авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 15 |

«XIX МЕНДЕЛЕЕВСКИЙ СЪЕЗД ПО ОБЩЕЙ И ПРИКЛАДНОЙ ХИМИИ Волгоград, 25–30 сентября 2011 г. ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ В четырех томах ...»

-- [ Страница 7 ] --

e-mail: anikeev-ml@mail.ru Дисперсное упрочнение, то есть введение в структуру металлических материалов твёрдых тугоплавких мелкодисперсных частиц является од ним из наиболее перспективных путей увеличения эксплуатационных ха рактеристик современных материалов [1, 2]. Однако, сложности связан ные с введением и распределением вводимых дисперсных частиц не по зволяли использовать данный метод упрочнения. На кафедре «Общая металлургия» ЮУрГУ был разработан способ упрочнения получаемой заготовки путем ввода дисперсных тугоплавких частиц и распределения их по внутренней и внешней поверхности за счет центробежного литья [3]. Одним из доказательств распределения вводимых частиц может слу жить исследование химического состава полученных заготовок.

Авторами исследовалась группа металлических заготовок, полу ченных методом центробежного литья, упрочненных карбидами вольфрама и кремния в различных пропорциях. Из полученных заго товок были вырезаны продольные темплеты, химический состав кото рых подвергался тщательному изучению. С каждого образца было взя то девять химических составов: по три с внешней поверхности, сере дины (1/2 радиуса) и внутренней поверхности заготовки.

На основании полученных и проанализированных данных было выявлена неоднородность химического состава по сечению получае мых заготовок с присадкой упрочняющей фазы по следующим эле ментам: максимальное отклонение против состава исходной плавки имеют углерод, кремний, вольфрам, марганец и железо.

Полученные данные позволили построить графики распределения химических элементов, которые подтвердили, что распределение вво димых частиц неравномерно по сечению получаемой заготовки.

ЛИТЕРАТУРА 1. Гольдшмидт, Х.Д. Сплавы внедрения / пер. с англ. – М.;

Мир, 1971. – Вып. 1, – 464 с.

2. Чуманов В.И., Чуманов И.В., Пятыгин Д.А., Тельянова Е.Е. Повышение из носостойкости стали путем ввода карбида титан при кристаллизации слитка // Электрометаллургия. –2008.–№2.– С.32–35.

3. В.И. Чуманов, И.В. Чуманов, Д.А. Пятыгин, Р.Р. Гарифулин, О.Ю. Верши нина, А.Н. Аникеев. Патент РФ №2381087, 2010.

Устные доклады ВЫСОКОАЗОТИСТЫЕ СТАЛИ: МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В ИХ ИССЛЕДОВАНИИ, РАЗРАБОТКЕ И ПРОИЗВОДСТВЕ Банных О.А., Костина М.В., Блинов В.М.

Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им.

А.А. Байкова РАН 119911, Москва, Ленинский проспект 49, е-mail: mvk@imet.ac.ru Мировым трендом развития промышленности является рост спро са на специальные стали. На российском рынке нержавеющих сталей, по экспертной оценке Ассоциации «Спецсталь» итогов 2010 года, пре одолен спад 2008-2009 гг. В 2010 г., по сравнению с 2009 г., объем по требления основных видов продукции из нержавеющей стали в РФ увеличился на 62,7% и составил 312,1 тыс. тонн. При этом среднего довая цена никеля увеличилась на 48,9%. Бесспорный дефицит мар ганцевого сырья на ближайшее время способствует подъему цен на марганец. С учетом этих тенденций возрастает значимость производ ства сталей, легированных азотом. Азот, как один из наиболее силь ных элементов-аустенитообразователей способен заменять Ni и Mn в коррозионно-стойких аустенитных сталях. При этом такие стали обла дают: высокой способностью к упрочнению при пластической дефор мациях, превосходя по статической и циклической прочности, твёрдо сти и износостойкости, стойкостью против локальной коррозии тради ционные Cr-Ni стали.

В докладе рассмотрены основные мировые тенденции исследова ния, разработки и производства высокоазотистых сталей (ВАС). В по следние годы достигнуты успехи в разработке технологических про цессов введения азота, как в расплавленную, так и в твердую сталь.

Успешно используется и совершенствуется метод электрошлакового переплава под давлением. Взамен традиционной электродуговой плав ки с применением азотированных ферросплавов предлагается исполь зовать менее затратные конвертерные методы легирования расплава из газовой фазы дутья – аргонокислородное обезуглероживание и газоки слородное рафинирование. В то же время, разработана технология экономичного получения азотированных ферросплавов методом СВС.

Развиваются технологии насыщения сталей азотом методами порош ковой и плазменной металлургии, ионной имплантации. Рассмотрены перспективы использования азотистых сталей различных структурных классов. Отмечено, что внимание разработчиков и исследователей в значительной мере сосредоточено на ВАС аустенитного класса. В то же время, коррозионно стойкие высокопрочные мартенситные и фер ритно-аустенитные ВАС также имеют веские основания, чтобы занять ведущие места в качестве конструкционного материала, успешно за меняющего традиционные нержавеющие стали, и, возможно, лёгкие сплавы в областях техники, где эти материалы находят применение.

236 Физико-химические основы металлургических процессов ЭВОЛЮЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ, СТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРАНУЛИРУЕМЫХ ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ИЗОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ Гарибов Г.С., Гриц Н.М., Востриков А.В., Федоренко Е.А.

ОАО «Всероссийский институт легких сплавов»

121596, Москва, ул. Горбунова, е-mail: info@oaovils.ru На примере серийного жаропрочного никелевого сплава ЭП741НП проведен анализ совершенствования технологии изготовления дисков газотурбинных двигателей методом металлургии гранул с целью по вышения уровня механических характеристик.

Оценено влияние фактора уменьшения размера используемой фракции гранул на структурные и механические характеристики мате риала при соответствующей корректировке параметров горячего изо статического прессования и термической обработки.

Приведены механические характеристики новых гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов для перспективных изделий авиа космической техники.

ЛИТЕРАТУРА 1. Белов А.Ф. Настоящее и будущее металлургии гранул// Металлургия гра нул. – М.: ВИЛС, 1983, вып. 1. С. 5-13.

2. Dreshfield R.L., Miner R.V. Application of superalloy powder metallurgy for air craft engines// Metal Powder Report, 1981, v. 36, №2. P. 516-520.

3. Добаткин В.И. Роль кинетических и термодинамических факторов при кри сталлизации гранул// Металлургия гранул. – М.: ВИЛС, 1983, вып. 1. С.23-33.

4. Сизова Р.Н. и др. Особенности сопротивления малоцикловой усталости ма териалов дисков, изготовленных методом металлургии гранул // Металлургия гра нул. – М.: ВИЛС, 1983, вып. 1. С.405-412.

5. Гарибов Г.С. и др. Разработка новых гранулированных жаропрочных нике левых сплавов для производства дисков и валов авиационных двигателей // Тех нология легких сплавов. 2010. № 2. С. 34-43.

Устные доклады АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ КОМПЛЕКСНОГО РАСКИСЛЕНИЯ И ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ Гарбер А.К., Григорович К.В.

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН 119991, Москва, Ленинский проспект, 49, e-mail: garsenii@gmail.com Подавляющее количество отказов пути на Российских железных дорогах происходит из-за накопления повреждений в процессе экс плуатации рельсов, при этом отказы по контактно-усталостным де фектам составляют большую часть. Очагом зарождения большинства контактно-усталостных дефектов, как показывают результаты много численных исследований, являются неметаллические включения с вы соким содержанием Al2O3, в значительных количествах присутствую щие в металлической матрице. Следовательно, одной из важнейших составляющих задачи повышения качества рельсовой стали является разработка оптимальной технологии раскисления и внепечной обра ботки. Настоящая работа, направлена на развитие физико-химических основ процессов раскисления и разработку методов оптимизации тех нологии внепечной обработки рельсовой стали с целью повышения чистоты по неметаллическим включениям В работе обсуждается оригинальная методика анализа и оптимиза ции технологии раскисления и внепечной обработки рельсовой стали.

Представлен оригинальный метод расчета равновесных концентраций кислорода в расплавах при использовании комплексных раскислите лей. Проведено сравнение результатов расчетов с экспериментальны ми данными. Предложена методика оптимизации, включающая в себя:

отбор образцов по ходу обработки расплава на всех этапах внепечной обработки и разливки, анализ полученных образцов с применением современных методов – фракционного газового анализа, количествен ной металлографии и микрорентгеноспектрального анализа НВ, с оп ределением связанного и растворенного в расплаве кислорода и алю миния и проведение сравнительного анализа расчетных и эксперимен тальных значений. Выполнен анализ физико-химических процессов протекающих во время внепечной обработки: – взаимодействия рас плава с футеровкой и шлаком в присутствии раскислителей, образова ния и модификации неметаллических включений, обоснованы составы используемых шлаков и огнеупорных материалов. Разработанная ме тодика анализа технологии внепечной обработки опробована в ККЦ ОАО «НТМК» при оптимизации технологии внепечной обработки рельсовых сталей для скоростного совмещенного движения.

238 Физико-химические основы металлургических процессов ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ МАРГАНЦА ИЗ ОБЕДНЕННЫХ РУД И ОТРАБОТАННЫХ ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА ЛИМОННОКИСЛЫМИ РАСТВОРАМИ Годунов Е.Б., Горичев И.Г., Артамонова И.В., Забенькина Е.О.

Московский государственный технический университет «МАМИ», 107023, Москва, Б.Семеновская, 38, e-mail: gen225@rambler.ru Проблема обеспечения марганцем черной металлургии (за счет использования собственной минерально-сырьевой базы) является од ним из факторов экономической безопасности страны.

Одним из путей решения этой проблемы является переработка обедненных марганцевых руд и отработанных химических источников тока. С целью определения оптимальных параметров выщелачивания марганца из диоксида марганца были проведены экспериментальные исследования по влиянию концентрации лимонной кислоты, рН и температуры на скорость процесса.

