Izvestiya Vuzov Tsvetnaya Metallurgiya (Proceedings of Higher Schools Nonferrous Metallurgy / Известия вузов. Цветная металлургия
Not a member yet
659 research outputs found
Sort by
Влияние поверхностного упрочнения комбинированными термосиловыми воздействиями на усталостную долговечность и разрушение титанового сплава ВТ22
Get PDFThe study covers the influence of electromechanical surface treatment (EMT), non-abrasive ultrasonic finishing (NAUF), their complex influence with subsequent aging on the fatigue life and surface microhardness changes. Samples for research were made of VT22 transition alloy rods after standard thermomechanical treatment. EMT was carried out by sample surface rolling with a roller and applying a high density current between them. As a result, surface thermomechanical treatment was carried out with the local fast surface heating and cooling. NAUF were implemented by shock treatment with an ultrasonic emitter striking on the treated surface. This revealed 1.8 times higher fatigue life when loading by rotational bending (with amplitude of 0.5σв) for samples after NAUF in comparison with the untreated initial state together with a slight increase in microhardness (up to 16 %). EMT reduces microhardness and fatigue life by almost 20 % and 70 %, respectively. EMT + NAUF complex processing has an insignificant effect on microhardness, but it increases fatigue life by 40 % with respect to EMT. Aging at 450 °C for 5 hours increases microhardness after EMT by 30–40 % with a simultaneous increase in fatigue life by 2 times. The aging of samples subjected to EMT + NAUF revealed virtually no increase in microhardness, but increased fatigue life by almost 3 times (as compared to EMT). According to fractography results, the reduction in fatigue life after EMT is associated with a reduction in the crack initiation stage, which virtually excludes this stage of fatigue damage accumulation from the overall sample fatigue life.Изучено влияние электромеханической поверхностной обработки (ЭМО), безабразивной ультразвуковой финишной обработки (БУФО), а также их комплексного воздействия с последующим старением на циклическую долговечность и изменение микротвердости поверхности титанового сплава. Образцы для исследований изготавливались из прутков сплава переходного типа ВТ22 после стандартной термомеханической обработки. Процесс ЭМО проводился путем обкатки поверхности образца роликом и пропусканием между ними тока большой плотности. В результате осуществлялась поверхностная электротермомеханическая обработка с локальным быстрым нагревом и охлаждением поверхности. Технология БУФО заключалась в ударной обработке бойком ультразвукового излучателя по обрабатываемой поверхности. При этом установлено повышение в 1,8 раза циклической долговечности при нагружении изгибом (с амплитудой напряжений 0,5σв) с вращением для образцов после БУФО по сравнению с необработанным исходным состоянием, сопровождающееся незначительным ростом микротвердости (до 16 %). Применение ЭМО снижает микротвердость почти на 20 %, а долговечность на 70 %. Комплексная обработка ЭМО + БУФО несущественно влияет на микротвердость, но по отношению к ЭМО на 40 % повышает долговечность. Старение при температуре 450 °С в течение 5 ч увеличивает микротвердость после ЭМО на 30–40 % с одновременным ростом долговечности в 2 раза. Старение образов, подвергнутых ЭМО + БУФО, практически не выявило повышения микротвердости, но увеличило долговечность почти в 3 раза (по сравнению с ЭМО). Анализ фрактографии поверхности разрушения показал, что снижение долговечности при обработке ЭМО связано с сокращением стадии зарождения трещин, что практически исключает этот этап накопления усталостных повреждений из общей долговечности образца
Физико-химические превращения при восстановительной обработке шлаков плавки медных концентратов
