Проведено изучение  теплофизических характеристик натуральных и  синтетических доменных шлаков. Определена  зависимость изменения энтальпии и теплоемкости шлаков в интервале температур от 293 до 1273 К с использованием метода количественного термического анализа. Усовершенствована методика определения коэффициентов температуропроводности материалов по термограмме нагрева образца цилиндрической формы. По этой методике определены коэффициенты температуропроводности доменных шлаков. С использованием полученных коэффициентов температуропроводности и предварительно определенных значений теплоемкости найдена зависимость коэффициентов теплопроводности от температуры и содержания в шлаках оксида титана. Полученные данные могут быть использованы при оптимизации режимных параметров работы существующих установок по переработке доменных шлаков, при проектировании новых установок, а также при определении оптимальных скоростей нагрева и охлаждения в процессе термической обработки литых шлаковых изделий. 

Получена шестигранная труба из стали с повышенным содержанием бора, которая является конструкционным материалом для изготовления стеллажей хранения отработавшего ядерного топлива. Показано, что сталь имеет вполне удовлетворительную технологическую пластичность для профилирования прокаткой (волочением) трубы круглого сечения в шестигранную как при повышенной, так и при комнатной температуре. 

Представлена физико-математическая модель термонапряженного состояния стальных прокатных валков, закаливаемых после индукционного электронагрева. Реализация модели осуществляется путем численного решения системы взаимосвязанных уравнений нелинейной теплопроводности и термовязкоупругости с учетом кинетики фазовых превращений аустенита и специфики индукционного нагрева валков. Адекватность математической модели подтверждается сопоставлением расчетных значений напряжений в прокатном валке диаметром 210 мм с экспериментальными данными, полученными методом Закса. 

В связи с отсутствием экспериментальных данных о термодинамике поведения элементов в расплавах на базе хрома проведена их оценка путем пересчета с данных для сплавов на основе железа. Рассчитаны и приведены в таблицах сведения о теплоте растворения элементов в жидком хроме, коэффициентах активности этих элементов, их молярных параметрах взаимодействия и о ΔGг˚ реакций раскисления, нитридо-, карбидо-, сульфидо- и боридообразования в хромовых расплавах. Приведены рекомендации по рациональному выбору упрочняющих фаз в хромовых сплавах. 

Приведены результаты исследования по влиянию способа подвода расплава с помощью безнапорных разливочных стаканов со смещенными выходными каналами на равномерность распределения скоростей потоков расплава, условий теплоотдачи, равномерность нарастания твердой корки и качественные показатели литого металла. Разработанную конструкцию стаканов овального сечения рекомендуется использовать для разливки сортовых заготовок прямоугольного сечения. Практические испытания показали, что равномерное распределение потоков расплава в кристаллизаторе сортовых заготовок возможно за счет использования разработанной конструкции стаканов овального сечения при отношении суммарной площади выходных каналов к поперечной площади металлопровода 1,7 − 2,0. 

Проведена комплексная оценка влияния модифицирования ультрадисперсными порошками оксидов тугоплавких металлов и криолита на структуру и деформационное поведение литого серого чугуна марки СЧ25. Установлено, что модифицирование серого чугуна ультрадисперсными частицами оксидов титана, циркония с содержанием примесей Nb, Hf, Mg, Fe, Cr, Sr, Мо не более 5 % и криолита приводит к существенным изменениям распределения пластинчатого графита в матрице и его размеров. Характер распределения пластинчатого  графита приобретает вид колоний дендритного направленного  строения  с уменьшением размера длины пластинчатого  графита в 2 раза. Увеличивается дисперсность перлита с 0,57 до 0,32 мкм, изменяются морфологические характеристики фосфидной эвтектики. Модифицирование серого чугуна приводит к повышению предела прочности на 90 МПа. При этом практически без изменения остаются пластичность 0,17 – 0,18 % и твердость 207 НВ ±5 %. 

