Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технологии генной инженерии в цветных сплавах. Методическое пособие по практическим занятиям
.pdf
Жидкие Ме сохраняют присущий твёрдому состоянию ближний
порядок в расположении атомов внутри кластеров. Наследием твёрдого состояния в жидком являются также моновакансии.
Кластеры являются мельчайшей структурной единицей вещества
в жидком состоянии.
Размерные уровни кластеров – от 1 до 1000 нм.
В определённых условиях, помимо структуры, наследуются механические свойства, склонность к образованию трещин, к усадке
и другим параметрам.
В.И. Никитин систематизировал представления о носителях наследственной информации и ввёл понятие генной инженерии расплавов и отливок.
2008 г.
Обыкновенная вода очень близка к расплавам по наследственным
свойствам.
Стабильное внутреннее строение кластеров обеспечивает наследственную связь жидкого и твёрдого состояний сплавов после любого
количества переплавов.
Некоторые универсальные законы – наследственность и память
расплавов – сближают расплавы и живые вещества (!?).
Помните о живой стороне расплавов, и вы всегда будете глубже
понимать процессы плавки и литья.
2018 г.
Всеобщая распространённость явлений наследственности и памяти в природе так же бесспорна, как и удивительна. От Вселенной
до мельчайших частиц и даже космического вакуума всё умеет хранить следы своего происхождения (!!!). Жидкие и твёрдые сплавы –
это важный пример действия всеобщих законов наследственности
о переменах и происхождении. Предлагается приблизительная классификация явлений памяти и наследственности жидких сплавов:
кратковременная, среднесрочная и долговременная памяти.
Задание. Сопоставить результаты работ И.В. Гаврилина с рабо-
тами уральских учёных и сделать свои выводы.
61
Справка*. Влияние перегрева расплавов на структуру и свойства
алюминиевых сплавов впервые было отмечено в работах знаменитого
московского литейщика А.Г. Спасского с сотрудниками в 50-е гг.
В дальнейшем работы по перегреву Al-расплавов были продолжены
его учениками – Д.П. Ловцов, Г.Г. Крушенко (г. Красноярск, КИЦМ).
Наиболее полно влияние перегрева отражено в работах
Г.Г. Крушенко.
Имеется несколько разновидностей температурной обработки
расплавов:
– температурно-временнáя (ТВО);
– температурно-скоростная (ТСО);
– термоциклическая (ТЦО).
В настоящее время этим направлением в области Al-сплавов занимаются коллективы специалистов в разных регионах России:
г. Хабаровск (Ри Хосен);
г. Екатеринбург (П.С. Попель, О.А. Чикова);
г. Москва (В.Б. Деев).
Однако многие вопросы и до сих пор остаются нерешёнными
(например, быстрое снятие перегрева до Т
зал
).
Основное действие перегрева заключается в следующем: перестройка в строении расплава и его наследование литым изделием.
В научном издании [6] представлен краткий обзор других физических методов обработки Al-расплавов:
– ультразвуковая обработка – УЗО (Г.И. Эскин и др.);
– обработка электромагнитными акустическими полями – ЭМАП
(В.И. Зарембо и др.);
– магнитно-импульсная обработка – МИО (Д.Г. Черников,
К.В. Никитин, В.И. Никитин и др.);
– обработка наносекундными электромагнитными импульсами –
НЭМИ (В.В. Крымский, Б.А. Кулаков, Хосен Ри и др.);
– электроимпульсная обработка – ЭГИО (В.М. Грабовый и др.);
– магнитная обработка – МО (В.Б. Деев и др.);
– плазмореагентная обработка – ПРО (В.Л. Найдек и др.).
62
Большинство физических способов находятся на стадии лабора-
Сплав
Способ жидкофазной обработки
ТВО
УЗО
МО
ПРО
ТВО+МО
АК7ч
226/5,5
255/3,0
203/3,8
220/5,5
264/5,6
АК12
171/6,2
-
-
175/3,2
208/7,7
торных и опытных разработок в разных научных школах России, Украины, Беларуси.
Пример 1. Анализ эффективности некоторых физических спосо-
бов обработки жидких силуминов представлен в табл. 5.5.
Таблица 5.5
Влияние физических способов обработки расплавов
на механические свойства силуминов (литое состояние)
Примечание. В числителе – σв, МПа; в знаменателе – δ, %.
Задание. Сделать выводы по результатам данной таблицы.
Примеры можно продолжать. Смотрите рекомендуемую литературу.
Испытания ТГИ проводили на многих самарских заводах
(АО«АВТОВАЗ», РКЦ «Прогресс», АО «Салют», АО «Агрегат»,
ООО «Самарский многопрофильный завод», ПАО «Кузнецов», ЗАО
«Цветметобработка» и др.) и китайском предприятии (г. Шанхай).
