No 6 (2023)

Исследована кинетика выщелачивания солянокислыми растворами в атмосферных условиях железосодержащего шлама, образующегося при обогащении кварц-лейкоксеновых песчаников. Полученные расчетом значения энергии активации указывают на две температурные области развития процессов выщелачивания шлама: при 40-70 °C - диффузионно-кинетическая ( Е _акт = 35,79-36,56 кДж/моль) и при 70-80 °C - кинетическая ( Е _акт = 48,68 кДж/моль). Выявлен ступенчатый характер вскрытия шлама при выщелачивании из него железосодержащих минералов, что обусловлено последовательным развитием процессов разложения сидерита и гематита, а также изменением скорости процесса по мере насыщения раствора ионами железа.

Рентгеновским методом определяли влияние величины обжатия при холодной прокатке клиновых образцов стали 20Х15АН3МД2 на количественный фазовый состав, текстуру и остаточные макронапряжения a- и g-фаз. С увеличением обжатия доля g-фазы уменьшается от 82% в исходном горячекатаном состоянии до 74% при обжатии 10% и до 60% при увеличении обжатия до 70%. Тип текстуры аустенита характеризуется компонентами, типичными для текстуры прокатки ГЦК металлов - это текстура «латуни» ({110}<112>), которая не меняется при обжатии 10%, а затем существенно увеличивается при обжатии 20% и остается на том же уровне вплоть до обжатия 70%. Текстура a-фазы характеризуется тремя компонентами: {110}<110>, {211}<110> и {001}<110>, первые два - это текстуры превращения, которые доминируют в исходном состоянии, а после обжатия 30% усиливается третий компонент, соответствующий текстуре прокатки ОЦК a-фазы. Оценка остаточных напряжений показала, что в g-фазе формируются сжимающие напряжения величиной 600-1100 МПа, а в a-фазе - растягивающие напряжения величиной 1200-1600 МПа.

Методами просвечивающей электронной микроскопии выполнен анализ изменения структуры, фазового состава, дислокационной субструктуры в головке длинномерных дифференцированно закаленных рельсов категории ДТ400ИК специального назначения из стали Э90ХАФ вдоль радиуса скругления выкружки на поверхности и на расстоянии 2 и 10 мм от нее после пропущенного тоннажа 187 млн. т брутто в процессе полигонных испытаний. Отмечено формирование изгибных контуров экстинкции, свидетельствующих об упругонапряженном состоянии головки рельсов в результате длительной эксплуатации. Выявлены источники кривизны кручения кристаллической решетки. Рассмотрены механизмы разрушения пластин цементита и повторного выделения частиц наноразмерной карбидной фазы.

Впервые комбинированным методом СВС (самораспространяющийся высокотемпературный синтез) и центробежного литья получен интерметаллидный сплав на основе системы 2Ni-Mn-Al. По данным рентгенофазового анализа основная фаза продукта СВС - твердый раствор алюминида никеля (Ni,Mn)₃Al с частичным замещением никеля марганцем. Исследование микроструктуры показало, что содержание алюминия по границам основной фазы ((Ni,Mn)₃Al) пониженное. Cреднее значение микротвердости синтезированного сплава составило 8500±45 МПа, а максимальное значение микротвердости - 11500 МПа. Сплав обладает мягкими магнитными свойствами. Максимальная намагниченность в поле 796 кА/м (10 кЭ) J_s = 1,1 A×м²/кг (эме/г) при коэрцитивной силе H_c = 14,3 кА/м (179,7 Э).

Исследована возможность повышения твердости связки Со-Cu в одностадийном процессе получения композитов WC-Cu-Co с применением предкристаллизационной низкочастотной вибрации (НЧВ). Сплавы Cu-Cо и WC-Cu-Co получены реактивной инфильтрацией жидкой меди в некомпактированные порошки WC и Co в условиях НЧВ их композиций (80 Гц, 10 мин при 1300-1350 °C). Исследован их фазовый и химический составы, структура и твердость. Впервые экспериментально показано, что метастабильные образования (замороженные области несмешиваемости двух жидкостей) являются прекурсорами дендритов (Со) и имеют с ними одинаковый состав. Показано, что характер распределения кобальта по высоте слитков сплавов Cu-Co и по фазовым составляющим зависит от содержания кобальта, воздействия вибрации, геометрического положения слоев исходных компонентов и от температуры. Определены оптимальные условия получения однородного распределения кобальта по всему расплаву. Показано, что кобальт обеспечивает дисперсионное твердение металлической связки Cu-Co за счет формирования твердых растворов (Cu) уже на стадии синтеза сплавов Cu-Со и WC-Cu-Co. При этом сохраняется потенциал дополнительного упрочнения последующей термической обработкой или сменой режима охлаждения.

Исследованы факторы, влияющие на адсорбцию железа (III) сильнокислотной катионообменной смолой Dowex G-26(H). В их числе доза адсорбента, рН раствора, длительность контакта, начальная концентрация Fe(III) в растворе и температура. По результатам экспериментов построены изотермы адсорбции Ленгмюра и Фрейндлиха. Обе изотермы вполне удовлетворительно описывают адсорбцию Fe(III) адсорбентом Dowex G-26(H). Об этом свидетельствуют высокие значения (близки к единице) коэффициента детерминации ( R ²). Теоретически рассчитанная емкость адсорбента при разных температурах ( Т = 293-313 K) составляет 166,6-196,1 мг×г^-1. Определены кинетические и термодинамические параметры процесса (D H °, D S °, D G °). Положительные значения, полученные для стандартного изменения как энтропии (D S °^°), так и энтальпии (D H °), позволяют предположить, что адсорбция ионов Fe(III)) на смоле - процесс эндотермический и протекает самопроизвольно.