2023

Permanent URI for this communityhttps://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/17890

Browse

Now showing 1 - 24 of 24

Зміцнення трубопресового інструменту для виробництва корозійностійких труб нанесенням покрить аморфних сплавів
(НМетАУ, Дніпро, 2023) Сребрянський, Григорій Олександрович; Кривчик, Лілія Сергіївна; Хохлова, Тетяна Станіславівна; Головачов, Артем Миколайович; Підгорний, Cергій Миколайович
UKR: Мета. Створення й обробка високопродуктивних, стійких в експлуатації інструментів для виробництва труб із корозійностійких сталей на трубопресових установках, які могли б протистояти жорстким умовам роботи. Методика. Аналітичні та експериментальні дослідження в умовах ТОВ ВО «ОСКАР». Мікротвердість зразків отриманих на основі вториннотвердіючих напівтеплостійких сталей мартенситного класу 4Х5МФ1С і 5Х3В3МФС вимірювали на приладі ПМТ-3 на підготовленій поверхні покриття. Для вивчення структурного стану, комплексу фізико-механічних властивостей, фазового складу, стану поверхневого шару інструменту і зразків використовували такі методи дослідження і випробувань: металографічний аналіз виробів і зразків з використанням оптичного металографічного мікроскопу «Аxiovert 200 MAT Zeiss»; метод електронної мікроскопії з застосуванням растрового електронного мікроскопу «РЕМ-106И» (прискорювальна напруга 100кВ). Результати. Внаслідок запропонованої технології підвищуються міцність, зносо- і теплостійкість, а також твердість до HV0,1 980 ÷ 1150 для сталей 5Х3В3МФС (ДИ-23) і HV0,1 860 ÷ 980 для 4Х5МФ1С (в порівнянні із HV 587 –590 за існуючою технологією термічної обробки в заводських умовах). Також трубний інструмент здобуває високу твердість поверхні, що в комплексі забезпечує роботу інструменту при нагріванні до 600 ÷ 650 °С. Наукова новизна. В роботі запропонована технологія термозміцнення трубопресового інструмента (матричних кілець складних матриць) горизонтальних пресів зі сталей 4Х5МФ1С і 5Х3В3МФС, яка виключає третій відпуск і використовує нанесення покриття із порошків аморфних сплавів товщиною 100 ÷ 150 мкм. Практична значущість. Показано, що газоплазмове нанесення покрить з аморфного сплаву на основі системи Fe – Si – B збільшує твердість поверхні матриць в 1,6 ÷ 2,2 рази і їх стійкість на ~ 40 ÷ 60 %.
Побудова оптимальної траєкторії руху поїзда в координатах Шлях - Час
(Національна металургійна академія України, Відділення матеріалознавства та металургії Академії інженерних наук України, 2023) Железнов, Констянтин Ігорович; Урсуляк, Людмила Вікторівна
UKR: Мета. Автори мають за мету створити методику побудови оптимальної траєкторії з використанням сітки в координатах Шлях – Час та довести адекватність отриманих результатів за допомогою числових експериментів з вантажними поїздами. Методика. Запропонована раціональна функція для апроксимації залежності швидкості поїзда від пройденої відстані, щоб уникнути необхідності рішення системи дифере- нційних рівнянь руху поїзда. Для побудови оптимальної траєкторії руху поїзду наведені критерії вибору па- раметрів сітки в координатах Шлях – Час. Обґрунтовані інтервали між вузлами сітки з урахуванням мож- ливих режимів ведення поїзду. Наведені особливості розрахунку значення кінцевої швидкості при прохо- дженні ділянки конкретної довжини за допомогою запропонованої функції. Наведена методика реалізації управління рухом поїзду та розрахунок параметрів переходу між вузлами сітки. Результати. Авторами отримані можливі криві швидкості під час прискорення та уповільнення поїзду для різних значень початкової швидкості або під час руху поїзду на ділянці великою довжиною зі зміною режимів управління за допомогою запропонованої раціональної функції , а також доведено їх добре узгодження з результатами числових експериментів за належним вибором параметрів функції. Отримана система рівнянь, з рішення якої можна отримати величину швидкості в кінцевому вузлі переходу. Наведені також залежності сили тяги поїзду від швидкості руху для різних параметрів запропонованої функції. Отримані результати теоретичних дослі- джень дозволяють збільшити швидкість виконання обчислювань за рахунок застосування спрощених спо- собів розрахунків стану поїзда, як керованої системи, та без використання диференціальних рівнянь руху. Це, у свою чергу, дозволить вирішувати завдання пошуку оптимального управління практично в режимі реального часу з урахуванням мінливих мов під час руху поїзда. Наукова новизна. Авторами вперше запро- понована методика побудови оптимальної траєкторії руху поїзду в координатах Шлях – Час. Практична значимість. На основі отриманих результатів доведено, що запропонована методика дозволяє отримати криві швидкості при будь-яких режимах управління поїздом, а також реалізувати отримане управління пої- здом. Запропоновані критерії дозволяють обмежити кількість варіантів рішень (режимів управління), що розглядаються на подальших етапах.
