Izvestiya Vuzov Tsvetnaya Metallurgiya (Proceedings of Higher Schools Nonferrous Metallurgy / Известия вузов. Цветная металлургия
Not a member yet
659 research outputs found
Sort by
Коррозия углеродистой стали и чугуна в газовой фазе над солевыми расплавами, применяемыми в магниевой промышленности
Get PDFCorrosion tests of SCh15 cast iron, Steel 3 and Steel 3 with aluminized coating in some compositions of 10%MgCl2-KCl-NaCl and 10%MgCl2-KCl-Naa-Caa2 salt melts with 10 %, 25 % and 40 % CaCl2 concentrations, and also in 10MgCl2-45%KCl-20%NaCl-25%NaBr melt, and in the gas phase above these melts at 700 °C. A gravimetric method was used to determine corrosion rates of metal samples. Chemical analysis of absorption solutions was used to determine concentrations of halide and hydrogen halide impurities in air blown through the reactor with melts and samples. It was shown that carbon steel aluminizing can reduce the corrosion rate in the gas phase over the salt melt by a factor of 5 to 70. The formation mechanism of gases aggressive in relation to carbon steel and cast iron in atmospheric air in contact with salt chloride melt was considered. Accelerated hydrogen chloride and chlorine formation during the salt melt interaction with atmospheric air under the influence of iron corrosion products was found.Проведены коррозионные испытания чугуна СЧ15, стали 3 и стали 3 с алитированным покрытием в некоторых составах солевых расплавов систем 10%MgCl2—KCl—NaCl и 10%MgCl2—KCl—NaCl—CaCl2 с концентрациями 10, 25 и 40 % CaCl2, а также в расплаве 10MgCl2—45%KCl—20%NaCl—25%NaBr и в газовой фазе над этими расплавами при температуре 700 °C. Гравиметрическим методом найдены скорости коррозии металлических образцов. Химическим анализом поглотительных растворов определены концентрации примесей галогенидов и галогенводородов в продуваемом через реактор с расплавами и образцами воздухе. Показано, что алитированием углеродистой стали можно снизить скорость коррозии в газовой фазе над солевым расплавом в 5—70 раз. Рассмотрен механизм образования агрессивных по отношению к углеродистой стали и чугуну газов в атмосферном воздухе, контактирующем с солевым хлоридным расплавом. Выявлено ускорение образования хлорида водорода и хлора при взаимодействии солевого расплава с атмосферным воздухом под действием продуктов коррозии железа
Температурная зависимость теплоемкости и изменение термодинамических функций сплава АЖ4.5 с оловом
Get PDFIt is known that commercial aluminum with a high content of iron, silicon and other impurities has no industrial application because of low performance. Hence, the development of new alloy compositions based on such a metal is a very urgent task. Promising compositions in the Al—Fe diagram are the (a-Al + A3Fe) eutectic and hypereutectic compositions that correspond to an iron content of 2—5 wt.% due to a minimum range of crystallization temperature. An alloy with the composition Al + 4,5 % Fe (AlFe4,5) was taken as a model alloy and subjected to modification with tin. The paper experimentally determined the dependence of specific heat of the Al + 4,5 % Fe alloy doped with tin with the calculation of changes in its thermodynamic functions. Studies were carried out in a «cooling» mode using computer equipment and the Sigma Plot program. The polynomials of the temperature dependence of the specific heat and changes in thermodynamic functions (enthalpy, entropy, and Gibbs energies) were determined for Al + 4,5 % Fe alloys doped with tin and basic reference standard (Cu) defined by the correlation coefficient Rcorr = 0,999. It was found that the heat capacity of the initial alloy decreases with an increasing tin content and increases as temperature rises. The enthalpy and entropy of the Al + 4,5 % Fe alloy increase with rising tin content and temperature, while the Gibbs energy decreases.Известно, что технический алюминий с повышенным содержанием железа, кремния и других примесей из-за низких эксплуатационных характеристик не может найти применение в промышленности. Отсюда разработка новых составов сплавов на основе такого металла весьма актуальна. На диаграмме Al—Fe перспективными являются эвтектика (a-Al + + Al3Fe) и заэвтектические составы, которые, имея минимальный интервал кристаллизации, соответствуют содержанию железа 2—5 мас.