Izvestiya Vuzov Tsvetnaya Metallurgiya (Proceedings of Higher Schools Nonferrous Metallurgy / Известия вузов. Цветная металлургия
Not a member yet
659 research outputs found
Sort by
Структура и свойства жаропрочного никелевого сплава ЭП741НП, полученного методом селективного лазерного сплавления
No full textEP741NP alloy samples featuring various types of defects with the volume fraction varying from 0.31 to 0.65 % were produced by the method of selective laser melting (SLM) at various process conditions. The structure of SLM samples was investigated using optical and scanning electron microscopy, and mechanical properties were determined by tensile tests. All investigated SLM samples featured by low strength characteristics due to the metastable single-phase structure formation, as well as structural defects in the form of cracks. To improve mechanical properties, various types of post-processing were carried out including hot isostatic pressing (HIP), heat treatment according to the «solution + aging» (HT) type, and comprehensive processing combining HIP and HT. According to the research results, the influence of various post-processing types on the microstructure and properties of SLM samples were determined. It was established that the use of HIP contributes to a decrease in porosity to 0.04 %, structure recrystallization, and the precipitation of a strengthening intermetallic phase based on Ni3Al (γ ′-phase) in the form of large particles of different sizes forming agglomerates. HT leads to the structure recrystallization and precipitation of a finely dispersed γ ′-phase uniformly distributed in the alloy matrix. In this case, strength characteristics of samples after HIP and HT are approximately at the same level (σв ~ 1250÷1290 MPa), however, the ductility of samples after HT is significantly lower. This is associated with the retention of defects in the structure in the form of cracks and large pores. The maximum increase in mechanical characteristics (σ up to 1460 MPa, δ up to 21.3 %) was recorded during comprehensive post-processing (HIP + HT) that ensures defect elimination and optimal alloy structure formation.Методом селективного лазерного сплавления (СЛС) по различным технологическим режимам получены образцы из сплава ЭП741НП с различными видами дефектов, объемная доля которых варьируется от 0,31 до 0,65 %. Структура СЛС-образцов изучалась с применением методов оптической и сканирующей электронной микроскопии, механические характеристики определялись посредством проведения испытаний на растяжение. Все исследованные СЛС-образцы характеризовались невысокими прочностными характеристиками, что связано с формированием метастабильной однофазной структуры, а также с наличием структурных дефектов в виде трещин. Для повышения механических свойств проведены различные виды постобработки, в том числе горячее изостатическое прессования (ГИП), термическая обработка (ТО) по типу «закалка + старение» и комплексная обработка, сочетающая ГИП и ТО. По результатам исследований определено влияние различных видов постобработки на микроструктуру и свойства СЛС-образцов. Установлено, что применение ГИП способствует уменьшению пористости до 0,04 об.%, рекристаллизации структуры и выделению упрочняющей интерметаллидной фазы на основе Ni3Al (γ ′-фазы) в виде крупных разноразмерных частиц, образующих агломераты. Проведение ТО приводит к рекристаллизации структуры и выделению мелкодисперсной γ ′-фазы, равномерно распределенной в матрице сплава. При этом прочностные характеристики образцов после ГИП и ТО находятся примерно на одном уровне (σв ~ 1250÷1290 МПа), однако пластичность образцов после ТО существенно ниже, что связано с сохранением в структуре дефектов в виде трещин и крупных пор. Максимальное увеличение механических свойств (σв до 1460 МПа и δ до 21,3 %) зафиксировано при проведении комплексной постобработки (ГИП + ТО), которая обеспечивает устранение дефектов и формирование оптимальной структуры сплава
Влияние скорости деформации на микроструктуру и механические свойства алюминиевого сплава AA2B06-O системы Al–Cu–Mg