Коливальні явища та вібрація конвертера газокисневого рафінування
(НМетАУ, Дніпро, 2023) Величко, Олександр Григорович; Волкова, О. І.; Чжан, Джохуа
UKR: Для технології газокисневого рафінування виконано аналіз «холодного» та «гарячого» моделювання продування металу киснем через донні фурми. Показано вплив технологічних параметрів (інтенсивності продування, числа донних фурм, їх розміщення у днищі) на коливання ванни, утворення хвиль на поверхні ванни та вібрацію конвертера газокисневого рафінування GOR. Вивчено амплітудно-частотні характеристики вібропереміщень та віброшвидкості GOR конвертера. Запропоновано та випробувано в конвертері GOR організація комбінованої подачі дуття, що дозволяє знизити вібрацію конвертерного агрегату як у періоди продування киснем, так і при продуванні сумішшю аргон-кисень. Встановлено, що рівень віброшвидкості в частотному діапазоні 4–8 Гц визначає динаміка коливальних процесів при виділенні газових об'ємів, а рівень вібропереміщень на частоті менше 1 Гц пов'язаний із коливаннями ванни та поверхневими хвилями.
Дослідження поведінки азоту при обробці металу
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2023) Голуб, Ірина Валеріївна; Біла, Олена Вікторівна; Носко, Ольга Анатоліївна; Ковзік, Анатолій Миколайович
UKR: Мета. Вивчення поведінки азоту при обробці металу газовою сумішшю та при розкисленні металу, тому що одним з найбільш поширених способів обробки сталі в ківші є процеси розкислення металу, продування металу інертними газами та вакуумування сталі. Методика. Термодинамічні та кінетичні розрахунки, математична модель, що дозволяє розраховувати кількісні показники при розкислені металу та при видаленні розчинених газів з металу при позапічній обробці та аналізувати процеси, які досліджуються. Результати. При продуванні аргоном металу на установці ківш-піч його поверхня повинна бути відкритою від шлаку, але при цьому відбувається паралельний перехід газу з атмосфери в метал, оскільки шлак є захисним покривом металу від атмосфери. Також доказано, що спінювання шлаку впливає лише на вміст азоту в металі та дозволяє знизити його концентрацію на 0,001 %. Також доказано що азот не є причиною виникнення макродефектів в металевій заготовці. З’ясовано вплив азоту, алюмінію та титану на утворення нітридів в металі, який попередньо оброблявся газовою суміщу, яка у своєму складі вміщувала азот. Наукова новизна. Розгляд термодинамічних та кінетичних особливостей розчинення азоту в металі при розкисленні, продувці газами металу в ківшу дозволили з'ясувати тепло та масообміні процеси поведінки азоту у металі, що буде сприяти перспективі розробки нової технології ковшової обробки металу. Практична значущість. Можливість використовувати суміш газів, що містить азот, при продувці сталей більш широкого сортаменту з урахуванням поведінки азоту при розкисленні металу, який може мати підвищений вміст розчиненого азоту. За допомогою достатніх кількостей присадженого титану можливо нейтралізувати дію азоту в сталях, що містять алюміній, і тим самим сприяти усуненню дефектів та покращенню якості литої заготовки також за рахунок ведення процесу обробки металу під спіненим шлаком.
Випуск 1 (138). Теорія і практика металургії
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2023)
UKR: Журнал розрахований на широке коло читачів (науковців, фахівців) в галузі металургійного виробництва чавуну, сталі, феросплавів та кольорових металів, теоретичних основ одержання металів та сплавів та розробки механізмів процесів, залучення у виробництво матеріалів техногенного походження, прокатного виробництва, удосконалення відомих матеріалів та створення якісно нових, дослідження в області розширення вугільної сировинної бази коксування, математичного моделювання технологічних процесів, удосконалення машин для металургійного виробництва та підвищення надійності металургійного обладнання.
