Izvestiya Vuzov Tsvetnaya Metallurgiya (Proceedings of Higher Schools Nonferrous Metallurgy / Известия вузов. Цветная металлургия
Not a member yet
659 research outputs found
Sort by
ПОЛУЧЕНИЕ НИКЕЛЬКОБАЛЬТОВОГО КОНЦЕНТРАТА ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ РЕНИЙСОДЕРЖАЩЕГО ЖАРОПРОЧНОГО СПЛАВА
No full textВОЗМОЖНОСТИ НОВОГО МЕТОДА ПОВЫШЕНИЯ ПЛАСТИЧНОСТИ МАГНИЯ ПРИ ХОЛОДНОЙ ОСАДКЕ
Get PDFThe study proposes a new method for the cold deformation of cast magnesium. It consists in upsetting using a under lateral pressure. The bar is first placed into a holder made of ductile material, and then into a container. The punch mounted in a container with a gap acts on the blank. Under the press force, the metal contained in the holder flows through the gap and creates a pressure. This increase the level of compressive stresses thus improving magnesium ductility. Deformation tests of cast magnesium specimens were made that showed that the nondestructive reduction of cross-sectional area could be increased from 12–18 to 60–70 %. Such an increase in ductility makes it possible to produce deformed magnesium bars without heating. The method for easier removal of bars from holders after deformation was provided. It was determined that the process could be carried out at moderate upsetting pressures of 820– 830 MPa. This is acceptable for modern tool materials.Предложен новый метод деформации литого магния в холодном состоянии. Он состоит в реализации способа осадки с боковым подпором. Заготовка помещается сначала в обойму из пластичного материала, а затем в контейнер. На заготовку воздействуют пуансоном, установленным в контейнер с зазором. Под усилием пресса металл обоймы вытекает в зазор и создает подпор. В результате возрастает уровень сжимающих напряжений, что повышает пластичность магния. Выполнены опыты по деформации магниевых литых образцов, которые показали, что относительное обжатие без разрушения можно увеличить с 12–18 до 60–70 %. Такое повышение пластичности позволяет получать деформированные заготовки из магния без применения операции нагрева. Предусмотрен прием облегченного извлечения заготовок из обойм после окончания деформации. Выявлено, что процесс возможно осуществлять при средних давлениях осадки 820–830 МПа, что приемлемо для современных инструментальных материалов
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЦЕССА СОВМЕЩЕННОГО ЛИТЬЯ-ПРЕССОВАНИЯ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ АЛЮМИНИЕВОЙ ПРОВОЛОКИ ДЛЯ ПАЙКИ ВОЛНОВОДОВ
Get PDFThe study covers technical and technological features of a scheme for wire production from casting aluminum alloys designed for waveguide soldering using combined continuous non-ferrous metal die-casting. Dependencies were found that necessary and sufficient for the design of equipment structural elements and process modes ensuring conditions for a stable process of continuous molten metal feeding into the pass of the laboratory plant rotary crystallizer, metal solidification and extrusion into a die hole, the same as per Conform process. The cross section of a batcher hole for feeding molten metal into the crystallizer wheel pass was calculated. Conditions for ∅3 mm workpiece manufacturing at a laboratory continuous die-casting plant were described, with its subsequent processing to finite size by section rolling and drawing combined with intermediate annealing. A pilot batch of round and square wire made of AK12C10 and AK12C15 alloys in the amount of 3 kg was manufactured under this scheme and transferred to JSC «ISS» named after Academician M.F. Reshetnev for industrial tests in waveguide soldering.Рассмотрены технические и технологические особенности схемы получения проволоки из литейных алюминиевых сплавов, предназначенной для пайки волноводов, с использованием процесса совмещенного непрерывного литья-прессования цветных металлов. Установлены зависимости, необходимые и достаточные для проектирования конструктивных элементов оборудования и технологических режимов, обеспечивающих реализацию условий для стабильного протекания процессов непрерывной подачи расплава металла в ручей карусельного кристаллизатора лабораторной установки, его затвердевания и экструдирования в отверстие матрицы так же, как в технологии Conform. Рассчитана величина поперечного сечения отверстия в дозаторе подачи расплава металла в ручей колеса-кристаллизатора. Приведено описание режимов получения на лабораторной установке непрерывного литья-прессования заготовки диаметром 3 мм и последующей ее обработки сортовой прокаткой и волочением в сочетании с промежуточными отжигами до конечных размеров. По этой схеме из сплавов АК12Ц10 и АК12Ц15 была изготовлена опытная партия круглой и квадратной проволоки в количестве 3 кг и передана предприятию АО «ИСС» им. акад. М.Ф. Решетнева для промышленных испытаний при пайке волноводов