Get PDFHighly efficient autogenous methods introduced for smelting copper sulfide concentrates led to large volumes of copper-rich slags produced. Existing methods for their processing (such as flotation, various methods of reduction smelting) in separate units are ineffective and require significant costs. The use of Vanyukov furnaces for copper concentrate processing allows for slag reduction treatment in the furnace itself by creating a separate recovery zone. Due to the need for depleting copper-containing slags, the possibility of their reduction treatment was investigated. For these purposes, the feed including copper concentrates and quartz flux was subjected to oxidizing smelting at t = 1280÷ ÷1300 °C several times. The resulting slags were subjected to reduction treatment and analyzed using thermal, X-ray phase, mineralogical, electron probe and chemical analysis. The complete melting temperatures of oxidizing smelting slag samples are noted in the range of t = 1225÷ ÷1280 °С. According to mineralogical studies, the main phases of these slags are magnetite (Fe3O4) and fayalite (2FeO·SiO2) represented by large grains. In addition, the samples contain sulfide compounds: chalcosine and bornite solid solutions (Cu2S–Cu5FeS4), sphalerite (ZnS), galena (PbS). Slag reduction treatment was carried out at t = 1300 °С in the presence of activated carbon following by a decrease in the copper content in slags by an average of 0.45–0.65 % with the magnetite content reduced by 3.6–3.8 times. Slag samples featured strongly pronounced large fayalite crystals where the faylaite content increased sharply due to magnetite reduction with metallized phases reach in lead and zinc concentrated on grain boundaries. Reduction treatment intensifies the following transformations: the transition of iron from one oxidation state to another (Fe3+→Fe2+) to form fayalite, coalescence of sulfide inclusions, and formation of a matte phase containing copper and iron. During the reduction treatment of slags, lead and zinc can be sublimed with their further extraction.Внедрение высокоэффективных автогенных способов плавки медных сульфидных концентратов привело к получению больших объемов богатых по меди шлаков. Существующие способы их переработки (такие, как флотационное обогащение, различные восстановительные плавки) в отдельных агрегатах малоэффективны и требуют значительных затрат. Использование печей Ванюкова для переработки медных концентратов позволяет осуществить восстановительную обработку шлаков в самом плавильном агрегате за счет создания отдельной восстановительной зоны. В связи с необходимостью обеднения медьсодержащих шлаков изучалась возможность их восстановительной переработки, для чего была проведена серия окислительных плавок шихты, включающей медные концентраты и кварцевый флюс, при t = 1280÷1300 °С. Полученные шлаки подвергались восстановительной переработке и анализировались с использованием термического, рентгенофазового, минералогического, электронно-зондового и химико-аналитического методов. Температуры полного расплавления проб шлаков окислительных плавок отмечены в интервале t = 1225÷1280 °С. В соответствии с минералогическими исследованиями основными фазами этих шлаков являются магнетит (Fe3O4) и фаялит (2FeO·SiO2), представленные крупными зернами. Кроме того, в пробах присутствуют сульфидные соединения: халькозин-борнитовые твердые растворы (Cu2 S–Cu5FeS4), сфалерит (ZnS), галенит (PbS). Восстановительная обработка полученных шлаков была проведена при t = 1300 °С в присутствии активированного угля, после чего наблюдалось снижение содержания меди в шлаках в среднем на 0,45–0,65 %, содержание магнетита уменьшилось в 3,6–3,8 раз. В пробах шлака сформировались ярко выраженные крупные кристаллы фаялита, содержание которого резко возросло за счет восстановления магнетита, на границе зерен выделились металлизированные фазы с повышенными содержаниями свинца и цинка. Восстановительная обработка интенсифицирует следующие превращения: переход железа из одной степени окисления в другую (Fe3+→Fe2+) с образованием фаялита, коалесценция сульфидных включений, формирование штейновой фазы, содержащей медь и железо. Свинец и цинк при восстановительной переработке шлаков могут быть переведены в возгоны с дальнейшим их извлечением
Кинетика и технология переработки галенитсодержащего концентрата Кони Мансур
Get PDFThis study presents the characteristics of the Koni Mansur (Tajikistan) galena concentrate along with the kinetic study results for its leaching in the nitric acid solution. The main minerals (phases) of this concentrate are galena (PbS), sphalerite (ZnS), pyrite (FeS2), chalcopyrite (CuFeS2), anglesite (PbSO4) and quartz (SiO2). The study uses a sample of the concentrate with the following chemical composition, wt.