Аналіз якості шихтових матеріалів при виробництві висококремнистого феросиліцію
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2023) Кравченко, В. П.; Гладких, Володимир Андрійович; Аносов, О. В.; Рубан, Артем Володимирович; Рябцев, О. О.
UKR: Феросиліцій виробляють шляхом відновлення кремнію, що міститься у кварциті, твердими вуглецевими відновниками у присутності заліза. Головними компонентами шихти для виробництва феросиліцію є кварцит, вуглецевий відновник та сталева стружка, до яких висуваються жорсткі вимоги по фракції, вмісту шкідливих домішок, електропровідності. Високовідсоткові марки феросиліцію найбільш чутливі до якості відновника. У сучасній металургії відбулись зміни якісних характеристик коксової продукції в наслідок впровадження у доменному виробництві технології пиловугільного палива (ПВП), яке застосовується в доменній плавці як добавка, що призвело до зміни вимог до доменного коксу, а саме – необхідності зниження хімічної активності та збільшення гарячої міцності коксу. Таким чином, одним з можливих напрямків оптимізації технології виплавки феросиліцію в умовах АТ "ЗФЗ" є підбір відновлювальних сумішей, що складаються з різних вуглецевмісних матеріалів та задовольняють вимоги феросплавного виробництва щодо співвідношення показників реакційної здатності (CRI) та міцності коксу після реакції (CSR).
Особливості технології вакуумтермічного отримання літію
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2023) Ігнатьєв, Володимир Сергійович; Колбін, Микола Олексійович; Головачов, Артем Миколайович; Ярошенко, Ярослав О.
UKR: Мета. Аналіз практичних та літературних даних досліджень технології вакуумтермічного отримання літію з його оксиду. Методика досліджень. Обробка літературних даних та проведення власних лабораторних експериментів. Результати. Встановлено оптимальні параметри та розроблено технологічну схему вакуумтермічного отримання літію. Наукова новизна. Досліджено кінетику відновлення оксиду літію кремнієм та алюмінієм у вакуумі. Практична цінність. Розроблено технологію вакуумтермічного відновлення літію з його оксиду замість прийнятої технології електролізу хлориду літію. В лабораторних умовах проведено дослідження вакуумтермічного способу отримання металевого літію, заснованого на відновленні оксиду літію кремнієм і алюмінієм при нагріванні у вакуумі. Виконано термодинамічний аналіз процесу і його кінетику. Встановлено, що в якості відновника можливо використовувати порошок 75 %-вого феросиліцію й первинного та вторинного алюмінію, в якості флюсу – порошок вапна. Процес здійснюється на брикетованій шихті у вакуумній реторі, що нагрівається газом. Сировиною для одержання літію служить оксид літію, який отримають шляхом термічного розкладу карбонату літію. Проведено аналіз технологічних схем вакуумтермічного способу отримання металевого літію силіко- і алюмотермічним процесом. Показано, що відновлення алюмінієм забезпечує більшу продуктивність і більш високе вилучення літію. Вакуумтермічне отримання літію має такі переваги перед електролізом: використання як сировини більш дешевої сполуки літію – оксиду Li2O у складі вітчизняних літієвих руд; більш високу продуктивність процесу; застосування як відновників та флюсів не дефіцитних матеріалів вітчизняного виробництва; відсутність екологічних проблем із хлором.
Порівняльне дослідження прогинів роликів зони вторинного охолодження МБЛЗ
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2023) Хитько, Олександр Юрійович; Шапран, Л. О.; Іванова, Людмила Харитонівна
UKR: Мета. Встановити вплив технології безперервного розливання на роботу та геометричні параметри роликів МБЛЗ, виготовлених методом лиття, у порівнянні з кованими роликами. Методика. Дослідили литі ролики виконань 17Х12МФЛ-20Л та 20Х25Н19С2Л-20Л та ковані ролики. Досліджувані ковані та литі сталеві біметалеві ролики були встановлені непривідними на малому радіусі технологічної лінії п'ятого та шостого механізмів зони вторинного охолодження машин безперервного лиття заготовок. У процесі експлуатації визначали максимальну величину прогину за допомогою спеціального пристрою. Результати. У процесі експлуатації проводили вимірювання прогинів та температури поверхні бочок роликів. Отримані значення величини прогинів біметалевих роликів були на 15...20% нижчими, ніж у серійних кованих роликів. Максимальний прогин біметалевих роликів становив 2,3 мм при швидкості розливу 0,2 м/хв під час заміни стакана розливу. Вимірювання температури поверхні роликів показали, що дослідні ролики працювали в нормальному температурному режимі. Велика в порівнянні з кованими площа внутрішньої тепловідвідної поверхні в біметалевих роликах забезпечувала ефективне відведення тепла. Наукова новизна. Вперше отримали величини прогинів литих біметалевих роликів. Вперше запропоновано та освоєно методику вимірювання та визначення в процесі експлуатації прогинів та температури поверхні бочок роликів. Практична значущість. Запропоновано технологію визначення прогинів кованих та литих сталевих біметалевих роликів при встановленні їх непривідними на малому радіусі технологічної лінії п'ятого та шостого механізмів зони вторинного охолодження машин безперервного лиття заготовок в сталому і перехідному режимах розливання сталі.