Get PDFThe study covers the tensile properties and microstructure of AA2B06-O aerospace aluminum alloy (Al–Cu–Mg system) at low (0.001–1.0 s–1) and high (1293–5045 s–1) strain rates. The stain rate at relatively slow (quasistatic) tension has a small effect on mechanical properties. Rasing strain rate at fast (dynamic) loading results in a substantial (nearly twofold) simultaneous increase in the ultimate tensile strength and plasticity (elongation to failure) of the alloy with the yield stress virtually unchanged. Transmission electron microscopy revealed a homogeneous nature of plastic deformation on the microlevel at slow loading and inhomogeneous one at fast loading. The latter is observed as localized deformation in the form of adiabatic microshear bands where complex dislocation structures are formed such as dislocation tangles, dipole and multipole configurations. The first stage of dynamic recrystallization is observed in certain domains of microshear bands due to the heat released at localized plastic deformation. It was shown that the changeover of deformation mechanisms when passing from the quasistatic to dynamic tension causes a significant change in mechanical behavior of the material. Thus, a simultaneous increase in both strength and plasticity can take place not only in nanostructured materials obtained by severe plastic deformation techniques (e.g. equal channel angular pressing), but also at the high strain rate deformation of an aluminum alloy having an «ordinary» microstructure after rolling and low-temperature annealing. The experimental results open up new prospects for practical application of high strain rate pulse deformation methods, such as impact hydroforming, for producing complex-shape articles from sheet blanks in one operation due to substantially improved technological plasticity of the material.Исследованы механические свойства при растяжении и микроструктура авиационного алюминиевого сплава AA2B06-O системы Al–Cu–Mg при малых (0,001–1,0 с–1) и высоких (1293–5045 с–1) скоростях деформации. При относительно медленном (квазистатическом) растяжении скорость деформации слабо влияет на механические характеристики. При быстром (динамическом) нагружении повышение скорости деформации приводит к существенному (почти в 2 раза) одновременному увеличению предела прочности сплава при растяжении и его пластичности (относительного удлинения до разрушения) при почти неизменном пределе текучести. С помощью просвечивающей электронной микроскопии установлен гомогенный характер пластической деформации на микроуровне при медленном нагружении и негомогенный – при быстром, проявляющийся в ее локализации в виде адиабатических микрополос сдвига, в которых формируются сложные дислокационные структуры, такие как сплетения дислокаций, дипольные и мультипольные конфигурации. В отдельных участках микрополос сдвига наблюдается первая стадия динамической рекристаллизации из-за выделяющейся теплоты локализованной пластической деформации. Показано, что смена механизма деформации при переходе от квазистатического к динамическому растяжению является причиной значительного изменения механического поведения материала. Таким образом, одновременное повышение прочности и пластичности может иметь место не только в наноструктурированных сплавах, полученных методами интенсивной пластической деформации (например, равноканальным угловым прессованием), но и при высокоскоростной деформации алюминиевого сплава с «обычной» микроструктурой после прокатки и низкотемпературного отжига. Экспериментальные результаты открывают новые перспективы практического применения методов высокоскоростной импульсной деформации, таких как гидроударная штамповка, для получения деталей сложной формы из листовых заготовок за одну операцию вследствие значительного улучшения технологической пластичности материала
Влияние церия на фазовый состав и характер кристаллизации литейных алюминиевых сплавов системы Al—Mg—Si
