Аннотация: В марте 2023 г. в Кольском дивизионе Норникеля (далее - НН) произошел перезапуск производственной системы. Предыдущая версия, ориентированная в основном на массовое вовлечение персонала, не оправдала ожиданий руководства. Иными словами, направление на большое число мелких идей, зачастую плохо просчитываемых с точки зрения экономики, оказалось неверным. В итоге эта стратегия была признана неэффективной и приостановлена в начале 2022 г. Вектор, заданный в начале 2023 г., можно обозначить как "эффекты здесь и сейчас". При этом было обозначено, что снижение затрат - это тупик. Новая стратегия - это повышение технологических параметров, производительности, маржинальности продуктов и снижение потерь (не только в контексте металлов, а по всем направлениям бизнеса), и в итоге она продемонстрировала больший потенциал и результативность. 2023 год Кольская ГМК завершила с отличным результатом, составившим более 60 % эффективности по группе компаний НН.

Аннотация: Для упрочнения деталей машин горно-металлургического комплекса, работающих в условиях абразивного износа, широко применяются в качестве наплавочных материалов хромовольфрамовые теплостойкие стали типа Р18, Р6М5, Р9, Р2М8, 3Х2В8, 3Х2В4Ф, Х10В14, 25Х5ФМС и др. В настоящее время экономически и технически целесообразно осуществлять защиту поверхностей ответственных деталей машин и механизмов с использованием упрочняющих покрытий. Наиболее перспективным методом среди других является наплавка покрытий. В наплавленном металле типа экономно легированного сплава Р2М9 наблюдается эффект кинетической пластичности при мартенситном превращении. Концепция «экономного легирования» сплавов основана на выборе легирующих элементов, которые имели бы относительно небольшую стоимость и (или) входили бы в состав наиболее доступных лигатур. При шихтовке таких сплавов часто используются доступные «естественные лигатуры», например ферротитан и феррованадий. Сплавы также могут быть легированы микродобавками редкоземельных материалов. При мартенситном превращении определяющая роль в релаксации напряжений принадлежит эффекту кинетической пластичности. Влияние эффекта кинетической пластичности на характер формирования временных и остаточных напряжений изучено при охлаждении образцов из наплавленного металла типа сплава Р2М9 и стали 12X17 на установке тепловой микроскопии ИМАШ-20-75. Проявление эффекта кинетической пластичности оценивали по снижению временных напряжений в процессе охлаждения жестко закрепленных образцов в интервале температур мартенситного превращения. Эффект кинетической пластичности можно использовать для регулирования напряженного состояния и предотвращения образования холодных трещин в наплавленных теплостойкими сталями высокой твердости деталях горно-металлургического оборудования.

Аннотация: 21 июля 2024 года исполнилось 90 лет Льву Шлемовичу Цемехману - выдающемуся специалисту в области пирометаллургии, безусловному корифею, достойному преемнику и продолжателю создателей научной школы пирометаллургии в институте "Гипроникель", воспитавшему не одно поколение исследователей и авторитетных специалистов в этой области металлургии.

Аннотация: Методами световой и сканирующей электронной микроскопии на поперечных шлифах проведены исследования структуры многослойных покрытий быстрорежущей стали Р18Ю, сформированных на подложке из стали 30ХГСА, при плазменной наплавке порошковой проволокой марки ПП-Р18Ю в смеси аргона и азота. Показано, что покрытия имеют разориентированную дендритную структуру с характерным размером осей первого порядка 100 мкм, которая мало изменяется с глубиной. С помощью сканирующей электронной микроскопии детально изучена карбидная сетка эвтектических карбидов типа Ме6С по границам зёрен твердого раствора с размерами в пределах 5 - 100 мкм. Мелкие зёрна с характерными размерами до 10 мкм имеют однородную структуру, в более крупных формируется внутренняя область с феррито-мартенситной структурой и включениями равноосных изолированных карбидов. Типичный размер мартенситных игл в ней составляет 1 - 3 мкм. Обнаружен рост средней микротвердости от 472 до 528 HV0,1 после четырехкратного высокотемпературного отпуска при 580 °С в результате образования мартенсита и выделения дисперсных карбидов. Наблюдается рост мартенситных игл в пределах от 2 до 6 мкм. После электронно-пучковой обработки карбидная сетка сохраняется, в маленьких зернах образуются транскристаллитные трещины, в более крупных зернах происходит распад мартенсита, изолированные карбиды увеличиваются в размерах, средняя микротвердость возрастает до 628 HV0,1.