Общий результат
– Высокая эффективность элементов ТГИ в разных сплавах достигнута на практике на многих металлургических и машиностроительных предприятиях.
– Широкого применения ТГИ в сплавах пока ещё не находят.
шить следующие основные задачи.
Почему?
– Для широкого практического применения ТГИ необходимо ре-
1. Классификация ШМ, содержащих положительную СИ.
2. Применение наиболее эффективных ССОШМ.
63
3. Определение критериев, объективно оценивающих влияние
ШМ на сплавы.
4. Максимальное использование закономерностей ЯСН.
5. Применение внутриформенного модифицирования малыми до-
бавками МКМ.
6. Определение в расплавах живучести генов разных видов.
7. Расшифровка генов, ответственных за организацию прочности,
пластичности и других свойств.
8. Оптимизация параметров ТГИ в многофакторной системе Ш –
Р – О – Д.
9. Синтезирование высококачественных сплавов на основе отхо-
дов, содержащих полезную СИ.
10. Подготовка специалистов, владеющих основами ЯСН и ТГИ.
Важнейшей задачей дисциплины ТГИ в ЦС является подготовка
современных технологов, умеющих создавать и применять ТГИ.
Представленные практические результаты и примеры позволяют
рекомендовать следующее.
1. Внедрение ТГИ на основе ЯСН, помимо литейного производ-
ства, эффективно и в других отраслях металлургии и машиностроения:
– металловедение и термическая обработка;
– сварочное производство;
– производство порошков и композитных материалов;
– обработка металлов давлением;
– механосборочное производство и др.
2. Создание и применение ТГИ в сплавах позволяет повысить
эксплуатационные свойства металлических изделий, снизить металлоёмкость и их стоимость и повысить надёжность машин.
3. Применение ТГИ на стыке различных производств открывает
огромные перспективы в металлургии и машиностроении.
4. ТГИ – это высокие приоритетные российские технологии
XXI в.
64
Контрольные вопросы по теме № 5
1. Что такое ТГИ?
2. Главные задачи ТГИ.
3. Что достигается при использовании МКП в силуминах?
4. Чем является МКП?
5. Технологические условия более полной передачи структурной информа-
ции из ШМ к отливке.
6. Почему качество серийных лигатур типа AlTi низкое?
7. Почему качество валковых лигатур высокое?
8. Что достигается при использовании ТГИ для получения магналия?
9. Значения
10. Что такое микрохолодильник (на примере Cu-сплавов)?
11. Что относят к отходам собственного производства (по В.Н. Иванову)?
12. Какие отходы имеют мелкую структуру и почему?
13. Назовите основные модели (теории) реальных расплавов.
и
для силуминов при ЛК.
14. Размеры коллоидных (дисперсных) частиц в жидких силуминах (по
П.С. Попелю).
15. Что, помимо кластеров, находится в жидких Ме (по И.В. Гаврилину)?
16. Когда и кто стали изучать влияние высоких перегревов на свойства силу-
минов?
17. Назовите основные способы физических воздействий на расплавы.
18. Практические задачи в использовании ТГИ.
19. Перспективы применения ТГИ в различных отраслях металлургии и ма-
шиностроения.
65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Данное учебное издание является завершающим пособием по
циклу дисциплин при подготовке бакалавров и магистров, посвящённых изучению явления структурной наследственности и созданию
технологий генной инженерии в сплавах [2, 3]. Большой объём информации по этим вопросам представлен в научных изданиях [5, 6].
Эти результаты явились итогом многолетней научной деятельности
автора в период с 1970-х годов.
Приведённые практические результаты и примеры, во многом,
посвящены длительной дискуссии среди литейщиков и металлургов.
Суть этих дискуссий (споров) в том, что одни специалисты заявляют,
что всё зависит только от химсостава сплава, в те, кто понимает
(и принимает) ЯСН в сплавах, считают, что сплавы могут иметь одинаковый химсостав, но разную структуру и очень разные свойства.
Исходя из теории ЯСН, следует, что важен не только химсостав сплава, но и специальные способы (технологии) обработки шихтовых металлов и жидкого состояния.
В связи с выводами, сделанными самарскими литейщиками при
изучении ЯСН и разработках ТГИ, становятся крайне актуальными
работы в направлении теории и практики генного модифицирования
(наномодифицирования) сплавов.
При изучении в мире практических нанотехнологий считается,
что атомы можно использовать в качестве «строительных» материалов. «В реальности нанотехнологиями можно назвать любую биохимию или экспериментальную металлургию» (еженедельная газета
«Аргументы недели» от 29.12.2020 г.).