Экспериментально получены и изучены литые Fe + (12,7 – 25,6) % Mn + (0 – 14,4) % Al + (0,02 – 2,18) % C сплавы, в том числе микролегированные азотом (0,001 – 0,135) % N, с высокой удельной прочностью. Показано, что литые высокоуглеродистые высоколегированные Fe – Mn – Al – С сплавы хорошо поддаются горячей деформации вплоть до 40 – 50 % обжатия без образования горячих трещин. При теплой деформации в исследуемых сплавах реализуется высокопрочное состояние (σв до 1810 МПа) при достаточном запасе пластичности (до 50 %). Предел текучести при комнатной температуре высокоуглеродистых аустенитных (до 2,18 % С) Fe – Mn – Al – С сплавов достигает 1200  МПа. Теплоемкость и теплопроводность изученных сплавов уменьшается с увеличением суммарного легирования Al  + C + N. Исследуемые сплавы железа с высоким содержанием Mn и Al, имея высокую удельную прочность, могут использоваться в литом и в деформированном состоянии как высокопрочные с большим запасом пластичности, теплостойкие и износостойкие. 

В последние годы вопросу распределения остаточных напряжений в сварных трубах уделяется большое внимание, поскольку как в процессе изготовления, так и при эксплуатации изделий, изготовленных из труб, одной из причин разрушения сварных труб являются остаточные напряжения. На каждой операции технологического процесса производства в сварных трубах отмечается появление остаточных напряжений σост , поскольку процессы пластического формоизменения происходят в холодном состоянии. В связи с этим, важно проведение экспериментальных исследований, которые позволят установить характер распределения остаточных напряжений в формуемой трубной заготовке с применением современных неразрушающих методов. В данной работе приведены результаты экспериментального исследования по измерению остаточных напряжений в различных точках по окружности наружной поверхности труб малого и большого диаметров портативным рентгеновским дифрактометром ДРП-РИКОР, работа которого основана на методе рентгеновской дифрактометрии. 

Экспериментально исследована растворимость кислорода в железоникелевых расплавах, содержащих титан, на примере сплава Fe – 40  % Ni при 1873 К. Определены значение константы равновесия реакции взаимодействия титана и кислорода, растворенных в расплаве Fe  –  40 % Ni ( = –15,17), энергия Гиббса этой реакции ( = 543 360 Дж/моль) и параметры взаимодействия, характеризующие эти растворы ( = –1,420;  = –0,472; = 0,116). В широком диапазоне составов сплавов системы Fe – Ni рассчитаны при 1873 К константы равновесия реакции взаимодействия титана и кислорода, растворенных в расплаве, энергия Гиббса реакции взаимодействия титана и кислорода и параметры взаимодействия, характеризующие эти растворы. Определена растворимость кислорода в расплавах системы Fe – Ni различного состава, содержащих титан, при 1873 К. Раскислительная способность титана при увеличении содержания никеля до 40 % снижается, а затем резко возрастает по мере увеличения содержания никеля в расплаве. Это можно объяснить тем, что по мере возрастания содержания никеля, с одной стороны, существенно ослабевают силы связей атомов кислорода в расплаве ( = 0,0103; = 0,337), с другой – значительно возрастают силы связей атомов титана с основой ( = 0,0083; = 0,000083). Кривые растворимости кислорода в железоникелевых расплавах проходят через минимум, положение которого смещается в сторону более низких содержаний титана по мере увеличения содержания никеля. 

В рамках модели идеальных ассоциированных растворов использовалась новая методика идентификации двух-трeх основных ассоциатов в жидких бинарных металлических растворах с отрицательными отклонениями от закона Рауля. Минимальная погрешность идентификации достигалась в случае определения констант равновесия между ассоциатами и мономерами при тех концентрациях компонентов растворов, при которых концентрации ассоциатов получают максимальные значения («пиковые» концентрации). Выполнены сравнения  рассчитанных  термодинамических свойств ассоциатов со справочными термодинамическими  свойствами  соответствующих интерметаллидов на сплавах Fe – Al и Fe – Si при 1873 К. 

В развитие ультразвуковой структуроскопии предложен новый подход к оценке структуры металла по значению интегрального уровня акустических структурных шумов. Дано определение акустическим структурным шумам металла, методика оценки которых обоснована с позиций выбора частотного диапазона, зоны контроля, опорного сигнала, алгоритма обработки сигнала. На примере стали 45 представлены экспериментальные результаты использования структурных шумов для определения размера зерен. Выявлена однозначная зависимость между величиной зерен в образцах исследуемой стали 45, полученных после различных видов термической обработки, и усредненной амплитудой структурных шумов. Полученная зависимость удовлетворительно согласуется с теоретическими представлениями. 

К 80-летию со дня рождения Анатолия Григорьевича Свяжина

К 80-летию со дня рождения Анатолия Григорьевича Свяжина