Встановлено, що застосування термосилової обробки рідких сплавів системи Al - Si в магнітодинамічних установках (МДУ) сприяє формуванню дисперсної й однорідної структури твердого металу (втричі зменшуються розміри зерна та часток евтектичного кремнію, у 3,5 раза - первинних кристалів кремнію), в результаті чого відносне видовження Al - Si сплавів збільшується в 2 - 3 рази. Протягом кількох годин зберігається ефект фізичного модифікування силумінів, а охолодження приготованого в МДУ доевтектичного Al-Si сплаву за електромагнітного розливання в кокіль через водоохолоджуваний жолоб сприяє додатковому подрібненню його структури. Показано, що подальша інтенсивна пластична деформація - гідроекструзія та гідроекструзія під високим тиском (здійснювалась у ДонФТІ ім. О.О. Галкіна HAH України) забезпечує диспергування структурних складових сплаву: частинок евтектичного кремнію у доевтектичному силуміні - до 0,6 - 0,8 мкм, а у заевтектичному - до 1 мкм.

  Скачати повний текст

Досліджено питання підвищення якості литих чавунних контактів, зменшення їх перехідного електроопору та покращання експлуатаційних показників алюмінієвих електролізерів за рахунок вдосконалення технологічних параметрів чавунного лиття у комбіновані вуглеграфітові форми. Встановлено закономірності впливу хімічного складу, модифікування та технології виробництва чавуну на перехідний електроопір контакту чавун - вуглеграфіт і комплекс його ливарних і фізико-хімічних властивостей. Вдосконалено хімічний склад і технологію виробництва модифікованого чавуну, що забезпечують підвищення надійності та експлуатаційної стійкості алюмінієвих електролізерів.

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності впливу комплексів мікродомішок (вуглецю та титану, внесених до складу алюмінію та його сплавів) на стан розплаву, структуру та властивості сплавів. Наведено модель формування (будови) метастабільних кластерних угруповань у розплаві між мікролегувальними домішками та компонентами сплаву, з'ясовано взаємодію кластерних угруповань і неметалічних домішок, первинне фазоутворення, механізм формування твердої фази, структуру та властивості сплавів, що грунтується на теорії електронегативності. Запропоновано нову лігатуру, технологію та обладнання для її виробництва, для внесення мікродомішок вуглецю та титану в розплав. Доведено можливість підвищення технологічних та експлуатаційних характеристик алюмінієвих сплавів під час мікролегування вуглецевмісного лігатурою, можливість контролю стану розплаву, структури та прогнозування властивостей сплавів з використанням комп'ютерного термічного аналізу в режимі плавлення та кристалізації.

  Скачати повний текст

Розроблено наукові та технологічні засади електрогідроімпульсної обробки (ЕГІО) основних металевих розплавів з метою підвищення властивостей металовиробів. Установлено механізми та закономірності фізико-хімічних процесів, що відбуваються у рідкому металі під впливом імпульсів тиску, що вводять в розплав хвилеводом електророзрядного генератора пружних коливань (ЕРГПК). Визначено структурі зміни у виливках зі сплавів на основі заліза та алюмінію. Створено математичну модель, що описує процес перетворення електричної енергії в акустичні хвилі тиску. Наведено критерії ефективної реалізації способу й оптимальні режими дії, що забезпечують сприятливі зміни структури та властивостей литого металу. Для суттєво різних за складом сплавів визначено загальні закономірності у змінах структури литого металу. Проведено промислову апробацію розроблених технологічних процесів ЕГІО сплавів чорних і кольорових металів та доведено їх техніко-економічну ефективність. Впроваджено створені технології та устаткування у ливарних цехах різних підприємств.

