Для проявления распространяющегося пластического разрушения требуется, чтобы трубопроводы были спроектированы с учетом недопущения распространения трещин. Подходы, описывающие поведение трубопровода, его устойчивость и гарантированную остановку в случае сбоев в работе, основаны на полуэмпирических моделях, получивших свое развитие в середине 1970-х годов. Эти модели, которые калибровались на сегментах трубопровода в производственном масштабе (в натуральную величину), используются и сейчас, и включают три нелинейные характеристики: пластическую деформацию и винтовую неустойчивость; влияние структуры (состава) почв и увеличение волновой отдачи, а также декомпрессию в нагнетаю щей среде. Рассматривается более чем 40-летняя история расчета распространения деформации в трубопроводе, основанного на трещинах (механическом разрушении). Графические свидетельства полномасштабных сбоев в процессе работы обусловили появление гипотезы о сбоях, возникших в связи и пластическим разрушением

На основе эмпирических методик рассчитаны концентрации диоксида азота в дымовых газах при сжигании топлива в горелках с разными способами формирования топливовоздушной смеси. Показано, что минимальная концентрация оксидов азота в дымовых газах образуется при сжигании топлива в горелках с разомкнутыми факелами и внешним смешением при сжигании низкокалорийных видов топлива. Подогрев воздуха горения в несколько раз увеличивает концентрацию оксидов азота в продуктах горения. Получена экстремальная зависимость концентрации оксидов азота в дымовых газах от величины коэффициента расхода воздуха, критическое значение которого, соответствующее максимальной величине концентрации, составляет 1,16 – 1,17.

Проведено металлографическое исследование микроструктуры литых образцов стали 40Х24Н12СЛ, отобранных от колосников обжиговых тележек, характеризующихся различным уровнем механических характеристик. Обнаружено, что микроструктура образцов, для которых характерно пониженное значение прочности и пластичности, содержит больше неметаллических включений, а также σ-фазы по границам аустенитного зерна. Изучена вязкость данных образцов в жидком состоянии. Вязкость измеряли методом затухающих крутильных колебаний тигля с расплавом в режиме нагрева и последующего охлаждения образцов в диапазоне температур от 1500 до 1720 °C. По результатам измерений сделано заключение о связи механических свойств литых образцов стали 40Х24Н12СЛ с особенностями их микроструктуры, а также характером температурных и временных зависимостей кинематической вязкости расплава.

В работе для повышения срока службы кристаллизаторов МНЛЗ на их отработанных узких стенках из меди М1 и медного сплава МН2,5КоКрХ были созданы диффузионные слои напылением алюминия толщиной около 1,5 мм с последующим диффузионным отжигом при t = 8000 °С в течение 10 ч в окислительной среде. Установлено, что на поверхности меди М1наблюдается упрочняющий диффузионный слой толщиной до 1,5 мм, а сплава МН2,5КоКрХ – 0,6 – 1,4 мм, что объясняется сдерживанием диффузионного процесса содержащимися в нем легирующими элементами с последующей термической обработкой. В качестве основных показателей работоспособности диффузионного слоя использовали его толщину и микротвердость. При проведении анализа исследованных образцов с покрытием установлена целесообразность нанесения на рабочие узкие стенки кристаллизатора алюминиевого газотермического покрытия с последующей термической обработкой в защитной среде по скорректированным режимам и испытание кристаллизатора на МНЛЗ с оценкой состояния стенок в процессе эксплуатации и изменения качества разливаемого металла.

Проведено вискозиметрическое исследование жидких сталей марок 32Г1 и 32Г2, отобранных от готовых труб нефтегазового сортамента. Получены температурные и временные зависимости кинематической вязкости жидких сталей 32Г1 и 32Г2. Измерение вязкости выполнено методом затухающих крутильных колебаний тигля с расплавом в режиме нагрева и последующего охлаждения образцов в диапазоне температур от 1450 до 1810 °C. Результаты вискозиметрического эксперимента обсуждены в рамках современных представлений о микронеоднородном строении металлических расплавов. По результатам измерений кинематической вязкости сделаны рекомендации об оптимальном режиме температурно-временной обработки жидких сталей 32Г1 и 32Г2. Показано, что для стали 32Г2 целесообразно 
повысить температуру нагрева расплава до 1650 – 1670 °C, т. е. применить температурно-временную обработку.

Показано определяющее влияние природного рудообразования железных руд на процесс спекания и прочность офлюсованных агломератов. Кристаллы магнетита гомогенного строения активно переходят в расплав, формируя в агломератах низкой основности силикатные связки рудных зерен. С ростом основности смена силикатных связок на ферритные определяется количеством железа в расплаве и высоким окислительным потенциалом газовой фазы. Участие магнетита гетерогенного строения в процессах расплавообразования ограничено. При спекании агломератов низкое содержание железа в расплаве расширяет область кристаллизации силикатных связок, сдвигая начало процесса ферритообразования в сторону агломератов высокой основности.

Исследование относится к области подготовки рудных и нерудных компонентов шихтовых материалов, а также техногенных отходов, для проведения пирометаллургических процессов. В работе предложено усовершенствование конструкции валкового брикетирующего пресса, предназначенного для уплотнения сыпучих материалов, используемых в качестве сырья для пирометаллургических процессов. Один из валков предлагается изготавливать с ячейками, второй – с гладкой поверхностью, что позволяет резко снизить расходы на изготовление инструмента. Выполнено физическое моделирование процесса с использованием установки оригинальной конструкции при изменении конфигурации ячеек в двух вариантах: радиальной и треугольной формы. Физическое моделирование показало, что в предлагаемой схеме целесообразно использовать ячейки радиального профиля, что приводит к достижению больших объемных деформаций сжимаемого материала.

