Наука и техника Казахстана
search Найти
Механизм образования внутренних и поверхностных дефектов при литье и их трансформации в дефекты поверхности листа
Аннотация
Целью исследования являлось выявление механизмов формирования микро- и макроструктурных неоднородностей в корковой зоне слитков, а также их трансформации в поверхностные дефек-ты в процессе нагрева, пластической деформации и прокатки. В рамках исследования были разработаны и применены методики анализа макро- и микроструктурных, а также химических неодно-родностей слитков и готового листового проката. Был предложен сравнительный метод структурно-концентрационного анализа металла на всех этапах металлургического передела: от слитка до листового проката. Методика основана на использовании металлографических методов для изучения структуры и качественного анализа неметаллических включений. Результаты исследования показали, что качество поверхности листового проката в значительной степени определяется физической неоднородностью корковой зоны слитка, в то время как на внутренние дефекты тонколистового проката существенно влияет загрязненность металла неметаллическими включениями. Был предложен новый механизм трансформации дефектов корковой зоны отливки в поверхностные и внутренние дефекты листового прока-та. Данное исследование способствует более глубокому пониманию процессов образования и трансформации дефектов при обработке металлов, а также разработке стратегий повышения качества листового проката. Особое внимание в исследовании уделяется контролю физической неоднородности корковой зоны слитка и минимизации загрязнения неметаллическими включениями для получе-ния высококачественного проката
Автор
И.К. Ибраев
О.Т. Ибраева
Н.Б. Айткенов
Д.К. Мусин
DOI
https://doi.org/10.48081/WUSE7267
Ключевые слова
слито
макро
микронеоднородност
сляб
листовой прокат
дефект
структура
Год
2024
Номер
Выпуск 4
Для цитирования:
И.К. Ибраев, О.Т. Ибраева, Н.Б. Айткенов, Д.К. Мусин Механизм образования внутренних и поверхностных дефектов при литье и их трансформации в дефекты поверхности листа // Научный журнал «Наука и техника Казахстана» - 2024 - №4 - С. 277 – 287. https://doi.org/10.48081/WUSE7267
Скопировано!
ВЛИЯНИЕ ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ НЕПРЕРЫВНЫМ И ИМПУЛЬСНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОБРАЗЦОВ ИЗ СПЛАВА СИСТЕМЫ Al-Mg-Li
Аннотация
В данной статье представлено исследование процесса лазерной резки авиационных алюминиево-литиевых сплавов системы Al-Mg-Li с использованием импульсного и непрерывного излучения. Лазерная резка является высокоэффективным методом обработки металлов, обеспечивающим высокую скорость и качество реза. Однако для алюминиевых сплавов процесс осложняется их высокой теплопроводностью и отражательной способностью. В статье сообщается о результатах механических испытаний образцов из алюминий-литиевого сплава системы Al-Mg-Li, полученных лазерной резкой непрерывным и импульсным излучением. Для резки использовался СО2-лазер. Резка импульсным излучением производилась при частоте следования импульсов 40 кГц при одновременном воздействии на материал лазерного излучения и плазмы оптического разряда, создаваемого лазерным излучением в струе технологического газа (аргона). Разрезались листы толщиной 1,5 мм при средней мощности лазерного излучения 1,5 кВт и давлении аргона 0,05 МПа. Определен диапазон скоростей резки, в котором зона термического влияния на кромке реза имеет минимальную величину. По результатам испытаний на малоцикловую усталость образец, вырезанный импульсным излучением, выдержал в 2.6 раза больше циклов нагружения по сравнению с образцом, вырезанным непрерывным излучением при прочих равных условиях. Испытания на растяжение не выявили какого-либо влияния метода резки на прочность.
Автор
В. Б. Шулятьев
DOI
https://doi.org/10.48081/JRJD4191
Ключевые слова
алюминий-литиевый сплав
лазерная резка
зона термического влияния
малоцикловая усталость
импульсное излучение
лазерное излучение
Год
2024
Номер
Выпуск 4
Для цитирования:
В. Б. Шулятьев ВЛИЯНИЕ ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ НЕПРЕРЫВНЫМ И ИМПУЛЬСНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОБРАЗЦОВ ИЗ СПЛАВА СИСТЕМЫ Al-Mg-Li // Научный журнал «Наука и техника Казахстана» - 2024 - №4 - С. 181 – 192. https://doi.org/10.48081/JRJD4191
Скопировано!