Оцінка енергетичної ефективності щокових дробарок з простим і складним рухом щоки
(НМетАУ, Дніпро, 2023) Маліч, Микола Григорович; Кресс, Денис Володимирович; Авраменко, С. О.
UKR: Мета. Оцінка енергетичної ефективності щокових дробарок з простим і складним рухом щоки на основі математичного моделювання та використання встановлених закономірностей напружень та деформацій у гірській породі при взаємодії з робочим інструментом. Методика. Використано комплексний метод узагальнення закономірностей теорії пружності та пластичності, закономірності розподілу контактних нормальних та дотичних напружень, рівняння граничного стану матеріалів, заснованих на критерії міцності Кулону; теорії ліній ковзання; зіставлення теоретичних результатів з експериментальними діаграмами «нормальне напруження-подовжня деформація» зразків; факти та явища руйнування гірських порід; узагальнення теоретичних закономірностей, що виникають при силовому контакті інструменту з породою в дробарках. Наукова новизна. При асиметричних контактних дотичних напруженнях в твердому тілі, що деформується, формуються горизонтальні напруження розтягую, при цьому чисельні значення цих напружень зі збільшенням коефіцієнта контактного тертя зростають, а межа міцності на стискання і питома енергія руйнування гірської породи суттєво знижується. Результати. Асиметричне навантаження породи створюється в щокових дробарках зі складним рухом щоки, в дробарках з простим рухом щоки реалізується більш енергоємне симетричне навантаження, що вимагає збільшувати потужність приводу. Практична значущість. Створення асиметричних умов навантаження з використанням сил контактного тертя з врахуванням фрикційних та міцнісних характеристик матеріалу, що руйнується, дозволять суттєво знижувати енергоспоживання при дезінтеграції у щокових дробарках зі складним рухом щоки.
Випуск 2 (139). Теорія і практика металургії
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2023)
UKR: Журнал розрахований на широке коло читачів (науковців, фахівців) в галузі металургійного виробництва чавуну, сталі, феросплавів та кольорових металів, теоретичних основ одержання металів та сплавів та розробки механізмів процесів, залучення у виробництво матеріалів техногенного походження, прокатного виробництва, удосконалення відомих матеріалів та створення якісно нових, дослідження в області розширення вугільної сировинної бази коксування, математичного моделювання технологічних процесів, удосконалення машин для металургійного виробництва та підвищення надійності металургійного обладнання.
Термодинамічний аналіз магнієтермії в розплаві солей при виробництві титану
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2023) Колбін, Микола Олексійович; Ігнатьєв, Володимир Сергійович; Головачов, Артем Миколайович; Ярошенко, Ярослав О.; Лосев, Руслан Р.
UKR: Мета даної роботи прорахувати за допомогою програми HSC зміну теплового ефекту реакції та вільної енергії магнієтермичного відновлення в розплаві солей при виробництві титану. Отримані результати показують, що зміна теплового ефекту реакції з подвійною соллю приблизно в 4 рази менша за традиційну за методом Крола. Таким чином ці результати дозволяють рекомендувати дану подвійну сіль (TiCl2 - MgCl2) в якості реагента для отримання титану магнієтермічним способом.
Аналіз руйнування призматичних усічено-конусних зразків гірської породи при симетричному та асиметричному навантаженні
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2023) Маліч, Микола Григорович; Катан, В. О.; Різо, Захар Миколайович; Кресс, Денис Володимирович; Авраменко, С. О.
