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

https://doi.org/10.48081/WUSE7267

2024

Выпуск 4

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.

https://doi.org/10.48081/JRJD4191

2024

Выпуск 4

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».

https://doi.org/10.48081/RXIH6581

2024

Выпуск 4

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.

https://doi.org/10.48081/XITR9105

2024

Выпуск 4

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.

https://doi.org/10.48081/SAVK7252

2024

Выпуск 4

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.

https://doi.org/10.48081/MJRO9482

2024

Выпуск 4

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.

https://doi.org/10.48081/ZNZL7535

2024

Выпуск 4

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.

https://doi.org/10.48081/QCEZ3788

2024

Выпуск 4

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

https://doi.org/10.48081/RENT3771

2024

Выпуск 4

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.

https://doi.org/10.48081/LOWU5474

2024

Выпуск 4