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ПРИ ВЫПЛАВКЕ НИЗКООЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ НА СТОЙКОСТЬ К ВОДОРОДНОМУ РАСТРЕСКИВАНИЮ
Аннотация
В последние десятилетие нефтегазовая отрасль остро нуждается в стальных бесшовных трубах стойких к корррозионному разрушению, что связано с развитием добычи нефти содержащей большое количество сероводорода и других агресивных примесей. Ключевая роль в достижении высоких показателей по стойкости к водородному растрескиванию отводится разработке и использованию методов управления типом, количеством, размером и морфологией неметаллических включений, форм присутствия примесей, выделений неметаллических избыточных фаз или упрочняющих структурных составляющих. Авторами проведен анализ действующей технологии выплавки и разливки стали 13ХФА на предприятии ПФ ТОО «KSP Steel» и разработан комплекс технологических мероприятий по выплавке, внепечной обработке и разливке стали марки 13ХФА, обеспечивающих высокий уровень показателей по стойкости к водородному растрескиванию. Проведенная серия плавок по разработанным технологическим показателям обеспечила достижение основных показателей HIC на уровне CLR и CTR = 0%. Исследования проводились в рамках грантового финансирования Комитета науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан по конкурсу на грантовое финансирование по научным и (или) научно-техническим проектам на 2024-2026 годы по проекту АР23487674 «Комплексная переработка бокситов Казахстана с доизвлечением железа альтернативными восстановителями при реализации стратегии низкоуглеродистого развития».
Автор
П.О. Быков
Р.А. Бегалиев
А.Б. Куандыков
М.М. Суюндиков
Э. Сименс
DOI
https://doi.org/10.48081/RXIH6581
Ключевые слова
низколегированная сталь
водородное растрескивание
плавка
внепечная обработка
непрерывная разливка
Год
2024
Номер
Выпуск 4
Для цитирования:
П.О. Быков, Р.А. Бегалиев, А.Б. Куандыков, М.М. Суюндиков, Э. Сименс ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ПРИ ВЫПЛАВКЕ НИЗКООЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ НА СТОЙКОСТЬ К ВОДОРОДНОМУ РАСТРЕСКИВАНИЮ // Научный журнал «Наука и техника Казахстана» - 2024 - №4 - Р. 229 – 244. https://doi.org/10.48081/RXIH6581
Скопировано!
ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СЖАТИЯ ГАЗА В ГОРНОЙ ИНДУСТРИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Аннотация
Современные воздушные компрессоры, используемые в горнодобывающей индустрии, должны иметь высокий запас прочности при работе в сложных условиях: это и неровный рельеф, высокие перепады температур, работа под землей. Научные исследовательские разработки, как комплекс теоретических и экспериментальных исследований, проводится с целью получения обоснованных исходных данных, изыскания принципов и путей создания компрессоров нового поколения для используемые в горнодобывающем месторождении. Воздушные компрессоры используются в глубоких шахтах в том числе и для подачи чистого воздуха, поскольку в шахте его может не хватать. Компрессор может забирать наружный воздух, сжимать и фильтровать его, а затем подавать в туннель. Необходимо очень тщательно подходить к выбору компрессорного оборудования для использования в шахтах, поскольку существует множество потенциальных рисков и ограничений. Базовая проблема, ее актуальнось – в данной работе рассматривается вопросы, связанные с устройством, работой и возможностью оптимизация конструкции винтового компрессора газокомпрессорной станции в горнодобывающей индустрии. Применяемые методы. Моделирование процессов и построение блок-схем велось с использованием программ MathCad, Drawio, MS PowerPoint и др. Получена упрощенная математическая модель винтового компрессора. Ключевые гипотезы и выводы. В результате проведенной работы определены оптимальный регулятор, способный управлять системой с минимальными затратами энергии. Оригинальность. Актуальность темы объясняется тем, что в Казахстане и других развивающихся странах уделяется особое внимания вопросу энергосбережения. Это требует повышения эффективности работы газокомпрессорного оборудования в целом и компрессорных станции в частности. Практическим значением является оптимальный регулятор, способный управлять системой с минимальными затратами энергии.
