Ферросплавы

Рассмотрены научные основы создания различных групп сталей. Изложены основные закономерности структуры, свойств материалов, легирования и обработки различных групп специальных сталей: строительных, коррозион-ностойких, жаропрочных, инструментальных. Для студентов, обучающихся по направлению 22.03.01 «Материаловедение и технологии материалов». Может быть полезно для магистрантов и аспирантов, обучающихся по специальностям, связанным с термической обработкой сплавов, литьем, сваркой, обработкой давлением.

Рассмотрены вопросы физики упругой и пластической деформации, неупругих явлений в упругой области деформации, влияния различных факторов на поведение материалов под нагрузкой. Большое внимание уделяется механизмам пластической деформации и упрочнения на основе дислокационной теории. Для студентов машиностроительных специальностей высшего образования, преподавателей и научных работников.

Даны общие теоретические положения, варианты контрольных заданий и примеры расчетов свойств расплавов, гидравлических и тепловых процессов при заполнении форм металлом и его затвердевании, пригарообразования на отливках. Приведены методики определения газового режима литейных форм, теоретические основы процессов усадки и трещинообразования отливок. Для студентов и магистров металлургических специальностей. Может быть полезно для инженеров и ученых-литейщиков при изучении современных технологических процессов изготовления точных отливок.

Рассмотрены основы получения металлических порошков, многокомпонентных порошковых сплавов, оксидов металлов электрохимическими и химическими методами. Продемонстрированы свойства порошков и проанализировано их соответствие современным требованиям к порошковым материалам для практических приложений. Для научных сотрудников, инженеров, технологов, интересующихся вопросами материаловедения и металловедения. Может быть полезно студентам, обучающимся по направлениям подготовки «Химическая технология» и «Материаловедение», аспирантам, работникам вузов и научных организаций, а также тем, кто занимается вопросами порошковой металлургии, аддитивных технологий.

Изложены научные основы получения высокопрочного состояния материалов путем создания условий, регулирующих уровень дефектности их структуры. Приведены механизмы упрочнения, обусловленные влиянием деформации, а также термической обработки с использованием эффекта дисперсионного твердения и мартенситного превращения. Рассмотрены условия формирования высокопрочного состояния за счет формирования наноструктур. Дано физическое описание процесса разрушения высокопрочных материалов. Представлены существующие теории разрушения за счет взаимодействия с внешней средой. Для студентов машиностроительных и металлургических специальностей. Может быть полезно инженерно-техническим работникам предприятий и научно-исследовательских учреждений.

Изложены антикоррозионные мероприятия по защите металла от внешних факторов, снижающих свойства сплавов. Подробно описаны основные виды термической, химико-термическая и термомеханическая обработки металлов. Приведены краткие теоретические сведения о превращениях, протекающих в структурах сплавов при нагреве и охлаждении, дана классификация коррозионных процессов и виды борьбы с ней. Для студентов специальности «Литейное производство черных и цветных металлов». Может быть полезно студентам других направлений при выполнении ими работ в рамках практических занятий, курсового и дипломного проектирования.

Содержит классификацию, краткое описание структур и фотографии шлифов основных сплавов черных и цветных металлов. Рассматривается оборудование для микроскопического метода исследования металлов и изготовления шлифов. Для студентов технических вузов для практических занятий, для курсового и дипломного проектирования.

Систематизированы и проанализированы данные по традиционным и перспективным методам упрочняющей обработки широко используемых твердых сплавов вольфрамокобальтовой группы. Изложены физические основы структурообразования в сплавах после термо-, вибро- и дробеструйной обработки, алмазного шлифования, лазерного и ультразвукового воздействия, электроэрозионного упрочнения легированием, электровзрывного легирования, радиационного облучения и других способов поверхностного и объемного воздействия на их структуру и фазовый состав. Проанализирована природа упрочнения спеченных твердых сплавов и аспекты повышения эксплуатационных характеристик изготовленного на их основе металлообрабатывающего инструмента. Обоснованы режимы его упрочнения и эксплуатации. Представлены методы моделирования структуры и свойств твердых сплавов различной степени сложности, применяемые для решения различного круга задач. Приведены результаты практического использования анализируемых способов упрочнения. Для инженерных и научных работников, занимающихся исследованием и применением высокотехнологичных методов упрочняющей обработки.

Изложена современная методология конструирования новых перспективных образцов оборудования для реализации передовых технологий выплавки, внепечной обработки и непрерывной разливки стали. Приведены методики расчета основных параметров устройств, входящих в технологический комплекс оборудования, эксплуатируемого в сталеплавильном производстве, и обозначены пути его дальнейшего совершенствования и развития. Для студентов технических специальностей высших учебных заведений, аспирантов и молодых ученых.

Приведены теоретические сведения о процессах раскисления, модифицирования и микролегирования стали, о влиянии различных примесей, неизбежно находящихся в стали, на её качество. Освещены методы удаления и дезактивации вредных примесей металла. Обобщён опыт отечественных заводов по улучшению качества литых изделий из стали методами микролегирования и модифицирования. Приводятся примеры использования модификатора нового поколения. Для научных и инженерно-технических работников, занимающихся вопросами сталелитейного производства. Может быть полезно студентам вузов металлургических специальностей.