Аннотация: Представлены результаты исследования особенностей фазообразования в защитных покрытиях, полученных методом плазменного напыления. Предварительно проведен синтез четырехкомпонентного сплава Al - Ti - Ni - Mo с использованием совместного алюминотермического восстановления оксидов титана, никеля и молибдена в присутствии фторида и оксида кальция. При добавлении избытка восстановителя извлечение никеля и молибдена в сплав составило более 90 %, а титана - 70 %. Образованный сплав исследовали методами рентгенофазового (РФА) и рентгеноспектрального микроанализа (РСМА). Выявлено, что при алюминотермическом взаимодействии образуется тройной интерметаллид Al[6]MoTi, Al[3]Ti и Al[3]Ni[2], что согласуется с данными РСМА. Полученный сплав подвергли измельчению до фракций 40-60 мкм на вибрационном измельчителе для дальнейшего нанесения на подложку из стали 45 методом плазменного напыления. Эксперимент был проведен на плазмотроне 15ВБ-02 в атмосфере воздуха и воздух/метан. Вследствие высокой температуры плазменной струи частицы порошка сплава Al - Ti - Ni - Mo быстро нагревались до температуры плавления, а за счет высокой скорости они не успевали сгореть в потоке газа. Напыление представляло равномерный слой с небольшой шероховатостью, толщиной 120-130 мкм. Исследование фазообразования покрытия выявило интерметаллиды Al[3]Ti и Al[3]Ni[2]. Соединение Al[6]MoTi распадается на более устойчивые Al[3]Mo и (Ni[23]Ti[2]) 0, 16. Обнаружено, что молибден образует подслой за счет своей массы. Вследствие этого повышаются прочностные и адгезионные свойства покрытия. Полученный сплав имеет перспективу применения в авиа- и космической промышленности за счет высокой жаропрочности, а также антикоррозионных свойств.

Аннотация: Представлены результаты, показывающие возможность получения тонколистовых заготовок из широкого спектра алюминиевых сплавов методом двухвалковой разливки.

Аннотация: Экспериментальные исследования методами металлографии и рентгеноструктурного анализа позволили установить спектр фаз, формирующихся при легировании алюминия порошками этих элементов.

Аннотация: Рассмотрены особенности получения обшивок контактной точечной сваркой, перечислены основные проблемы, возникающие при данном процессе. Разработана конструкция устройства перемещения деталей для точечной сварки, которое работает от пневмоцилиндров. Операции подъема и опускания электрода сварочной машины синхронизированы с рабочим циклом устройства.

Аннотация: Предложена математическая модель теплового процесса сварки полиэтиленовых труб в раструб, учитывающая изменение во времени степени кристаллизации полимерного материала и теплоты фазового превращения в определенном интервале температур. Расчетами показано, что при сварке в условиях низких температур управлением тепловым процессом путем предварительного подогрева до допустимой для сварки температуры, оплавлением в регламентированном режиме и охлаждением в теплоизоляционной камере можно обеспечить динамику температурного поля в соединении, свойственную сварке в условиях допустимых температур воздуха.