ИЗУЧЕНИЕ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В СИСТЕМЕ «ОКИСЛЕННАЯ МЕДНАЯ РУДА–СЕРА»
Get PDFThe object of the study was oxidized copper ore of the Zhezkazgan deposit and technical sulfur, oil industry waste. The oxidized copper ore – sulfur system was studied to explore the possibility of sulfidation of oxidized copper ores with sulfur. Oxidized copper ore is involved in production in view of depleted sulfide copper minerals. Many studies focuses on the sulfidation of oxidized copper minerals in order to improve the efficiency of copper extraction from this type of feed. It is also important to study the sulfidation of oxidized copper ores with technical sulfur as an oil industry waste. The thermodynamic evaluation of metal oxides sulfidation using hydrogen sulfide, sulfur or other sulfur-containing compounds is of interest in terms of preparing metallurgical raw materials for enrichment. The use of technical sulfur also solves the oil industry problems. Thermal and X-ray diffraction analyzes were used to study the oxidized copper ore – sulfur system. Thermal analysis was performed on the Q-1000/D derivatograph (F. Paulik, J. Paulik and L. Erdey system) manufactured by MOM, Hungary. Due to the peculiar thermal behavior of sulfur (low melting and boiling points) included in the charge composition (low interaction temperature) the heating temperature of a number of samples was limited to 20~650 °C. Heating was performed in a dynamic mode with calcined Al2O3 as a reference substance and a test charge of 100 mg. It was found that sulfur reacts with oxidized copper minerals at the non-isothermal heating of the reaction mixture in the temperature range 160–350 °С, and the sulfidation reaction is accompanied by the release of heat and sulfur dioxide. The results of X-ray diffraction analysis of products after thermal interaction confirm the copper sulfide formation.Объектами исследования служили окисленная медная руда Жезказганского месторождения и техническая сера – отход нефтепромышленности. Для выявления возможности сульфидирования окисленных медных руд с серой изучена система «окисленная медная руда–сера». Ввиду истощения сульфидных медных минералов в производство вовлекается окисленная медная руда. Для повышения эффективности извлечения меди из данного вида сырья многие исследования направлены на проведение сульфидирования окисленных медных минералов. Немаловажно изучение процесса сульфидирования окисленных медных руд с технической серой – отходом нефтепромышленности. Термодинамическая оценка реакции сульфидирования оксидов металлов с использованием сероводорода, серы или других серосодержащих соединений вызывает интерес в плане подготовки металлургического сырья к обогащению. Применение технической серы одновременно решает проблемы нефтепромышленности. Система «окисленная медная руда–сера» была исследована с помощью термического и рентгенодифрактометрического анализов. Термический анализ выполнен на дериватографе Q-1000/D системы F. Paulik, J. Paulik и L. Erdey фирмы МОМ (Венгрия). В связи с особенностью свойств cеры (низкие температуры плавления и кипения), включенной в состав шихты (невысокая температура взаимодействия), прогревание ряда образцов ограничивалось пределами 20~650 °С. Режим нагревания – динамический, эталонное вещество – прокаленный Аl2O3, навеска образца – 100 мг. Установлено, что взаимодействие серы с окисленными минералами меди в условиях неизотермического нагрева реакционной смеси происходит в интервале температур 160–350 °С и реакция сульфидирования сопровождается выделением тепла и сернистого ангидрида. Результаты рентгенодифрактометрического анализа продуктов после термического взаимодействия подтверждают образование сульфида меди