UKR: Мета. Аналіз руйнування призматичних усічено-конусних зразків гірської породи на підставі математичного моделювання з використанням встановлених закономірностей напружень та деформацій у гірській породі при симетричному та асиметричному навантаженні. Методика. Використано комплексний метод узагальнення закономірностей теорії пружності та пластичності, закономірності розподілу контактних нормальних та дотичних напружень, рівняння граничного стану матеріалів, заснованих на критерії міцності Кулону; теорії ліній ковзання; зіставлення теоретичних результатів з експериментальними діаграмами «нормальне напруження-подовжня деформація» зразків; факти та явища руйнування гірських порід; узагальнення теоретичних закономірностей, що виникають при силовому навантаженні породи в дробарках. Практична значущість. Створення асиметричних умов навантаження з використанням сил контактного тертя з врахуванням фрикційних та міцнісних характеристик матеріалу, що руйнується, дозволять планувати та знижувати енергоспоживання при дезінтеграції у дробарках.
Вплив вібрації на мікроструктуру шва зварних труб
(НМетАУ, Дніпро, 2023) Балакін, Валерій Федорович; Кадильникова, Т. М.; Савкін, С. В.; Балаханова, Т. Ю.
UKR: У статті розглядаються результати експериментального дослідження мікроструктури металу зварного шва трубних заготовок, схильних до вібраційної обробки в процесі зварювання. Експериментальне дослідження було поділено на такі етапи: зварювання прямошовних заздалегідь сформованих трубних заготовок із застосуванням вібраційної дії; виготовлення шліфів та вивчення їх мікроструктури в зонах зварного шва; обробка отриманих у процесі експерименту даних. Особливу увагу при вивченні мікроструктури було приділено ділянкам перегріву та нормалізації, як найбільш характеризує якість зварного шва ділянкам зони термічного впливу. Досліджено тенденцію зміни величини зерна металу зварного шва при різних частотах застосовуваної в процесі зварювання вібрації, а також за її відсутності. Важливе місце у дослідженні було відведено дослідженню ступеня різнозернистості структури, що вивчається.
Металозберігаюча технологія виготовлення товстостінних труб з безперервнолитої заготовки на пілігримовому стані
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2023) Балакін, Валерій Федорович; Стасевський, С. Л.; Угрюмов, Юрій Дмитрович; Балаханова, Т. Ю.; Угрюмов, Дмитро Юрійович
UKR: Розглянуто способи зниження витрат металу при виготовленні особливо товстостінних труб з D/S 6 з безперервнолитої заготовки на пілігримовому агрегаті 5-12″ в умовах ПАТ ІНТЕРПАЙП Ніжньодніпровський трубопрокатний завод. Підвищений витратний коефіцієнт металу під час прокатування труб на пілігримовому стані зумовлений особливостями технології, що призводить до збільшення обрізу передніх (затравочних) і задніх кінців труб, які утворюють пілігримову головку. При цьому витрата металу під час прокатування труб на агрегаті з пілігримовим станом на 50-100 кг на тонну труб вища, ніж на інших агрегатах (з автоматичним, безперервним та ін. станами). На основі теоретичного аналізу та експериментальних даних із застосуванням діючого промислового обладнання було визначено, що методом гарячої прокатування гільз у стик можуть бути отримані труби D/S <6 з якісною структурою металу готових труб, у тому числі на задніх кінцях, що відповідають пілігримовій голівці. Результати дослідження можуть бути використані для прокатування товстостінних труб з D/S <6 широкого розмірного і марочного сортаменту на пілігримових агрегатах з мінімальною витратою металу на затравку і пільгерголовку.
Vibration Characteristics and Dynamic Control of Vacuum Treatment
(National Metallurgical Academy of Ukraine, Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2023) Velychko, A. G.; Sukhyi, Kostyantyn M.; Jiang, Zhouhua
ENG: Vibration characteristics of vacuum treatment at industrial steel vacuumisation units are studied. The amplitudefrequency spectrum and the main sources of vibration of vacuum treatment units are analysed. It is shown that the vibration spectrum is dominated by low and high frequency ranges. In the low-frequency range the vibration of vacuum treatment units is connected with bath oscillations and wave formation on the surface, as well as with decarburisation of metal during oxygen blowing and vacuum-carbon deoxidation and degassing processes. In the high-frequency region the sources of vibration are pulsations of vented gases. Correlation relations between vibration and technological parameters of vacuum treatment are established. Possibilities of vibration method for dynamic control of vacuum treatment are shown. The character of vibration signal level change at the frequency of 8 Hz reflects the dynamics of decarburisation during oxygen blowing of metal at reduced pressure. In the established frequency ranges the vibration characteristics allow to control the processes of vacuum-carbon deoxidation and degassing.