Аннотация: В статье представлены результаты исследования термической стабильности структуры и механических свойств катаных полуфабрикатов из псевдо-beta-титанового сплава ВТ47 после упрочняющей термической обработки и последующей термоэкспозиции с приложением растягивающих напряжений. Установлено, что изменение механических свойств сплава ВТ47 в процессе термоэкспозиции при растягивающих напряжениях, близких к значениям предела длительной прочности, обусловлено развитием процессов двойникования пластин вторичной alpha-фазы; актуально это и для полуфабрикатов толщиной 12 мм с образованием в микрообъемах остаточной beta-фазы наноразмерных частиц TiCr[2] пластинчатой морфологии, относящихся к группе фаз Лавеса (тип С36). В ходе анализа механических свойств образцов после термоэкспозиции установили высокую корреляционную взаимосвязь (R[2] >/= 0, 89) между условным пределом текучести (sigma0, 2), интегральной работой разрушения (W), равномерной составляющей удлинения (delta р) и напряжением, прилагаемым в процессе термоэкспозиции (sigma350). Исследования показали, что приложение нагрузки величиной не более 0, 7-0, 8 от sigma100350 во время термоэкспозиции при температуре 350 С позволяет сохранить высокий уровень пластичности сплава ВТ47. Из полученных результатов следует, что сплав ВТ47 обладает высоким уровнем термической стабильности механических свойств (без учета влияния поверхностного окисления) при нагружении в процессе термоэкспозиции в пределах рекомендуемых значений, приблизительно соответствующих уровню значений предела ползучести сплава при выбранной температуре. Уровень термической стабильности механических свойств сплава ВТ47 соответствует значениям, характерным для псевдо-beta-титановых сплавов ВТ32 и ВТ35, и существенно превышает характеристики псевдо-beta-титанового сплава первого поколения ВТ15.

Аннотация: Исследованы закономерности совместного влияния химического состава и параметров глобулярно-пластинчатой структуры на механические свойства катаных прутков из сплава ВТ6 после отжига по различным режимам.

Аннотация: Разработан способ прогнозирования температуры плавления сплавов, в состав которых входит четыре и более элементов. Причиной данного направления исследований является отсутствие единого понимания генезиса физических свойств веществ и, как следствие, универсального инструмента для расчета температуры плавления сплавов. В основе предложенной идеи лежат представления о естественной системности химического пространства и волновых свойствах материи. В качестве математических инструментов используются теории множеств и сложения случайных дискретных величин. Расчеты ведутся для четырехэлементного сплава Вуда и высокоэнтропийного пятиэлементного сплава AlNbTiVZr. Для каждого из интересующих элементов составлены законы распределения в конфигурационном пространстве "температура плавления" и после просуммированы согласно химическому составу.

Аннотация: Предложены более эффективные режимы обжатий, как с позиций снижения трудоемкости процессов деформации металла, так и с позиций снижения силовых параметров.

Аннотация: В работе определены основные направления совершенствования аппаратурного обеспечения процессов электростимулированной обработки металлов давлением. Предложены схемы генераторов мощных токовых импульсов с усовершенствованными системами управления, регулирования, защиты. Описана методика измерения параметров токовых импульсов.

Аннотация: Рассмотрена задача по снижению ущерба от критических сочетаний событий, которые могут привести к выпуску бракованной продукции при сварке роботизированными технологическими комплексами. Сформулирована задача, предложены модели и алгоритмы, необходимые для ее решения. Внедрение данного математического обеспечения на машиностроительных предприятиях позволит повысить точность и качество выполняемых операций при сварке роботизированными комплексами и снизить ущерб от выпуска бракованной продукции.