%: Pb – 46.56, Zn – 4.01, Fe – 20.55, Cu – 2.03, S – 21.78, Si – 3.78 and Al – 1.29. The concentrate particle size varies between 0.84 and 148.26 μm. Optimal conditions for the concentrate nitric acid leaching are found to be: temperature t = 55÷65 °C, acid concentration 1.5–2.0 M and the time of concentrate and acid mixture processing 70–90 min. The leaching of concentrate minerals in the acid solution follows the shrinking core mechanism, at 45–65 °C within the kinetic region and with activation energy E = 46.78 kJ/mol. At temperatures below 45 °C, the concentrate nitric acid leaching reaction is inhibited by acid diffusion transfer to the surface of particles with activation energy E = 12.4 kJ/mol. The concentrate processing flow chart is proposed based on the kinetic study results obtained for the mineral leaching process with its main stages described as zero-emission and zero-waste, environmentally friendly, and implemented in a closed cyclic mode with nitric acid regeneration. This results in a significantly cost-effective route for the concentrate leaching process. The resulting associated chemicals are valuable for use in a wide range of industries.Приведены характеристики галенитсодержащего концентрата Кони Мансур (Респ. Таджикистан) и результаты кинетических исследований его выщелачивания в растворе азотной кислоты. Основными минералами (фазами) данного концентрата являются галенит (PbS), сфалерит (ZnS), пирит (FeS2), халькопирит (CuFeS2), англезит (PbSO4) и кварц (SiO2). В исследованиях использована проба концентрата следующего химического состава, мас.%: Pb – 46,56, Zn – 4,01, Fe – 20,55, Cu – 2,03, S – 21,78, Si – 3,78, Al – 1,29. Размер частиц концентрата варьируется в пределах 0,84–148,26 мкм. Оптимальными условиями осуществления азотно-кислотного выщелачивания концентрата являются: температура t = 55÷65 °С, концентрация кислоты 1,52,0 моль/дм3 , время переработки смеси концентрата с кислотой 70–90 мин. Выщелачивание минералов концентрата в растворе кислоты протекает, согласно механизму сокращения поверхности частиц, при температурах 45–65 °С в кинетической области с энергией активации Е = 46,78 кДж/моль, а при t < 45 °С реакция азотно-кислотного выщелачивания концентрата тормозится диффузионным переносом кислоты к поверхности частиц с величиной Е = 12,4 кДж/моль. Предложена технологическая схема переработки концентрата, основанная на результатах кинетики реакции выщелачивания минералов, и охарактеризованы ее основные стадии, которые не имеют выбросов газов и отходов, экологически чистые, не загрязняют природную среду, выполняются в закрытом циклическом режиме с многократным применением азотной кислоты, что значительно снижает себестоимость процесса выщелачивания концентрата. Образующиеся попутные вещества являются ценным материалом для использования в различных производствах
Магнитная структура и наномеханические свойства спеченных постоянных магнитов Nd–Dy–Fe–B марки USC-20L
Get PDFScanning electron microscopy (EDS analysis), magnetic force microscopy (MFM) and nanoindentation were used in the metallographic study of the magnetic structure and nanomechanical properties of sintered USC-20L Nd–Dy–Fe–B rare-earth magnets (Ural Strip Casting Technology). The microstructure of the sintered USC-20L Nd–Dy–Fe–B magnet includes the Nd2Fe14B phase grains separated by lamellas of neodymium-rich phases. Nd–29.1%Fe–6.2%C–2.2%O–1.4%Dy inclusions are located at the triple junctions of Nd2Fe14B grains. Nd–4.5%Fe–9.1%O–6.7%C–4.5%Fe–2%Dy inclusions are located along grain boundaries and contain neodymium and dysprosium oxides. The chemical composition of grains: Fe–25%Nd–6.9%C–1.6%Dy–1.4%B. It was found that due to irregular grain growth, the neodymium-rich phase interlayers are connected to each other in the region of grain junctions causing internal stress concentration and cracking. A crack propagates along the grain boundary from one wetted grain joint to another due to the occurring mechanical stresses. A phenomenon of intergranular wetting by the neodymium-rich phase is observed at Nd2Fe14B/Nd2Fe14B grain boundaries. It was found that Nd-riched phases can pseudo-incompletely (or pseudo-partially) wet such grain boundaries, i.e. form a non-zero contact angle along the grain boundaries and in triple joints. Based on the magnetic force microscopy results, a conclusion was made about the presence of a one-dimensional domain structure; domains cross grain boundaries. The presence of pores and inclusions of Nd and Dy oxides localized along grain boundaries is noteworthy. The average transverse size of the banded-structure domain is ~1 μm, domain wall energy is γ ~ 14 kJ/m2, domain wall width is δ ~0.6·10–9 m. The nanoindentation method was used to measure the values of nanohardness (H, GPa), elastic modulus (E, GPa), contact stiffness (S, N/m), elastic strain energy (We, nJ) and plastic strain energy (Wp, nJ) in submicrovolumes of Nd2Fe14B grains. According to the measurement results, the minimum value of Nd2Fe14B grain adhesion was estimated: Kint = 0.539 MPa·m0.5.