Особливості виплавки феронікелю в умовах виснаження латеритних руд з використанням в якості відновників вугілля енергетичних груп
(НМетАУ, Дніпро, 2023) Шевченко, Денис В.; Мельник, Сергій О.; Приходько, Сергій В.; Акреєв, Володимир В.; Овчарук, Анатолій Миколайович
UKR: Нікель є найважливішим легуючим елементом в аустенітній нержавіючій сталі та інших спеціальних сплавах. Різке збільшення виробництва таких сплавів протягом останніх десятиліть значно збільшився попит на феронікель. Щоб задовольнити збільшення промислового попиту, необхідні нові та ефективніші шляхи для вилучення нікелю з бідних і складніших руд за умов виснаження запасів багатих нікелевих руд. Узагальнено досвід роботи в галузі освоєння та експлуатації технології електроплавки феронікелю та викладено досягнуті показники рудотермічної печі потужність 40 MWA та особливості процесу технології низького відновлення заліза та вибір оптимального відновника процесу. Вивчення процесів твердофазного відновлення заліза з оксидів з використанням в якості відновника вугілля антрацитових та енергетичних груп та розробка енергоефективних технологій отримання та застосування огарку з нікелевих руд, отриманого внаслідок випалювання в трубчастій обертовій печі, є актуальним науковим напрямом у кольоровій металургії. Отримано залежності співвідношення вугілля (відновників), що використовуються надалі для відновлення металів у руднотермічній печі. У результаті вивчення процесу відновлення заліза з нікелевої руди визначено оптимальні співвідношення вугілля марок ДГ і АС (75%/25%) при температурі 850-950 оС, що призводить до зниження витрати палива за рахунок горіння летких з вугілля, а також зниження витрати електроенергії під час плавлення огарку в руднотермічній печі.
Determination of Residual Stresses in the Production of Welded Pipes by Magnetic Memory
(НМетАУ, Дніпро, 2023) Savkyn, S. V.; Balakin, Valerii F.
ENG: The article proposes the use of the metal magnetic memory method for the purpose of detecting and measuring residual stresses in welded seams and heat-affected zones of longitudinal welded pipes. The experimental study was divided into the following stages: measurement of residual stresses in the weld section of a pipe that has not undergone heat treatment; measurement of residual stresses in the weld section of the heat-treated pipe; analysis of the results obtained. The measurements were carried out in the cross section of the samples, which made it possible to obtain data on the residual stresses contained in the weld, the near-weld zone and the base metal of the pipe. The study confirmed the feasibility of using the metal magnetic memory method to measure residual stresses in welded pipes for further development and modernization of the technological process for the production of longitudinal welded pipes.
Analysis of the Mechanism for the Occurrence of a Functional Response during Plastic Deformation of Metals and Their Alloys
(National Metallurgical Academy of Ukraine, Dnipro, 2023) Kuznetsow, E. V.
ENG: Purpose. Perfection the method for designing technological operations of metal pressure processing by establishing a functional connection between the parameters of force action and the characteristics of the natural deformation behavior of workpieces during their shape forming process. Methodology. A combined analytical approach, which is based on a synthesis of the results of fundamental and applied research in the field of physics of deformable solids, metal forming technology, as well as in related fields of natural science, is used. Findings. It is shown that the nature of the adaptive functional response of metals and their alloys to deforming influence is determined by the magnitude of possible changes in the thermodynamic potentials of the disturbed volume of the substance. From a technological point of view the most favorable response occurs when the deforming influence on the workpiece is carried out taking into account the natural ability of its substance to relaxation. Originality. The functional relationship between changes in the thermodynamic potentials of the volume of a metal or alloy and its adaptive behavior during the deformation process, as well as in the postoperative period, is described. Practical value. The findings make it possible to optimize the technological processes of machining of metals and their alloys by pressure, taking into account the natural properties and behavioral characteristics of each concrete material under concrete production conditions.
Формування азотованого шару сталі 5Х3В3МФС, отриманого в газоплазмовому двоступеневому вакуумно-дуговому розряді
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2023) Дейнеко, Леонід Миколайович; Столбовий, В'ячеслав Олександрович; Романова, Наталія Сергіївна; Кривчик, Лілія Сергіївна; Пінчук, Вікторія Леонідівна; Мачула, Н. В.