%. Сплав состава Al + 4,5 % Fe (АЖ4.5) был принят нами в качестве модельного и подвергался модифицированию оловом. Была экспериментально определена температурная зависимость теплоемкости сплава АЖ4.5, легированного оловом, и выполнен расчет изменений его термодинамических функций. Исследования проводились в режиме охлаждения с применением компьютерной техники и программы «Sigma Plot». Установлены полиномы температурной зависимости теплоемкости и изменения термодинамических функций (энтальпии, энтропии и энергии Гиббса) сплава АЖ4.5, легированного оловом, и эталона (Cu), характеризуемые коэффициентом корреляции Rкорр = 0,999. Установлено, что с ростом содержания олова теплоемкость исходного сплава уменьшается, а с увеличением температуры — повышается. Энтальпия и энтропия сплава АЖ4.5 с ростом содержания олова и температуры растут, а значения энергии Гиббса — снижаются
Совершенствование процессов переработки золотосеребряных упорных руд комплексного месторождения благородных металлов
Get PDFThe paper considers the results obtained in the study of the prospective gold-silver complex deposit at the Eriksky ore cluster (Khabarovsk Territory) with refractory pofycomponent ores. Energy dispersive, atomic emission, grain size and dispersive analysis of rock samples were carried out. Samples contained microelements of a wide range including gold, silver, bismuth, cobalt, chromium, manganese, molybdenum, nickel, lead, vanadium, tungsten, zinc, copper, etc. It was found that pofycomponent and dispersed composition of mineral raw materials at the deposit defines it as a complex object to extract valuable components. It was proposed to use systems based on methods that reduce consumption of reagents to address the issue of precious metal extraction with more environmentally and technologically efficient tools. It is achieved by creating conditions for a sustainable process of preparation for leaching of mineral components containing gold and platinum through destruction of the mineral component of refractory polycomponent ores by increasing micro disintegration fields using ultrasound. Providing sustainability of mineral crystal lattice destruction by regrinding the solid phase formed during cavitation is a fundamental factor when preparing for the extraction of microparticles of valuable components.Рассмотрены результаты исследования перспективного золотосеребряного сложного комплексного месторождения Ерикского рудного узла (Хабаровский кр.) с упорными поликомпонентными рудами. Выполнены энергодисперсионный, атомно-эмиссионный, гранулометрический и дисперсный анализы образцов пород. В пробах присутствуют микроэлементы широкого спектра, в том числе золота, серебра, висмута, кобальта, хрома, марганца, молибдена, никеля, свинца, ванадия, вольфрама, цинка, меди и др. Установлено, что поликомпонентность и дисперсность состава минерального сырья месторождения определяют его в качестве сложного объекта для извлечения ценных компонентов. Для решения вопроса извлечения благородных металлов более экологически и технологически эффективными средствами предложено использовать системы, в основе которых лежат методы, обеспечивающие снижение расхода реагентов. Это достигается путем создания условий для устойчивого процесса подготовки к выщелачиванию минеральных компонентов, содержащих золото и платину, посредством разрушения минеральной составляющей упорных поликомпонентных руд усилением полей микродезинтеграции с помощью ультразвука. Обеспечение устойчивости процесса разрушения кристаллической решетки минералов путем доизмельчения твердой фазы, образовавшейся в ходе кавитации, является основополагающим фактором при подготовке к выделению микрочастиц ценных компонентов
Термическая стабильность структуры и микротвердости нанокомпозита а1-0,05об.%А1203, полученного многократной прокаткой с сопряжением слоев
No full textThe paper studies the microstructure and microhardness evolution of the Al—0,05vol.%nAl2O3nanocomposite (where nAl2O3 are alumina nanoparticles) and aluminum without nanoparticles fabricated by accumulative roll bonding as a result of annealing at 373— 573 K. Ball-shaped Al2O3 nanoparticles (average diameter of 50 nm) were introduced between the rolled sheets of commercially pure aluminium during the first to fourth rolling cycles to obtain the nanocomposite. The fifth to tenth rolling cycles were carried out without nanoparticles. The average size and aspect ratio of elements with grain-subgrain structures in the as-processed state and after annealing at 473 K were measured using transmission electron microscopy. It is shown that the nanocomposite microhardness is 50—13 % higher than the respective HV value for aluminum at