ИССЛЕДОВАНИЕ СКОРОСТИ И ОСОБЕННОСТЕЙ КОРРОЗИИ ОБРАЗЦОВ ИЗ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА В СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕЙ СРЕДЕ
Get PDFThe study determines corrosion rate and covers corrosion damage specifics of AK4-1 aluminum alloy samples in the NACE hydrogen sulfide solution. The alloy was studied in an ultrafine state as compared to the coarse-grained state obtained after standard T6 treatment (hardening + ageing). The alloy was nanostructured by equal-channel angular pressing (ECAP). It was shown that the alloy corrosion rate after ECAP was 1,9 times higher than after T6 treatment. Thus, general corrosion occurred in the alloy after ECAP, while in the T6 state pit corrosion occurred in the alloy in addition to general corrosion. The corrosive effect had a greater impact on surface roughness of samples made of AK4-1 alloy after ECAP as compared to samples after T6 treatment.Определяли скорость коррозии и исследовали особенности коррозионного повреждения в сероводородсодержащем растворе NACE образцов из алюминиевого сплава АК4-1. Сплав изучали в ультрамелкозернистом состоянии в сравнении с крупнозернистым состоянием, полученным после стандартной обработки Т6 (закалка + старение). Наноструктурирование сплава проводили путем равноканального углового прессования (РКУП). Показано, что скорость коррозии сплава после РКУП в 1,9 раза выше, чем после обработки Т6. При этом в сплаве после РКУП имеет место общая коррозия, а в сплаве в состоянии Т6 помимо общей коррозии наблюдается и язвенная. Коррозионное воздействие оказывает большее влияние на параметры шероховатости поверхности образцов из сплава АК4-1 после РКУП по сравнению с образцами после обработки Т6
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНО-ЦИНКОВЫХ ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА ЛАТУНИ
Get PDFThe article proposes a recycling scheme for dusty waste generated during the metallurgical brass production with the use of two-stage leaching. During the first stage, when the dust is dissolved by a 0,5 mol/l sulfuric acid solution, a product solution containing the major amount of zinc ions (0,46 mol/l) and a small amount of copper ions (less than 0,02 mol/l) is obtained. Copper is sequentially electrochemically isolated from this solution, at a current density of 0,1 A/dm2, and then zinc is isolated at 5,0 A/dm2. The dry residue (cake) is subjected to copper-ammonia leaching, as a result of which all copper passes into the solution, and associated metals remain undissolved. In order to extract copper from the resulting solution, the liquid extraction by a 0,34 mol/l DH-510A solution in kerosene is used. Copper ions are extracted from the organic phase through re-extraction by a 2,0 mol/l sulfuric acid solution. The cathode copper is extracted from the obtained sulfuric acid electrolyte at current density of 1,5–2,0 A/dm2. The advantages of the proposed scheme are the increase in environmental friendliness through the use of solution recirculation at all stages of the process, as well as waste minimization through the entire process of dusty metallurgical sludge recycling.Предложена схема переработки пылевидных отходов, образующихся при металлургическом производстве латуни, с использованием двухстадийного выщелачивания. На первой стадии при растворении пыли раствором 0,5 моль/л серной кислоты получается продукционный раствор, содержащий основное количество ионов цинка (0,46 моль/л) и немного ионов меди (менее 0,02 моль/л). Из этого раствора последовательно электрохимически выделяется медь при плотности тока 0,1 А/дм2, а затем – цинк при 5,0 А/дм2. Cухой остаток (кек) подвергается медно-аммиачному выщелачиванию, в результате чего вся медь переходит в раствор, а сопутствующие металлы остаются в нерастворенном виде. Для извлечения меди из полученного раствора применяется жидкостная экстракция раствором 0,34 моль/л ДХ-510А в керосине. Из органической фазы ионы меди выделяются реэкстракцией раствором 2,0 моль/л серной кислоты. Из полученного сернокислого электролита при плотности тока 1,5–2,0 А/дм2 выделяется катодная медь. Преимуществами предложенной схемы являются повышение экологичности благодаря использованию рециркуляции растворов на всех стадиях процесса, а также минимизация отходов всего процесса переработки пылевидного металлургического шлама
