С использованием промышленных результатов обработки чугуна магнием выполнен анализ закономерности межфазного распределения серы. Предложен расчет баланса серы, учитывающий не только переход элементов из металла в шлак, но и влияние таких показателей, как изменение массы чугуна в ковше, связанное с окислением железа и образованием корольков металла в шлаке, а также увеличение количества растворенной в корольках серы. Выполнено сравнение расчетных данных о количестве выносимой из ковша с восходящими пылегазовыми потоками серы с результатами промышленных обработок различных авторов. Определена зависимость потерь серы от количества шлака в коше и технологических параметров процесса десульфурации чугуна магнием.

Проактивные ремонты предполагают меры по замедлению образования дефектов (трещин, износа), вызывающих их проведение. В этом случае увеличивается послеремонтная наработка механизмов, что существенно снижает ремонтные расходы и простои. Приведены результаты проактивных ремонтов на некоторых уральских предприятиях.

Разработана новая технология штамповки выдавливания поковок «крестовина» из шаровой заготовки при двухстороннем приложении силы. Проведено исследование напряженно-деформированного состояния металла. Изготовлена хорошего качества опытная партия поковок «крестовина» карданного вала грузовой автомашины.

С использованием методов физического моделирования изучены режимы истечения вихревых газовых потоков из сопел различного диаметра при различном расходе газа.

Проведена оценка мирового производства и потребления карбида кремния. Показана целесообразность применения техногенного микрокремнезема для производства карбида кремния методами печного синтеза и плазмометаллургической технологии. Предложена балансовая схема образования монооксида кремния на основе исследования физико-химических взаимодействий в руднотермических печах при плавке кремния и ферросплавов, а также проведен анализ процессов, обусловливающих образование микрокремнезема. Предложены схемы механизмов углеродотермического синтеза и плазмометаллургического получения карбида кремния.

Разработаны логические основы оценки нормального хода доменной плавки и распознавания видов отклонений от нормального режима ее работы: периферийного, центрального (осевого) газового потока, горячего и холодного хода, тугого хода печи, верхнего и нижнего подвисания шихты в доменной печи. Для оценки нормального хода доменной плавки и видов отклонений от нормального режима обобщен опыт работы специалистов доменного цеха ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ММК). Предложенную методику целесообразно использовать в компьютерных системах поддержки принятия решений при управлении доменной плавкой в режиме реального времени.

Рассмотрена разработанная математическая модель, описывающая взаимосвязь угла отклонения неприводной щеки с расположением недробимого куска по высоте камеры разрушения, что позволяет оперативно устранять аварийную ситуацию при работе дробильной машины со сложным движением щеки из-за попадания в камеру разрушения недробимого куска.

Синтезированы, методом импульсного плавления системы пленка/подложка высокоинтенсивным электронным пучком, наноструктурированные многофазные поверхностные легкие сплавы системы Al – Ti – Cu. Выявлены режимы облучения, позволяющие многократно повысить прочностные и трибологические характеристики исходного материала.

Рассмотрены основные модели деформации аморфных металлических сплавов: модель течения за счет наличия дефектов типа «зоны сдвига», модель свободного объема и дислокационный механизм пластического течения. На примере аморфных металлических сплавов на основе железа показано, что при низких температурах осуществляется дислокационный механизм пластического течения с энергией активации в несколько десятых электрон-вольт, при повышенных температурах механизм пластического течения деформации осуществляется с энергией активации в несколько электрон-вольт, что близко к энергии активации самодиффузии. Это соответствует двум первым указанным выше механизмам.

Методом молекулярной динамики исследованы атомная структура межфазных границ Ni – Al, Cu – Au, Ni – γFe, ориентированных вдоль плоскостей (100) и (111), и механизм диффузии вдоль них в условиях твердофазного контакта. Показано, что на межфазной границе формируется сетка краевых дислокаций несоответствия, играющих ключевую роль в диффузии вдоль межфазной границы.

Методами рентгеноструктурного анализа, оптической, растровой и просвечивающей электронной микроскопии исследовано структурно-фазовое состояние поверхностных слоев никелида титана, подвергнутого воздействию низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками. Обнаружено, что в процессе обработки в перекристаллизованном слое толщиной 8 – 10 мкм формируется неравновесное однофазное структурное состояние, которое характеризуется искаженной структурой на основе фазы В2, текстурирован-ной в направлении, близком к <410>. Нижележащий слой, расположенный на глубине от 10 до 20 мкм, кроме фазы В2 с незначительными искажениями кристаллической решетки содержит небольшую (до 5 % (по объему)) объемную долю фазы со структурой мартенсита В19′. В результате электронно-пучковой обработки происходит изменение химического состава модифицированного слоя в сторону обогащения титаном из-за расплавления частиц фазы Ti2Ni. При этом интервалы мартенситных превращений смещаются в область более высоких температур; таким образом, уже при комнатной температуре можно было ожидать, что основным в этом слое будет мартенситное структурное состояние. Исследования с использованием просвечивающей электронной микроскопии показали, что мартенситной фазы в модифицированном слое не наблюдается. Высказывается предположение, объясняющее сложившееся в результате импульсного электронно-пучкового воздействия на поверхность никелида титана структурно-фазовое состояние.

Методом молекулярной динамики исследованы атомная структура межфазных границ Ni – Al, Cu – Au, Ni – γFe, ориентированных вдоль плоскостей (100) и (111), и механизм диффузии вдоль них в условиях твердофазного контакта. Показано, что на межфазной границе формируется сетка краевых дислокаций несоответствия, играющих ключевую роль в диффузии вдоль межфазной границы.

Рассмотрены возможности обновления металлургического оборудования на современном этапе в условиях неопределенности и риска. Предложена новая стратегия амортизационной политики в основной капитал металлургических предприятий.