all studied annealing temperatures. The main factor of the higher nanocomposite microhardness is dispersed hardening by Al2O3 nanoparticles. The contribution of substructure and grain boundary hardening is the same for both materials. The thermal stability of nanocomposite microhardness is only ~25 K higher than that of aluminum due to the heterogeneous distribution of nanoparticles in the matrix and their small volume fraction. An additional factor is an inherently high thermal stability of an ultrafine-grained structure formed by accumulative roll bonding with respect to other methods of severe plastic deformation. It was found that most of Al2O3 nanoparticles remain at nanocomposite grain boundaries after annealing at 473 K, so Al2O3 nanoparticles can fix the boundary up to at least 473 K under the studied conditions.Исследована эволюция микроструктуры и микротвердости нанокомпозита Аl—0,05об.%п Аl203 (где П Аl2О3 — наночастицы оксида алюминия) и алюминия без наночастиц, полученных методом многократной прокатки с сопряжением слоев, при отжигах в интервале температур 373—573 К. Для получения нанокомпозита шарообразные наночастицы AI2O3 со средним диаметром 50 нм вводили между прокатываемыми пластинами технически чистого алюминия с 1-го по 4-й циклы прокатки, а 5-10-е циклы прокатки проводили без наночастиц. Методом просвечивающей электронной микроскопии измерены средний размер элементов зеренно-субзеренной структуры и их средний коэффициент неравноосности в исходном состоянии и после отжига при 473 К. Показано, что микротвердость нанокомпозита на 5—13 % превышает соответствующее значение HV для алюминия во всем исследованном интервале температур отжига. Основным фактором более высокой микротвердости нанокомпозита служит дисперсное упрочнение за счет наночастиц AI2O3. При этом вклад субструктурного и зернограничного упрочнения в обоих материалах одинаковый. Термическая стабильность микротвердости нанокомпозита лишь на ~25 К выше, чем у алюминия, что обусловлено неоднородным распределением наночастиц в матрице и их малой объемной долей. Также играет роль сама по себе высокая термическая стабильность ультрамелкозернистой структуры, сформированной путем многократной прокатки с сопряжением слоев, по сравнению с другими методами интенсивной пластической деформации. Установлено, что большинство наночастиц AI2O3 остаются на границах зерен нанокомпозита после отжига при 473 К, поэтому способность закреплять границу наночастицами AI2O3 в исследованных условиях сохраняется по крайней мере до 473 К
Повышение свойств медных сплавов рафинирующе-модифицирующей обработкой расплава карбонатами щелочно-земельных металлов
Get PDFThe paper analyzes main tasks related to brass melt processing. It provides a comparison of traditional processing methods with the proposed method of alloy quality improvement. The equilibrium conditions for carbonate decomposition reactions are considered when processing the melt in an open and closed ladle. Conditions for the carbonate decomposition reaction are formulated. The study proves that the resulting gaseous product of carbonate decomposition can have a simultaneous flotation effect on the brass melt refining from dissolved gases and non-metallic inclusions. The paper analyzes thermodynamic conditions of slagging impurities by introducing alkali and alkaline earth metal carbonates through the interaction of their oxides with silicon and aluminum oxides in the melt. The study considers the possibility of enhancing the physical and mechanical properties of brass castings due to the modifying effect provided by the formation of calcium, strontium, barium and sodium oxides resulting from dissociation of their carbonates. The paper describes the technology used for brass melt processing with alkaline earth metal carbonates in a pouring ladle, methods for studying the obtained results from the point of view of microstructural analysis and mechanical test values. It is found that the use of carbonates in brass melt processing creates a more favorable microstructure, contributes to the lower average nominal grain size, increases its uniformity, and reduces the likelihood of enlarged α phase formation. Structural parameters of samples were extensively studied with various options of melt processing with carbonates. Mechanical properties of brass samples were studied before and after melt processing with various combinations of alkaline earth metal carbonates. Compositions of carbonate mixtures that have the most favorable integrated effect on the brass strength with a simultaneous increase in plasticity performance were determined. The optimum carbonate mixture composition was chosen experimentally. Processing efficiency was confirmed by industrial tests. The simplicity and other positive features of the proposed technology for refining and modifying brass melt processing with mixtures of alkaline-earth metal carbonates were observed.