No full textThis study was conducted with calculations made in Thermo-Calc software (TCAl4.0 database) to find out the unexplored data on the phase composition, crystallization behavior of Al—Mg—Si—Ce alloys as regards the compositions of two-phase (Al) + Mg2Si cast aluminum-magnesium alloys. It was shown that (Al), Al4Ce, Mg2Si, Al8Mg5 phases may form during crystallization. At 4% Mg and (Si + Ce) concentrations of 1.5 %, a simultaneous increase in Ce and decrease in Si contents from 0.2 % and 1.3 % points promote consistent reactions L + (Al) + Al4Ce and L + (Al) + Al4Ce + Mg2Si. This suggests that the Al4Ce phase may hinder the growth of Mg2Si phase eutectic inclusions. Moreover, at 20 °C such a change in concentrations promotes a simultaneous decrease in the contents of Al4Ce and Al8Mg5 phases, along with a decrease in the amount of magnesium silicide. While adding Ce in the Al—4%Ce—0.5%Si alloy, the fraction of Mg2Si is approximately constant throughout the entire crystallization range (1.34 %), but each 0.1% Ce increases the Ce-bearing intermetallic fraction by 0.17 %, and at 0.7 % Ce the proportions of two phases are equal. When studying the phase composition at representative annealing temperatures of 400 и 550 °C, it was revealed that the (Al) solid solution becomes supersaturated as a result of Al8Mg5 phase dissolving. Each 0.1% Ce increases the Mg content in the (Al) solid solution by 0.005 % in the first case and by 0.01 % in the second one. This indicates a potentially positive influence of Ce on matrix strengthening. Based on the results, it was concluded that it is advisable to add Ce in an amount of up to 0.7 %, which slightly reduces the liquidus temperature (to ~636+638 °C), but reduces the non-equilibrium solidus temperature by ~30 °C to 421 °C. At the same time, at a constant Mg2Si phase formation temperature (581 °C), the eutectic crystallization range (Al)+Al4Ce expands with Ce addition, which can compensate for the decrease in casting properties. The Al—4%Ce—0.5%Si—0.7% Ce alloy has the following phase composition: Al4Ce 1.19 %, the [Mg2Si/Al4Ce] ratio = 0.89, Al8Mg5 fraction is 7.92 % at 20 °C, Mg concentrations in the (Al) solid solution are 3.22 % and 3.36 % at temperatures of 400 °C and 550 °C, respectively. The presented results serve as the basis for subsequent experiments and justify compositions and temperature conditions for obtaining cast aluminum-magnesium alloys with cerium having a modifying effect on Mg2Si eutectic inclusions.В данной работе c помощью расчетов в программе «Thermo-Calc» (база данных TCAl4.0) раскрываются ранее не изученные данные о фазовом составе и характере кристаллизации сплавов системы Al—Mg—Si—Ce в области литейных алюминиево-магниевых сплавов двухфазного состава (Al) + Mg2Si. Показано, что в процессе кристаллизации возможно формирование фаз (Al), Al4Ce, Mg2Si, Al8Mg5. При 4 % Mg и концентрациях (Si + Се) = 1,5 % одновременное повышение Ce и уменьшение Si с точек 0,2 и 1,3 % способствуют последовательному протеканию реакций L + (Al) + Al4Ce и L + (Al) + Al4Ce + Mg2Si; это позволяет предположить, что фаза Al4Ce может ограничивать рост эвтектических включений фазы Mg2Si. Более того, при температуре 20 °C такое изменение концентраций способствует одновременному росту содержаний фаз Al4Ce и Al8Mg5, что также сопровождается снижением количества силицида магния. При добавлении Се в сплав Al—4%Ce—0,5%Si доля Mg2Si практически постоянна во всем интервале кристаллизации (1,34 %), но при этом каждые 0,1 % Ce повышают долю интерметаллида c Ce на 0,17 %, и при 0,7 % Ce доли двух фаз становятся равнозначными. При изучении фазового состава при характерных температурах отжига 400 и 550 °C было выявлено, что вследствие растворения фазы Al8Mg5 происходит пересыщение твердого раствора (Al), и каждые 0,1 % Ce повышают долю Mg в твердом растворе (Al): в первом случае — на 0,005 %, а во втором — на 0,01 %, что свидетельствует о потенциале положительного влияния Се на упрочнение матрицы. На основании результатов был сделан вывод о целесообразности добавления в сплав Ce в количестве до 0,7 %, что незначительно уменьшает температуру ликвидуса (до ~636+638 °C), но на ~30 °C снижает температуру неравновесного солидуса до 421 °C. В то же время при постоянной температуре образования фазы Mg2Si (581 °C) с добавкой Ce расширяется интервал кристаллизации эвтектики (Al) + Al4Ce, что может компенсировать снижение литейных свойств. Сплав Al—4%Ce—0,5%Si—0,7%Ce имеет следующий фазовый состав: Al4Ce — 1,19 %, соотношение [Mg2Si/Al4Ce] = 0,89, доля Al8Mg5 — 7,92 % при 20 °C, концентрации Mg в твердом растворе (Al) — 3,22 и 3,36 % при температурах 400 и 550 °C соответственно. Представленные результаты обосновывают составы и температурные режимы получения литейных алюминиево-магниевых сплавов с церием, оказывающим модифицирующее влияние на эвтектические включения Mg2Si
