Статья является продолжением предшествовавших работ авторов в рамках исследования мокрого волочения. Рассмотрен процесс мокрого тончайшего и наитончайшего волочения стальной латунированной проволоки с целью повышения износостойкости волок. Произведен анализ различного типа волочильного инструмента (твердосплавные волоки, синтетические алмазные волоки, волоки из натуральных алмазов) на предмет актуальности его применения для волочения проволоки малых диаметров. Дана классификация составляющих эксплуатационной стойкости волочильного инструмента. Приведено описание методики исследования, включающее порядок и условия проведения замеров, применявшееся для получения исходных данных промышленное оборудование, а также тип волочильного стана. В работе проведен сравнительный анализ полученных данных с результатами исследований других авторов, полученных для аналогичного волочильного инструмента. Рассчитаны основные характеристики распределения износостойкости (асимметрия, эксцесс, коэффициент вариации). На основе статистического анализа массива экспериментальных данных для выборки объемом более 500 образцов выявлена высокая корреляция износостойкости волок с критерием коэффициента запаса прочности и слабая корреляция с критериями усилия и напряжения волочения. Показано, что оптимальные, т. е. наиболее высокие и стабильные результаты по износостойкости волочильного инструмента достигаются при значениях коэффициента запаса прочности в диапазоне от 1,9 до 2,5. Предложена формула определения значения коэффициента запаса прочности в зависимости от диаметра проволоки, обеспечивающая максимальные значения износостойкости инструмента по маршруту волочения. Полученные результаты рекомендуются к применению при проектировании новых маршрутов мокрого волочения с применением синтетических алмазных волок.

Международная металлургическая ассоциация World Steel Association (Worldsteel) опубликовала обзор, касающийся ситуации на мировом рынке стали. Согласно  данным за 2021 г., производство стали снизилось на 1 % (до 1,83 млрд т). Сокращение объемов производства стали на мировой арене является следствием резких колебаний рыночной конъюнктуры, связанной с пандемией. При необходимости экстренного наращивания объемов производства металлопроката, по-прежнему актуальны вопросы равномерности нагрева металла перед прокаткой, штамповкой и ковкой, а также совершенствование тепловой работы устройств для нагрева поверхности слябов, которые позволят упростить конструкцию нагревательных устройств, уменьшить затраты на нагрев и строительство. Одним из способов совершенствования процесса нагрева и увеличения объемов производства металлопроката является применение струйного нагрева. В данной работе показаны результаты моделирования нагрева металла струями азота в круговой расстановке.

Представлены результаты наблюдений за ходом окислительной стадии выплавки стали в ДСП-135, проведенных с помощью автоматизированной системы контроля электрических характеристик. В рабочем пространстве печи выделены три основные зоны, различающиеся по агрегатному состоянию находящихся в них материалов: дуговой разряд, расплав и вспененный шлак. Приведены данные о распределении электрической мощности по этим зонам. Отмечена асимметрия активных мощностей дуг под отдельными электродами, обусловленная асимметрией короткой сети. Показано, что основными факторами, влияющими на сопротивление расплава и шлака, являются продувка кислородом и перемещение электродов. Исследовано влияние подачи магнезиального флюса на сопротивление расплава. Замечено, что этим подачам соответствует резкий рост и последующее постепенное снижение сопротивления, а время усвоения добавок не превышает одной минуты. Приведены среднестатистические по отдельным плавкам электрические параметры зон рабочего пространства печи ДСП-135. Проведено сравнение характера изменения мощности дугового разряда и изменения температуры расплава. Отмечено совпадение профилей изменения этих характеристик – росту мощности дуги соответствует рост температуры расплава. Попытка корреляции содержания FeO в шлаке с мощностью дуги не дала положительного результата. Отмечено, что контроль этого параметра по изменению электрических параметров зон дуги и шлака вследствие подавляющего влияния на них интенсивного кислородного дутья, перемешивания расплава и перемещения электродов не отвечает критерию достоверности. Однако данную методику следует проверить в условиях рафинирования стали в агрегате ковш–печь.