  Скачати повний текст

Створено теоретичні та технологічні засади модифікування та зміцнення азотом і дисперсними тугоплавкими азотовмісними сполуками ливарних алюмінієвих сплавів. Установлено, що азот здатний дифундувати в алюмінії та його сплавах і вперше одержано температурно-концентраційні залежності коефіцієнта дифузії азоту в алюмінії та його бінарних сплавах з Si, Cu, Mn і Ti в інтервалі температур 1 023 - 1 223 К. З'ясовано оптимальні межі вмісту азоту у сплавах у разі введення його з газової фази, а також оптимальні кількості синтетичних нітридів у сплавах. Установлено, що вплив нітридів на кінетику кристалізації алюмінію та його сплавів полягає у зміні розмірів продуктів первинної кристалізації, евтектик і внутрішньої будови зерен. Виявлено механізм подрібнення фазових і структурних складових силумінів дисперсними азотовмісними частинками. Визначено вплив азоту та дисперсних нітридів на механічні властивості силумінів і взаємозв'язок структурних змін з механічними властивостями сплавів у литому та термообробленому стані. Показано, що дисперсні нітриди у сплавах є універсальним модифікатором, дисперсним зміцнювачем, антикоагулятором структурних складових сплавів. Відзначено, що наслідком модифікування є значне підвищення механічних властивостей литва, особливо з алюмінієвих сплавів, забруднених залізом.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано шляхи вирішення актуальної науково-технічної проблеми забезпечення формування заданої структури вторинних силумінів з метою підвищення показників їх механічних і службових властивостей до рівня первинних сплавів відповідно до вимог ДСТУ 2839-94 (ГОСТ 1583-93). Встановлено залежності впливу кількісних та якісних характеристик інтерметалідних фаз на механічні та службові властивості вторинних силумінів, визначено їх роль у процесах руйнування за статичного та циклічного знакозмінного навантаження. Розроблено аналітичну модель руйнування вторинних алюмінієвих сплавів, яка дозволяє прогнозувати їх межу міцності. Розроблено рафінувально-модифікувальні матеріали, які за характеристиками дії відповідають кращим закордонних аналогам і перевищують їх. Створено технологію застосування нових рафінувально-модифікувальних матеріалів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Обгрунтовано можливість підвищення терміну безаварійної експлуатації елементів футеровки алюмінієвих електролізерів на підставі вивчення деградації властивостей існуючих матеріалів, оптимізації хімічного складу, структурно-фазових та експлуатаційних характеристик футеровки. Проведено дослідження матеріалів футеровки за умов промислового електролізера. З'ясовано, що однією з причин низького терміну служби алюмінієвого електролізера є застосування у футеровці матеріалів недостатньої якості, а також таких, які несумісні між собою (корундо-карбідна кераміка на основі корунду глинозему керамічного та карбіду кремнію чорного). Встановлено, що побічні агресивні продукти електролізу Na, нижчі фторидні та кисневі сполуки алюмінію, кальцію, магнію, дифундуючи у футеровку катода, призводять до негативної зміни її хіміко-мінералогічного складу, зниження меж міцності та подальшого руйнування та виходу електролізера з ладу.

  Скачати повний текст

Досліджено можливості використання екологічно чистого та мало витратного методу електрогідроімпульсної обробки (ЕГІО) для поліпшення технологічних властивостей та підвищення механічних характеристик сплавів на основі Al, в тому числі виплавлених з використанням вторинної сировини. Показано, що ЕГІО підвищує рідкоплинність, призводить до більш рівномірного розподілу елементів у сплаві, зменшує газонасиченість і пористість, подрібнює макро- та мікрозерно, збільшує дисперсність евтектики, сприятливо впливає на її морфологію та форму надлишкових фаз. Встановлено загальні закономірності впливу параметрів ЕГІО на структурні характеристики сплавів. Найбільш значущим є запасена енергія W, варіювання якої викликає зміну розмірів макро- та мікрозерна за екстремальним законом з мінімумом при W = 1,25 - 2,5 кДж. Аналогічно на пористість впливає частота подачі імпульсів f. Екстремальний характер зміни розмірів зерна від W пояснюється з позицій сучасних уявлень про кластерну будову рідкого металу. Час обробки та f менше впливають на структурні характеристики сплавів. Визначено оптимальні параметри обробки, за яких забезпечуються найкращі властивості: пористість зменшується на 20 - 40 %, одночасно підвищується міцність ( ~ на 10 %) і пластичність ( ~ на 25 - 40 %).

  Скачати повний текст

Досліджено питання одержання якісних виливків з переплаву відходів алюмінієвих деформівних сплавів. Розроблено технологію плавки та виробництва виливків з нових сплавів, що вперше включає в себе дуплекс-процес: роторна піч - піч опору з наступним заливанням у кокіль. Показано, що дана технологія є перспективною з технічної та економічної точок зору, тому що не вимагає застосування дорогого обладнання та спеціальних матеріалів. Досліджено ливарні властивості розроблених експериментальних сплавів системи Al - Si - Mg з умовною маркою АК5Мг3 і АК10Мг3, показники яких знаходяться на рівні відомих більш дорогих Al - Si і Al - Si - Mg сплавів марок АК12, АК9. Визначено основні закономірності кристалізації розроблених сплавів, встановлено основні складові їх структури. Встановлено кількісні залежності й особливості впливу основних легуючих елементів на закономірності кристалізації експериментальних сплавів. Розроблена технологія дозволяє зменшити брак виливків за ливарними дефектами на 5 - 10 % та підвищити якість литих заготовок.