Влияние термической обработки на коррозионные и прочностные свойства дисперсионно-твердеющего никелевого сплава ЭП718
No full textThe paper investigates the effect of heat treatment modes on the corrosion resistance and strength properties of the EP718 precipitation-hardened nickel-based alloy originally developed for the aircraft industry and currently used in the oil and gas industry. The effect of the annealing temperature (980–1130 °C), holding time (1–2 h) and the time of intermediate and final aging (4–20 h) at 780 °C and 650 °C was studied. It was found that EP718 alloy strength and corrosion properties are determined by the hardening temperature. Highest strength properties are achieved at a hardening temperature of 980 °C (yield strength σy = 950 MPa) due to a higher grain score equal to 3.5 and the presence of inclusions of different size. However, in this case corrosion rate reaches V = 5.88 g/(m2·h). The temperature of 1130 °C ensures the best corrosion performance (V = 2.04 g/(m2·h)) due to the dissolution of undesirable phases (volume fraction of non-metallic inclusions is 0.47 %), but strength performance is reduced (σy = 756 MPa) in this case as a result of the lower grain score – 2.7. Aging mode consisting of an intermediate aging stage with holding at t = 780 °C for 5 h and a final stage at 650 °C for 16 h with air cooling ensures maximum hardening, which is expressed in an increase in hardness to 37.5–38.5 HRC. Electrochemical studies demonstrated that an increase in the aging time leads to a decrease in the stability of the passive state.Исследовано влияние режимов термообработки на коррозионную стойкость и прочностные свойства дисперсионно-твердеющего никелевого сплава ЭП718, изначально разработанного для условий авиапромышленности и применяющегося в настоящее время в нефтегазовой отрасли. Рассмотрено влияние температуры закалки (980–1130 °С) и времени выдержки (1–2 ч), а также продолжительности промежуточной и окончательной стадий старения (4–20 ч) при температурах 780 и 650 °С. Установлено, что прочностные и коррозионные свойства сплава ЭП718 определяются температурой закалки. При ее значении 980 °С достигаются наивысшие прочностные характеристики (предел текучести составляет σт = 950 МПа) за счет большего балла зерна, равного 3,5, и наличия включений разного размера (их объемная доля – 0,61 %), однако при этом скорость коррозии достигает V = 5,88 г/(м2·ч). При температуре 1130 °С наблюдаются наилучшие коррозионные характеристики (V = 2,04 г/(м2·ч)) за счет растворения нежелательных фаз (объемная доля неметаллических включений 0,47 %), однако при этом прочностные свойства понижаются (σт = 756 МПа), что объясняется меньшим баллом зерна – 2,7. Режим старения, состоящий из промежуточной ступени с выдержкой при t = 780 °С в течение 5 ч и окончательной ступени при 650 °С, τ = 16 ч с охлаждением на воздухе, приводит к максимальному упрочнению, что выражается в повышении твердости до 37,5–38,5 HRC. С помощью электрохимических исследований показано, что увеличение длительности старения приводит к снижению стабильности пассивного состояния
Структура и свойства композитных TiN–Pb-покрытий, напыленных на сплав вт6 магнетронным распылением постоянного тока