UKR: При виробництві труб із корозійностійких сталей на трубопрокатних установках актуальною проблемою є низька стійкість трубного інструменту. Тому, створення високопродуктивних і стійких в експлуатації інструментів зв'язане, у першу чергу, з одержанням й обробкою таких матеріалів, які могли б протистояти жорстким умовам роботи. Мета роботи. Проаналізувати процес формування структури азотованого шару та його властивостей на поверхні штампового інструменту із сталі 5Х3В3МФС за технологією газо-плазмового азотування у двоступеневому вакуумно-дуговому розряді для підвищення зносостійкості трубопресового інструменту. Результати. У статті запропоновано, обґрунтовано та розраховано математичну модель розподілу мікротвердості за глибиною дифузійного шару. Наведено аналіз термодинамічної стійкості нітридних дифузійних зон, відповідальних за поліпшення показників зносостійкості інструменту. Наукова новизна. Розроблено математична модель розподілу мікротвердості азотованого шару на основі рівняння Колмогорова-Джонсона-Мела-Аврамі, яка враховує фазові перетворення, пов'язані з процесами реакційної дифузії при азотуванні. Практична значущість. Розроблена математична модель дозволяє кількісно аналізувати кінетику газоплазмового азотування та розраховувати глибину азотованих шарів заданого фазового складу для сталі 5Х3В3ФМС.
Кінетика розпаду аустеніту при безперервному охолодженні недеформованої борвмісної сталі 30Г1Р
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2023) Соболенко, Марія Олександрівна; Романова, Наталія Сергіївна
UKR: Мета. Провести дослідження кінетики розпаду недеформованого переохолодженого аустеніту за безперервним охолодженням борвмісної сталі. Встановити закономірності формування структури борвмісної сталі за безперервного охолодження з різними швидкостями від температур нагрівання. Методика. Дослідження фазових перетворень і кінетики розпаду недеформованого переохолодженого аустеніту проводили методом диференційно-термічного аналізу на зразках борвмісної сталі з дослідженнями мікроструктури та твердості. Результати. Вивчено кінетику перетворень і побудовано термокінетичні діаграми розпаду недеформованого переохолодженого аустеніту борвмісної сталі. Вивчено критичні точки і виявлено особливості впливу швидкості охолодження недеформованого аустеніту на об'ємну частку структурних складових борвмісної сталі. Наукова новизна. Показано положення критичних точок температур і отримано якісну та кількісну картину структуроутворення досліджуваної борвмісної сталі. Виявлено вплив швидкості охолодження на характер перетворень аустеніту та механічні властивості досліджуваної сталі. Практична значимість. Проведені дослідження (знання положення критичних точок) дають змогу цілеспрямовано обирати температури нагріву, охолодження та ізотермічних витримок під час розроблення режимів відпалу як у підкритичному інтервалі температур, так і з частковою або повною фазовою перекристалізацією. Отримані результати можуть бути використані при розробці різних режимів термічної обробки, що застосовуються в промислових технологіях виробництва бунтового прокату зі борвмісної сталі для холодної висадки.
Технічна оцінка карбідокремнієвого матеріалу з довідновленої техногенної сировини основного виробництва SiC
(НМетАУ, Дніпро, 2023) Дерев'янко, Ігор Володимирович; Жаданос, Олександр Володимирович; Заболотських, Є. О.
UKR: Мета. Підвищений інтерес до карбіду кремнію, що спостерігається останнім часом, обумовлений не лише його високими абразивними властивостями, а й унікальними фізико-хімічними характеристиками. Матеріали та вироби, отримані з використанням карбіду кремнію, мають рідкісні властивості. Вони мають високу механічну міцність та теплопровідність, низький коефіцієнт термічного розширення, стійкі до хімічно агресивних середовищ та абразивного зношування у широкому інтервалі температур. Унікальні властивості SiC визначають найширшу сферу його застосування: від виробництва абразивних інструментів, високотемпературних нагрівачів, вогнетривкої кераміки до металургії. Основна маса карбіду кремнію виробляється у печах опору по методу Ачесона. Одним із питань процесу виробництва карбіду кремнію є низький вихід товарної продукції що становить 15-19% від маси завантаження. Тому забезпечення максимального виходу продукту та зниження витрат сировинних матеріалів є важливим виробничим завданням. Методика. Проведено лабораторні випробування: для визначення фізико-механічних властивостей отриманого карбідкремнійвміщуючого продукту. Виконано рентгенофазовий аналіз для ідентифікації фаз, що входять до складу досліджуваного довідновленого матеріалу. Результати та наукова новизна. Досліджено можливості отримання карбіду кремнію металургійної якості з вторинних матеріалів електротермічних виробництв. Проведені мікроструктурні і фазові дослідження довідновленого карбідкремнійвміщуючого матеріалу. За результатами досліджень визначено напрями використання зазначеного продукту. Практична цінність. Залучення у виробництво вторинних матеріалів дасть значне зниження витрат на шихтові матеріали та головне – знизить собівартість готової продукції, а також дозволить вирішити екологічні проблеми регіонів, де накопичилися техногенні родовища відходів.