Аннотация: Выполнена оценка свариваемости листов толщиной 1, 5 мм из сплавов Al - 1 Ca - 5, 5 Zn - 1, 5 Mg - 0, 5 Mn и Al - 2 Ca - 2, 5 Mg - 0, 4 Mn в условиях контактной точечной сварки по режимам с ковочным усилием и без него. Показано, что применение режимов с ковочным усилием позволяет практически полностью предотвратить образование трещин в пределах литого ядра сварной точки. Установлено, что эффективным методом контроля качества сварных точек исследуемых сплавов является рентгеновская компьютерная томография, позволяющая выявить наличие трещин и пор в металле литого ядра сварной точки. Полученные результаты сопоставили с данными автоматизированного контроля параметров режима сварки, которым была оснащена машина для точечной контактной сварки МТН-7501. Сравнение полученных данных, с одной стороны, показало эффективность рентгеновской компьютерной томографии для выявления дефектов. С другой стороны, сварные точки, которые были отмечены блоком автоматизированного контроля машины МТН-7501 как дефектные, таковыми оказались на самом деле. Построены зависимости диаметра сварной точки для рассматриваемых сплавов от тока сварки и длительности импульса сварочного тока. Показано, что для сплава Al - 1 Ca - 5, 5 Zn - 1, 5 Mg - 0, 5 Mn бездефектные соединения удается получить при следующих параметрах режима сварки: радиус поверхности верхнего электрода 90 мм; продолжительность пропускания сварочного тока 0, 26 с; сила сварочного тока 25 кА; давление на электродах 360 кг. Для сплава Al - 2 Ca - 2, 5 Mg - 0, 4 Mn для качественного сварного соединения необходимо повышать значение сварочного тока до 26 кА. При указанных значениях параметров режима обеспечивается получение литого ядра диаметром 5, 0-5, 3 мм. В рамках проводимых исследований в качестве метода подготовки поверхности под контактную точечную сварку опробована лазерная обработка сканирующим излучением поверхностного слоя. Показано, что контактное сопротивление после обработки поверхности лазерным излучением сплавов Al - 1 Ca - 5, 5 Zn - 1, 5 Mg - 0, 5 Mn и Al - 2 Ca - 2, 5 Mg - 0, 4 Mn находится на уровне 12, 5-13, 2 мкОм, что практически соответствует величине контактного сопротивления после химического травления и механической зачистки металлической щеткой. Следует отметить, что после лазерной обработки поверхности существенное увеличение контактного сопротивления не наблюдается по истечении 72 ч после обработки, а после химического травления - 36 ч. Для исследуемых сплавов установлены зависимости разрушающего усилия на срез и отрыв сварной точки от диаметра литого ядра. Для одноточечных образцов при диаметре литого ядра 6, 2-6, 5 мм для сплавов Al - 1 Ca - 5, 5 Zn - 1, 5 Mg - 0, 5 Mn и Al - 2 Ca - 2, 5 Mg - 0, 4 Mn разрушающая нагрузка на срез составила 2200-2350 Н и 2050-2180 Н соответственно, а на отрыв - 3200-3550 Н и 2900-3250 Н соответственно.

Аннотация: На основе расчетных данных выбраны составы экспериментальных алюминиевых сплавов, которые отличаются наименьшей склонностью к горячеломкости при литье.

Аннотация: Цинковый завод является одним из основных предприятий АО "Алмалыкский ГМК". С 2018 г. по настоящее время идут работы по модернизации и реконструкции технологического оборудования завода. Результатом реконструкции и модернизации производственных мощностей предприятия являются улучшения условий труда технического и рабочего персонала, повышение технико-экономических показателей.

Аннотация: Процесс гидрирования тетрахлорида кремния в производстве поликристаллического кремния по-прежнему актуален, при этом способ каталитического гидрирования тетрахлорида кремния до трихлорсилана является перспективным для использования в промышленном производстве поликремния. Представлены ранее проведенные работы по различным аспектам данной проблемы. Осуществленные работы проводили в рамках лабораторных изысканий. Поставлена задача разработать промышленный конвертер для осуществления этого процесса. Представлен гранулометрический состав измельченного кремния, который используется в процессе гидрирования. Приведены уравнения химических реакций, протекающих во время этого процесса. Процесс гидрирования проводили при температуре 600 C и давлении 1, 1 МПа. На основе критериальных уравнений выполнен расчет кинетических характеристик псевдоожиженного слоя измельченного кремния. Рабочая скорость парогазовой смеси в реакционной части конвертера определена в размере 0, 12 м/с. Полученные характеристики использованы при расчете конструктивных параметров конвертера для производительности предприятия 1000 т/год поликремния. Реакционная зона промышленного конвертера имеет внутренний диаметр 1, 5 м и высоту 10 м. Представлено схематичное изображение конвертера, описаны конструктивные особенности конвертера с цилиндрической царгой. Сепаратор предназначен для осаждения унесенных из взвешенного слоя частиц. В распределителе газа круговое расположение отверстий способствует формированию псевдоожиженного слоя. В конструкции конвертера целесообразно предусмотреть жалюзийные перегородки, улучшающие характеристики псевдоожиженного слоя. В качестве конструкционного материала предложен сплав Incoloy 800НТ. Расчет и предложенная конструкция конвертера могут быть использованы при проектировании оборудования для строящихся и модернизируемых производств поликристаллического кремния.

Аннотация: При проведении экспериментов по замешиванию многостенных углеродных нанотрубок проявились ограничения, в частности, сложность их равномерного распределения в расплаве.