Get PDFDC reactive magnetron sputtering of two separate single-element Ti and Pb targets was used to deposit a TiN–Pb composite coating onto a substrate made of the VT6 titanium alloy. The studies were carried out at Pb cathode currents of 0.2 and 0.1 A and two fixed argon flow rate values of 6.0 or 8.5 cm3/min, and the flow rate of nitrogen supplied to the chamber varying from experiment to experiment. The composition of coatings was determined by energy dispersive analysis. It was shown that the amount of lead in the coatings ranged from 0.5 to 16 wt.% depending on the Pb cathode current and reactive nitrogen consumption. Coating microhardness and wear were determined for each deposition mode. It was found that coating thicknesses varied from 1.9 to 5.2 μm depending on the ratio of argon and nitrogen fluxes. The effect of TiN–Pb magnetron coating deposition parameters on the structure and phase composition was investigated by X-ray diffraction method. It was shown that the coating consists of Pb and PbO at the Pb cathode current of 0.2 A, and of TiN, Pb, and PbO at the current of 0.1 A, while an increase in the ratio of argon and nitrogen fluxes leads to an increase in the fraction of TiN, the intensity of titanium substrate surface saturation with nitrogen, as well as microhardness and wear resistance. Under all deposition conditions the TiN coating features by a typical texture (111), the intensity of which varies nonmonotonically.Методом реакционного магнетронного распыления постоянного тока двух раздельных моноэлементных мишеней Ti и Pb напыляли композитное покрытие состава TiN–Pb на подложку из титанового сплава ВТ6. Исследования проводили при токах на Pb-катоде 0,2 и 0,1 А и двух фиксированных значениях расхода аргона: 6,0 либо 8,5 см3/мин, меняя от опыта к опыту расход подаваемого в камеру азота. Состав покрытий определяли энергодисперсионным анализом. Показано, что количество свинца в покрытиях составляло от 0,5 до 16 мас.% в зависимости от тока на Pb-катоде и расхода реактивного азота. Для каждого режима напыления оценивали микротвердость и износ покрытий. Установлено, что в зависимости от отношения потоков аргона и азота толщина покрытий менялась от 1,9 до 5,2 мкм. Рентгеноструктурным методом исследовали влияние параметров нанесения магнетронных TiN–Pb-покрытий на их структуру и фазовый состав. Выявлено, что при значениях тока на Pb-катоде, равном 0,2 А, покрытие состоит из Pb и PbO, а при токе 0,1 А – из TiN, Pb и PbO. При этом увеличение отношения потоков аргона и азота приводит к росту доли TiN, повышению интенсивности насыщения поверхности титановой подложки азотом, а также увеличению микротвердости и износостойкости. При всех условиях напыления TiN-покрытие характеризуется типичной текстурой (111), интенсивность которой меняется немонотонно
Метод переработки Sn–Pb-сплава для получения технического олова
No full textThe aim of the research is to develop an optimal method for Sn–Pb alloy processing to obtain a marketable product – high-grade tin O1–O3 (Sn 98.5 %). Laboratory studies were conducted on the refining of the Sn–Pb alloy with the following composition, wt.%: 53–60 Sn; 18–29 Pb, first by vacuum distillation (t = 1085÷1300 °C, P = 15÷100 Рa; τ = 3÷36 h) for As, Sb and Pb sublimation, then by reagent deposition with elemental sulfur and aluminum as part of the Al–Sn master alloy in the presence of NH4Cl for Cu, Fe and Sb separation. This resulted in obtaining a Sn-containing residue (yield ~60 %) of the following composition, wt.%: 92.39 Sn; 0.46 Pb that was subjected to reagent refining to obtain O3 grade tin (metal yield ~68 %) with the following composition, wt.%: 99.5 Sn; 0.009 Pb. It was found that it is feasible to carry out refining from a preliminarily decopperized Sn–Pb alloy to obtain a finished O1 grade product with a direct extraction of 90 %. A schematic diagram was developed and recommendations were formulated for the process regulations on Sn–Pb alloy processing to obtain commercial tin and recover resulting intermediate products and waste. A furnace with separate production of As, Sb, Pb condensates with the following composition, wt.%: 94.2–98.3 As; 5.1–14.5 Sb; 78.9–86.4 Pb, respectively, was chosen as a vacuum distillation unit. The economic effect of processing ~480 ton/year of Sn–Pb alloy (~50.8 % Sn) with the production of ~235 ton/year of O1–O3 grade tin is ~39 million rubles/year.Разработан оптимальный способ переработки Sn–Pb-сплава для получения товарного продукта – марочного олова О1–О3 (Sn 98,5 %). Выполнены лабораторные исследования по рафинированию Sn–Pb-сплава состава, мас.%: 53–60 Sn, 18–29 Pb, вначале методом вакуумной дистилляции (t = 1085÷1300 °С, Р = 15÷100 Па, τ = 3÷36 ч) для возгонки As, Sb и Pb, затем путем реагентного осаждения элементной серой и алюминием в составе Al–Sn-лигатуры в присутствии NH4Cl для отделения Cu, Fe и Sb. В результате получен Sn-содержащий остаток (выход ~60 %) следующего состава, мас.