Наиболее активно ЯСН и ТГИ, помимо России, изучается в научных школах Таджикистана и Китая. Это объясняется тем, что многие
годы с учёными этих стран осуществлялись плотные научные контакты. Это позволило им на основе рекомендаций самарских литейщиков разработать новые способы управления наследственностью
в области разных Al-сплавов.
66
Ярким примером научного обмена информации является научное
издание китайских литейщиков, изданное ещё в 1998 г. (прил. 8).
В этом издании использовано более 30 ссылок на научные публикации автора данного учебного пособия и сотрудников кафедры.
Большой вклад внесли работы металлургов Таджикского технического университета (г. Душанбе).
Использование теории ЯСН и разработки ТГИ в сплавах являются
вне всякого сомнения научной и практической базой (основой) создания и применения инновационных литейно-металлургических технологий XXI в.! Внедряйте смелее ТГИ и добивайтесь решения многих
практических проблем в производстве металлических изделий!
67
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Иванов, В.Н. Словарь-справочник по литейному производст-
ву / В.Н. Иванов. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2001. – 464 с.
2. Никитин, В.И. Наследственность в литых сплавах: учеб. пособие по кур-
су лекций / В.И. Никитин. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2015. – 170 с.
3. Никитин, В.И. Технологии генной инженерии в цветных сплавах: учеб.
пособие по курсу лекций / В.И. Никитин. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2021.
– 126 с.
4. Никитин, В.И. Цветные сплавы. Свойства, применение и получение:
учеб. пособие по курсу лекций / В.И. Никитин. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т,
2020. – 205 с.
5. Никитин, В.И. Наследственность в литых сплавах / В.И. Никитин,
К.В. Никитин. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Машиностроение-1, 2005. – 476 с.
6. Никитин, К.В. Управление качеством литых изделий из алюминиевых
сплавов на основе явления структурной наследственности / К.В. Никитин,
В.И. Никитин, И.Ю. Тимошкин. – М.: Радуница, 2015. – 228 с.
7. Никитин, В.И. О применении генной инженерии в цветных сплавах /
В.И. Никитин // Цветные металлы. – 1999. – № 9. – С. 105–108.
8. Никитин, В.И. Технологии генной инженерии в литых сплавах – это реальность / В.И. Никитин, К.В. Никитин // Тр. 12-го съезда литейщиков России.
– Нижний Новгород, 2015. – С. 244–251.
9. Никитин, В.И. Проблема наследственности шихтовых материалов в технологиях легких сплавов: история, состояние, перспективы / В.И. Никитин,
К.В. Никитин // Технология легких сплавов. – 2020. – № 2. – С. 21–35.
10. Афанасьев, В.К. Структура и свойства алюминиевых сплавов в зависимости от условий подготовки шихтовых материалов / В.К. Афанасьев,
В.И. Никитин // Литейное производство – 1976. – № 4. – С. 16–17.
11. Никитин, В.И. Перспективы применения специальных способов обработки шихты и расплавов / В.И. Никитин // Тез. докладов III областного науч.-техн.
семинара «Наследственность в литых сплавах». – Куйбышев, 1987. – С. 3–7.
12. Кечин, В.А. Влияние качества шихты на свойства изделий при производстве магниевого литья / В.А. Кечин, В.И. Никитин и др. // Цветная металлургия. Научно-технический бюллетень. – 1975. – № 20. – С. 39–40.
13. Кечин, В.А. Применение алюминиевых и магниевых сплавов в промышленности / В.А. Кечин, В.И. Никитин // Литейщик России. – 2003. – № 4. –
С. 32–34.
68
14. Никитин, А.В. Влияние структуры шихтовых материалов на свойства
магниевых сплавов / А.В. Никитин, В.А. Кечин, В.И. Никитин // Литейщик России. – 2004. – № 8. – С. 24–28.
15. Гольдбухт, Г.Е. Влияние наследственности шихтовых материалов на
твёрдость и структуру отливок из сплава БрАЖМц10-3-1,5 и БрАЖН10-4-4 /
Г.Е. Гольдбухт, Л.К. Рыбинский и др. // Тез. докладов науч.-техн. семинара
«Наследственность в литых сплавах». – Куйбышев, 1987. – С. 53–54.
16. Финелонов, И.К. Проявление наследственность структуры шихты в отливках из медных сплавов / И.К. Финелонов // Тез. докладов III областного науч.-техн. семинара «Наследственность в литых сплавах». – Куйбышев, 1987. –
С. 55–56.
17. Соловьев, С.А. О наследственном влиянии шихтовых материалов на
механические свойства литых заготовок из алюминиевой бронзы /
С.А. Соловьев, Ю.Н. Самсонов, Б.В. Деев и др. // Известия вузов. – Сер. Чёрная
металлургия. – 2002. – № 12. – С. 47–53.