Полученные данные анализировали на основании принципов гете рогенной и химической кинетики, с учетом изменения фрактальной геометрии поверхности.

Найдено, что с повышением концентрации цитрат-ионов доля рас творенного вещества () увеличивается. Расчет скорости растворения производили с использованием уравнения сжимающегося объема. Порядок по цитрат-ионам составил n = 0,7. Анализ данных по влия нию рН на скорость выщелачивания показал, что максимум скорости выщелачивания находится при рН = 2,0–2,3. С ростом температуры раствора от 293 до 353 K скорость растворения диоксида марганца увеличивалась. Используя уравнение Аррениуса и экспериментальные данные, была рассчитана энергия активации процесса растворения (Ea = 47,4 кДж/моль).

Полученные зависимости позволяют проводить процессы выщела чивания марганца из обедненных руд и отработанных химических ис точников тока, подбирая наиболее оптимальные условия для техноло гической схемы.

ЛИТЕРАТУРА 1. Дельмон Б. Кинетика гетерогенных реакций. – М.: Мир, 1972. – 554 с.

Работа выполнена при поддержке государственного контракта № П 205 Про граммы: «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг.».

Устные доклады ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОДИНАМИКИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКСИДОВ ЖЕЛЕЗА В ОКСИДОУГОЛЬНОМ БРИКЕТЕ Гоник И.Л., Новицкий Н.А., Тюпина А.Г.

Волгоградский государственный технический университет 400131, Волгоград, пр.Ленина 28, e-mail: novitskiynikita@mail.ru Истощение ряда крупных месторождений железных руд, и острая конку ренция на рынке черных металлов в настоящее время, подкрепляют проблему снабжения металлургических предприятий качественным железорудным сырь ем. Учитывая темпы увеличения объемов железосодержащих отходов, сегодня существует возможность их использования в металлургическом производстве в качестве эффективного сырья для шихтовых материалов. Доля перерабатывае мых металлургических отходов в ряде стран ЕС достигает 98%.

На кафедре «Технология материалов» ВолгГТУ разработана техноло гия получения шихтового материала методом холодного брикетирования железосодержащих отходов с использованием многокомпонентного сили катного связующего.

Целью исследований является подтверждение расчетных термодина мических показателей реакций косвенного и прямого восстановления же леза из оксидов с результатами экспериментальных плавок железосодер жащих брикетов. Экспериментальные плавки проводились в индукцион ной печи. Степень восстановления железа в брикетах, с содержанием до 20% восстановителя (кристаллический углерод) и 70% прокатной окали ны в качестве железосодержащего компонента, составила 95 97% [1].

Полученные расчетов позволяет сделать следующие выводы:

1. Значения изменения свободной энергии Гиббса в интервале темпера тур 873 – 1273 К меньше нуля – это свидетельствует о возможности само произвольного протекания рассматриваемой реакции в прямом направле нии на всем заданном интервале температур.

2. Зависимость константы равновесия от температуры устанавливает () d ln K 0 H T = ся уравнением изобары Вант-Гоффа.

RT dT Поскольку для рассматриваемой реакции на всем интервале темпера () d ln K 0, следовательно с увеличением температуры тур, то dT значения константы равновесия уменьшаются.

ЛИТЕРАТУРА 1. Брикетированный шихтовой материал из отходов металлургических произ водств / Е.Е. Агеев, В.П. Лемякин, Ю.А. Бондарев, И.Л. Гоник, В.И. Синев // Электрометаллургия. – 2003. – №8. – C. 30-33.

2. Брикет для производства чугуна и стали : пат. 2083681 / Е.Е. Агеев, Ю.А.

Бондарев, В.Г. Булгаков, И.Л. Гоник, В.П. Лемякин, В.И. Синев – № 94025978/02;

опубл. 10.07.97, Бюл. № 21 (III ч.).

240 Физико-химические основы металлургических процессов ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЕЙ Григорович К.В.

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, Москва, Ленинский пр.49, e-mail: grigorov@ imet.ac.ru Современные металлургические технологии XXI века предостав ляют различные методы внепечной обработки для управления качест вом сталей и сплавов. Это привело к сужению пределов марочных со ставов и значительному уменьшению концентраций примесных эле ментов. Однако достижение высокого уровня потребительских свойств в значительной мере определяется не только количеством примесей, но также содержанием, составом, размерами и распределе нием фаз и неметаллических включений.

В представленной работе рассмотрены основные принципы опти мизации технологий внепечной обработки сталей с целью достижения необходимых потребительских свойств. Обсуждаются вопросы при менения раскислителей и модификаторов для достижения заданного уровня свойств. Проведен термодинамический анализ процессов взаи модействия элементов – раскислителей со шлаками и огнеупорными материалами. Показано, что составы используемых шлаков внепечной обработки и огнеупорные материалы в сочетании с раскислителями и модификаторами в значительной степени определяют содержание, со став и размеры неметаллических включений образующихся в стали.

Показано, что состав и размеры оксидных неметаллических включе ний изменяются при введении в расплав модификаторов. Разработана методика оценки чистоты стали по неметаллическим включениям ос нованная на сочетании методов фракционного газового анализа и ко личественной металлографии. Определены критические параметры металлургического качества для ряда «чистых» сталей и критерии их контроля по неметаллическим включениям.

Разработанные методики показали свою высокую эффективность при оптимизации технологий производства сталей на Российских и за рубежных металлургических заводах. Приведены примеры анализа и оптимизации технологий внепечной обработки и модифицирования трубных, кордовых, рельсовых, колесных и нержавеющих сталей в ус ловиях действующего производства.

Устные доклады ПОЛУЧЕНИЕ КОРУНДА С НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ПРИМЕСИ КРЕМНЕЗЕМА ИЗ КЕЙВСКИХ КИАНИТОВ Гришин Н.Н., Иванова А.Г., Калинников В.Т., Белогурова О.А.

Учреждение Российской академии наук Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра, 184209, Мурманская обл., г. Апатиты, ул.Ферсмана 26А e-mail: grishin@chemy.kolasc.net.ru Задача разрабатываемой технологии состоит в обеспечении воз можно более полного удаления SiO2 и минимизации удаления Al2O3. В результате проведенного исследования составлена схема карботерми ческого восстановления кианита в псевдооткрытой системе Al2O3– SiO2–C, отличающаяся от ранее разработанной схемы карботермиче ского восстановления в электротермических процессах [1, 2].

При карботермическом восстановлении кианита в псевдооткрытой системе углерод шихты, присутствующий в объеме образца, не при нимает непосредственного участия в процессе восстановления крем неоксидной фазы SiO2 путем прямого контакта с ней, но сдвигает рав новесие реакции высокотемпературного разложения кремнезема в сторону образования SiO. Благодаря такому побочному действию кремнезем, образующийся в процессе муллитизации кианита, в при сутствии углерода эффективно диссоциирует при высокой температу ре с образованием газообразного SiO, который диффундирует из объ ема образца, перенося кремний в углеродистую засыпку, и там восста навливается и диспропорционирует на углероде с образованием SiO2, Si и SiC.

В результате исследования получен высокоглиноземистый прекур сор Al2O3 (95%) с отношением Al2O3/SiO2=10-60. Химическое дообо гащение полученного материала приводит к образованию высокомо дульного глиноземистого продукта (Al2O3 – 98%;

Al2O3/SiO2=1230), перспективного как сырье для получения металлического алюминия.

ЛИТЕРАТУРА 1. Кожевников, Г.Н. Низшие окислы кремния и алюминия в электрометаллур гии / Г.Н. Кожевников, А.Г. Водопьянов. – М.: Наука, 1977. – 145 с.

2. Гришин, Н.Н. Обогащение кианита путем карботермического восстановле ния / Н.Н. Гришин, О.А. Белогурова, А.Г. Иванова // Новые огнеупоры. – 2010. – №6. – С. 11-20.

242 Физико-химические основы металлургических процессов ХИМИЗМ КАРБОТЕРМИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ХРОМИТОВЫХ РУД Гуляева Р.И., Заякин О.В., Жучков В.И., Селиванов Е.Н.

Учреждение Российской академии наук Институт металлургии Уральского отделения РАН, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, В последние десятилетия в РФ определился новый хромитовый район на Полярном и Приполярном Урале, в котором руды месторож дения Рай-Из представляют интерес для производства ферросплавов.

Проводимые в настоящее время исследования по развитию техно логии производства ферросплавов предполагают изучение химизма и кинетики восстановления как чистых шпинелей, так и полиминераль ных смесей (руд и концентратов).

Методом термогравиметрии (NETZSCH STA 449C Jupiter) с анали зом газов (QMS 403 C Aёolos), рентгеновским (SHIMADZU XRD 7000) и химическим анализами выявлены особенности восстановления хро митов в рудах и концентратах месторождений Рай-Из и Кемпирсай ского массива. Исходя из фазового состава руд, представленных хро митами, серпентинами, хлоритами и другими минералами определены основные превращения и химизм восстановления при нагреве до 1400 °С (СО) и до 1600 °С (углерод).

Показано, что фазовые превращения руд связанны с термическим разложением серпентина и хлоритов (до 800 °С) и восстановлением свободных оксидов железа в потоке СО (до 1100 °С) и при использо вании твердого углерода восстановлением хромита (выше 1400 °С).

Установлено, что для достижения более полного восстановления же леза (до 98 %) и хрома до (80–90 %) из хромита (Mg,Fe)(Cr,Al)2O4 тре буется повышение температуры до 1600 °С и использование в качест ве восстановителя твердого углерода.

На основании полученных данных установлен химизм и последо вательность карботермического восстановления хромитов. Результаты исследований следует использовать при производстве высокоуглеро дистого феррохрома.

Работа выполнена по Междисциплинарному проекту УрО РАН 09-М-2345 2001 с использованием оборудования ЦКП «Урал-М».

Устные доклады ТЕРМОДИНАМИКА РАСТВОРОВ КИСЛОРОДА В ЖЕЛЕЗОНИКЕЛЕВЫХ РАСПЛАВАХ Дашевский В.Я.