  Скачати повний текст

Досліджено питання утилізації порошкових відходів алюмінієвого виробництва, зокрема, шлаків виробництва вторинного алюмінію. Запропоновано технологію брикетування даних відходів з метою їх подальшого використання у процесі виплавки чорних металів. Розроблено процеси пресування та пресування зі зсувом відходів на основі алюмошлаків. Встановлено вплив технологічних параметрів процесів пресування на фізико-механічні властивості брикетів і визначено їх оптимальні значення. Проаналізовано напружено-деформаційний стан під час пресування зі зсувом. Наведено методику розрахунку дотичних напруг й оцінено їх вплив на властивості брикетів. Подано математичну модель міжчастинкових зв'язків порошкового тіла.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена актуальній проблемі підвищення якості ливарних алюмінієвих сплавів із низькосортної і вторинної сировини на основі детального аналізу будови і властивостей розплавів, встановлення критеріїв взаємозв'язку структури у рідинному і твердому станах, дослідження особливостей процесу кристалізації, зумовлених фізико-хімічними впливами на розплав. На базі теоретичних та експериментальних розробок запропоновані технологічні рішення дегазації розплавів, нейтралізації шкідливого впливу домішок, нові сплави, що пройшли апробацію в умовах промислового виробництва і показали високу ефективність.

  Скачати повний текст

Досліджено теплоелектричний і механічний (ТЕМ) стан енергоємних високотемпературних промислових агрегатів. Розвинуто теоретичні засади прямого методу граничних елементів для розв'язання крайових задач теорії потенціалу, теплопровідності та термопружнопластичності з урахуванням складного теплообміну, фазових переходів і контактної взаємодії, методики розрахунку теоретичних енергобалансів алюмінієвих електролізерів і печей графітації різної потужності. Розроблено числові моделі для розрахунку ТЕМ стану високотемпературних агрегатів, що орієнтовані на розв'язання проблем проектування у випадку створення нової техніки та прогресивних технологій. Досліджено вплив зміни технологічних параметрів на енергетичні й економічні показники експлуатації високотемпературних агрегатів.

  Скачати повний текст

Для дослідження особливостей функціонування удосконаленої системи керування вперше створено математичну модель керованого процесу згущування червоного шламу, яка описує основні технологічні етапи в однокамерних згущувачах з використанням синтетичного коагулянту та враховує параметри використаного обладнання. Розроблено новий метод керування процесом згущування червоного шламу, який відрізняється включенням визначального параметра керованого процесу - концентрації частинок дисперсної фази в алюмінатному розчині та базується на науково обгрунтованій послідовності визначення контрольованих та керованих параметрів, що підвищує ефективність процесу керування. З використанням нечітких множин і нечіткої логіки вперше створено керуючу модель процесу згущування червоного шламу, яка задає значення керованих параметрів для всіх можливих нормальних та аварійних режимів керованого процесу в послідовності, визначеній створеним методом керування. Для інформаційного забезпечення системи керування розроблено метод контролю визначального параметра керованого процесу - концентрації частинок дисперсної фази в алюмінатному розчині, який відрізняється виділенням корисної складової оптичної щільності розчину, формуванням об'ємної концентрації частинок дисперсної фази та врахуванням процесу обростання у контрольованому алюмінатному розчині.

  Скачати повний текст

Вивчено процеси видалення магнію з ливарних алюмінієвих розплавів (ЛАР) за допомогою кріолітово-карбамідного флюсу (ККФ) під час переплави брухту кольорових металів. Досліджено вплив ККФ та параметрів обробки на ступінь та швидкість видалення магнію (ВМ). Розроблено математичну модель та визначено оптимальні параметри процесу. Обгрунтовано технологію ВМ з ЛАР за допомогою ККФ, проведено порівняльний аналіз даної технології з існуючими, визначено її вплив на вміст газів, структуру, фізико-механічні та експлуатаційні властивості алюмінію марок А7, А0 та ливарних алюмінієвих сплавів марок АК5М2, АК7, АК9ч, АК12М2, АМг5К.

  Скачати повний текст