Проанализированы основные задачи, связанные с обработкой расплава латуни. Приведено сравнение традиционных методов обработки с предложенным способом повышения качества сплава. Рассмотрены условия равновесия реакций разложения карбонатов при обработке расплава в открытом и закрытом ковшах. Сформулированы условия протекания реакции разложения карбонатов. Показана возможность одновременного флотационного воздействия образующегося газообразного продукта разложения карбонатов на процесс рафинирования расплава латуни от растворенных газов и неметаллических включений. Проведен анализ термодинамических условий ошлаковывания примесей путем введения карбонатов щелочных и щелочно-земельных металлов (ЩЗМ) посредством взаимодействия их оксидов с оксидами кремния и алюминия в расплаве. Исследована возможность повышения физико-механических свойств отливок из латуни за счет модифицирующего эффекта, обусловленного образованием оксидов кальция, стронция, бария и натрия в результате диссоциации их карбонатов. Описаны примененная технология обработки расплава латуни карбонатами ЩЗМ в разливочном ковше, а также методы исследования полученных результатов с точки зрения микроструктурного анализа и показателей механических испытаний. Установлено, что использование карбонатов при обработке расплава латуни способствует уменьшению среднего условного размера зерна, повышению его однородности и снижению вероятности формирования укрупненной α-фазы. Проведены исследования параметров структуры образцов при различных вариантах обработки расплавов карбонатами. Оценены механические свойства образцов латуни до и после обработки расплава различными комбинациями карбонатов ЩЗМ. Определены составы карбонатных смесей, оказывающих наиболее благоприятное комплексное воздействие на прочность латуни с одновременным увеличением показателей пластичности. Экспериментальным путем подобран оптимальный состав карбонатной смеси. Эффективность обработки подтверждена промышленными испытаниями. Отмечены простота и другие положительные особенности предложенной технологии рафинирующе-модифицирующей обработки расплава латуни смесями карбонатов щелочно-земельных металлов
Влияние магнитного поля на структурообразование при кристаллизации и физико-механические свойства алюминиевых сплавов
Get PDFThe paper presents an investigation of the structure and mechanical properties of A356.0 and A413.1 cast aluminum alloys subjected to a pulsed magnetic field of different saturation during crystallization. It was established during experiments that samples contain in their composition two phases that crystallize at certain temperature intervals and do not change even when magnetic field is applied to the crystallizing melt. A temperature gradient was found between the mold wall and the outer wall of the crucible for both alloys, which varies between <14,3 and 16,0 °C/mm, as well as the crystallization time of each phase. Using thermophysical approaches, a linear crystallization rate was found for both alloys. It was determined that it decreases with decreasing temperature gradient, while the crystallization time of phases increases. It was found that the magnetic field changes the distribution of dendrites over the volume of A356.0 and A413.1 alloys, as well as their dimensions and orientation in the section plane. With an increase in the magnetic field induction amplitude, a finer structure is formed in the а-phase of the alloy, which uniformly fills the section plane, and this is reflected in its mechanical properties. The hardness of the investigated alloys increases with an increase in the amplitude of the pulsed magnetic field induction by approximately 8—10 % for both alloys due to the refinement of the dendritic structure and a more even distribution of а-solid solution dendrites over the volume of the crystallizing sample. In addition, the magnetic field affects the ultimate tensile strength, and practically does not change the value of relative elongation under uniaxial tension of the investigated A356.0 and A413.1 alloys.