Средствами растровой электронной силовой микроскопии (EDS-анализ), магнитной силовой микроскопии (МСМ) и наноиндентирования проведено металлографическое исследование магнитной структуры и наномеханических свойств спеченных редкоземельных магнитов Nd–Dy–Fe–B марки USC-20L (технология «Ural Strip Casting»). Микроструктура спеченного магнита Nd–Dy–Fe–B марки USC-20L включает зерна фазы Nd2Fe14B, разделенные ламелями фаз, обогащенных неодимом. Включения Nd–29,1%Fe–6,2%C–2,2%O–1,4%Dy дислоцированы в тройных стыках зерен Nd2Fe14B. Включения Nd–4,5%Fe9,1%O–6,7%C–4,5%Fe–2%Dy расположены по границам зерен и содержат оксиды неодима и диспрозия. Химический состав зерен: Fe–25%Nd–6,9%C–1,6%Dy–1,4%B. Обнаружено, что из-за нерегулярного роста зерен прослойки фазы, обогащенной неодимом, соединяются друг с другом в области стыков зерен, вызывая концентрацию внутренних напряжений и появление трещины. Трещина распространяется по границе зерен от одного смоченного стыка зерен к другому благодаря возникающим механическим напряжениям. Наблюдается явление межзеренного смачивания фазой, обогащенной неодимом, границ зерен Nd2Fe14B/Nd2Fe14B. Установлено, что фазы, обогащенные Nd, могут псевдо-неполностью (или псевдо-частично) смачивать такие границы зерен, т.е. образуют ненулевой контактный угол по границам зерен и в тройных стыках. По результатам МСМ сделано заключение о наличии одноразмерной доменной структуры, домены пересекают границы зерен. Обращает внимание факт наличия пор и включений оксидов неодима и диспрозия, локализованных по границам зерен. Средний поперечный размер домена полосчатой структуры составляет ~1 мкм, энергия доменной стенки γ ~ 14 кДж/м2, ширина доменной стенки δ ~ 0,6·10–9м. Методом наноиндентирования измерены величины нанотвердости (H, ГПа), модуля упругости (E, ГПа), контактной жесткости (S, Н/м), работы упругой деформации (We, нДж) и работы пластической деформации (Wp, нДж) в субмикрообъемах зерен Nd2Fe14B. По результатам измерений оценили минимальное значение адгезии Nd2Fe14B-зерен: Kint = 0,539 MПa·м0,5
Влияние времени охлаждения слитков медно-никелевого файнштейна на показатели селективности его флотационного разделения
Get PDFA criterion used to evaluate the efficiency of converter matte foam separation into nickel and copper concentrates is a selectivity index based on the total recoveries of metals into target concentrates that in turn defines their cumulative impurities (secondary metals) content. In addition to various factors (meeting density and reagent flow charts, comminution parameters, etc.), the time of preceding cooling of ingots is also known to have a substantial effect on the process of converter matte separation at commercial scale. Laboratory studies on selective separation were made to evaluate the influence of converter matte crystallization conditions at constant comminution and floatation parameters. Commercial converter matte ingots produced at different cooling rates were ground and floated in the closed circuit under laboratory conditions according to the existing floatation flowsheet. The lab studies allowed to exclude the multifactor nature of the system and to examine the commercial converter separation process only from the viewpoint of converter matte melt cooling rate since the other factors were kept constant during the laboratory tests. The temperature field in the body of the converter matte ingot was measured during its cooling in the conditions of the current production – this is reflected in the chemical and phase composition of various ingot sections. The temperature of the ingot, due to its massiveness, varies considerably throughout the material volume. A small change in the ingot surface temperature can be accompanied by significant changes in the temperature in its body. The measurement results showed that the temperature gradient from the center to the periphery of the ingot exceeds400 °C. In this regard, reducing the time of converter matte cooling can lead to significant violations of the cooling mode in the central zones of the ingot. In accordance with the optical mineralogical analysis of samples, the longer was the ingot cooling time, the higher was its decrystallization implying the formation of coarse-particle structures of copper and nickel sulfides with sharp interface boundaries. The chemical analysis revealed that the highest possible selectivity index of converter matte copper and nickel separation with resulting copper and nickel sulfide concentrates, respectively, is reached after 72 h of cooling for converter matte ingots from the smelting shop of the Nadezhdinsky Metallurgical Plant.