Автор
Д.Д. Басканбаева
К.К. Елемесов
Л.Б. Сабирова
А.С. Жумадилова
DOI
https://doi.org/10.48081/XITR9105
Ключевые слова
энергоэффективность
винтовой компрессор
сжатие газа
компримирование
эффективность
Год
2024
Номер
Выпуск 4
Для цитирования:
Д.Д. Басканбаева, К.К. Елемесов, Л.Б. Сабирова, А.С. Жумадилова ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СЖАТИЯ ГАЗА В ГОРНОЙ ИНДУСТРИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН // Научный журнал «Наука и техника Казахстана» - 2024 - №4 - 23 – 33 Б. https://doi.org/10.48081/XITR9105
Скопировано!
Планирование и экспериментальные исследования режима электрошлаковой наплавки на глубину проплавления наплавленных зубьев
Аннотация
В статье рассмотрены результаты исследования влияния режимов электрошлаковой наплавки на глубину проплавления восстановленных зубьев, проведенные на основе полного факторного эксперимента (ПФЭ) типа 2². В качестве факторов были выбраны сварочный ток и напряжение на шлаковой ванне. Каждый эксперимент был повторен трижды, и результаты были проанализированы для построения регрессионной модели, учитывающей все взаимодействия факторов. В статье подробно описан процесс кодирования переменных факторов, построения матрицы планирования, вычисления коэффициентов уравнения регрессии и их проверка на значимость с использованием критерия Стьюдента. Адекватность проведенного эксперимента подтверждена расчетами с применением критерия Фишера (Fрасч.<Fтабл.). По результатам эксперимента установлено, что наиболее значительное влияние на суммарную глубину проплавления оказывает напряжение на шлаковой ванне. Определен оптимальный режим (сварочный ток 400 А и напряжение на шлаковой ванне 45 В), обеспечивающий требуемую глубину проплавления (46,3 мм) крупномодульного зуба. Выявлена сходимость результатов натурного испытания с результатами планирования полного факторного эксперимента типа 2², что позволило определить оптимальный режим наплавки. Данное исследование может быть использовано для оптимизации параметров электрошлаковой наплавки, что приведет к повышению качества и эффективности восстановления изношенных зубьев.
Автор
Б.К. Смаилова
Т.М. Бузауова
И.А. Бартенев
Д.А. Сарбаев
Е. Шкамат
DOI
https://doi.org/10.48081/SAVK7252
Ключевые слова
электрошлаковая наплавка
режим наплавки
глубина проплавления
сварочный ток
наплавленный зуб
Год
2024
Номер
Выпуск 4
Для цитирования:
Б.К. Смаилова, Т.М. Бузауова, И.А. Бартенев, Д.А. Сарбаев, Е. Шкамат Планирование и экспериментальные исследования режима электрошлаковой наплавки на глубину проплавления наплавленных зубьев // Научный журнал «Наука и техника Казахстана» - 2024 - №4 - Р. 170 – 180. https://doi.org/10.48081/SAVK7252
Скопировано!
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫПЛАВКИ КОМПЛЕКСНОГО ХРОМ-МАРГАНЕЦ-КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩЕГО ФЕРРОСПЛАВА
Аннотация
В данной статье приведены результаты термодинамического моделирования процесса выплавки хром-марганец-кремнийсодержащего ферросплава из техногенного сырья Казахстана. Термодинамическое моделирование хром-марганец-кремнийсодержащего ферросплава было проведено с использованием программного комплекса HSC Chemistry 6 (Outokumpu, Финляндия), основанного на принципах минимизации энергии Гиббса и термодинамических вариационных принципах. Термодинамический анализ для моделирования процесса выплавки комплексного сплава осуществлялся в температурном интервале от 500 до 2000 ℃ для четырех реальных составов шихты (с недостатком 5 % твердого углерода, с нормальным ходом режима и с избытком твердого углерода 5% и 10 % от стехиометрии). Механизм совместного карботермического восстановления кремния, марганца, хрома и железа изучали по системе Fe-Cr-Mn-Si-Al-Са-Mg-C-O. Проведенные расчеты позволяют полноценно изучить все физико-химические процессы, происходящие при выплавке хром-марганец-кремнийсодержащего ферросплава карботермическим методом. На основе термодинамических данных был определен оптимальный расход твердого углерода на 100 кг шихты (хромовой и марганцевой пыли), составивший 10,75 кг. Химический состав ферросплава при 1800 °С составляет, %: Cr – 35,84; Mn – 24,47; Si – 16,25 и Fe – 22,63.
