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: Проанализированы зависимости уширения при плющении от относительного обжатия при горячей деформации сплава ВТ14 в проходе.

Аннотация: Исследования древней горно-металлургической деятельности на территории Российской Федерации в последние десятилетия приобрели системный характер, что позволяет глубже понимать процессы становления доисторической металлургии, ее времени и места на территории страны, возможности получения тех или иных металлов и их сплавов. Приведены результаты реконструкции металлургического передела по древним технологиям плавки полиметаллических руд, отобранных в зоне расположения системы древних горных выработок Донбасса в районе Нагольно-Тарасовского рудного узла. Процесс плавки осуществляли в воссозданных по историческим данным плавильной печи и плавильной чаше. С помощью электронной микроскопии (ЦКП "Геонаука" Института геологии Коми НЦ УрО РАН) изучен вещественный состав исходного рудного минерала - галенита, отобранного в районе шахты "Возрождение" Журавского серебряно-полиметаллического месторождения. Также исследованы продукты металлургического передела - свинец и стекловатый шлак. Выявлены особенности перераспределения основных химических элементов по продуктам плавки. Установлено, что при проведении металлургического передела даже на бедной по содержанию серебра галенитовой руде в продуктах плавления обнаружены серебряно-сурьмяные фазы переменного состава. Установлены факторы, обеспечивающие эффективность металлургического передела и основные этапы плавки. Выделены наиболее перспективные типы полиметаллических руд рудного узла для выплавки серебра по древним технологиям. Полученные сведения о древней горно-металлургической деятельности в пределах серебряно-полиметаллических месторождений Нагольно-Тарасовского рудного узла Нагольного кряжа Донбасса позволили актуализировать исследования по реконструкции древней металлургии серебра. Проведенные эксперименты показали, что при использовании довольно примитивной древней технологии возможно получение не только металлического свинца, но и обогащение его серебром.

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: Представлены результаты исследований особенностей нанесения покрытий порошком сплава никеля 1350-00 и хрома ПХ-1 методом высокоскоростной лазерной наплавки на тонкостенные трубки из циркониевого сплава Э110. Наплавку выполняли с помощью непрерывного излучения иттербиевого волоконного лазера мощностью до 10 кВт на роботизированном комплексе. Исследования проводили при конфигурации экспериментального модуля с возможностями реализации технологии высокоскоростной лазерной наплавки: исследуемые образцы размещали в специально созданном высокоскоростном вращателе. Определено влияние мощности лазерного излучения и количество подаваемого порошка на структуру получаемых покрытий. Проведены металлографические исследования полученных образцов. Показано, что при выполнении лазерной наплавки на оптимальных режимах формируется практически беспористое покрытие с минимальным проплавлением материала основы, обеспечивающим металлургическое сплавление. По данным рентгено спектрального микро анализа химический состав наплавленного покрытия прак тически не отличается от химического состава используемого порошка. Толщина наплавленного слоя в зависимости от режимов наплавки регулируется в пределах 100-300 мкм за один проход. Линия сплавления одинакова по строению, что показывает высокую однородность тепловложения при наплавке. Размер зоны термического влияния в материале подложки в зависимости от режимов наплавки изменяется в пределах 50-200 мкм. Полученные результаты имеют перспективу применения в атомной промышленности, так как выбор оптимальных режимов и разработка методических рекомендаций по нанесению адгезионно-прочных и коррозионностойких покрытий на циркониевые элементы активной зоны различного типа реакторов важны для повышения надежности их работы и увеличения эксплуатационного ресурса реакторов.

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: Обжиг низкосортных цинковых концентратов в печах кипящего слоя сопровождается образованием спеков и настыли на стенках печи, что снижает ее производительность и ведет к аварийным остановкам. Существующие литературные данные о причинах и механизме появления спеков в кипящем слое разнородны и не дают полной картины течения процесса, кроме того, не предложены эффективные способы борьбы с их образованием. В проведенном исследовании определены условия появления спеков в кипящем слое и показан механизм их образования. Установлено, что в кипящем слое при обжиге цинковых концентратов образуются два типа спеков: пористые белесого цвета с содержанием цинка, соответствующим концентрату, и серы на уровне огарка; темные плотные, обедненные цинком, с содержанием серы до 5 %. Первые расположены на подине печи или в объеме слоя, вторые - на стенках печи. У стенок печи кислорода не хватает, и окисление протекает в две стадии: через образование металлического цинка, который при температурах обжига сублимирует в газовую фазу и тем самым обедняет образующийся спек. В результате статистической обработки данных получено регрессионное уравнение, позволяющее с учетом параметров работы печи и содержания свинца в обжигаемом концентрате оценить минимальную скорость подачи дутьевых газов, при которой спеки в кипящем слое не образуются.

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: Полученная система Ag – C, сформированная на медной подложке, характеризуется толщиной покрытия от 50 до 550 мкм. В покрытии углеграфитовое волокно присутствует в виде пластин. Покрытие представляет собой легированный атомами меди агрегат. Изменение концентрации атомов меди при изменении расстояния от поверхности покрытия в глубину имеет положительный градиент. Формирование твердых растворов внедрения на основе меди и серебра подтверждено данными рентгенофазового анализа. Исследования методом микрорентгеноспектрального анализа фольг для просвечивающей электронной микроскопии показали, что медь в покрытии располагается в виде тонких прослоек по границам зерен серебра или формирует включения (зерна) субмикрокристаллических размеров. Установлено, что графит присутствует в виде наноразмерных (10 – 15 нм) частиц в объеме зерен серебра и зерен меди, а также располагается на границах зерен серебра. В системе Ag – C / Сu выявлено формирование переходного слоя толщиной 250 – 300 нм. Размер субзерен в переходном слое изменяется в пределах 150 – 250 нм. Модуль Юнга и микротвердость по Виккерсу уменьшаются с увеличением толщины покрытия. Износостойкость покрытия составляет 6·10–6 мм3 /(Н·м). Полученный набор свойств и характеристик структуры позволяет сделать вывод о пригодности сформированных покрытий для работы в электрических контактах мощных электрических сетей. Конкретный выбор определенной модели контактов требует дополнительных уточняющих исследований.

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.