При производстве ферроникеля ключевым этапом является сульфатно-хлорирующий обжиг, после которого и на последующих стадиях (вплоть до получения конечного продукта) в системе образуются отходящие газы, вместе с которыми из обжиговой печи выходят пыль и пары хлоридов металлов. Обогащение отходов при их выносе конденсированными хлоридами указывает на уменьшение эффективности сульфатно-хлорирующего обжига, поэтому контроль минерального хлора в осадках на фильтрах важен как с позиции экологического мониторинга, так и оценки эффективности технологического процесса. В целях определения минерального хлора в пылеобразных отходах при производстве ферроникеля в испытательной лаборатории Южно-Уральского никелевого комбината была разработана методика количественного химического анализа на основе ионометрического метода. Предложена процедура оценивания неопределенности результатов определения хлора в пробе, которая состоит из следующих этапов: составление математической модели для определения массовой доли хлорид-иона; оценивание входных величин в математической модели и их неопределенностей; оценивание выходных величин в математической модели и их неопределенностей; составление бюджета неопределенности; определение расширенной неопределенности и представление результатов. Показаны результаты расчета суммарной расширенной неопределенности массовой доли хлорид-иона U(X_Cl – ) = ±9,4 % (k_p = 2, P = 95 %) при массовой доли хлора в пробе от 0,4 до 0,8 %. Применение предложенной методологии расчета неопределенности обеспечивает получение достоверных результатов при определении хлора в пылеобразных отходах ферроникелевого производства, что положительно влияет на показатели эффективности производственного процесса и экологического мониторинга.

При неоспоримых достоинствах метода электродуговой металлизации, он обладает и недостатками, например, такими, как выгорание легирующих элементов и высокое содержание окислов в наносимом покрытии. Решение данной проблемы и нейтрализации отрицательного влияния окисления наносимого металла кислородом, содержащимся в используемом воздухе, возможно за счет применения аэрозольного флюсования при металлизации. В статье рассмотрен эффективный метод повышения физико-механических свойств электрометаллизационного покрытия за счет использования аэрозольного флюсования. Сущность данного метода состоит в том, что в факел расплавленного электрической дугой металла вместе со сжатым воздухом вводится аэрозоль, состоящий из водного раствора химических неорганических материалов. Водный раствор заливается в гидродиспергатор, подключенный к воздушному каналу металлизатора. Аэрозольное флюсование позволяет раскислять и легировать металл при электродуговой металлизации, тем самым повышая уровень его свойств. Представлены результаты топографических исследований электрометаллизационных покрытий. Полученные покрытия имеют структуру с размерами зерен от 200 до 2500 нм, как с ярко выраженными, так и слабозаметными границами между зерен. Установлено, что при использовании аэрозольного флюсования при электродуговой металлизации в покрытиях формируется более мелкозернистая структура и повышается прочность. Проведенные металлографические исследования показали, что толщина электрометаллизационного покрытия варьируется от 2490 до 2586 мкм. Использование аэрозольного флюсования при электродуговой металлизации не оказывает существенного влияния на толщину наносимого покрытия. Исследование микротвердости электрометаллизационных покрытий показало, что использование при металлизации аэрозольного флюсования с флюсом, состоящим из Na₂CO₃, Na₃AlF₆, Na₂B₄O₇, позволяет увеличить ее значения в 1,6 – 1,9 раз.

Исследованы особенности структурных и фазовых превращений в высокопрочных, стойких к углекислотной коррозии, сложнолегированных сталях мартенситного, мартенсито-ферритного и аустенито-мартенситного классов с 13 – 17 % Cr. Путем термодинамического моделирования и экспериментального исследования проведена оценка влияния системы легирования на ход кристаллизации и фазовые превращения в интервале температур горячей деформации и термической обработки. По результатам рентгеноструктурного фазового анализа, оптической и просвечивающей электронной микроскопии определено влияние температуры нагрева под закалку на фазовый состав и микроструктуру. Показано, что при увеличении содержания никеля в микроструктуре сохраняется большое количество аустенита, что приводит к значительному снижению предела текучести при высоких показателях временного сопротивления и пластичности. Для получения преимущественно мартенситной структуры для стали переходного (аустенито-мартенситного) класса с 15 % Cr предложена многоступенчатая термическая обработка. Она включает закалку, промежуточный отжиг с выделением дисперсных частиц карбидной фазы, состав которых оценивали посредством микрорентгеноспектрального анализа, и финальный отпуск, определяющий механические свойства. По результатам испытания на растяжение сталей мартенситного и мартенсито-ферритного классов необходимый уровень прочностных свойств (σ_0,65 ≥ 862 МПа, σ_в ≥ 931 МПа) был достигнут после термической обработки по режиму закалка с отпуском. Многоступенчатая термическая обработка стали с 15 % Cr и высоким содержанием никеля, включающая закалку, промежуточный отжиг для дестабилизации остаточного аустенита и финальный отпуск, обеспечила требуемый комплекс прочностных свойств.