Автор
*А.М. Жақан1
А.К. Жунусов2
А.С. Ахметов3
С.К. Кабылканов4
O. Yucel5
DOI
https://doi.org/10.48081/MJRO9482
Ключевые слова
комплексный ферросплав
карботермический процесс
хром-марганец-кремнийсодержащий ферросплав
термодинамика
восстановление
Год
2024
Номер
Выпуск 4
Для цитирования:
*А.М. Жақан1, А.К. Жунусов2, А.С. Ахметов3, С.К. Кабылканов4, O. Yucel5 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫПЛАВКИ КОМПЛЕКСНОГО ХРОМ-МАРГАНЕЦ-КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩЕГО ФЕРРОСПЛАВА // Научный журнал «Наука и техника Казахстана» - 2024 - №4 - Р. 245 – 262. https://doi.org/10.48081/MJRO9482
Скопировано!
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ МРС И КРАН-БАЛКИ С ОПТИМИЗИРОВАННОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ
Аннотация
Актуальность исследования обусловлена растущими требованиями к точности и качеству обработки деталей в машиностроении и строительстве. Статья посвящена изучению возможности применения метода конечных элементов (МКЭ) для оптимизации конструкций металлорежущих станков и строительного оборудования, в частности, кран-балок. В работе проведены расчеты методом конечных элементов для различных геометрий станин кран-балок и станин металлорежущих станков. Проведен анализ деформации, напряжения и частоты собственных колебаний конструкций. Результаты показали, что применение МКЭ позволяет оценить прочность и жесткость конструкций, выявить зоны повышенных напряжений и оптимизировать геометрию для повышения их несущей способности. Особое внимание уделено использованию новых материалов и конструктивных решений. Так, было рассмотрено применение полимербетона в качестве материала для изготовления станин металлорежущих станков, а также использование ребер жесткости с переменным шагом для повышения прочности и жесткости конструкций. Полученные результаты подтверждают эффективность применения МКЭ для оптимизации конструкций станков и строительного оборудования. Разработанные на основе МКЭ модели позволяют повысить точность и надежность работы оборудования, снизить материалоемкость и затраты на производство.
Автор
А. С. Берг
О. А. Нуржанова
О. М. Жаркевич
А. А. Берг
DOI
https://doi.org/10.48081/ZNZL7535
Ключевые слова
оптимизация конструкций
МРС
кран-балки
жесткость
прочность
полимербетон
СЭӘ
Год
2024
Номер
Выпуск 4
Для цитирования:
А. С. Берг, О. А. Нуржанова, О. М. Жаркевич, А. А. Берг ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ МРС И КРАН-БАЛКИ С ОПТИМИЗИРОВАННОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ // Научный журнал «Наука и техника Казахстана» - 2024 - №4 - С. 47 – 59. https://doi.org/10.48081/ZNZL7535
Скопировано!
АНАЛИЗ И АПРОБАЦИЯ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ БИНАРИЗАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Аннотация
В данной статье представлен анализ существующих методов бинаризации изображений. Систематизированы данные по определению и описанию различных методик бинаризации изображений, разработанных современными учеными. Целью исследований служили апробация современных методов бинаризации и определение оптимальных методов бинаризации изображений микроструктур металлов и сплавов на примере образцов конструкционных марок сталей. Рассмотрены следующие методы бинаризации: бинаризация методом среднего, бинаризация с помощью С-образной кривой, метод Оцу (Отса или Отсу), метод мульти-Оцу, адаптивная бинаризация, метод локальной бинаризации, метод медиан, алгоритм Niblack, метод Sauvola и метод Bernsen. Описаны достоинства и недостатки данных методик бинаризации. Проведена апробация применения ряда существующих методик бинаризации для обработки изображений микроструктур сталей и сплавов на примере образцов конструкционных сталей с целью дальнейшего их применения в информационно-цифровом металлографическом анализе. Представлены результаты исследований по качеству получаемых изображений с использованием различных методик бинаризации. Определены наиболее подходящие оптимальные методики бинаризации изображений микроструктур сталей с целью их дальнейшего применения в информационно-цифровом анализе сталей и сплавов. Исследования перспективны для дальнейшей цифровизации методов металлографического анализа металлов и сплавов.