%: 92,39 Sn, 0,46 Pb, который был подвергнут реагентному рафинированию для получения марочного олова О3 (сквозной выход металла ~68 %) состава, мас.%: 99,5 Sn, 0,009 Pb. Выявлено, что для производства готового продукта марки О1 с прямым извлечением 90 % целесообразно осуществлять рафинирование из предварительно обезмеженного Sn–Pb-сплава. Разработана принципиальная схема и сформулированы рекомендации для технологического регламента по переработке Sn–Pb-сплава с получением технического олова и рекуперацией образующихся промпродуктов и отходов. В качестве агрегата для вакуумной дистилляции выбрана печь с раздельным получением As-, Sb-, Pb-конденсатов состава, мас.%: 94,2–98,3 As, 5,1–14,5 Sb и 78,9–86,4 Pb соответственно. Экономический эффект от переработки ~480 т/год Sn–Pb-сплава (~50,8 % Sn) с получением ~235 т/год марочного олова О1–О3 достигает ~39 млн руб./год
Исследование свойств бронзы БрО10С2Н3, полученной наполнительным литьем, непрерывным литьем вверх и горячей экструзией
No full textIn mechanical engineering, the antifriction tin bronzes, and C92900 bronze for instance are used for parts subjected to wear. The permanent mold casting into steel molds are commonly used to produce parts from C92900 bronze. This work investigates the possibility of C92900 bronze rods production by hot extrusion and upcasting methods. It has been discovered the hot extrusion temperature and ram speed, as well as the casting speed for upcasting that promote no defects in rods. It has been shown that hot extrusion leads to severe grain refinement up to 1.7 gm, and when casting upwards, on the contrary, an increase in the grain size occurs in comparison with the permanent mold casting. After hot extrusion and upcasting, the crystals of the Y-Cu3Sn intermetallic phase are refined in the bronze microstructure. At the same time, large agglomerations of (Pb) particles can be observed in the extruded bronze microstructure, which leads to a decrease in the coefficient of friction. The maximum hardness and tensile strength were obtained for rods produced by hot extrusion at 600 °C, and the highest elongation in rods obtained by the upcasting method. Tribological studies were carried out according to the «shaft — partial insert» scheme in a kerosene medium with a steel counter body showed that hot extrusion leads to a tenfold increase in wear resistance and a threefold decrease in the friction coefficient in comparison with rods obtained by permanent mold casting. At the same time, for the rods obtained by the upcast method, on the contrary, a decrease in wear resistance is observed. In connection with the mentioned results, it is possible to recommend the hot extrusion method for producing C92900 bronze rods in addition with casting technique.Для деталей, работающих на трение в машиностроении, применяются антифрикционные оловянные бронзы и, в частности, бронза БрО10С2Н3. Обычно для получения изделий из этой бронзы используется метод наполнительного литья в металлические формы. В настоящей работе исследовали возможность получения заготовок из бронзы БрО10С2Н3 методами горячей экструзии и непрерывного литья вверх. Были установлены температура и скорость горячей экструзии, а также скорость вытягивания при непрерывном литье, позволяющие избежать возникновения дефектов. Показано, что горячая экструзия очень сильно измельчает зерно до 1,7 мкм, а при литье вверх, наоборот, размер зерна увеличивается в сравнении с методом наполнительного литья. Что же касается микроструктуры, то при горячей экструзии и непрерывном литье вверх происходит измельчение кристаллов интерметаллидной фазы Y-Cu3Sn. При этом в структуре бронзы после горячей экструзии можно наблюдать крупные скопления частиц (Pb), что, по всей видимости, приводит к снижению коэффициента трения. Максимальная твердость и прочностные свойства при растяжении характерны для прутков, полученных методом горячей экструзии при 600 °С, а наибольшее относительное удлинение было обнаружено в прутках, полученных методом непрерывного литья вверх. Трибологические исследования, проведенные по схеме «вал — частичный вкладыш» в среде керосина со стальным контртелом, показали, что применение горячей экструзии для получения прутков приводит к 10-кратному увеличению износостойкости и 3-кратному снижению коэффициента трения в сравнении со слитками, изготовленными наполнительным литьем. При этом для прутков, полученных методом непрерывного литья вверх, наоборот, наблюдается уменьшение износостойкости. В связи с вышесказанным можно рекомендовать метод горячей экструзии для получения заготовок из бронзы БрО10С2Н3 наравне с литьем