При флотационном разделении файнштейнов на никелевый и медный концентраты критерием оценки эффективности процесса является индекс селективного разделения, основанный на сумме извлечений металлов в целевые концентраты, что, в свою очередь, определяет суммарное количество загрязняющих (вторых) металлов в них. Известно, что помимо различных факторов, влияющих на технологический процесс разделения файнштейна в промышленном масштабе (соблюдение плотностных и реагентных режимов, параметров измельчения и т.д.), значимое влияние оказывает дли тельность предшествующей операции охлаждения слитков. Для оценки влияния условий кристаллизации файнштейна были проведены лабораторные исследования процесса разделения при соблюдении постоянства режимных параметров измельчения и флотации. В промышленных условиях были получены слитки файнштейна, характеризующиеся различным временем охлаждения. Образцы файншейна в лабораторных условиях измельчали и флотировали в замкнутом цикле согласно действующей схеме флотации. Проведенные исследования позволили исключить многофакторность системы и рассматривать процесс разделения файнштейна только в зависимости от времени охлаждения расплава файнштейна, поскольку все остальные факторы в ходе лабораторных испытаний выдерживались неизменными. Проведены измерения температурного поля в теле слитка файнштейна при его охлаждении в условиях действующего производства – это отражается на химическом и фазовом составах различных участков слитка. Температура слитка, вследствие его массивности, достаточно сильно изменяется по объему материала. Малое изменение температуры поверхностей слитка может сопровождаться значительными изменениями температуры в его теле. Результаты измерения показали, что градиент температур от центра к периферии слитка превышает 400 °С. В связи с этим сокращение времени охлаждения файнштейна может приводить к значительным нарушениям режима охлаждения центральных зон слитка. Оптико-минералогический анализ образцов показал, что по мере увеличения времени остывания слитков закономерно повышается его раскристаллизация – образуются крупнозернистые структуры сульфидов меди и никеля с четкими границами раздела фаз. По результатам химического анализа определено, что максимальный индекс разделения меди и никеля файнштейна с получением медного и никелевого сульфидных концентратов, соответственно, достигается при охлаждении слитков файнштейна плавильного цеха Надеждинского металлургического завода в течение 72 ч
Построение неравновесной диаграммы состояния системы галлий–олово и ее анализ
Get PDFМетодами термического анализа изучены переохлаждения сплавов в системе галлий–олово в нормальных условиях. Для этого были исследованы следующие образцы: Ga (I ); два доэвтектических сплава – 95 % Ga + 5 % Sn (II ) и 90 % Ga + 10 % Sn (III ); эвтектический сплав 96,3 % Ga + 13,7 % Sn (IV ); пять заэвтектических сплавов с содержанием Sn 20 % (V ), 35 % (VI ), 50 % (VII ), 80 % (VIII ) и чистое олово (IX ). Построена неравновесная диаграмма состояния этой системы. При этом состав эвтектики не меняется, а эвтектическая температура уменьшается до 5,5 °C, т.е. на 26 град ниже температуры трехфазного эвтектического равновесия. Эвтектическая температура практически не меняется при изменении скоростей охлаждения эвтектектического сплава в пределах от 0,06 до 60 °C/мин. Установлено, что в доэвтектической области намечается небольшое понижение переохлаждений, тогда как в заэвтектической области – их увеличение при приближении состава сплава к эвтектическому. Рассчитаны активности и коэффициенты активностей компонентов на линиях равновесного и неравновесного ликвидуса. Показано, что активности компонентов как на линии равновесного, так и на линии неравновесного ликвидуса в целом закономерным образом уменьшаются, а коэффициенты активностей возрастают по мере приближения состава к эвтектическому. На диаграммах состояния показаны концентрационные пути равновесной и неравновесной кристаллизации