Представлены результаты исследований структуры и механических свойств литейных алюминиевых сплавов А356.0 и А413.1, подвергнутых воздействию импульсного магнитного поля разной насыщенности в период кристаллизации. В ходе экспериментов установлено, что образцы содержат в своем составе по две фазы, которые кристаллизуются в определенных температурных интервалах и не изменяются даже при наложении на кристаллизующийся расплав магнитного поля. Определены градиент температуры между стенкой кристаллизатора и наружной стенкой тигля для обоих сплавов, который варьируется в пределах от 14,3 до 16,0 °С/мм, а также время кристаллизации каждой фазы. Используя теплофизические подходы, найдена линейная скорость кристаллизации обоих сплавов. Показано, что с уменьшением градиента температуры она уменьшается, при этом время кристаллизации фаз увеличивается. Выявлено, что магнитное поле изменяет распределение дендритов по объему сплавов А356.0 и А413.1, а также их размеры и ориентацию в плоскости шлифа. С увеличением амплитуды индукции магнитного поля образуется более тонкая структура в a-фазе сплава, равномерно заполняющая плоскость шлифа, и это отражается на его механических свойствах. Твердость исследуемых с ростом амплитуды индукции импульсного магнитного поля возрастает для обоих сплавов на 8—10 % за счет измельчения дендритной структуры и более равномерного распределения дендритов a-твердого раствора по объему кристаллизующегося слитка. Кроме того, магнитное поле влияет на предел прочности при растяжении и практически не изменяет величину относительного удлинения при одноосном растяжении образцов литейных алюминиевых сплавов А356.0 и А413.1
Взаимодействие солевых расплавов магниевого производства с атмосферным воздухом
Get PDFThe paper provides a review of the literature on the interaction of magnesium production salt melts with atmospheric air. The method for measuring the mass of reaction products of the molten salt with air is described. The results of investigation of hydrogen chloride and chlorine emission intensity by salt melts of MgCl2-KCl-NaCl, MgCl2-KCl-NaCl-BaCl2, MgCl2—KCl—NaCl—CaCl2 systems, as well as the intensity of HCl + HBr and Cl2 + Br2 gas emission by MgCl2—KCl—NaCl—NaBr system salt melts are presented. Thermodynamic analysis of reactions of interaction of magnesium salt melts with atmospheric air is carried out. It is determined that magnesium chloride in salt melt interacts with atmospheric air most intensively with the release of chlorine and hydrogen chloride. Specific rates of halogen-containing gases formation per unit surface area of the MgCl2-KCl-NaCl, Mga2-KCl-NaCl-BaCl2, MgCl2-KCl-NaCl-CaCl2, MgCl2-KCl-NaCl-NaBr systems are measured. The influence of calcium chloride, sodium bromide and magnesium fluoride on the intensity of halogen-containing gases emission by the surface of salt melts is studied. It is found that the addition of magnesium fluoride in the composition of chloride melts reduces the intensity of chlorine and hydrogen chloride emission.Приводится обзор литературы по взаимодействию солевых расплавов магниевого производства с атмосферным воздухом. Описана методика измерений массы продуктов взаимодействия солевых расплавов с воздухом. Представлены результаты исследования интенсивности выделения хлористого водорода и хлора солевыми расплавами систем MgCl2-KCl-NaCl, MgCl2-KCl-NaCl-BaCl2 и MgCl2—KCl—NaCl—CaCl2, а также интенсивность выделения газов HCl + HBr и CI2 + Br2 солевыми расплавами системы MgCl2-KCl-NaCl-NaBr. Выполнен термодинамический анализ реакций взаимодействия солевых расплавов магниевого производства с атмосферным воздухом. Выявлено, что хлорид магния в солевом расплаве наиболее интенсивно взаимодействует с атмосферным воздухом с выделением хлора и хлорида водорода. Измерены удельные скорости образования галогенсодержащих газов с единицы поверхности солевого расплава систем MgCl2-KCl-NaCl, Mga2-KCl-NaCl-BaCl2, MgCl2-KCl-NaCl-CaCl2 и MgCl2-KCl-NaCl-NaBr. Изучено влияние хлорида кальция, бромида натрия и фторида магния на интенсивность выделения поверхностью солевых расплавов галогенсодержащих газов. Определено, что добавление фторида магния в состав хлоридных расплавов снижает интенсивность выделения хлора и хлорида водорода
Структура и свойства сплава МЛ5 при различных способах модифицирования