С использованием линейного распределения касательных напряжений в зоне очага пластической деформации со знакопеременными силами трения и условия пластичности Мизеса получены зависимости для определения нормальных напряжений на контактной поверхности при осадке прямоугольной и клиновидной полосы, а также при прокатке полосы. Выполнено сопоставление полученных результатов с известными решениями. Показано, что использование приближенного условия пластичности, записанного в главных напряжениях, приводит к существенному уменьшению расчетных значений технологических нагрузок.

При разливке стали на МНЛЗ качество всех заготовок является практически одинаковым за счет создания стабильных условий непрерывного литья. Последние (концевые) слябы имеют дефект в виде отклонения размеров поперечного сечения от заданных значений. Это приводит к дополнительным потерям металла на последующих металлургических переделах и уменьшает стоимость товарной продукции. В известных исследованиях и публикациях рассматривается технология непрерывного литья в установившиеся периоды. Переходные периоды изучены мало, так как в данном случае отсутствуют простые и надежные методы исследования теплообмена слитка с окружающей средой. В работе рассматриваются причины возникновения разноширинности в концевых непрерывнолитых стальных слябах. Выполнено численное моделирование напряженно-деформированного состояния слитка после порезки его на мерные длины. Расчеты проводились для заготовок из углеродистых марок стали. Установлено, что несимметричное по длине заготовки тепловое поле может вызывать в ней напряжения, превышающие напряжения текучести в диапазоне температур 800 – 900 °С. Это обуславливает возможность появления остаточных деформаций и отклонения ширины заготовки от номинального значения. Сравнение расчетных и экспериментальных данных показывает, что отклонение размеров поперечного сечения слябов происходит по следующим основным причинам: режим охлаждения хвостовой части слитка не является оптимальным; существует значительный перепад температур по длине концевой заготовки. Для уменьшения разноширинности непрерывнолитых стальных слябов, отлитых в период окончания разливки, необходимо усовершенствование технологии их охлаждения.

В целях изучения возможности снижения затрат на электроэнергию и брака, а так же увеличения качества выплавляемых слитков проведено построение модели управления напряжением вакуумной дуговой печи. Определена цель управления, которая сводится к
поддержанию интеграла разности между заданным и фактическим напряжением в допустимых границах, не превышающих заданной величины технологами. В основе предложенной модели управления напряжением вакуумной дуговой печи лежат уравнения напряжения печи, межэлектродного промежутка, перемещения штока-электрододержателя с электродом, двигателя постоянного тока и веса капель.Проведен анализ процесса образования капли. Предложен график и система уравнений, описывающие поэтапный рост образования капли.

Рассмотрены вопросы, связанные с изучением влияния полого (трубчатого) электрода на характер горения электрической дуги. Выполнены лабораторные исследования по изучению влияния полого (трубчатого) электрода на режим горения электрических дуг. В ходе исследований установлено, что наименьший угол отклонения электрической дуги от оси электрода достигается при отношении dотв / Dэл = 0,2. Получено регрессионное уравнение, позволяющее оценить угол отклонения электрической дуги в зависимости от диаметра отверстия в полом (трубчатом) электроде.

Текстура сильно деформированных металлических поликристаллов представляется набором стабильных ориентаций зерен, которые сохраняются при последующей деформации (компоненты текстуры). Возможный набор стабильных ориентировок определяется симметрией деформации. По этой причине стабильные ориентировки связаны определенными кристаллографическими соотношениями, т.е. они могут быть совмещены набором дискретных поворотов. Некоторые повороты из этого набора являются близкими к специальным разориентациям. Текстура ОЦК-металла после большой одноосной деформации (экструзия) исследована ориентационной микроскопией. Специальные границы Σ33а, Σ19а, Σ27а, Σ9, Σ11 наблюдались между некоторыми деформированными зернами. Ориентировки этих зерен соответствовали основным компонентам текстуры деформации. Вероятность возникновения специальной разориентации – специальной границы определенного типа в пределах локальной области была обратно пропорциональной углу поворота вокруг общей оси <110> кристаллической решетки соседствующих зерен.

Рассматриваются вопросы информационного и математического обеспечения АСУТП нагрева металла в нагревательных печах периодического действия с использованием текущей информации о скорости роста среднемассовой температуры металла и скорости роста окалины.

Повышение пластичности стальных изделий после диффузионного борирования достигнуто с помощью формирования композиционной гетерогенной структуры в поверхностном слое. Борирование осуществляли с помощью микродугового нагрева. На поверхность изделия из низкоуглеродистой стали наносили обмазку, содержащую борную кислоту, затем изделие погружали в порошок каменного угля и нагревали электрическим током. В результате обработки образовалось композиционное покрытие толщиной 0,2 мм, состоящее из областей высокодисперсной эвтектоидной смеси с микротвердостью 4500 – 4700 МПа и боридной эвтектики с микротвердостью 15,0 – 17,0 ГПа. Под композиционным слоем расположена науглероженная зона с эвтектоидной структурой, переходящая в исходную феррито-перлитную структуру.