Центробежная СВС-металлургия легированных высокоэнтропийных литых сплавов на основе системы Co-Cr-Fe-Ni-Mn-(X)
Get PDFA relatively new and promising approach to the development of new metal alloys with a view to replacing a number of existing commercially used alloys is the use of a new alloying concept based on the development of metal materials comprising several basic elements taken in approximately equal atomic concentrations. Such materials are called high-entropy alloys (HEA). Modern research has shown that the HEA microstructure can be formed by solid solutions with both BCC and FCC lattices, and also have ordered phases (intermetallics) in its composition. This approach to forming metal materials provides a wide range of opportunities for the development of new alloys with improved performance. Most of the current HEA research is focused on identifying a relationship between the microstructure and measured properties. Much less attention is paid to the study and development of new effective methods for HEA production. This paper investigates the possibility of obtaining HEA based on the CoCrFeNiMn-(X) system in the combustion mode using centrifugal SHS metallurgy methods. For the first time, the study made it possible to practice chemical technology methods of cast CoCrFeNiMn alloy modification directly (in situ) during synthesis by introducing alloying components into the original exothermic compounds. The microstructure and phase composition ofNiCrCoFeMn alloys obtained with the introduction ofthe Ti—Si—B(C) complex modifying additive and NiCrCoFeMn—Alx excess aluminum were analyzed. The obtained data indicated that as the Ti—Si—B(C) additive content increases, the microstructure of synthesis products is formed based on a matrix of HEA with evolving new structural elements based on carbides and Ti borides. It was found that synthesis in the combustion of alloys with a high Al concentration (x > 0.6) leads to the formation of a composite structure consisting of the NiAl-based matrix with numerous nanoscale (~100 nm) dispersive precipitates formed from the Cr and Fe based solid solution. The obtained experimental data allows us to conclude that the HEA-based materials under study and the proposed method for obtaining them to form bulk nanostructural HEA-based materials have promising prospects.Относительно новым перспективным подходом в создании металлических сплавов, которые в перспективе могли бы заменить ряд существующих коммерчески применяемых сплавов, является использование новой концепции легирования, основанной на разработке металлических материалов, включающих в своем составе несколько основных элементов, взятых приблизительно в равных атомных концентрациях. Такие материалы получили название «высокоэнтропийные сплавы» (ВЭС). Современные исследования показали, что микроструктура ВЭС может формироваться из твердых растворов с типом решетки как ОЦК, так и ГЦК, а также иметь в своем составе упорядоченные фазы (интерметаллиды) Такой подход формирования металлических материалов предоставляет широкие возможности для разработки новых сплавов с повышенными эксплуатационными характеристиками. Большая часть современных исследований ВЭС посвящена выяснению связи микроструктуры и измеряемых свойств. Значительно меньшее внимание уделяется изучению и разработке новых эффективных методов получения ВЭС. В настоящей работе исследована возможность получения ВЭС на основе системы CoCrFeNiMn-(X) в режиме горения методами центробежной СВС-металлургии. Впервые отработаны химико-технологические приемы модифицирования литого CoCrFeNiMn-сплава непосредственно (in situ) в процессе синтеза путем введения легирующих компонентов в исходные экзотермические составы. Проведен анализ микроструктуры и фазового состава полученных сплавов NiCrCoFeMn при введении комплексной модифицирующей добавки Ti—Si—В(С) и избыточного алюминия NiCrCoFeMn—Alx. Полученные данные показали, что при увеличении содержания добавки Ti—Si—В(С) микроструктура продуктов синтеза формируется на основе матрицы из ВЭС, при этом наблюдаются выделения новых структурных элементов на основе карбидов и боридов титана. Выявлено, что при синтезе в режиме горения сплавов с высокой концентрацией Al (x > 0,6) образуется композиционная структура, состоящая из матрицы на основе фазы NiAl, а многочисленные дисперсионные наноразмерные выделения (~100 нм) формируются из твердого раствора на основе Cr и Fe. Полученные экспериментальные данные позволяют сделать заключение о перспективности исследуемых материалов на основе ВЭС и предлагаемого метода их получения для формирования объемных наноструктурных материалов на основе ВЭС