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской Академии Наук, 119991, Москва, Ленинский проспект 49, e-mail: vdashev@imet.ac.ru Проведен термодинамический анализ и экспериментально изучены растворы кислорода в расплавах системы Fe-Ni, содержащих Cr, Mn, V, Si, Ti, Al. Определены константы равновесия реакций раскисления изученных расплавов указанными элементами. Рассчитаны коэффици енты активности при бесконечном разбавлении и параметры взаимо действия в сплавах различного состава. Получены концентрационные зависимости растворимости кислорода в изученных сплавах от содер жания никеля и элемента-раскислителя.

Определены содержания элементов-раскислителей в точках мини мума на кривых растворимости кислорода и соответствующие им ми нимальные концентрации кислорода. Показано, что по мере увеличе ния содержания никеля в системе раскислительная способность хрома, марганца, кремния и углерода существенно возрастает, наиболее зна чительно в случае углерода. Раскислительная способность ванадия и титана по мере увеличения содержания никеля в расплаве сначала не значительно снижается, а затем существенно возрастает. Раскисли тельная способность алюминия при увеличении содержания никеля в расплаве до 50% снижается, а затем возрастает, в чистом никеле она такая же, как в чистом железе.

Исследована раскислительная способность Mn, V, Si, Ti и Al в сплавах системы Fe-Ni-Cr. Марганец и ванадий не являются раскисли телями для этих сплавах, поскольку имеют близкое по величине с хромом сродство к кислороду. Для раскисления данных сплавов мож но использовать кремний, титан и алюминий. Сравнение полученных результатов с аналогичными данными для сплавов системы Fe-Ni по казывает, что в присутствии хрома раскислительная способность изу ченных элементов существенно снижается.

244 Физико-химические основы металлургических процессов ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ МЕТАЛЛУРГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ Дуб А.В.

ОАО НПО «ЦНИИТМАШ», 115088, Москва, ул. Шарикоподшипниковская, д. 4, e-mail: cniitmash@cniitmash.ru 1. Развитие конструктивных решений связано одновременно с уве личением размеров изделий, повышением требований к надежности и ресурсу, ужесточением условий эксплуатации.

2. Решение этих задач осуществляется:

– во-первых, с созданием и освоением нового поколения материа лов, например, хромистых сталей для роторов и трубопроводов турбин с ССКП (с температурой до 650 оС);

– во-вторых, с повышением надежности за счет увеличения вязко пластических свойств и уменьшения дисперсии прочностных, пласти ческих и специальных свойств уже известных сталей.

3. Решение этих задач в решающей степени определяется с первы ми этапами металлургического цикла:

– выбор исходных материалов;

– рафинирование;

– регулирование количества, морфологии и размеров фаз (на нано уровне) путем точного весоизмерения («точный» химический состав), экспресс-определения, например, активности кислорода;

– управление процессом затвердевания.

4. Решать эти проблемы можно путем создания современных ком бинаций металлургических процессов (ДСП, конвертер, ВО, ВИП, ЭШП, управление тепловой работой слитка и др.).

5. Основные положения проиллюстрированы на примере произ водства толстого листа для крупных труб, крупных поковок из конст рукционных и высоколегированных сталей и др.

6. Отдельной проблемой является технология создания укрупнен ных заготовок, что одновременно решает проблему повышения на дежности и улучшения экономических показателей производства, приведены примеры из области атомного машиностроения.

Устные доклады ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СКЛОННОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ К ПЕРЕХОДУ В АМОРФНОЕ И КВАЗИКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЯ И ОЦЕНКИ ПОЛУЧАЕМОГО КОМПЛЕКСА СВОЙСТВ Зайцев А.И., Могутнов Б.М.

Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина, 105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., д. 9/ e-mail: aizaitsev@mtu-net.ru Систематизированы и обобщены результаты многолетнего деталь ного исследования физико-химических свойств и структурного со стояния большого числа (50) металлических расплавов, склонных к превращению в аморфное (стеклообразное) и квазикристаллическое состояния. Большой массив термодинамических данных получен с помощью современных, наиболее информативных методов кнудсе новской масс-спектрометрии и интегрального варианта эффузионного метода, реализованного в условиях сверхвысокого безмасленного ва куума. Впервые на базе представлений об ассоциации разработаны оригинальные методы количественного разделения вкладов различных типов химического взаимодействия компонентов в термодинамиче ские свойства. На этой основе предложены подходы к количественно му прогнозированию условий получения и свойств перспективных аморфных и квазикристаллических материалов. Впервые однозначно установлено, что условия выделения квазикристаллических фаз из расплава отличны от закономерностей аморфизации. Если для роста как термодинамических, так и кинетических стимулов стеклообразо вания важна динамика роста степени химического ближнего порядка произвольного типа при переохлаждении расплава, то для выделения квазикристаллических фаз необходимо присутствие определенного вида химического упорядочения, облегчающего переход структурных единиц жидкости в растущий квазикристалл. В результате детального исследования абсолютной, остаточной энтропии, других термодина мических свойств сплавов в аморфном, квазикристаллическом состоя ниях сформулированы принципы оценки их стабильности.

На основании созданной научной базы разработаны новые аморф ные и квазикристаллические сплавы с экстремально высокими показа телями поперечного сечения, твердости, прочности, коррозионной стойкости и других служебных свойств.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, грант номер 10-03-00506.

246 Физико-химические основы металлургических процессов ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ НОВЫХ ВЫСОКОПРОЧНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ РАБОТЫ В АКТИВНЫХ УГЛЕРОД И ВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВЫХ СРЕДАХ Зайцев А.И., Шапошников Н.Г., Родионова И.Г.

Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина, 105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., д. 9/23, e-mail: aizaitsev@mtu-net.ru Исследованы закономерности взаимодействия сталей и сплавов железа с активными углерод и водородсодержащими газовыми среда ми, формирования метастабильных карбидных фаз, ответственных за разрушение металла. Установлено, что метастабильными фазами, от ветственными за деградацию материалов на основе железа, являются карбиды цементитного типа. На базе развития современных представ лений теории нескольких подрешеток созданы адекватные термоди намические методы прогнозирования их относительной стабильности.

Сформулированы оригинальные принципы выбора химического и фа зового составов сталей, сплавов, обеспечивающих их наиболее высо кую устойчивость к разрушению. А именно, система легирования должна быть выбрана таким образом, чтобы образующиеся, в процес се взаимодействия материала с активными водород- и углеродсодер жащими газовыми средами метастабильные карбидные фазы имели минимальный уровень нестабильности или их образование, вообще не происходило. Дальнейшая, дополнительная стабилизация может быть достигнута путем создания специальных защитных оксидных слоев, устойчивых в условиях эксплуатации материала. На этой основе соз даны научные и технологические принципы получения, отсутствую щих на настоящее время, высокопрочных металлических материалов, устойчивых к разрушению в активных углеродсодержащих газовых средах (скорость коррозии не более 0,1 мм/год) для водородной энер гетики, процессов каталитического синтеза, топливных элементов, глубокой переработки нефти, газа, древесины, каменного угля и дру гих ответственных назначений.

Работа выполнена благодаря финансовой поддержке РФФИ, гранты номер 08 08-13641 офи_ц, 11-08-00526-а.

Устные доклады ВЫСОКОПРОЧНЫЕ КОРРОЗИОННО-СТОЙКИЕ СВАРИВАЕМЫЕ АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ СТАЛИ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ ОТВЕТСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ Калинин Г.Ю.,а Малышевский В.А.,а Костина М.В.б а Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов «Прометей», 191015, Санкт-Петербург, ул. Шпалерная, 49, e-mail: victorm@crism.ru б Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, 119991, Москва, Ленинский проспект, 49, e-mail: mvk@imet.ac.ru Решение проблемы одновременного обеспечения высокой корро зионной стойкости, прочностных характеристик, пластичности и дру гих служебных свойств невозможно на основе традиционных конст рукционных сталей. Проведенные теоретические и эксперименталь ные исследования позволили сформулировать основные принципы и создать новый класс высокопрочных коррозионно-стойких сталей, где основным легирующим элементом является азот, который по влиянию на структуру и свойства стали выгодно отличается от углерода1-2.

На базе выбранного химического состава разработана технология получения и изготовлены опытно-промышленные партии листового проката стали 04Х20Н6Г11М2АФБ.

Разработанная сталь является перспективным конструкционным материалом для изготовления образцов глубоководной техники, пла кированной стали для ледового пояса корпусов мощных атомных ле доколов, вкладных призматических танков судов-газовозов, специаль ных бурильных труб при добыче углеводородов и других изделий от ветственного назначения во многих отраслях промышленности3-4.

ЛИТЕРАТУРА 1. Калинин Г.Ю., Мушникова С.Ю., и др. Вопросы материаловедения, 2006, 1, 45.

2. Костина М.В., Банных О.А, Блинов В.М. Металловедение и термическая об работка металлов, 2002, 12, 3.

3. Горынин И.В., Малышевский В.А., Калинин Г.Ю. Вопросы материаловеде ния, 2009, 3, 7.

4. Малышевский В.А., Калинин Г.Ю., Харьков А.А. Вопросы материаловеде ния, 2011, 1, 17.

248 Физико-химические основы металлургических процессов ИССЛЕДОВАНИЕ АНОДНОГО ОКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СЕРЕБРА В СУЛЬФИТНЫХ СРЕДАХ Кальный Д.Б., Коковкин В.В., Миронов И.В., Бейзель Н.Ф., Максимовский Е.А.