Автоматизований розрахунок параметрів процесу холодної прокатки штаб на безперервних станах
(НМетАУ, Дніпро, 2023) Коноводов, Дмитро Володимирович; Бояркін, Вячеслав Володимирович; Маслов, Дмитрій Олександрович
UKR: Мета. Підвищення точності та швидкості розрахунку режимів обтисків, енергосилових, кінематичних та температурних параметрів процесу холодної прокатки штаб на безперервних станах. Методика. Аналіз моделей напружень тертя для підвищення рівня працездатності моделі процесу холодної прокатки. Обґрунтування моделі для визначення напружень тертя при холодній прокатці, з метою підвищення точності прогнозування нормальних контактних напружень, енергосилових, кінематичних та температурних параметрів процесу. Результати. Представлено аналіз моделей напружень тертя, що використовують при розробці програм моделювання процесів обробки металів тиском. Показано, що застосування некоректних моделей напружень тертя, призводить до некоректного визначення нормальних контактних напружень та інших параметрів процесу пластичної деформації. З використанням обґрунтованої математичної моделі запропоновано програму автоматизованого розрахунку параметрів процесу холодної прокатки штаб. Наукова новизна. Встановлено застосування некоректних моделей для визначення напружень тертя на контакті валків та штаби в програмах розрахунку процесів обробки металів тиском. Запропоновано програму автоматизованого розрахунку параметрів процесу холодної прокатки штаб на безперервних станах. Практична значущість. Результати, представлені в роботі, дають можливість використовувати програму автоматизованого розрахунку параметрів процесу холодної прокатки штаб для розробки режимів обтисків на безперервних станах. Використання програми дозволяє приймати рішення про зміну параметрів технології з метою оптимізації та інтенсифікації режимів обтисків на стані.
Calculation and Analytical Method for Determining the Force Parameters of a Crank-Slider Mechanism (Message 2. Kinetostatics)
(National Metallurgical Academy of Ukraine, Dnipro, 2023) Dobrov, Ihor V.; Semichev, Andrii V.; Pavlenko, O. M.
ENG: The purpose of the work is to develop an algorithm and a program for calculating the power parameters of the crank-slider mechanism, taking into account the proven in practice and well -recommended: analytical method of calculating the kinematics of the slider and the graph-analytical method of calculating the power parameters of the crank-slider mechanism. Research results. The new calculation method and an algorithm for determining the force parameters of the crank-slider mechanism. Scientific novelty. The new method for the analysis of force parameters of a crank –slider mechanism, which differs from the existing methods of graph-analytical and analytical methods by the use of a new calculation-analytical method of determining the linear and angular accelerations of each link of the mechanism for solving the kinetostatic equations of the mechanism as a whole. Practical value. The created algorithm makes it possible to perform a preliminary assessment of the force parameters of mechanisms and aggregates using crank-slider mechanisms at the stage of technological design, technical and economic calculation of new aggregates or modernization of existing equipment when changing technological regimes related with the production of modern competitive products, in particular, for the production of seamless pipes on mills with rollers for cold rolling of pipes.
Індукційна піч – універсальний металургійний агрегат для твердофазного відновлення та плавлення сталі і високовуглецевого феромарганцю
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2023) Грек, Олександр Сергійович; Величко, Костянтин Олександрович
UKR: Запропоновано спосіб твердофазного відновлення оксидів заліза та марганцю та плавлення сталі та феромарганцю в індукційній печі. Наведено схему процесу відновлення оксидів заліза та марганцю. У якості шихтових матеріалів запропоновано використовувати окатиші (брикети), які складаються з суміші рудовугільної складової та матеріалу, що містить залізо, або феромарганець-рудо-вугільні окатиші (брикети) у разі відновлення оксидів марганцю. Розглянуто механізм нагрівання такого окатишу (брикету) в індукційній печі і проведено експериментальну перевірку можливостей методу. Показана висока ефективність твердофазного відновлення та плавлення сталі та феромарганцю в умовах лабораторних та промислових індукційних печей.