Автор
Г.Е. Ахметова
Е.А. Панин
А.В. Кудря
К. Туысхан
DOI
https://doi.org/10.48081/QCEZ3788
Ключевые слова
бинаризация
изображение
сталь
структура
информационно-цифровой анализ
Год
2024
Номер
Выпуск 4
Для цитирования:
Г.Е. Ахметова, Е.А. Панин, А.В. Кудря, К. Туысхан АНАЛИЗ И АПРОБАЦИЯ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ БИНАРИЗАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ // Научный журнал «Наука и техника Казахстана» - 2024 - №4 - 216 – 228 Б. https://doi.org/10.48081/QCEZ3788
Скопировано!
ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ЛАТУНИ LAF 94 -0.5-0.15 В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОДЕРЖАНИЯ МОДИФИЦИРУЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ
Аннотация
Модификатор - алюминий концентрациясының жоғарылауымен үлгілердің микроқаттылығы төмендейтіні анықталды. Жездің құрамдас бөліктерінің мазмұнын өзгерту және оған өзгертуші элементтерді қосу арқылы оның шағылыстыратын және механикалық қасиеттерін оңтайландыруға болады. Модификатор элементтерінің біркелкі таралуы фотосуретте сканерлеуші электронды микроскоптың көмегімен алынған шағылысқан БЦЭ электрондарында көрсетілген, үлгінің біркелкі екенін және модификатор элементтерінің үлгінің бүкіл бетіне біркелкі таралғанын көрсетеді
Автор
Д.М. Анваров
И.О. Миров
М.Б. Акрамов
DOI
https://doi.org/10.48081/RENT3771
Ключевые слова
Латунь
модификатор
микротвердость
отражательная способность
рентгеновская дифрактометрия
Год
2024
Номер
Выпуск 4
Для цитирования:
Д.М. Анваров, И.О. Миров, М.Б. Акрамов ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ЛАТУНИ LAF 94 -0.5-0.15 В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОДЕРЖАНИЯ МОДИФИЦИРУЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ // Научный журнал «Наука и техника Казахстана» - 2024 - №4 - Р. 193 – 204. https://doi.org/10.48081/RENT3771
Скопировано!
АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБНОЙ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ
Аннотация
В данной статье отражено исследование нестабильно-деформированного состояния трубной запорной арматуры, в частности клиновых задвижек, которые используются для управления потоками различных сред в трубопроводных системах. В работе приведены особенности эксплуатации запорной арматуры, принцип действия задвижки, материалы для ее изготовления, методы измерения изностостойкости и надежности. Также описаны преимущества и недостатки клиновых задвижек. Многообразие условий эксплуатаций, высокая потребность в надежности и долговечности, а также конструктивные отличия задвижек усложняют подбор оптимального оборудования для конкретных рабочих условий. Сделан акцент на необходимости учитывать реальные эксплуатационные параметр – такие как скорость потока, температура транспортируемой среды и положение клина – в процессе проектирования и расчета прочности. Основное внимание уделяется вопросам наплавки, твердым износостойким материалам, а также устойчивости к повреждениям уплотнительных поверхностей. Экспериментальная часть исследования включает в себя проведение наплавки Св-10Х17Т в среде защитных газов и наблюдение механических свойств наплавленного слоя. В ходе проведенных расчетов получены результаты подтверждения эффективности наплавки в повышении стойкости арматуры к износу и устойчивости к кавитационным воздействиям, что особенно важно для условий эксплуатации в агрессивных средах.
Автор
А.Ж. Касенов
Д.А. Искакова
А. С. Янюшкин
А.А. Ткачук
Д.Т. Қабдымали
DOI
https://doi.org/10.48081/LOWU5474
Ключевые слова
трубопроводная арматура
клиновая задвижка
наплавка
износостойкость
моделирование
напряженно-деформированное состояние
Год
2024
Номер
Выпуск 4
Для цитирования:
А.Ж. Касенов, Д.А. Искакова, А. С. Янюшкин, А.А. Ткачук, Д.Т. Қабдымали АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБНОЙ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ // Научный журнал «Наука и техника Казахстана» - 2024 - №4 - С. 138 – 150. https://doi.org/10.48081/LOWU5474
Скопировано!