Проведено исследование изменения химического состава нанопорошка борида хрома CrB2 при рафинировании, хранении и нагре- вании на воздухе. Определены условия эффективного рафинирования борида хрома от свободных бора, углерода и хрома, включающие последовательно проводимые щелочную (NaOH) и кислотную (HCl) обработки. Изучено взаимодействие борида хрома с атмосферными газами (кислородом и влагой), протекающее по адсорбционно-диффузионному механизму и сопровождающееся значительным повыше- нием окисленности в первые 24 ч. Установлено, что при увеличении размера частиц от 26 до 75 нм величина окисленности изменяется (17,01 – 10,82)·10–7 кг O2· м–2  поверхности порошка. Для окисленности получена аналитическая размерная зависимость. Температура начала окисления на воздухе зависит от уровня дисперсности и составляет для нанопорошка 763 К, а микропорошка – 793 К.

Приведены результаты уточнения методики расчета формоизменения при прокатке в калибрах. Решена задача оптимизации формы калибра по критерию эффективности калибровки, где уточненная методика была использована в качестве ограничения. Обоснован выбор целевой функции – максимальной эффективности калибровки для минимизации энергозатрат.

Установлено влияние продолжительности облучения расплава наносекундными электромагнитными импульсами (НЭМИ) и последующего модифицирования кремнием на процессы кристаллизации и структурообразования, физико-механические и эксплуатационные свойства серого чугуна. Установлена причина смещения эвтектичности чугуна в зависимости от содержания кремния при воздействии на расплавы НЭМИ. Доказано методом микрорентгеноспектрального анализа на установке «ДЖОЛ 8600» (Япония), что под воздействием облучения расплава НЭМИ резко повышается растворимость марганца и уменьшается содержание кремния и углерода в избыточном аустените. Следовательно, расплав обогащается углеродом и кремнием, что способствует достижению эвтектического состава расплава.

При рассмотрении уравнения Навье-Стокса проведен анализ сил, действующих на грани элементарного кубического объема жидкости или газа, что дает наглядную физико-механическую трактовку отдельных членов этого уравнения. В результате выражение можно успешно использовать при решении различных металлургических и литейных задач.

Аппроксимацию экспериментальных данных по определению активности компонентов концентрированного (неразбавленного) жидкого металлического сплава следует проводить, используя в качестве основной парциальной характеристики термодинамических свойств сплава функцию lgγ/(1 – x)2 вместо lgγ; здесь γ и х – соответственно коэффициент активности и мольная доля компонента в сплаве. В этом случае интегральные термодинамические характеристики (энергия смешения, «регулярная функция») сплава будут определены с меньшей расчетной погрешностью.

Рассматривается задача идентификации дискретно-непрерывных процессов в условиях параметрической и непараметрической неопределенностей, а также вопрос идентификации в «узком» и «широком» смыслах; анализируется случай, когда входные переменные процесса связаны стохастической зависимостью. Приводятся некоторые результаты моделирования процесса конвертерной плавки стали.

Проведены исследования характеристик и параметров конвертерного шлака ОАО «ЗСМК», в том числе с проведением серии экспериментальных плавок в лабораторной электродуговой печи. Установлено, что потери железа с конвертерным отвальным шлаком в условиях ОАО «ЗСМК» после первичной обработки на шлаковых полях путем отмагничивания магнитных компонентов составляют в среднем 22,7 %, в том числе 9,0 % в виде металлического железа и 13,7 % в составе оксидов. При сортировке шлака крупные фракции обогащаются оксидным железом, главным образом в виде (FeО) и (Fe3O4), в то время как (Fe2O3) переходит в мелкую фракцию. В процессе плавления конвертерного шлака происходит частичное восстановление железа, что сопровождается увеличением содержания металлического железа в среднем до 11,7 %. При этом основная доля металлического железа сосредоточена в крупных фракциях (более 40 мм) и составляет в среднем 18 %, в то время как в более мелких фракциях содержание металлического железа составляет 5 – 6 %.