Get PDFA factor exerting a decisive influence on the complex of mechanical, technological and operational properties when making castings of magnesium alloys with a wide crystallization range is the casting structure. It is impossible to obtain a required structure of Mg— Al—Zn alloys without melt modification in the melting process. The paper provides the results obtained when studying the process of ML5 magnesium alloy modification with various substances. The influence of 0,4—0,45 wt.% magnesite introduced in the melt at a temperature of 720—740 °C was studied, as well as the influence of melt purging with oxygen-free carboniferous gases at the same temperature on the structure of the obtained alloy and the time of modification effect retention. The latter is especially important in large-lot and mass production of small Mg—Al—Zn—Mn alloy castings for a long time when melt pouring into molds takes considerable time. It is shown that oxygen-free carboniferous gases used for ML5 alloy modification ensure mechanical properties of castings 15 — 20 % higher than the standard level according to GOST 2856-79. The efficiency of retaining the effect of modification using the standard method (magnesite) and with oxygen-free carboniferous gases is compared. It is shown that the effect of modification with magnesite remains within no more than 30—40 minutes, while the effect of modification with oxygen-free carboniferous gas remains not less than 4 hours that enables long pouring of alloy into molds.При производстве отливок из широкоинтервальных магниевых сплавов фактором, имеющим решающее влияние на комплекс механических, технологических и эксплуатационных свойств, является их структура. Получение заданной структуры сплавов системы Mg—Al—Zn невозможно без использования в технологическом процессе плавки операции модифицирования расплава. В настоящей работе приведены результаты исследования процесса модифицирования магниевого сплава МЛ5 различными веществами. Изучалось влияние введения магнезита в расплав в количестве 0,4— 0,45 мас.% при температуре 720—740 °С, а также влияние продувки расплава бескислородными углеродсодержащими газами при той же температуре на структуру получаемого сплава и длительность сохранения эффекта модифицирования. Последнее особенно важно при крупносерийном и массовом производстве небольших отливок из сплавов системы Mg—Al—Zn—Mn, когда процесс разливки расплава по формам занимает значительное время. Показано, что использование бескислородных углеродсодержащих газов для модифицирования сплава МЛ5 обеспечивает получение повышенного на 15—20 % уровня механических свойств отливок по сравнению со стандартным по ГОСТ 2856-79. Выполнено сравнение эффективности сохранения длительности эффекта модифицирования традиционным способом (магнезит) и с применением бескислородных углеродсодержащих газов. Показано, что эффект модифицирования магнезитом сохраняется в течение не более 30—40 мин, а при использовании бескислородного углеродсодержащего газа — не менее 4 ч, что позволяет производить длительную разливку сплава по формам
Получение двойных сплавов ниобия с легкоплавкими металлами осаждением наночастиц
Get PDFBinary niobium alloys with tin, lead and cadmium were obtained by precipitation of nanosized metal particles dispersed in lowpressure plasma using the thermal fluctuation melting effect. The thermal fluctuation melting effect implies that a small particle is in the quasi-liquid state up to a certain critical size which, if exceeded due to steam condensation or fusion (coalescence) of other quasiliquid particles, results in the drop crystallization. The critical sizes of particles being in the quasi-liquid state and capable of coalescing and forming an alloy – solid solution – were found: Nb – 2.1÷2.2 nm, Sn – 0.4 nm, Pb – 0.6 nm, Cd – 3.2 nm. The following concentrations were determined as the boundary of a range where solid metal solutions exist in niobium, at%: Sn – 25.5, Pb – 23.0, Cd – 64.5. The solid solution is a crystal lattice of the niobium as a matrix metal comprising lead, cadmium and tin atoms. The Nb matrix lattice parameters change with additional stresses arising in it up to its destruction due to the fact that the atom sizes of embedded metals differ from those of matrix niobium. The body-centered cubic lattice parameters of solid solutions increase with the rising Pb, Cd и Sn concentrations since they have larger atomic sizes as compared to niobium. A change in the crystal lattice growth rate was observed for lead and cadmium alloys due to a change in the impurity atom arrangement in the niobium matrix lattice. The critical sizes of metal particles obtained were used to estimate surface tension parameters at the crystal/melt interface as follows: 1.17–1.22 J/m2 for Nb, 1.15·10–2 – for Sn; 1.48·10–2 – for Pb; 0.142 – for Cd. Refractory niobium alloying with tin, lead and cadmium is an example of using the size effect to produce new materials.