18. Мысик, Р.К. Управление процессом структурообразования в слитках из
меди и медных сплавов / Р.К. Мысик, С.В. Брусницын, А.В. Сулицин // VIII Всерос.
науч.-техн. конф. с междун. участием «Наследственность в литейно-металлургических процессах». – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2018. – С. 236–246.
19. Куцев, А.В. Наследственность в модифицированных жаропрочных
сплавах / А.В. Куцев, А.И. Супрун, Л.Н. Кондрашова // Тез. докладов III областного науч.-техн. семинара «Наследственность в литых сплавах». – Куйбышев,
1987. – С. 91–92.
20. Родионов, П.Д. Применение ВТОР для повышения качества отливок из
сплава ЖС6Ф при использовании литниковых отходов / П.Д. Родионов,
Е.А. Кулешова и др. // Тез. докладов IV областного межотраслевого науч.-техн.
семинара «Наследственность в литых сплавах». – Куйбышев, 1990. – С. 53–55.
21. Круглов, Е.П. Структурная наследственность жаропрочных сплавов в
производстве литых газовых турбин / Е.П. Круглов, Н.А. Протасова,
А.Ф. Павлов // Тез. докладов междун. науч.-практ. конференции «Генная инженерия в сплавах». – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 1998. – С. 47.
22. Сидоров, В.В. Металлургия литейных жаропрочных сплавов: технология и оборудование / В.В. Сидоров, Д.Е. Каблов, В.Е. Ригин. – М.: Всерос. науч.-исслед. ин-т авиац. матер-в, 2016. – 368 с.
23. Каблов, Е.Н. Организация производства литых прутковых (шихтовых) за-
готовок из никелевых литейных жаропрочных сплавов / Е.Н. Каблов,
Е.Г. Шомполов, В.В. Сидоров [и др.] // Электрометаллургия. – 2007. – № 1. – С. 2–5.
69
24. Каблов, Е.Н. Современные технологии получения прутковых заготовок
из литейных жаропрочных сплавов нового поколения / Е.Н. Каблов,
В.В. Сидоров, Д.Е. Каблов и др. // Авиационные материалы и технологии. –
2012. – № 5. – С. 97–105.
25. Сидоров, В.В. Высокоэффективные технологии и современное обору-
дование для производства шихтовых заготовок из литейных жаропрочных
сплавов / В.В. Сидоров, В.Е. Ригин и др. // Металлург. – № 5. – С. 26 30.
26. Сидоров, В.В. Организация производства литых прутковых заготовок
из современных литейных высокожаропрочных никелевых сплавов /
В.В. Сидоров, В.Е. Ригин, Д.Е. Каблов // Литейное производство. – 2011. –
№ 10. – С. 2–5.
27. Сидоров, В.В. Ресурсосберегающая технология переработки некондиционных отходов литейных жаропрочных сплавов / В.В. Сидоров, В.Е. Ригин и
др. // Металлург. – 2014. – № 5. – С. 35–39.
28. Шапронов, И.А. Изыскание способов управления формирования структуры и свойств литых сплавов / И.А. Шапронов, О.Н. Магницкий и др. // Повышение прочности отливок в машиностроении. – М.: Наука, 1981. – С. 178–180.
29. Гаврилин, И.В. Плавление и кристаллизация металлов и сплавов /
И.В. Гаврилин. – Владимир: Владимир. гос. ун-т, 2000. – 260 с.
30. Поручиков, Ю.П. Улучшение свойств отливок из медных сплавов с использованием микрохолодильников / Ю.П. Поручиков, Р.К. Мысик, А.Г. Титова // Повышение прочности отливок в машиностроении. – М.: Наука, 1981. –
С. 198–202.
31. Тимофеев, Г.И. Механика сплавов при кристаллизации слитков и отливок / Г.И. Тимофеев. – М.: Металлургия, 1977. – 160 с.
32. Иванов, В.Н. Словарь-справочник по литейному производству /
В.Н. Иванов. – М.: Машиностроение, 2001. – 464 с.
33. Толковый металлургический словарь. Основные термины /
Г.А. Лопухов, В.А. Цирульников и др. – М.: Рус. яз., 1989. – 446 с.
34. Политехнический словарь / Под ред. А.Ю. Ишлинского. – 3-е изд. – М.:
Советская энциклопедия, 1989. – 656 с.
35. Никитин, В.И. Исследование и разработка технологии переплава алюминиевой стружки / В.И. Никитин, И.Ю. Тимошкин и др. // Металлургия машиностроения. – 2019. – № 1. – С. 8–12.
36. Никитин, В.И. Синтезирование алюминиевых сплавов из дисперсных
отходов на основе алюминия / В.И. Никитин, К.В. Никитин и др. // Известия вузов. – Сер. Цветная металлургия. – 2020. – № 5. – С. 53–62.
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]