Учреждение Российской академии наук Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, 630090, Новосибирск, проспект Академика Лаврентьева 3, e-mail: KalniyDB@gmail.com Одной из задач химической технологии является извлечение бла городных металлов и, в частности серебра, из вторичного сырья. При этом серебро может находиться как в виде покрытия на неблагородной основе, так и входить в состав сплава с другим металлом. Очевидно, что при переработке таких материалов процесс извлечения следует вести в условиях, обеспечивающих селективный перевод серебра в раствор. Наиболее эффективным методом является электрохимическое его окисление в различных средах. Одним из наиболее перспективных электролитов для извлечения серебра является сульфит натрия. Задача извлечения серебра из покрытий является более простой, так как се ребро представляет отдельную фазу. В этом случае после его раство рения необходимо предотвратить последующее окисление металличе ской основы. Для сплавов процесс извлечения является более слож ным ввиду взаимного влияния компонентов.

Целью настоящей работы было изучение анодного окисления Ag, как чистого, так и при его контакте с другими металлами (покрытия, сплавы) в средах на основе сульфита натрия. Исследование проводи лось методами циклической вольтамперометрии, потенциодинамиче ской поляризации и потенциостатического электролиза. Состав обра зующихся фаз анализировали с помощью атомно-абсорбционной спектрометрии, электронной микроскопии и энергодисперсионной спектроскопии.

Показано, что в подобранных условиях процесс окисления металли ческого серебра происходит со 100%-ым выходом по току. В найденной области потенциалов также реализуется селективное растворение се ребра из его покрытий на полиметаллической основе. Установлено, что серебро одновременно осаждается на катоде электролизера. Содержа ние серебра в катодном осадке составляет не менее 99 мас.%. Для спла вов установлен характер влияния меди на механизм ионизации серебра.

Работа выполнена при финансовой поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.

Устные доклады ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ МОДИФИКАТОРА НА ЭКСТРАКЦИЮ НЕКОТОРЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ КИСЛЫХ РАСТВОРОВ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫМИ ТРЕТИЧНЫМИ АМИНАМИ Касиков А.Г., Дьякова Л.В., Петрова А.М., Багрова Е.Г.

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева Кольского научного центра Российской Академии Наук, 184209, Мурманская обл., г. Апатиты, мкр. Академгородок, 26а e-mail: Petrova_am@chemy.kolasc.net.ru Третичные высокомолекулярные алифатические амины нашли ши рокое применение в гидрометаллургии1. Промышленный экстрагент обычно представляет собой раствор амина в углеводородном разбавите ле с добавлением 5-10 об.% высокомолекулярных алифатических спир тов в качестве модификатора. Тем не менее, постоянно ведутся работы по поиску более эффективных экстракционных композиций, и имеются данные о возможности использования в качестве модификатора других реагентов группы нейтральных экстрагентов – ТБФ1 или кетонов2.

В настоящей работе рассмотрена экстракция Fe(III), Cu(II), Со(II) и Pb(II) из кислых хлоридных растворов, а также Re(VII) из сернокис лых растворов растворами третичных аминов с добавлением октило вого спирта или кетона в качестве модификатора. Установлено, что при замене октанола-2 в экстрагенте на октанон-2 коэффициенты рас пределения Fe(III), Cu(II), Zn(II) и Pb(II) увеличиваются более чем на порядок в широком диапазоне концентраций HCl. Для Co(II) и Re(VII) установлены несколько меньшие эффекты. Поскольку кетон практиче ски не экстрагирует указанные элементы (за исключением Fe(III)), в данном случае можно говорить о наличии синергетического эффекта экстракции смесями амина с кетоном, обусловленного, вероятно, раз личием сольватационных эффектов при взаимодействии спирта (элек трофильного реагента) и кетона (нуклеофила) с третичным амином.

Следует отметить, что экстракционные смеси амина с кетоном позво ляют эффективно извлекать хлорокомплексы металлов на более низ ком хлоридном фоне. В частности, значительная экстракция Pb(II) возможна даже при концентрации Cl- 0.25 моль/л. Более того, исполь зование смеси третичного амина и кетона позволяет извлекать Re(VII) даже из слабощелочных сульфатных растворов (рН~7-9), что не дости гается при использовании в качестве модификатора спиртов.

ЛИТЕРАТУРА 1. Шмидт В.С. Экстракция аминами. – М.: Атомиздат, 1970. – 312 с.

2. Медков М.А., Стеблевская Н.И., Смольков А.А. и др. ЖНХ, 1993, 38, 2, 382.

250 Физико-химические основы металлургических процессов ОСОБЕННОСТИ ЭКСТРАКЦИИ ВАНАДИЯ(V) ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫМИ АЛИФАТИЧЕСКИМИ СПИРТАМИ ИЗ СУЛЬФАТНЫХ РАСТВОРОВ.

Касиков А.Г., Петров В.Н., Петрова А.М.

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской Академии Наук, 184209, Мурманская обл., г. Апатиты, мкр. Академгородок, 26а e-mail: кasikov@chemy.kolasc.net.ru Ранее было показано, что экстракционная способность алифатиче ских спиртов по отношению к анионным комплексам рения(VII), мо либдена(VI), платины(IV) и золота(III) в значительной степени зависит от концентрации кислоты в растворе и строения спиртов, причем вто ричные спирты лучше экстрагируют однозарядные анионы, а первич ные двухзарядные1.

В настоящей работе проведено исследование экстракции ванадия(V) из сернокислых растворов при варьировании концентрации серной ки слоты от 0.001 до 8 моль/л октанолом-1, октанолом-2 и изо-октанолом.

Установлено, что в отличие от других элементов для V(V) существует две области концентрации кислоты, где степень его извлечения дости гает максимальных величин. Первая область максимальной экстракции соответствует рН раствора 2.0-2.5, причем по способности к экстракции спирты располагаются в ряд: октанол-1изо-октанолоктанол-2. Под кисление раствора до рН 1.5 ведет к резкому снижению извлечения V(V). Повышение концентрации H2SO4 до 1.5-2 моль/л практически по давляет экстракцию ванадия, однако дальнейшее увеличение концен трации кислоты вновь приводит к значительному росту коэффициентов распределения V(V), причем при концентрации H2SO4 8 моль/л окта нол-1 лучше экстрагирует данный элемент, чем октанол-2.

Особенностью экстракции ванадия(V) является то, что степень его извлечения существенно возрастает с ростом температуры, тогда как для большинства элементов наблюдается обратная зависимость. По следний факт, вероятно, связан с деполимеризацией форм ванадия, способствующей последующему переходу мономерных форм в орга ническую фазу. Кроме того, извлечение ванадия падает при увеличе нии его концентрации в растворе более 0.5 г/л, поэтому октанолы ре комендованы для концентрирования V(V) из разбавленных растворов.

ЛИТЕРАТУРА 1. Касиков А.Г., Петрова А.М. Международный симпозиум по сорбции и экс тракции «ISSE-2008», Владивосток, 2008, 34.

Устные доклады КРАТКОВРЕМЕННАЯ ПРОЧНОСТЬ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ СПЛАВА Nb-3%Si ЗОННОЙ ПЛАВКИ Коржов В.П., Карпов М.И., Прохоров Д.В.

Институт физики твёрдого тела РАН, 142432 г. Черноголовкa, Московская обл., e-mail: prohorov@issp.ac.ru Настоящая работа является продолжением раннее начатых нами ис следований1, в которых было показано, что направленность структуры эвтектики в сплавах ниобия, содержащих 12-25 ат.%Si, может быть дос тигнута методом бестигельной зонной электронно-лучевой плавки.

Cлитки сплава Nb-3 масс.%Si получались электроннолучевой плавкой в ручьевом водоохлаждаемом Cu-кристаллизаторе заготовки, составленной из Nb-полос и крошки пластинчатого кремния. Длина получаемых слитков около 150 мм сечением 208 мм2. Зонная плавка велась в вертикальном исполнении. В процессе 1-го прохода достига лось выравнивание состава по длине слитков, при двух последующих проходах происходила направленная перекристаллизация слитков.

Средние значения твёрдости по Виккерсу, рассчитанные по четырём измерениям на предварительно зачищенных боковых поверхностях слитков, полученных со скоростями зоны 1, 2 и 4 мм/мин. составили 2.04 ± 0.08, 2.40 ± 0.12 и 2.67 ± 0.12 ГПа соответственно.

На рис. 1 показана характерная микроструктура сплавов, состоя щая из дендритных зёрен Nb(Si) – твёрдого раствора Si в Nb, и распо ложенной между ними эвтектики [Nb(Si) + Nb3Si]. Направленность структуры просматривается по стрелкам. Кратковременная прочность сплавов при испытаниях на 3-точечный изгиб при 1200-1300°С – 350 450 МПа (рис. 2).

Рис. 1. Микроструктура слитков сплава номи- Рис. 2. Зависимость кратковре нального состава Nb-3%Si, полученных зонной менной прочности от темпера перекристаллизацией. Скорость движения рас- туры испытания плавленной зоны – 1, 2 и 4 мм/мин ЛИТЕРАТУРА 1. Коржов В.П., Карпов М.И. Структура жаропрочных сплавов системы Nb-Si с и 6 масс.%Si, полученных зонной плавкой. Материаловедение, 2009, №11., с. 39-43.

252 Физико-химические основы металлургических процессов ВЫСОКОАЗОТИСТАЯ АУСТЕНИТНАЯ ЛИТЕЙНАЯ СТАЛЬ Костина М.В.,а Банных О.А.,а Блинов В.М.,а Мурадян С.О.,а Ригина Л.Г.,б Немов В.В.а а Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, 119911, Москва, Ленинский проспект 49, е-mail: mvk@imet.ac.ru б ГНЦ РФ ОАО НПО «Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения», 109088, Москва, ул. Шарикоподшипниковская, Проведенный обзор выпускаемых в мире коррозионностойких ли тейных сталей показал, что среди них можно выделить ~ 25 марок, ле гированных азотом. Из них лишь 5 марок сталей с содержанием азота до 0,26% имеют аустенитную структуру, в которой может содержаться до 20% феррита и только одна сталь содержит до 0,4% азота. Боль шинство таких сталей представляет собой Cr-Ni-(Mo)-Si стали, иногда стабилизированные титаном (если речь идет об аустенитных сталях), которые не содержат в своем составе более 1-2% марганца. Все литей ные стали аустенитного класса, не легированные азотом, имеют предел текучести не выше ~200 МПа;

для литейных азотсодержащих аустенит ных сталей с содержанием феррита до 20% величина этой характери стики не превышает 290 МПа, причем повышение прочности последних обеспечивается повышением доли феррита в структуре стали.