Рассмотрены условия эксплуатации и высокотемпературного газоабразивного износа засыпного устройства доменной печи. Установлено, что основным видом износа является образование продувов на контактной поверхности большого конуса и чаши, которые при- водят к остановке на ремонт всей доменной печи на 72 ч. Указаны мероприятия повышения срока службы засыпных устройств доменных печей.

Представлена дробилка с поступательным движением щеки, имеющая большую производительность по сравнению с существующими конструкциями. Предложена формула расчета ее минимальной производительности, из анализа которой видно, что при заданной степени дробления (отношении размера дробимого куска к величине разгрузочной щели) производительность щековой дробилки увеличивается с увеличением хода сжатия и угла захвата.

Предложено использовать аналог теоремы Пэли-Винера, которая позволяет синтезировать неизвестные проекции по известным. Были собраны и проанализированы требования, на основе которых была спроектирована и реализована программа моделирования процесса снятия синограммы, вычисления коэффициентов однородного многочлена, анализа точности восстановления объекта по коэффициен- там и на основе реальных данных.

Предложена методика расчета параметров преформации с применением программного комплекса DEFORM 3D, позволяющая учитывать форму проволоки и ее механические свойства.

Проведен сравнительный анализ лабораторных спеканий агломерационной шихты с добавкой обычного и калиброванного возвратов. Установлено, что замена обычного возврата калиброванным способствовала росту производительности агломерационного процесса без снижения качества агломерата.

Показана возможность применения электропластической прокатки для получения листового проката с ультрамелкозернистой структурой и повышенными служебными и технологическими свойствами из высокопрочного титанового сплава ВТ6. Исследуется роль влияния степени истинной деформации на структуру и механические свойства сплава.

Проведено электронно-микроскопическое исследование структурных превращений в монокристаллах сплавов TiNi(Fe, Mo) при интенсивной пластической деформации холодной прокаткой и всестороннем прессовании в зависимости от степени деформации. Проанализированы микромеханизмы пластической деформации и фрагментации при формировании нанокристаллических и квазиаморфных состояний.

Исследовано влияние длительности пребывания сталей 30ХГСА и Р18, а также титанового сплава ВТ20 в условиях полиморфных предпревращений и превращений на их механические свойства. Показано, что эффекты фазовых предпревращений позволяют управлять структурой и свойствами сплавов в широком диапазоне (от свойств, характерных для закаленного состояния, до свойств, присущих отпущенному металлу). «Работа» на границе полиморфного превращения способствует выравниванию плотности дефектной структуры и обеспечивает оптимизацию механических свойств сплавов. Предложено применять метод акустической эмиссии для определения стадии фазового превращения и разработки технологий термической обработки, максимально эффективно использующей эффекты фазовых предпревращений.

Mетодами атомно-силовой, электронной и оптической микроскопии исследована эволюция структуры на промежуточной ста- дии волочения при переходе к диам. 1,3 – 1,2 мм сверхпроводящего кабеля на основе сплава Nb – Ti, содержащего 47,5 % Ti (по массе) (63,7 % Ti (атом.)), который используется в качестве токонесущих элементов в магнитной системе Международного термоядерного экспериментального реактора. Исследованы микроструктура, фазовый состав и их влияние на свойства сверхпроводящего сплава Nb – Ti после холодного волочения и промежуточного отжига. Выявлены зоны локализации пластической деформации в местах обрывов сверхпроводника. Обнаружено изменение формы и химического состава волокон Nb – Ti в бездефектной области и в зоне разрыва кабеля. Выявлен диффузионный ниобиевый барьер вокруг волокон Nb – Ti, размещенных в медной матрице.

Рассмотрен процесс пластического деформирования субмикрокристаллического титана. С помощью методов спеклфотографии и рентгеновской дифрактометрии изучены распределения локальных деформаций и упругих искажений по рабочей части образцов. Установлено, что на стадии предразрушения в образце формируется очаг локализации деформации, где значения компонент тензора дисторсии максимальны. На границах этого очага упругие искажения достигают максимума, а затем снижаются. В очаге локализации деформации происходит измельчение блоков-кристаллитов.