Содержат набор заданий и методических рекомендаций по их выполнению. Задания направлены на выполнение инженерной исследовательской работы по контролю качества сплавов на основе железа с помощью цифровой микроскопии. Слушатели элективного курса «Оценка качества сплавов на основе железа с помощью цифровой микроскопии» научатся настраивать микроскоп и фокусировать изображения в режиме «Светлое поле», самостоятельно приготовят объекты исследования микроструктуры для светового и сканирующего электронного микроскопа; изучат и идентифицируют микроструктуру различных сплавов на основе железа, используя электронную базу данных «Микроструктура» кафедры Физического материаловедения НИТУ «МИСиС», определят дефектные структуры стали и технического железа. При анализе структурных составляющих сплавов будут использованы оцифрованные изображения, полученные как с помощью световой, так и с помощью сканирующей электронной микроскопии. Поскольку все механические и почти все физические свойства сплавов зависят от микроструктуры, слушатели научатся определять количественные параметры микроструктуры различными методами. Количественному анализу будут подвергнуты как однофазные, так и многофазные объекты. Выполнив предложенные проекты, обучаемые углубят свои знания в области строения сплавов на основе железа, контроля и определения их свойств в соответствии с ГОСТами. Предназначены для учеников московских школ, которые проходят обучение на элективных курсах в рамках городского образовательного проекта «Инженерный класс в московской школе».

Изложены физико-химические основы высокотемпературных процессов получения ферросплавов кремнистой, марганцевой и хромистых групп, сплавов вольфрама, молибдена, ванадия, титана, щелочноземельных и редкоземельных металлов, ниобия, циркония, алюминия, бора, никеля, кобальта, фосфора, селена и теллура, железоуглеродистых сплавов углеродо-, силико- и алюминотермическими методами. Рассмотрены технологии промышленного производства этих групп ферросплавов, характеристики шихтовых материалов, технологические параметры процессов выплавки. Описаны технологии выплавки электрокорунда и электроплавленных флюсов. Приведено описание ферросплавных печей. Рассмотрены конструкция и технология изготовления самообжигающихся электродов.

В пособии изложены физико-химические основы высокотемпературных процессов получения сплавов вольфрама, молибдена, ванадия, титана, щелочноземельных и редкоземельных металлов, ниобия, циркония, алюминия, бора углеродо-, силико- и алюминотермическими методами. Рассмотрены технологии промышленного производства этих ферросплавов, характеристики шихтовых материалов, технологические параметры процессов выплавки.

В пособии приведены задачи по теории основных процессов выплавки стали в электропечах. Большое внимание уделено процессам внепечного рафинирования стали.

Исследовано современное состояние технологических процессов окускования и термообработки марганцевых концентратов, полученных при обогащении руды различного качества и состава. Освещены особенности процессов обогащения и свойства получаемых при этом концентратов. Приведены результаты исследований свойств концентратов и показано их влияние на выбор процесса окускования. Изложены методики проведения исследований технологических процессов окускования и обжига в различных условиях, приведены характеристики качества окускованных продуктов, предназначенных для выплавки ферросплавов в электровосстановительных печах. Для специалистов, занятых в процессе подготовки сырья для ферросплавного производства. Также может быть полезно студентам, аспирантам и преподавателям металлургических специальностей.

В пособии изложены физико-химические основы высокотемпературных процессов получения ферросплавов кремнистой, марганцевой и хромистых групп углеродо-, силико- и алюминотермическими методами. Рассмотрены технологии промышленного производства этих групп ферросплавов, характеристики шихтовых материалов, технологические параметры процессов выплавки.

В учебном пособии изложены физико-химические основы высокотемпературных процессов получения железоуглеродистых сплавов, сплавов никеля, кобальта, фосфора, селена и теллура углеродо-, силико- и алюминотермическими методами. Рассмотрены технологии промышленного производства этих ферросплавов, характеристики шихтовых материалов, технологические параметры процессов выплавки. Описаны технологии выплавки электрокорунда и электроплавленных флюсов. Приведено описание ферросплавных печей. Рассмотрены конструкция и технология изготовления самообжигающихся электродов.

Марганцевые ферросплавы, получаемые путем восстановления ведущего элемента – марганца из руд или концентратов, используются в основном в сталеплавильном производстве, при производстве высоколегированных сплавов и чугунов. Применение марганцевых ферросплавов в целях раскисления и легирования жидкой сталеплавильной ванны повышает комплекс физико-механических свойств и функциональные характеристики металлопродукции.

По результатам многолетних исследований и на основе системного подхода обобщены и получили дальнейшее развитие теоретические основы выплавки ферросплавов в электропечах. Рассмотрено производство крупнотоннажных сплавов кремния, хрома, марганца при выплавке углеродотермическим процессом с позиции электротехнических, технологических, теплотехнических параметров, а также особенностей конструкции ферросплавных печей. На основе полученного комплексного параметра – энерготехнологического критерия работы ферросплавной электропечи показана эффективность процесса выплавки различных сплавов в печах переменного тока, в печах пониженной частоты тока, в печах постоянного тока и плазменных электропечах. По результатам анализа энерготехнологических параметров ферросплавных электропечей даны оценки перспективных направлений и тенденций развития в области ферросплавного производства. Книга предназначена для инженерно-технических и научных работников занимающихся решением современных проблем в электрометаллургии ферросплавов, полезна преподавателям и студентам вузов, специализирующимся в области электротермии чёрных и цветных металлов.

Рассмотрены термодинамические свойства растворов фосфора в расплавах марганца; способы обогащения марганцевых руд; способы дефосфорации марганецсодержащих продуктов: гидрометаллургические, химические, пирометаллургические. Описаны технологические процессы выплавки низкофосфористых марганцевых ферросплавов: высокоуглеродистого ферромарганца, ферросиликомарганца, средне- и низкоуглеродистого ферромарганца, металлического марганца. Предназначено для студентов, обучающихся в бакалавриате по направлению подготовки 22.04.02 «Металлургия».