В ИМЕТ РАН на основе разработанных принципов легирования создана литейная Cr-Ni-Mn-Ni-Mo-V-N немагнитная сталь, которая бла годаря достигнутой в аустените высокой концентрации азота (0,45 0,55% N) обладает в широком интервале температур высокой прочно стью, пластичностью и вязкостью. Она превосходит обычные аустенит ные литейные стали по пределу текучести в ~2 раза, по ударной вязко сти в ~4,5 раза, по твёрдости – на ~25% и нечувствительна к надрезам.

Сталь не склонна к МКК ввиду отсутствия включений частиц из быточных фаз на границах зерен литого металла. Сталь характеризу ется уровнем ЭСП=PREN=%Cr+3,3%Mo+ 16%N33. Эксперименты по определению стойкости к питтинговой коррозии в 10% растворе FeCl3 при 20…50оС показали, что она имеет критическую температуру питтингообразования КТП43оС.

Сочетание у новой коррозионностойкой аустенитной стали после гомогенизирующей термической обработки высокой прочности, пла стичности и вязкости характеризует её как перспективный высокотех нологичный материал для изготовления из него способом литья ответ ственных деталей сложной формы для судового, энергетического, нефтехимического и других видов оборудования, работающего в ус ловиях агрессивных сред, высоких температур и давлений.

Устные доклады РАСЧЕТ РАСТВОРИМОСТИ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИХ ЭКСТРАГЕНТОВ В ВОДНОЙ ФАЗЕ Кочетова И.М., Семенов С.А., Резник А.М.

Московская Государственная Академия Тонкой Химической Технологии им. М.В. Ломоносова, 119571, Москва, проспект Вернадского, 86, e-mail: inna_kocetova@mail.ru Экстракция неорганических соединений широко используется в промышленности ядерных материалов и в технологии редких метал лов. При использовании экстракционного метода для извлечения ме таллов к экстрагентам предъявляется ряд требований. Одним из них является их минимальная растворимость в водной фазе1. Однако для многих экстрагентов данные по растворимости отсутствуют, поэтому разработка расчетного метода определения растворимости экстраген тов представляется актуальной задачей. В данной работе предложен метод определения растворимости экстрагентов в водной фазе на ос нове корреляционной зависимости между логарифмом коэффициента распределения экстрагентов между водой и октанолом (lgp) и лога рифмом растворимости этих экстрагентов lgsв2. Расчет lgp проводился с использованием программного продукта Chem3D Ultra 6.0 методом групповых вкладов. Построение моделей молекул экстрагентов и оп тимизация геометрии проводилась с помощью пакета прикладных программ HyperChem4. Дано теоретическое обоснование разработан ного метода. С использованием предложенного метода была проведе на оценка растворимости ряда фосфорорганических экстрагентов, для которых значения растворимости ранее были неизвестны.

ЛИТЕРАТУРА 1. Ритчи Г.М., Эшбрук А.В. Экстракция. Принципы и применение в металлур гии. – М.: Металлургия, 1983. – 480 с.

2. Кочетова И.М., Семенов С.А., Резник А.М. Расчет растворимости экстра гентов в водной фазе с использованием корреляционных зависимостей. II Между народная конференция по химии и химической технологии: Сборник материалов / Ред. Н.Б.Князян, Г.Г.Манукян, А.Р.Исаакян. – Ер.: Институт общей и неорганиче ской химии НАН РА, 2010.-426 с., с.378-380.

3. Кочетова И.М., Семенов С.А., Резник А.М. Расчет растворимости экстра гентов в водной фазе. III Международный симпозиум по сорбции и экстракции;

Школа молодых ученых «Сорбция и экстракция: проблемы и перспективы»: мате риалы / под общей ред. чл.-корр. РАН Авраменко В.А. – Владивосток: ДВГТУ, 2010. – 374 с., с.237- 4. Соловьев М.Е.,Соловьев М.M. Компьютерная химия. COЛОН-Пресс, 2005, 536 с.

254 Физико-химические основы металлургических процессов УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ ИЗ КОНВЕРТОРНЫХ МАРГАНЦОВИСТЫХ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩИХ ШЛАКОВ Крашенинин А.Г., Халезов Б.Д., Ватолин Н.А., Петрова С.А., Захаров Р.Г.

Учреждение Российской академии наук Институт металлургии Уральского отделения РАН, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, e-mail: agkrash@mail.ru, bd-chalezov@yandex.ru В Институте металлургии УрО РАН разработана новая технология получения чистого пентоксида ванадия из марганцовистых ванадийсо держащих металлургических шлаков.1-3 В технологии принят окислитель ный обжиг без каких-либо Ca и Na-содержащих добавок с получением ва надатов марганца и содовый способ выщелачивания обожженного шлака при концентрации соды 120-150 г/дм3:

Mn2V2O7 + 2Na2CO3 = 2 MnCO3 + Na4V2O7 (NaVO3+Na3VO4) (1) 2MnVO4 + 3Na2CO3= Mn2(CO3)3 + 2Na3VO4 (2) Согласно реакций (1) и (2), ванадий в растворах находится в виде раз личных соединений: мета- пиро- и ортованадатов натрия. Далее раствор смешивают с этиловым спиртом и после отстаивания получают содо спиртовой раствор и «донную фазу» с концентрацией ванадия 130 г/дм3 и 50-60 г/дм3 соды. Осаждение ванадия карбонатом аммония:

2NaVO3 + (NH4)2CO3 = Na2CO3 + 2 NH4VO3 (3) Na4V2O7 + 2(NH4)2CO3 = 2Na2CO3 + (NH4)4V2O7 (4) 2Na3VO4 + 3(NH4)2CO3 = 3Na2CO3 + 2(NH4)3VO3 (5) Расход осадителя зависит не только от ионного состояния ванадия в растворе, но и от остаточного содержания соды. Усовершенствование но вой технологии заключается уменьшении расхода карбоната аммония и раствора для промывки осадка ванадата аммония, содержащего примеси.

Задача решается дополнительным смешиванием первичной «донной фазы» с этиловым спиртом. Полученная «донная фаза» содержала вана дия 197 г/дм3 и соды 25-30 г/дм3. Расход осадителя при переработке этой переосажденной «донной фазы» снизился с 3,5 до 2-кратной величины по отношению к стехиометрии. Соответственно снизился объём промывной жидкости по отношению к весу осадка минимум в 2 раза. Кроме того принят трёхкратный противоточный режим выщелачивания шлака, позво ляющий уменьшить объём промывных вод.

ЛИТЕРАТУРА 1. Ватолин Н.А., Халезов Б.Д., Неживых В.А. Физическая химия и технология в металлургии. К 50-летию Института металлургии УрО РАН, Екатеринбург, 2005, с. 206-212.

2. Ватолин Н.А., Халезов Б.Д., Крашенинин А.Г., Тетюхин В.В.и др. Проблемы чётной металлургии и материаловедения, Москва, 2008, №4, с.72-75.

3. Ватолин Н.А., Халезов Б.Д., Крашенинин А.Г. и др. Патент РФ №2348716, Бюл.7, 2009.

Работа выполнена по программе Президиума РАН № 23.

Устные доклады МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИЯ ЗОЛОТА И ИОНОВ ЖЕЛЕЗА, МЕДИ И ЦИНКА НА ИОНООБМЕННОЙ КОЛОНКЕ С АНИОНИТОМ АМ-2Б Криницын Д.О., Кононова О.Н.

ФГАОУ ВПО Сибирский федеральный университет, 660041, Красноярск, просп.Свободный 79, e-mail: dok14@mail.ru Ионообменные материалы довольно широко применяются в гид рометаллургии благородных металлов. Проблема извлечения золота из растворов различного состава приобретает высокую актуальность также в связи с возросшим интересом к альтернативным цианидному растворителям, вовлечением в переработку вторичного сырья, упор ных руд и концентратов.

В работе исследованы сорбционные возможности ряда отечествен ных ионитов (АВ-17-8, АМ-2Б, АН-251) по извлечению золота и неко торых сопутствующих ему металлов из кислых тиоцианатных раство ров, показан ионообменный механизм сорбции комплексных ионов и найдены количественные характеристики равновесия сорбции.

Получены кинетические кривые сорбции тиоцианатных комплек сов золота в зависимости от зернения ионита, концентрации золота в растворе, скорости перемешивания, температуры и т.д. Установлен внутридиффузионный режим сорбции тиоцианатных комплексов зо лота (I) анионитом АМ-2Б, рассчитаны эффективные коэффициенты внутренней диффузии (D). Учитывая значение D, величину порозно сти сорбента и коэффициентов распределения комплексных ионов зо лота, используя подходы, предложенные авторами [1], рассчитаны размеры ионообменной колонки, скорость пропускания раствора и предложено математическое описание динамики сорбции золота анионитом АМ-2Б. Адекватность полученной модели проверена на практике в ходе исследования разделения ионов золота (I), железа (III) и меди (II) в динамических условиях. По результатам исследования предложена схема промышленного разделения золота, ионов железа и меди с применением анионита АМ-2Б.

ЛИТЕРАТУРА 1. Веницианов Е.В., Рубинштейн Р.Н. Динамика сорбции из жидких сред. – М.: Наука,1983, – 253 с.

256 Физико-химические основы металлургических процессов НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПОЛУЧЕНИЯ НОВОГО КЛАССА РУЛОННЫХ МАГНИТНЫХ ЭКРАНОВ НА ОСНОВЕ МАГНИТОМЯГКИХ АМОРФНЫХ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ Кузнецов П.А.


ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», 191015, Санкт-Петербург, ул. Шпалерная д.49, mail@crism.ru Ленты аморфных и нанокристаллических магнитомягких сплавов являются перспективными при создании магнитоэкранированных комнат (magnetically shielded room – MSR). В настоящее время такие комнаты созданы в Германии, Японии, США (в России они отсутст вуют). Например, в институте метрологии PTB (Берлин, Германия) создана магнитоэкранированная комната, ослабляющая внешнее маг нитное поле в 104 раз. Внешние габариты комнаты 15х15 м, а внутрен ние – 2х3 м.

Следует отметить, что все MSR изготовлены на основе магнито мягких сплавов пермаллоевого класса – -metal (российский аналог сплава 79НМ). В настоящее время освоен промышленный выпуск аморфных и нанокристаллических магнитомягких сплавов, начальная и максимальная магнитная проницаемость которых существенно выше их кристаллических аналогов. В связи с этим данные сплавы являются наиболее перспективными для создания на их основе MSR.

Одна из проблем в использовании лент аморфных и нанокристал лических сплавов заключается в том, что ширина ленты находится в диапазоне от нескольких миллиметров до нескольких десятков санти метров. При этом толщина ленты составляет 20 – 30 мкм. Тогда как в практике создания MSR толщина и ширина листов -metal составляет несколько миллиметров при длине и ширине до 100 см. Сам объем комнаты может достигать значений в 10 – 100 м3. Для создания таких комнат необходимо использовать широкий длинный рулонный мате риал, в котором ленты на основе аморфных и нанокристаллических магнитомягких сплавов надежно скреплены друг с другом.

В работе представлены результаты исследований по разработке тех нологии получения рулонных магнитных экранов и изделий на их осно ве1, обеспечивающих ослабление магнитных полей в 100 – 1000 раз.

ЛИТЕРАТУРА Кузнецов П.А., Толочко О.В. и др. Исследования и разработки в области применения аморфных магнитомягких сплавов для создания магнитных экранов // Вопросы материаловедения. – 2009. – №3(59). – С.204-216.

Устные доклады НАУЧНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПЕРЕРАБОТКИ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ Лайнер Ю.А.,а Горичев И.Г.,б Изотов А.Д.в а Учреждение Российской Академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, 119991, ГСП-1,Москва, Ленинский проспект, д. e-mail: lainer4@yandex.ru б Московский Государственный Педагогический Университет 119991, ГСП-2, г.Москва, ул. Малая Пироговская, д. в Учреждение Российской Академии Наук Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, 119991, г. Москва, Ленинский просп., д. В настоящее время на ряде промышленных предприятий образова лось огромное количество алюминийсодержащих отходов в виде под шламовых вод, катализаторов, минеральной части углей и др., которые требуют своей утилизации. Научные основы их переработки включают исследования по изу чению кинетики взаимодействия основных составляющих этих отхо дов со щелочами, кислотами и хлором;

определению свойств алюми натных, сульфатных, нитратных и хлоридных систем;

разделению соединений алюминия в водных растворах от оксидов железа и кремния;

выделению соединений алюминия из растворов электро диализом;

извлечению редких металлов с целью более комплексного их использования. Разработаны технологии переработки отходов с получением глинозема, коагулянтов для очистки питьевых и сточных вод, ред ких металлов и стройматериалов с применением кислотных, хло ридных и электротермических способов, некоторые из которых приняты к реализации на ряде предприятий цветной и химической промышленности. ЛИТЕРАТУРА 1. Арлюк Б.И., Лайнер Ю.А., Пивнев А.И. Комплексная переработка щелочного алюминийсодержашего сырья – М.: Металлургия, 1994. – 384 с.

2. Лайнер Ю.А., Тодоров С.А., Горичев И.Г. Металлы, 2008, № 4, С. 38-42.

3. Лайнер Ю.А., Тужилин А.С., Перехода С.П., Самойлов Е.Н., Ветчинкина Т.Н.

Известия Вузов. Цветная металлургия, 2004, №4, С. 40.

258 Физико-химические основы металлургических процессов НОВЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ, ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ И КЕРАМИЧЕСКИЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ СЛОИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ С ПОМОЩЬЮ ЭНЕРГИИ ВЗРЫВА Лысак В.И., Кузьмин С.В.

Волгоградский государственный технический университет, Россия, 400131, г. Волгоград, пр. Ленина, 28, e-mail: lysak@vstu.ru Одним из самых эффективных, а в ряде случаев единственно воз можным инструментом создания высококачественных металлических, интерметаллических и керамических композиционных материалов яв ляется сварка взрывом.

Важнейшим научным результатом стало установление качествен ных и количественных взаимосвязей между основными параметрами исследуемого процесса и свойствами получаемых соединений, что впервые позволило определить и описать все основные границы суще ствования данного процесса в энергетических координатах «усред ненная масса свариваемых слоев – относительная скорость точки кон такта – динамический угол соударения».

Доказано, что для каждого произвольного сочетания соединяемых материалов существует некоторая постоянная критическая величина энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию W2кр, при реа лизации которой в сварном соединении достигается равнопрочность, а ее количественное значение может быть определено через показатель технологической деформируемости металла.

Нам впервые удалось обнаружить с применением уникального оборудования, что даже в идеальных соединениях разнородных ме таллов, сваренных на режимах без оплавления, между слоями контак тирующих материалов существует некоторая переходная зона с аморфной структурой шириной до 100 нм, которую видно при доста точно больших увеличениях.

С помощью сварки взрывом можно изготавливать слоистые ком позиты в виде листов, труб и т. п., армированные волокнами, дискрет но-упрочненные, композиты с интерметаллическим упрочнением и металлокерамические композиты из порошковых материалов. Новые композиционные материалы нашли широкое применение в таких нау коемких отраслях техники, как ракетно-космическая, атомная энерге тика, нефтехимическое машиностроение и мн. др.

Работа выполнена по государственным контрактам №№ 02.740.11.0809 и 14.740.11.0947, выполняемых в рамках федеральной целевой программы «Науч ные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, и при финансовой поддержке РФФИ, проект № 11-08-00244-а.

Устные доклады К КОНЦЕПЦИИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕТАЛЛА СВАРНЫХ ШВОВ ХЛАДОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ Малышевский В.А.,а Кащенко Д.А.,а Брусницын Ю.Д.,а Калинников В.Т.,б Николаев А.И.б а ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей», 191015 г. Санкт-Петербург, Россия, ул. Шпалерная д.49, e-mail: victorm@crism.ru б Кольский научный центр РАН, 184209 Апатиты, Мурманской обл., Россия, Академгородок, 14, e-mail: nikol_ai@chemy.kolasc.net.ru Проблема рассматривается с позиции значимости для надежности и работоспособности сварных конструкций из высокопрочных низко легированных сталей щелочного гидролиза [1] компонентов электрод ных покрытий и агломерированных флюсов в начальной стадии изго товления при нормальных температурах с образованием гидроксид ных соединений. Последние участвуют в процессах формирования металла сварных швов, являясь причиной ухудшения потребительных свойств, повышенной концентрации диффузионно-подвижного водо рода, способствуют образованию неметаллических включений груп пового и пленочного типа по границам кристаллизующего металла.

Рекомендации для традиционных технологий по снижению кон центрации водорода преимущественно ограничиваются введением в металл швов «ловушек» в виде неметаллических включений соедине ний Zr, Nb, Mo, Ti и подобных элементов [2, 3].

В настоящей работе наиболее рациональным подходом к разработке технологий выбрано: исключение на всех технологических переделах ус ловий, способствующих образованию гидроксидных соединений.

В этом направлении создан класс новых сварочных материалов – «минеральных сплавов», надежно предотвращающих реакцию гидроли за. Разработаны подходы к выбору минерального сырья, ферросплавов и рецептура опытных электродов, позволяющих в 2-3 раза повысить ра боту удара наплавленного металла при отрицательных температурах.

В целом опытно-промышленные разработки подтвердили продук тивность новых подходов к решению технологических вопросов про изводства сварочных материалов и позволили вывести проблему к стадии опытного освоения на промышленных предприятиях.

ЛИТЕРАТУРА 1. Айлер Р. Химия кремнезема, ч.1 и 2, М. Мир 1982, 1127.

2. Походня И.К. Сварочное производство.2009, 4, 3-15.

3. Походня И.К. Сварочное производство 2003, 6, 26-40.

260 Физико-химические основы металлургических процессов СОРБЦИОННОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ И ПОСЛЕДУЮЩЕЕ РАЗДЕЛЕНИЕ ПЛАТИНЫ (II, IV), РОДИЯ (III) И НИКЕЛЯ (II) ИЗ ХЛОРИДНЫХ И СУЛЬФАТНО-ХЛОРИДНЫХ РАСТВОРОВ ОТРАБОТАННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ Мельников А.М., Кононова О.Н., Демитриченко Д.С., Борисова Т.В.

Сибирский Федеральный университет, Институт цветных металлов и материаловедения, 660041, Красноярск, проспект Свободный 79, e-mail: firststrike@inbox.ru В связи с выработкой богатых месторождений металлов платиновой группы (МПГ) важнейшим источником их является вторичное сырье, в частности отработанные автомобильные катализаторы [1,2]. В нем на ряду с МПГ содержатся ионы никеля, которые могут оказывать ме шающее влияние на извлечение благородных металлов. Поскольку рас творы отработанных катализаторов содержат низкие концентрации ука занных ионов, эффективно использование сорбционного метода для их извлечения и разделения. В настоящее время большой интерес пред ставляет извлечение платины и родия из сульфатно-хлоридных раство ров, поскольку они являются не менее эффективными, чем хлоридные среды, при извлечении МПГ, однако остаются малоизученными [2].


Исходные концентрации Pt и Rh в контактирующих растворах со ставляли по 0,5, а Ni – 0,8 ммоль/л соответственно, кислотность среды – 0,01 – 2 моль/л. Молярное соотношение HСl и H2SO4 было 1:1. Выбор концентраций и кислотности сделан на основании приближения усло вий эксперимента к реальным производственным системам. Сорбцион ное извлечение ионов металлов осуществляли в статических и динами ческих условиях на анионитах Purolite S 985 и A 500, а также АМ-2Б.