Исследование влияния различных источников энергии на структуру и механические свойства сварного соединения из никелевого сплава ЭП693
No full textThe paper provides the results of a study on the influence of welding types (laser, electron beam, and TIG welding) on the properties of a permanent connection made of an EP693 alloy of the Ni–Cr–W–Co–Mo system used in the production of gas turbine engine components and parts. EP367 filler wire of the Ni–Mo–Cr–Mn system was used to obtain a weld during laser and TIG welding. A comparative analysis of heating areas and power densities was performed for the welding types studied. It was established that TIG welding features by greater values of the heating area and power density in comparison with laser and electron beam welding. It was found that the type of welding affects the features of weld formation. For example, a weld is formed with the transition to knife fusion penetration in the weld root for electron beam welding, and in the form of an «hourglass» for laser welding. The analysis of the heat affected zone microstructure showed that the smallest grain size is formed during laser welding. The distribution of elements in the weld joint was analyzed. It was found that when welding with the use of filler wire, the Mo content increases and the W, Co, Al, and Ti content decreases in the weld and heat affected zone relative to the base metal. This determines the peculiarities of failure for samples obtained using the welding types studied. Samples obtained by TIG and laser welding broke along the heat affected zone on the weld reinforcement side. Samples obtained by electron beam welding broke along the weld. Mechanical tests of samples at room and elevated temperatures showed that samples obtained by laser and electron beam welding have the highest tensile strength.Приведены результаты исследования влияния видов сварки (лазерной, электронно-лучевой и аргонодуговой) на свойства неразъемного соединения из сплава марки ЭП693 системы Ni–Cr–W–Co–Mo, используемого в производстве узлов и деталей газотурбинных двигателей. Для получения сварного шва при лазерной и аргонодуговой сварке использована присадочная проволока ЭП367 системы Ni–Mo–Cr–Mn. Для исследуемых видов сварки выполнен сравнительный анализ площадей нагрева, а также плотностей мощности. Установлено, что аргонодуговая сварка характеризуется большими значениями площади нагрева и плотности мощности по сравнению с лазерной и электронно-лучевой. Выявлено, что вид сварки оказывает влияние на особенности формирования сварных швов. Так, при электронно-лучевой сварке шов формируется с переходом на «кинжальное» проплавление в корне шва, а при лазерной – в виде песочных часов. Анализ микроструктуры околошовной зоны показал, что наименьший размер зерен наблюдается при лазерной сварке. Выполнен анализ распределения элементов всварном соединении. Установлено, что при сварке с применением присадочной проволоки повышается содержание Mo и снижается – W, Co, Al и Ti в сварном шве и околошовной зоне относительно основного материала. Это обуславливает особенности разрушения образцов, полученных рассматриваемыми видами сварки. Разрушение образцов, полученных при аргонодуговой и лазерной сварке, происходило по околошовной зоне со стороны усиления шва, а при использовании электронно-лучевой технологии они разрушались по сварному шву. Механические испытания образцов при комнатной и повышенной температурах показали, что наибольшей прочностью обладают образцы, полученные с использованием лазерной и электронно-лучевой технологий сварки
