрен режим деформирования трехслойной конструкции из титанового сплава, представляющей собой гофрированный наполнитель, помещенный между двумя листами обшивки, при линейном законе подачи инертного газа, поступающего в область между наполнителем и обшивками. Представлена упрощенная модель процесса, основанная на использовании безмоментной теории оболочек. Предложены алгоритмы расчета основных параметров рассматриваемого процесса. Приведен пример конкретного расчета для титанового сплава ВТ6 (Ti–6Al–4V). Результаты расчетов по приближенным формулам сопоставлены с численным решением краевой задачи теории ползучести, полученным в среде программного комплекса ANSYS.

Осуществлены имитационное моделирование и экспериментальное исследование процесса гидромеханического выдавливания труднообрабатываемых материалов. Изучено влияние технологических параметров на показатель поврежденности и удельное напряжение выдавливания. С использованием системы компьютерной математики MATLAB выполнен регрессионный анализ результатов вычислительного эксперимента. На примере исследования алюминиевого сплава АМг5 определены оптимальные параметры процесса гидромеханического выдавливания по критерию минимальной поврежденности деформируемого материала.

Представлены результаты исследования заготовок твердого сплава (ТС) из порошков, полученных электроэрозионным диспергированием (ЭЭД) вольфрамсодержащих отходов сплавов марки Т15К6. Для изготовления ТС-порошка из отходов использовали установку для ЭЭД токопроводящих материалов. В качестве рабочих жидкостей в ее реакторе применяли дистиллированную воду и керосин осветительный. Процесс диспергирования проводили при следующих электрических параметрах: емкость разрядных конденсаторов 35 мкФ, напряжение 200–220 В, частота следования импульсов 30 Гц. Экспериментально установлено, что ТС-заготовки в результате холодного изостатического прессования при давлении 300 МПа и последующего спекания в вакууме при температуре 1500 °С в течение 2 ч порошков, полученных из отходов методом ЭЭД, имеют в сравнении с промышленным твердым сплавом марки Т15К6 бóльшую пористость (в 4,22–9,92 раза),
меньший размер зерна (в 1,5–3,0 раза), более высокую плотность (на 5 %), более низкий предел прочности при сжатии (в 1,2–3,2 раза) и бóльшую микротвердость (в 1,2 раза).

Приведены основные научные и практические результаты создания и внедрения технологий и технических средств для пылеулавливания на горно-обогатительных предприятиях. Определены механические, электрические, магнитные свойства пыли и отдельных ее частиц. Теоретически обоснованы, разработаны и внедрены аппараты сухого пылеулавливания. Результаты исследований использованы в промышленности с положительным эффектом и интересны для специалистов цветной, горнорудной, угольной и других горнодобывающих отраслей.

Особенностью синтезированной интеллектуальной автоматизированной системы управления (ИАСУ) ПВ-3 применительно к процессу Ванюкова на медном заводе Заполярного филиала ОАО «ГМК “Норильский никель”» является использование универсального описания сложной многофакторной модели в виде семантической сети на специфичном ограниченном словаре. Это существенно снижает размерность предметной области без потери семантики с сохранением функциональности всех ее элементов. Применение уникальной методики извлечения и формализации экспертных знаний в аналитическое выражение позволяет производить свертку разнородной по своей физической природе информации в полиномиальные модели именно для данного процесса, явления или объекта. Показана эффективность применения ИАСУ ПВ-3 при реализации концепции управления на основе «принципа разрешения конфликтов» в промышленных условиях.