Приведены результаты анализа эволюции дефектной субструктуры перлита пластинчатой морфологии рельсовой стали Э76ХФ в условиях деформации одноосным сжатием. Показано, что деформационное упрочнение исследуемой стали при пластической деформации одноосным сжатием носит многостадийный характер. Деформация стали сопровождается фрагментацией перлитных зерен, которая усиливается по мере увеличения степени деформации и достигает при ε = 50 % примерно 0,4 объема исследуемой фольги. Фрагменты, формирующиеся в пластинах феррита, разделены малоугловыми границами. Средние размеры фрагментов пластин феррита при увеличении степени деформации уменьшаются от 240 нм (ε = 15 %) до 200 нм (ε = 50 %). Выявлена фрагментация пластин цементита. Установлено, что размер фрагментов изменяется в пределах 15 – 20 нм и слабо зависит от степени деформации стали. Разрушение пластин цементита протекает путем их растворения и разрезания подвижными дислокациями. Атомы углерода, перешедшие из кристаллической решетки цементита на дислокации, выносятся в межпластинчатое пространство и формируют частицы третичного цементита, размеры которых составляют 2 – 4 нм. В процессе деформации стали формируется неоднородная дислокационная субструктура, что обусловлено торможением дислокаций частицами цементита. Увеличение степени деформирования сопровождается снижением скалярной и избыточной плотности дислокаций, что может быть обусловлено их уходом в малоугловые границы, а также их аннигиляцией. Установлено, что источниками внутренних полей напряжений являются границы раздела зерен и колоний перлита, пластин цементита в зернах перлита, расположенные в объеме пластин феррита частицы второй фазы.

Целью исследования являлось выявление переходных диффузионных слоев в системе стальная проволока – латунное покрытие. Латунированная проволока задействована в производстве металлокорда. В работе использовалась латунированная проволока, произведенная из стали 80 путем сухого волочения, двухстадийного нанесения латунного покрытия (медь + цинк) и последующего диффузионного отжига. Химический состав определен с помощью растрового электронного микроскопа TESCAN Vega3 SBH с приставкой для микрорентгеноспектрального анализа (МРСА) Oxford Instruments. Для получения карт распределения элементов применялось наложение полученных кадров. При исследовании химического состава латунного покрытия стальной проволоки под металлокорд по спектрам определен градиент концентрации меди, выявлено содержание железа в покрытии и содержание меди в стальном сердечнике. Авторы определили наличие переходного диффузионного слоя от латунного покрытия к стальному сердечнику на проволоке под мокрое волочение диаметрами 1,67 и 1,85 мм на двух участках с различной толщиной латунного покрытия на противоположных участках (максимум и минимум). Статья содержит карту поэлементного распределения Fe, Cu и Zn, а также общую карту наложения содержания Fe, Cu и Zn. Представлены графики содержания элементов по двум исследуемым поперечным сечениям. Переходный диффузионный слой имеет градиентный переход по концентрациям элементов Fe, Cu и Zn, что характеризует хорошее соединение латунного покрытия со сталью. Изучен диффузионный слой латунного покрытия стальной проволоки диаметром 0,30 мм, произведенной путем мокрого волочения стальной проволоки диаметром 1,67 мм. Получено изображение покрытия путем наложения кадров. Толщина покрытия вместе с диффузионным слоем имеет среднее значение 1,4 мкм при видимой толщине покрытия 0,5 мкм.

Исследована интенсивность нагрева движущейся полосы термически тонкого металла на участке конечной протяженности системой атакующих струй нейтрального газа. Работа посвящена решению проблемы создания системы нагрева полосы движущегося металла атакующими струями нейтрального газа путем оценки интенсивности нагрева полосы металла при помощи методов математического моделирования. Дано описание дифференциальной задачи теплопроводности и ее последующее упрощение с учетом сделанных допущений для получения эффективного расчетного алгоритма. Приведены эмпирические соотношения, выбранные для расчета локальных и средних значений коэффициентов теплоотдачи, а также базовые параметры для вариантных расчетов. Для сравнительного моделирования рассматривался участок длиной 20 м, на котором происходит нагрев полосы, входящей с температурой 500 °С, нейтральным газом с температурой 800 °С. Представлены результаты расчета зависимости средней по сечению температуры полосы от скорости ее движения (в диапазоне от 0,1 до 2 м/с) при двух значениях скорости истечения газа (20 и 40 м/с). На их основании авторы делают выводы о том, что только при малых скоростях движения полосы достигается приемлемая интенсивность нагрева, а также что скорость истечения газа (в рассмотренном диапазоне) не является резервом для существенного увеличения этой интенсивности.