Комплексная оценка флотационных реагентов по их влиянию на потери металлов и селективность флотации
No full textThe paper proposes a method for quick estimation of the average floatability of minerals according to the kinetic experiment, without finding the flotation spectrum where first moments of distribution are calculated by the coefficients of the polynomial approximation of the kinetic curve in the logarithmic form. An example of copper-nickel ore demonstrated that this method is effective in the multiparameter problem of comparative assessment of reagents. The ten parameters assessed included the average floatability of target minerals (chalcopyrite and pentlandite), pyrrhotite and rock; flotation selectivity coefficients of target minerals relative to pyrrhotite and rock; levels of copper and nickel losses with bulk flotation tailings. Interdependencies of parameters were visualized using diagrams showing the effect of flotation reagents on the groups of parameters: average floatability, selectivity coefficients, metal losses and selectivity relative to rock. The influence of butyl xanthate, aerofloat, diesel fuel, as well as gangue depressants – carboxymethyl cellulose (CMC) and acidified water glass (with a total consumption of collectors, diesel fuel, acidified water glass and CMC of 130 g/t, 5–10 g/t, 200 g/t, and 500 g/t, respectively) on the estimated parameters under collective flotation conditions was determined. It was found that the addition of aerofloat and diesel fuel to the main reagent collector – xanthate – increases the flotation selectivity of pentlandite and chalcopyrite relative to pyrrhotite and rock-forming component. The introduction of acidified water glass into the reagent scheme increases the flotation selectivity of nickel and copper sulfides relative to the rock. CMC additives impair the selectivity of copper flotation. The quantitative effects of each individual parameter were taken into account in the integral rating assessment of the prospects of using reagent combinations for copper-nickel ore by a set of ten parameters. The method proposed can be further used for the mass comparative evaluation of flotation reagents.Предложен метод быстрой оценки средней флотируемости минералов по данным кинетического опыта, без нахождения спектра флотируемости, при котором первые моменты распределения вычисляются по коэффициентам полиномиальной аппроксимации логарифмической формы кинетики. На примере медно-никелевой руды показано, что применение этого метода эффективно в многопараметрической задаче сравнительной оценки реагентов. Оцениваемые параметры (их 10) включали среднюю флотируемость целевых минералов (халькопирита и пентландита), пирротина и породы; коэффициенты селективности флотации целевых минералов относительно пирротина и породы; уровни потерь меди и никеля с хвостами коллективной флотации. Наглядное представление взаимозависимостей параметров достигается использованием диаграмм, отображающих влияние флотационных реагентов на группы параметров: среднюю флотируемость, коэффициенты селективности, потери металлов и селективность относительно породы. Определено влияние бутилового ксантогената, аэрофлота, дизельного топлива, а также депрессоров пустой породы – карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) и подкисленного жидкого стекла (при суммарном расходе собирателей – 130 г/т, дизельного топлива – 5–10 г/т, КМЦ – 200 г/т, жидкого стекла – 500 г/т) на оцениваемые параметры в условиях коллективной флотации. Установлено, что добавки аэрофлота и дизельного топлива к основному реагенту- собирателю – ксантогенату – повышают селективность флотации пентландита и халькопирита относительно пирротина и породообразующей составляющей. Введение в реагентный режим подкисленного жидкого стекла увеличивает селективность флотации сульфидов никеля и меди относительно породы. Добавки КМЦ ухудшают селективность флотации меди. Количественные эффекты каждого отдельного параметра учтены в интегральной рейтинговой оценке перспективности применения сочетаний реагентов для медно-никелевой руды по совокупности 10 параметров. Предложенный метод может быть в дальнейшем использован при массовой сравнительной оценке флотационных реагентов