Осаждением распыленных в плазме низкого давления наноразмерных частиц металлов c использованием эффекта термофлуктуационного плавления получены двойные сплавы ниобия с оловом, свинцом и кадмием. Эффект термофлуктуационного плавления предполагает пребывание малой частицы в квазижидком состоянии до некоторого критического размера, превышение которого в результате конденсации пара или слияния (коалесценции) других квазижидких частиц приводит к кристаллизации капли. Найденные критические размеры, при которых частицы находятся в квазижидком состоянии и способны к коалесценции и образованию сплава – твердого раствора, составляют, нм: для Nb – 2,1÷2,2, Sn – 0,4, Pb – 0,6, Cd – 3,2. Границей области существования твердых растворов металлов в ниобии определены концентра- ции, ат.%: Sn – 25,5, Pb – 23,0, Cd – 64,5. Твердый раствор представляет собой кристаллическую решетку матричного металла – ниобия, в которой размещены атомы свинца, кадмия и олова. В связи с тем, что размеры атомов внедряемых металлов отличаются от таковых у матричного ниобия, происходят изменение параметров решетки матрицы (Nb) и возникновение в ней дополнительных напряжений вплоть до разрушения последней. Параметры ОЦК-решетки твердых растворов увеличиваются с повышением концентраций Pb, Cd и Sn в связи с их бóльшими, по сравнению с ниобием, размерами атомов. Для сплавов со свинцом и кадмием отмечена смена темпа роста кристаллической решетки, обусловленная сменой схемы размещения атомов примесей в матричной решетке ниобия. На основании полученных критических размеров частиц металлов оценены величины поверхностного натяжения на границе кристалл–расплав, составившие, Дж/м2: 1,17–1,22 (для Nb); 1,15·10–2 (Sn); 1,48·10–2 (Pb); 0,142 (Cd). Получение сплавов тугоплавкого ниобия с оловом, свинцом и кадмием является примером использования размерного эффекта при изготовлении новых материалов
Анализ влияния технологических факторов процесса холодной прокатки труб на изменение распределения Q-фактора вдоль конуса деформации
Get PDFThe paper provides the results of studying the effect of technological factors of the cold pipe rolling process on the changingof Q-factor distribution along the deformation cone. The Q-factor value, which is the relationship between actual deformation on the wall thickness and actual deformation on the pipe mean diameter, and the pattern of its distribution along the deformation cone are controlledvalues when rolling pipes from titanium and zirconium alloys of a certain range. The Q-factor defines whether metal grains will be oriented radially or tangentially. It is desirable that Q-factor f luctuate around its definite value with low amplitude along the entire deformation cone. It is determined that the method used to calculate the pipe wall thickness distribution along the deformation cone has a significant effect on the change in the Q-factor distribution along the deformation cone. The advantages of using mandrels with a curvilinear generatrix of the working surface profile are confirmed. Dependences ascertained in the article can be used to calculate the schedules of rolling and calibration of cold pilgering mill tools.Приведены результаты исследования влияния технологических факторов процесса холодной прокатки труб на изменение распределения Q-фактора вдоль конуса деформации. Величина Q-фактора (т.е. отношения действительной деформации по толщине стенки к действительной деформации по среднему диаметру трубы) и характер его распределения вдоль конуса деформации являются контролируемыми показателями при прокатке труб из титановых и циркониевых сплавов определенного сортамента. От Q-фактора зависит, как будут ориентироваться зерна металла – радиально или тангенцильно. Желательно, чтобы Q-фактор колебался относительно определенного его значения с небольшой амплитудой вдоль всего конуса деформации. Определено, что выбор метода расчета распределения толщины стенки трубы вдоль конуса деформации играет существенную роль в распределении Q-фактора вдоль конуса деформации. Подтверждены преимущества применения оправок с криволинейной образующей профиля рабочей поверхности. Выясненные в статье зависимости могут использоваться при расчетах маршрутов прокатки и калибровок инструмента станов холодной прокатки труб