Было установлено, что ионы исследуемых металлов практически полностью (95%) извлекаются из растворов. При этом Pt и Rh могут быть успешно отделены от Ni (факторы разделения более 1) путём де сорбции с помощью 2 M раствора HCl. В результате платину и родий удается на уровне 98% извлечь из ионитов, в то время как никель ос тается в смоле.

Проведённое исследование позволяет рекомендовать указанные аниониты для извлечения и последующего разделения платины, родия и никеля из промышленных хлоридных и сульфатно-хлоридных рас творов отработанных платинородиевых катализаторов.

ЛИТЕРАТУРА 1. Буслаева T.M. Соросовский образовательный журнал, 1999, 11, 45–49.

2. Золотов Ю.А., Варшал Г.М, Иванов В.М. Аналитическая химия металлов пла тиновой группы: Сборник обзорных статей. – М.: Едиториал УРСС, 2003. – 592 с.

Устные доклады ГИДРОДИФТОРИД АММОНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫЙ РЕАГЕНТ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ Мельниченко Е.И., Медков М.А., Крысенко Г.Ф., Эпов Д.Г.

Институт химии Дальневосточного Отделения Российской АкадемииНаук, 690022, г. Владивосток, пр. Столетия Владивостоку, e-mail: melnichenko.ei@gmail.com Используемые технологии переработки минерального сырья осно ваны на различных типах реагентов, пригодны только для определен ных типов руд с жесткими требованиями по качеству обогащения и в экологическом плане имеют множество недостатков. Интерес пред ставляют такие технологии, которые основывались бы на минимуме регенерируемых реагентов и позволяли бы осуществлять комплекс ную переработку широкого круга редкометального сырья с получени ем продуктов высокого качества.

На основе всесторонних исследований, касающихся глубокой пе реработки дальневосточных руд, авторами предложена и активно раз рабатывается именно такая технология, базирующаяся на одном реа генте – гидродифториде (бифториде) аммония. Бифторидная техноло гия позволяет по сходным схемам извлекать из рудных концентратов все ценные компоненты в виде оксидов или комплексных фторидов.

Общей её чертой является попутное извлечение рудного кремния в виде сублимированного гексафторосиликата аммония или его ком плекса (NH4)2SiF6nSiO2, которые можно рассматривать как неограни ченный ресурс для получения диоксида кремния высокой чистоты.

Исследования проведены с концентратами вольфрама, циркония, ти тана, бора, с золото- и серебросодержащими техногенными отходами.

Использование кристаллического фторирующего реагента в техноло гии химических производств является весьма перспективным направле нием. Вскрытие минерального сырья гидродифторидом аммония облада ет неоспоримыми преимуществами: некоторые реакции протекают уже при комнатной температуре или не выше 2000С, побочные продукты фторирования (пары воды и аммиака) не содержат фтора, что обеспечи вает экологическую безопасность производства и позволяет использовать их в конденсированном состоянии в процессах аммиачного гидролиза.

Физико-химической основой процессов является то, что минералы при взаимодействии с NH4HF2 образуют очень удобные для переработки растворимые фтораммониевые комплексы. Но ещё большим их достоин ством является селективная склонность к сублимации или к термической диссоциации до нелетучих фторидов, что гарантирует глубокое разделе ние компонентов, а ступенчатое отщепление паров NH4F, позволяет со бирать десублимат последнего и использовать его по замкнутому циклу.

262 Физико-химические основы металлургических процессов ИНТЕНСИФИКАЦИЯ СГУЩЕНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ПУЛЬП СИНТЕТИЧЕСКИМИ ФЛОКУЛЯНТАМИ В ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ Нефедьева М.В., Лайнер Ю.А.

Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова (ИМЕТ РАН);

119991, Москва, Ленинский проспект, д. 49;

e-mail: masha-name@yandex.ru Многие пульпы в цветной металлургии, например, после перера ботки бокситов и цинково-свинцово-медных (Zn-Pb-Cu) концентратов имеют устойчивую мелкодисперсную систему, которая медленно сгу щается во времени, что приводит к значительным издержкам.

Проблема сгущения вышеперечисленных пульп решается с ис пользованием синтетических органических флокулянтов на основе по лиакриламида (ПАА). На исследованных нами пульпах были показаны закономерности влияния различных сред, а, следовательно, заряда коллоидных частиц и свойства поверхности на скорость их осаждения синтетическими флокулянтами, которые имеют различный заряд (ани онный, катионный или неионогенный) и степень гидролиза (величину условного заряда), а также молекулярную массу, что оказывает суще ственное влияние на их свойства и применение в различных условиях.

Показано, что на щелочной пульпе гётито-гематитового боксита работают сильно анионные эмульсионные флокулянты фирм «Nalco»

и «Kemira» с максимальной степенью гидролиза и сверх высокой мо лекулярной массой, а на кислых пульпах в процессе обогащения Zn Pb-Cu концентратов – слабо анионные флокулянты со средневысокой молекулярной массой производства компаний ВASF Magnafloc-155 и ASHLAND Praestol 2510. Получены максимальные скорости осажде ния при различных марках флокулянтов, выявлены наиболее эффек тивные реагенты, определены оптимальные дозировки флокулянтов и показаны закономерности скорости осаждения в зависимости от сте пени гидролиза, заряда и молекулярной массы полимера, а также pH среды. На всех предприятиях, применяющих флокулянты выбранных марок, интенсифицированы скорости сгущения мелкодисперсных пульп и выявлено снижение удельного расхода флокулянта по сравне нию с другими реагентами, что является определяющим для многих предприятий с экономической точки зрения. Результаты наших иccледований применяются на ОАО «Николаевский Глинозёмный За вод», ОАО «Бокситогорский Глинозёмный Завод», ОАО «Сибирь Полиметаллы» и др.

Устные доклады ТЕРМОДИНАМИКА ХИМИЧЕСКОЙ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ КРЕМНИСТОЙ ЛАТУНИ ЛК80– Николайчук П.А., Тюрин А.Г.

Челябинский государственный университет Челябинск, ул. Братьев Кашириных, e-mail: npa@csu.ru, tag@csu.ru Проведена термодинамическая оценка системы Cu – Zn – Si при 25 С. Рассчитаны термодинамические активности компонентов крем нистой латуни ЛК80–3, содержащей (по массе) 80% меди, 17% цинка и 3% кремния. Показано, что при 25С латунь представляет собой твёрдый раствор на основе меди с г. ц. к. решёткой.

Построены диаграммы состояния систем Cu – Si – O и Zn – Si – O при 25 С. При построении диаграмм учтена термодинамическая воз можность образования оксидов Cu2O3, CuO2 и ZnO2. Термодинамиче ские данные, отсутствующие в литературе, были оценены авторами.

Рассчитаны характеристики инвариантных состояний систем. Показа но, что окисление латуни на воздухе должно завершиться образовани ем силиката цинка ZnSiO3 и оксида меди CuO. Несмотря на то, что ок сид Cu2O3 в этих условиях также является термодинамически устой чивой фазой, образование оксидной плёнки из него затруднено кинетическими факторами.

Построены диаграммы электрохимического равновесия (потенци ал – рН) системы «латунь ЛК80–3 – Н2О» при 25 С, давлении воздуха 1 бар и активностях ионов в растворе, равных 1 и 10–6 моль/л. Рассчита ны характеристики основных химических и электрохимических рав новесий в системе.

Показано, что в широком интервале потенциалов и рН наиболее термодинамически устойчивой фазой является силикат цинка ZnSiO3, который и образует на латуни первичную пассивационную плёнку.

Таким образом, проанализированы термодинамические особенно сти химической и электрохимической устойчивости латуни ЛК80–3, показано влияние компонентов латуни на её коррозионно-электро химическое поведение.

264 Физико-химические основы металлургических процессов ВНЕПЕЧНАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ – ОСНОВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ВЫСОКОПРОЧНОГО ТОЛСТОЛИСТОВОГО ПРОКАТА ДЛЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОТВЕТСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ Орыщенко А.С., Малахов Н.В., Малышевский В.А.

Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов «Прометей», 191015, Санкт-Петербург, ул. Шпалерная, 49, e-mail: victorm@crism.ru Опыт производства толстолистового высокопрочного проката для сварных конструкций ответственного назначения показал, что только внепечная обработка, включая рафинирование, вакуумирование, за щиту металла от вторичного окисления может обеспечить высокое ме таллургическое качество, физико-механические свойства металла и, в целом, работоспособность сварных конструкций. Исследовано влияние параметров технологических процессов, хи мического состава на качество и изотропность толстолистовой стали ответственного назначения.

Определены оптимальные значения различных показателей техно логии внепечной обработки и разливки, обеспечивающие качество листового проката высокопрочных низкоуглеродистых сталей на уровне электрошлакового металла. ЛИТЕРАТУРА 1. Горынин И.В., Рыбин В.В., Малышевский В.А. Основные аспекты создания и применения высокопрочной конструкционной стали. // Вопросы материаловеде ния, 1999, вып. 3 (20), с. 7-21.

2. Казаков А.А., Ковалев П.В., Рябошук С.В., Милейковский А.Б., Малахов Н.В.

Исследование термовременной природы неметаллических включений с целью по вышения металлургического качества высокопрочных трубных сталей. // Черные металлы, декабрь 2009 г., с. 5-11.

Устные доклады ВЫСОКОПРОЧНЫЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ ХЛАДОСТОЙКИЕ СТАЛИ ДЛЯ ОСВОЕНИЯ КОНТИНЕНТАЛЬНОГО ШЕЛЬФА Орыщенко А.С., Малышевский В.А., Хлусова Е.И., Орлов В.В.

ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей», 191015, Санкт-Петербург, ул.Шпалерная, 49, e-mail: victorm@crism.ru Строительство магистральных трубопроводов, ледоколов, судов ледового класса, танкеров и другой техники для эксплуатации в экс тремальных условиях арктического шельфа потребовало нового под хода к разработке сталей1, которые должны обеспечивать высокие прочностные характеристики и сопротивление хрупким разрушениям наряду с относительной дешевизной.

Учитывая, что на протяжении всего технологического цикла про изводства в стали формируется физическая, химическая, структурная и текстурная неоднородность, обусловленная градиентами температур и объёмными изменениями при кристаллизации, пластической дефор мации и последующих фазовых превращениях, разработаны принципы получения листового проката из низколегированных низкоуглероди стых сталей с квазиоднородной структурой по всей толщине2.

При производстве новых конкурентоспособных высоконадежных сталей для перспективных областей применения внедрены самые со временные технологические процессы, позволяющие управлять созда нием структуры и свойств высокопрочных сталей, обеспечивающих максимальное использование их преимуществ, снижение металлоем кости, надежность и экологическую безопасность конструкций3.

Перспективное направление развития низколегированных сталей связано с прецизионными технологическими процессами, основанны ми на физическом и компьютерном моделировании.

ЛИТЕРАТУРА 1. Анастасиади Г.П., Сильников М.В. Неоднородность и работоспособность стали. – СПб.: ООО « Издательство «Полигон»«, 2. Рыбин В.В., Хлусова Е.И., Нестерова Е.В., Михайлов М.С. Формирование структуры и свойств низкоуглеродистой низколегированной стали при термоме ханической обработке с ускоренным охлаждением. Вопросы материаловедения, 2007, № 4(52):329-340.

3. Титовец Ю.Ф., Золоторевский Н.Ю., Самойлов А.Н., Хриберниг Г., Краев ский А.Ю., Пихлер А. Моделирование влияния разнозернистости аустенита на ки нетику -превращения Металловедение и термическая обработка металлов.

2010. №2, с.2936.

266 Физико-химические основы металлургических процессов РАЗРАБОТКА И ПОЛУЧЕНИЕ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al Поварова К.Б.,а БазылеваО.А.,б ДроздовА.А.,а Казанская Н.К.а а Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А.Байкова РАН, 119911, Москва, Ленинский проспект 49, е-mail: drozdov@imet.ac.ru б ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ, 10500, Москва, улица Радио, д. Систематическое изучение физико-химического взаимодействия Ni3Al с легирующими элементами позволило определить величины их взаимной растворимости, выявить фазы (вязкие, пластичные и/или твердые, жесткие), находящихся в равновесии с Ni3Al на псевдоби нарных разрезах эвтектического типа в тройных и многокомпонент ных системах. Это позволило обосновать выбор литейных сплавов для авиационных двигателей и энергетических установок (рабочие и со пловые лопатки, створки, сегменты камер сгорания ГТД и др.) для ра боты при температурах выше рабочих температур никелевых супер сплавов. Созданы экономнолегированные тугоплавкими металлами (W, Mo, Re) жаропрочные Ni-Al-Ti-Cr сплавы на основе Ni3Al c мик роприсадками РЗМ. Разработка способа выплавки позволила получить термостабильный сплав, двухфазная (+) структура которого прак тически не деградирует и сохраняется вплоть до температур солидус.

Высокое сопротивление ползучести, долговечность, длительная ( ч) прочность при 1100-1250°С и хорошая пластичность при низких температурах определяются направленно закристаллизованной моно кристаллической структурой сплава на основе Ni3Al, содержащего до 15 об. % вязкой структурной составляющей -Ni, твердораствор ным упрочнением и -фаз при введении Ti, Cr, Mo, W, Re, Hf и формированием наноразмерных частиц лантанидов Ni, Al, C и (Cr,Mo)-, фаз, дополнительно упрочняющих сплав и cтабили зирующих его структуру до 1250-1300°С. Сплавы имеют плотность на ~ 15 % ниже Ni сплавов, tраб =1100-1250°С tраб Ni (1050-1100°С), вы сокую стойкость в условиях знакопеременных нагрузок и при термо циклировании. Превосходят Ni суперсплавы по жаропрочности. При 1200°С Ni сплавы имеют 100=0-7 МПа, тогда как Ni3Al сплав имеет 1500~ 25 МПа. Напряжение, при котором за 100 ч развивается оста точная деформация 0,1 % при 1250°С, для этих сплавов составляет 37 42 МПа. Сплавы не нуждаются в длительной многоступенчатой тер мической обработке, необходимой для Ni сплавов.

Устные доклады МОДИФИЦИРУЮЩИЕ ЛИГАТУРЫ Al-Sc-Zr и Al-Sc-Ti Попова Э.А., Котенков П.В., Шубин А.Б., Пастухов Э.А.

ИМет УрО РАН, 620016, Екатеринбург, Амундсена, 101, e-mail: admin@imet.mplik.ru В последнее время в научной литературе уделяется большое вни мание изучению сплавов Al-Sc, Al-Sc-Zr, Al-Sc-Ti,1-3 использование которых для модифицирования алюминиевых сплавов позволяет из мельчать их зеренную структуру, повышать температуру рекристалли зации, уменьшать чувствительность к коррозионному растрескиванию, влиять на процессы старения и на повышение механических свойств.

В работе изучены структурные особенности лигатур Al-1%Sc-1%Zr и Al-1%Sc-0.5%Ti, полученных из лигатур промышленного производст ва Al-2%Sc, Al-2%Zr, Al-3%Ti и Al. Плавки проводили при 1000°С.

Для равномерного распределения и диспергирования структурных со ставляющих лигатур их расплавы в течение 1 мин обрабатывали низ кочастотными колебаниями4.

Опытные лигатуры характеризуются выделением при кристалли зации комплексных алюминидов Al3(ScxZr1-x) или Al3(ScxTi1-x) с со хранением структурного типа решетки Ll2 Al3Sc. Частицы алюмини дов размерами до 10 мкм имеют заостренное кубическое строение и образуют в сечении квадраты, звезды, треугольники. Определение хи мического состава алюминидов и матрицы, выполненное с помощью приставки для рентгеноспектрального микроанализа INCA X-Act фирмы Oxford Instruments, показало, что и Zr и Ti входят в состав алюминидов, замещая до 50% Sc. При этом параметр решетки алюми нидов уменьшается, тем самым снижается его несоответствие с ре шеткой матрицы. При использовании этих лигатур для модифициро вания алюминиевых сплавов резко возрастает эффективность зароды шеобразования. Так, при добавлении опытной лигатуры на 0.48% (Sc+Zr) к литому сплаву Al-Zn-Cu-Mg полностью исчезает его денд ритная структура, а размер зерна составляет ~23 мкм5. Кроме того, за счет замещения в алюминидах дорогостоящего скандия цирконием или титаном стоимость лигатур значительно снижается.

ЛИТЕРАТУРА 1. Norman A.F., Prangnell P.B., McEven R.S. Acta mater., 1998, 46, No.16, 5715.

2. He Yong-dong et al. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2006, 16, 1228.

3. Hyde K.B., Norman A.F. and Prangnell. Materials Science Forum, 2002. 396 402, 39.

4. Пастухов Э.А., Попова Э.А., Бодрова Л.Е., Ватолин Н.А. Расплавы, 1998, 3, 7.

5. Попова Э.А., Шубин А.Б., Котенков П.В. и др. Расплавы, 2011, 1, 7.

Работа выполнена при финансовой поддержке проекта ОФИ УрО РАН, и про екта 09-03-00473 РФФИ.

268 Физико-химические основы металлургических процессов ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ МИКРОЛЕГИРОВАННЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ С УНИКАЛЬНЫМ КОМПЛЕКСОМ ТРУДНО СОЧЕТАЕМЫХ СВОЙСТВ Родионова И.Г., Зайцев А.И., Шапошников Н.Г.

Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина, 105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., д. 9/ e-mail: aizaitsev@mtu-net.ru Исследованы условия и закономерности формирования и эволюции наноразмерных выделений неметаллических избыточных фаз, струк турных составляющих в перспективных классах высокопрочных мик ролегированных конструкционных сталей, а также их влияния на ком плекс получаемых механических, физико-химических и других служеб ных свойств. Разработан оригинальный комплексный подход к созданию нового поколения таких сталей, включающий методы термо динамического, физико-химического моделирования и расчета условий образования и растворения частиц избыточных фаз, электронно микроскопическое исследование их количества, состава, размера и морфологии, изучение состояния твердого раствора методом измерения внутреннего трения и проведение комплексных испытаний механиче ских, физико-химических и других служебных свойств. При уменьше нии, особенно при переходе в нанометровую область размеров, влияние выделений на получаемый комплекс свойств стали усиливается, что по зволяет достичь прорывного, кратного их увеличения по сравнению с существующим уровнем. Не менее важным достижением является от крытие возможности одновременного повышения трудно сочетаемого комплекса высоких показателей прочности, пластичности, коррозион ной стойкости, других потребительских свойств при формировании оп ределенной цементитной наноструктурной составляющей стали.

На основе созданной научной базы разработаны и внедрены высоко эффективные энерго- и ресурсосберегающие технологии производства нового поколения высокопрочных микролегированных конструкционных сталей с комплексом показателей прочности, пластичности, коррозион ной стойкости, в 1,5-3 раза превышающим достигнутый уровень по каж дому из свойств и высокой их стабильностью. Это позволит получить значимый технический, экономический и социальный эффект, не только у производителей, но и потребителей стальной металлопродукции.

Работа выполнена благодаря финансовой поддержке РФФИ, гранты номер 09-08-00675, 10-08-90037, 11-08-00526.

Устные доклады СИНТЕЗ НАНОРАЗМЕРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СКАНДИЯ, ЦИРКОНИЯ И ГАФНИЯ С АЛЮМИНИЕМ С ПРИМЕНЕНИЕМ УЛЬТРАПРОЦЕССОВ И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ОБМЕННЫХ РЕАКЦИЙ В СОЛЕВЫХ И ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ СРЕДАХ Скачков В.М., Яценко С.П.



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 15 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.