Наследственное влияние структуры шихты на плотность, газосодержание и процессы затвердевания сплава системы Al-Si-Cu
Get PDFThe paper provides the results obtained when studying the initial charge structure effect on the density, gas content and temperature-time parameters of AK6M2 (Al-6%Si-2%Cu) alloy solidification. Coarse crystalline charge billets (C-charge) were obtained when pouring the melt into ceramic molds with sand filling providing a cooling rate υохл ~0.5÷1.0 °C/s. Finely crystalline charge billets (F-charge) were prepared by pouring the melt to cold cast iron molds (υохл ~ 5÷10 °C/s). Charge billets obtained were separately remelted with the same temperature-time conditions, rerefined and degassed with samples taken to determine hydrogen content as well as density values in liquid and solid states. It is established that structural information inherited from the initial charge billets is stable in the solid-liquid-solid system. It was found using direct thermal analysis that the melt obtained from C-charge solidifies with a reduction in liquidus temperature by 3 °С and in the temperatures of the beginning and end of eutectic solidification by 10 °C and 3 °С, respectively, as compared to the melt obtained from C-charge. At the same time, α-Al and eutectic dendrites form in the C-charge melt 0.4 and 0.6 min faster, respectively. The results obtained at the Paraboloid-4 unit showed that the F-charge melt has higher density as compared to the C-charge alloy due to a smaller number of pulses passing through it in the studied temperature range of 750 — 450 °C. Temperature values of aluminum and eutectic dendrite formation determined by J—t temperature relationships (where J is the number of γ pulses, t is the temperature) correlate with the results of direct thermal analysis. General practical recommendations on the purposeful conservation of positive structural information in aluminum alloys are formulated in terms of the structural heredity phenomenon.Представлены результаты исследований по влиянию структуры исходных шихтовых заготовок на плотность, газосодержание и температурно-временные параметры процесса затвердевания сплава АК6М2 (Al—6%Si—2%Cu). Крупнокристаллические шихтовые заготовки (К-шихта) получали при заливке расплава в керамические формы с песчаной засыпкой, обеспечивая скорость охлаждения υохл ~0,5÷1,0 °С/с. Мелкокристаллическую (М) шихту готовили заливкой расплава в чугунные холодные кокили (υохл ~ 5 ÷10 °С/с). Полученные шихтовые заготовки раздельно переплавляли по одинаковым температурно-временным режимам, повторно производили рафинирование, дегазацию и получали пробы для оценки содержания водорода, а также определения значений плотности в жидком и твердом состояниях. Установлено, что структурная информация, унаследованная от исходных шихтовых заготовок, устойчиво сохраняется в системе «твердое-жидкое-твердое». Прямым термическим анализом установлено, что расплав, полученный из М-шихты, в процессе затвердевания характеризуется снижением температуры ликвидуса на 3 °С и температур начала и окончания затвердевания эвтектики на 10 °С и 3 °С соответственно по сравнению с расплавом, полученным из К-шихты. При этом сокращается время формирования дендритов α-Al и эвтектики в расплаве из М-шихты (на 0,4 и 0,6 мин соответственно). Результаты, полученные на установке Параболоид-4, показали, что расплав из М-шихты обладает повышенной плотностью по сравнению со сплавом из К-шихты, так как через него проходит меньшее количество импульсов в исследованном интервале температур 750-450 °С. Значения температур формирования дендритов алюминия и эвтектики, которые определены по температурным зависимостям J—t (где J — число γ-импульсов, t — температура), коррелируются с результатами прямого термического анализа. С позиции явления структурной наследственности даны обобщенные практические рекомендации по целенаправленному сохранению положительной структурной информации в сплавах на основе алюминия
Логиновой Ирине Викторовне – 70 лет
Get PDF3 апреля 2020 г. исполнилось 70 лет доктору технических наук, профессору кафедры металлургии цветных металлов Уральского федерального университета им. первого Президента России Б.Н. Ельцина (г. Екатеринбург) Логиновой Ирине Викторовне