ПОВЫШЕНИЕ ЧИСТОТЫ РАСТВОРОВ ПЕРРЕНАТА АММОНИЯ ПО МОЛИБДЕНУ (VI) ПРИ СОРБЦИОННОМ ИЗВЛЕЧЕНИИ РЕНИЯ (VII) ИЗ Mo-СОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ
Get PDFThe study covers the method of additional cleaning of ammonium perrhenate desorbates from molybdenum through sorption recovery of rhenium from Mo-containing solutions with Purolite A170 and A172 weak base anion exchange resins. The dependence of Re(VII) and Mo(VI) sorption using these resins on solution pH was studied under static conditions with the 1 M (NH4)2SO4 solution. It was found that the pH range at which the resins retain the ability of Re(VII) sorption extends to a weak-alkaline area. A significant decrease in Re(VII) adsorption begins when pH exceeds 7,5 Mo(VI) capacity of the resins decreases significantly when solution pH exceeds 5,0, and both anion exchange resins practically stop molybdenum sorption at above pH ~ 7,0. Reduction of Mo(VI) content in rhenium desorbates obtained in sorption recovery of Re(VII) from Mo-containing solutions with weak base anion exchange resins can be achieved as follows. First, major quantity of adsorbed Mo(VI) is desorbed from the loaded resin by ammonium sulfate solution when stirring the mixture and keeping pH constant in the 7,0–7,5 range by dosing the ammonia solution. Then the resin is separated from the Mo(VI)-containing ammonia solution, washed with water, and Re(VII) is desorbed by the ammonia solution in dynamic conditions. The proposed method was verified with anion exchangers loaded in sorption from the model solution with the following composition, g/L: 98 H2SO4, 4 Mo(VI), 0,5 Re(VII). It was shown that resin treatment with the ammonium sulfate solution removes at least 90 % of adsorbed molybdenum. A ratio of Re(VII) to Mo(VI) concentrations in ammonium perrhenate desorbates increases by 11 times with Purolite A170 resin, and by 20 times with Purolite A172 resin compared to the results obtained without an additional Mo(VI) washing. Re(VII) losses (reversible) with the Mo-containing desorbate are below 5,2 % of the adsorbed Re(VII) amount. Рассмотрена возможность дополнительной очистки аммиачных рениевых десорбатов от молибдена в ходе сорбционного извлечения рения из Mo-содержащих растворов с помощью слабоосновных анионитов Purolite A170 и Purolite A172. В статических условиях на фоне 1 М раствора (NH4)2SO4 изучена зависимость сорбции Re(VII) и Mo(VI) на этих анионитах от значений рН раствора. Показано, что диапазон значений рН, при котором аниониты сохраняют способность к сорбции Re(VII), распространяется и на слабощелочную область. Существенное уменьшение поглощения Re(VII) начинается при увеличении рН сверх 7,5. Емкость анионитов по Mo(VI) начинает заметно снижаться при повышении рН растворов более 5,0, и уже при достижении pH ~ 7,0 молибден практически перестает сорбироваться обоими анионитами. С целью снижения содержания Mo(VI) в рениевых десорбатах при сорбционном извлечении Re(VII) из Mo-содержащих растворов на слабоосновных анионитах предложена следующая схема. Вначале десорбируется основное количество сорбированного Mo(VI) путем контактирования насыщенного анионита с раствором сульфата аммония при перемешивании смеси и поддержании постоянных значений pH раствора в пределах 7,0–7,5 за счет добавления дозированных количеств раствора аммиака. После этого анионит отделяется от раствора сульфата аммония, содержащего Mo(VI), промывается водой и десорбируется Re(VII) раствором аммиака в динамических условиях. Проверка предлагаемого способа на анионитах, насыщенных сорбцией из модельного раствора, состава, г/л: 98 H2SO4, 4 Mo(VI), 0,5 Re(VII), показала, что в ходе обработки анионитов раствором сульфата аммония происходит десорбция не менее 90 % сорбированного молибдена. При этом соотношение концентраций Re(VII) : Mo(VI) в аммиачных рениевых десорбатах при использовании анионита А170 повышается в 11 раз, а анионита А172 − в 20 раз по сравнению с тем, что достигалось без проведения дополнительной операции отмывки от Mo(VI). Потери Re(VII) с Mo-содержащим десорбатом (обратимые) не превышают 5,2 % от количества сорбированного Re(VII).
ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В ЖИДКОМ МЕТАЛЛЕ СИСТЕМЫ Cu–Al–Cr–O
Get PDFA thermodynamic analysis of phase equilibria in a Cu–Al–Cr–O system was performed. The study involved thermodynamic modeling of the liquidus surface of the Cu2O–Al2O3–Cr2O3 oxide phase diagram. To describe the thermodynamic activity of the molten oxide, an approximation of the sub-regular ionic solutions theory was used with the energy parameters determined in the modeling process. Melting characteristics of CuCrO2 were also evaluated during calculations. Calculation results were used to determine the coordinates of invariant equilibria points in the Cu2O–Al2O3–Cr2O3 ternary oxide system. The study also involved thermodynamic modeling of interactions in the Cu–Al–Cr–O system in the conditions of a copper-based metal melt. The temperature function of the reaction equilibrium constant was determined for the formation of solid CuCrO2 from the components of the Cu–Al–Cr–O molten metal system. The temperature function was obtained for the first order (Wagner’s) interaction parameter of Cr and O dissolved in liquid copper. The results of thermodynamic modeling for the Cu–Al–Cr–O system are represented as the surface of components solubility in metal, which allows us to relate the quantitative changes in the molten metal concentration to the qualitative changes in the composition of resulting reaction products. As a result of modeling, it was found that the given considerable concentrations of Al and Cr in the Cu–Al–Cr–O molten copper system form the |Al2O3, Cr2O3|ss solid solution particles as primary reaction products. The results of the study may be used to improve the chromium bronze smelting process.Проведен термодинамический анализ фазовых равновесий, реализующихся в системе Cu–Al–Cr–O. Выполнено термодинамическое моделирование поверхности ликвидус оксидной фазовой диаграммы Cu2O–Al2O3–Cr2O3. Для описания активностей оксидного расплава использовалось приближение теории субрегулярных ионных растворов, энергетические параметры которой были определены в процессе моделирования. В ходе расчета также оценены характеристики плавления соединения CuCrO2. По результатам выполненного расчета установлены координаты точек нонвариантных равновесий, реализующихся в трехкомпонентной оксидной системе Cu2O–Al2O3–Cr2O3. Также проведено термодинамическое моделирование процессов взаимодействия в системе Cu–Al–Cr–O в условиях существования металлического расплава на основе меди. Определена температурная зависимость для константы равновесия реакции, характеризующей образование твердого соединения CuCrO2 из компонентов металлического расплава системы Cu–Al–Cr–O. Получена температурная зависимость для параметра взаимодействия первого порядка (по Вагнеру) хрома и кислорода, растворенных в жидкой меди. Результаты термодинамического моделирования для системы Cu–Al–Cr–O представлены в виде поверхности растворимости компонентов в металле, которая позволяет связать количественные изменения в концентрации металлического расплава с качественными изменениями в составе образующихся продуктов взаимодействия. По результатам проведенного моделирования определено, что при значимых концентрациях алюминия и хрома в медном расплаве системы Cu–Al–Cr–O будут образовываться частицы твердого раствора |Al2O3, Cr2O3|тв.р в качестве основного продукта взаимодействия. Результаты работы могут быть интересны для совершенствования технологического процесса выплавки хромовых бронз
ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕКСТУРЫ, МИКРОСТРУКТУРЫ И АНИЗОТРОПИИ СВОЙСТВ В ПРОЦЕССЕ ПРОКАТКИ ЛИСТОВ ИЗ АЛЮМИНИЙ-ЛИТИЕВОГО СПЛАВА 1420
Get PDFThe article shows the evolution of the crystallographic texture and anisotropy of properties during the cold rolling of Al–Mg–Li aluminum-lithium alloy 1420 sheets. Hot-rolled 1420 alloy billets were rolled in a cold condition with intermediate quenching under the following schedule: 7,3 mm → 4,8 mm → 3,0 mm → 1,8 mm. After each pass samples are taken for mechanical testing and structure analysis using optical microscopy and diffractometry. Sheets in all the analyzed conditions characterize by a deformed fiber structure and a considerable anisotropy of mechanical properties. Maximum ductility is observed at 45° to the rolling direction. The nature of anisotropy formed during hot rolling does not change during the cold rolling process. Sheets made of 1420 alloy maintain non-recrystallized structures and have a sharp deformation texture at all stages of rolling. Thus, pole figure and preferred orientation analysis revealed an increase in the volume ratio of rolling textures (slow for brass type and fast for S type) with the growing total cold rolling deformation. Recrystallization textures (R type) are present in small quantities only after hot rolling. The volume fraction of a textureless component decreases with the growth of deformation. The results obtained in the studies allow for the conclusion that first of all it is necessary to provide recrystallization in 1420 alloy sheets at the stage of hot rolling and obtain a recrystallized hot rolled billet for subsequent cold rolling in order to reduce the volume fraction of deformation texture and anisotropy of properties.Приведены результаты исследований формирования кристаллографической ориентации структуры и анизотропии свойств в процессе прокатки листов из алюминий-литиевого сплава 1420 системы Al–Mg–Li. Горячекатаные заготовки из сплава 1420 прокатывали вхолодную с промежуточными закалками по следующему маршруту: 7,3 мм → 4,8 мм → 3,0 мм → 1,8 мм. После каждого прохода отбирались образцы для проведения механических испытаний и анализа структуры методами оптической микроскопии и дифрактометрии. Для листов всех рассматриваемых состояний характерна деформированная волокнистая структура и значительная анизотропия механических свойств. При этом максимальная пластичность наблюдается под углом 45° к направлению прокатки. Характер анизотропии свойств, сформированной на стадии горячей прокатки, не изменяется в процессе холодной прокатки. На всех этапах прокатки листы из сплава 1420 за счет сохранения нерекристаллизованной структуры обладают острой текстурой деформации. Так, в ходе анализа полюсных фигур и преимущественных ориентировок выявлено увеличение объемных долей ориентировок прокатки (типа латуни – медленное, а типа S – более быстрое) с ростом суммарных деформаций холодной прокатки. Ориентировки рекристаллизации (типа R) присутствуют в небольших количествах лишь после горячей прокатки. Объемная доля бестекстурной составляющей уменьшается с ростом суммарных деформаций. На основании полученных результатов исследований сделан вывод о том, что для уменьшения доли текстуры деформации и снижения анизотропии свойств в листах из сплава 1420 необходимо в первую очередь обеспечить протекание процессов рекристаллизации на стадии горячей прокатки с целью получения рекристаллизованной горячекатаной заготовки для последующей холодной прокатки