Самарский государственный технический университет (СамГТУ)

Российская ассоциация литейщиков (РАЛ)

Самарское отделение РАЛ (СО РАЛ)

Министерство промышленности и технологий Самарской области

(Секция НТС «Инновационные литейно-металлургические технологии)

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НАУКИ

И ЛИТЕЙНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО

ПРОИЗВОДСТВА

VII всероссийский научно-технический семинар

19 февраля 2016 года

© Авторы, 2016

© Самарский государственный

технический университет, 2016

Самара

2016

Издается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ.

УДК 621.74 + 621.746.58.001.57+ 621.745+ 669.621.771+ 669.2/8+669.01+621.74.04+

+669.18.046.516+669.544.015.3+669:054.8:666.76+621.74.0026+620.18:004.932+

+621.742.22+669.14:536.7+669.2/.8.544+541.1.721+669.721+544.015.3+621.745:669.35+

+669.131.7+669.2/8+649+621.74/621.78+669.017+621.74.011+621.746.58.001.57+

+621.763 : 669.715+621.791.927.55; 669.018.256+621.791.725;621.431.75; 669.018.44

В 40

В 40 Взаимодействие науки и литейно-металлургического производства:

Материалы 7-го всероссийского научно-технического семинара

[Электронное издание] / отв. редактор проф. В.И. Никитин. – Самара: Самар.

гос. техн. ун-т, 2016 - 386 с.

ISBN 978-5-7964-1872-7

В материалах семинара, посвященного 90-летию основателя литейной кафедры

СамГТУ Николая Дмитриевича Шавкунова, представлена современная научно-техническая

информация о состоянии и перспективах литейной науки в ведущих вузах России и литейно-

металлургических производств, в основном, Самарского региона. Статьи крупных учёных и

производственников России отражают новые научные и перспективные разработки по

многим направлениям. Многие представленные технологии и предложения могут явиться

проектами для развития и выполнения инновационной программы по машиностроению в

Самарской области.

Материалы семинара могут быть полезными для научных и инженерно-технических

работников, а также для студентов и аспирантов металлургических и машиностроительных

специальностей.

Материалы семинара издаются в авторской редакции текстов.

УДК 621.74 + 621.746.58.001.57+ 621.745+ 669.621.771+ 669.2/8+669.01+621.74.04+

+669.18.046.516+669.544.015.3+669:054.8:666.76+621.74.0026+620.18:004.932+

+621.742.22+669.14:536.7+669.2/.8.544+541.1.721+669.721+544.015.3+621.745:669.35+

+669.131.7+669.2/8+649+621.74/621.78+669.017+621.74.011+621.746.58.001.57+

+621.763 : 669.715+621.791.927.55; 669.018.256+621.791.725;621.431.75; 669.018.44

Рецензенты: д-р техн. наук А.П. Амосов

д-р техн. наук В.С. Муратов

Минимальные системные требования:

Windows2000;WindowsXP; Vista; Microsoft Word; Open Office

ISBN 978-5-7964-1872-7 © Авторы, 2016

© Самарский государственный

технический университет, 2016

СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ .................................................................................................................................... 7

ПАМЯТИ ОСНОВАТЕЛЯ ЛИТЕЙНОЙ КАФЕДРЫ КПтИ ШАВКУНОВА НИКОЛАЯ

ДМИТРИЕВИЧА Никитин В.И.( ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара) ............................................ 9

УЧАСТИЕ ЛИТЕЙНОЙ КАФЕДРЫ СамГТУ И СО РАЛ В РАЗВИТИИ ЛИТЕЙНО-

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ Никитин В.И.,

Никитин К.В. (ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара) ........................................................................... 20

О РАБОТЕ СЕКЦИИ «ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЕЙНО-

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ» (ИТЛМП) Никитин В.И., Аникеев В.В. (ФГБОУ

ВО «СамГТУ», г. Самара) ................................................................................................................... 38

О ПРОБЛЕМАХ ОПЕРЕЖАЮЩЕЙ ПРАКТИКО-ОРИЕНТИРОВАННОЙ ПОДГОТОВКИ

ИНЖЕНЕРНЫХ КАДРОВ НОВОЙ ФОРМАЦИИ Кечин В.А.( ФГБОУ ВО «ВлГУ им. А.Г. и

Н.Г. Столетовых», г. Владимир) ......................................................................................................... 44

МЕТАЛЛОФОСФАТНЫЕ СМЕСИ В ЛИТЕЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ Илларионов И.Е.,

Стрельников И.А., Королёв А.В. (ФГБОУ ВПО «ЧувГУ им. И.Н.Ульянова», г. Чебоксары) .... 52

О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ В АВТОМОБИЛЬНОЙ

ОТРАСЛИ Бажин В.Ю., Саитов А.В. (ФГБОУ ВПО «Национальный минерально-сырьевой

университет «Горный», г. Санкт-Петербург) .................................................................................... 57

О ПРОБЛЕМЕ КАЧЕСТВА МОДИФИКАТОРОВ ЧУГУНА Панов А.Г.1, Иванова В.А.2

(1ФГБОУ ВО «НЧИ КФУ», г. Набережные Челны 2, ФГБОУ ВО «ЯГТУ» ,г. Ярославль) .......... 65

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛЬНЫХ ВАЛКОВ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА

Вдовин К.Н., Ячиков М.И. (ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск) ................ 72

УПРАВЛЕНИЕ СТРУКТУРОЙ И СВОЙСТВАМИ МЕДИ ПУТЕМ ТЕРМИЧЕСКОЙ И

ТЕРМОСКОРОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОЙ ФАЗЫ Дмитриев Э.А.1, Живетьев А.С., Ри Э.

Х., Ри Хосен2 (1 ФГБОУ ВО КнАГТУ, г. Комсомольск-на-Амуре, 2 ФГБОУ ВО «ТГУ»,

г. Хабаровск) ......................................................................................................................................... 77

УСТАНОВКА ПОЛУНЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ СЛИТКОВ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ

АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ Лузгин В.И., Петров А.Ю., Фризен В.Э., Фаткуллин С.М.,

Коптяков А.С. (ООО РЭЛТЕК, г. Екатеринбург) ............................................................................. 83

О ВЛИЯНИИ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ НА ЛИТЕЙНЫЕ СВОЙСТВА ЖИДКОЙ

СТАЛИ 32Г2 Боровых М.А., Чикова О.А. , Цепелев В.С. , Вьюхин В.В. (УрФУ,

г. Екатеринбург) ................................................................................................................................... 91

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕЩИНОУСТОЙЧИВОСТИ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ МЕДНЫХ

СПЛАВОВ Панкратов С.Н, Батышев К.А., Семенов К.Г. (МАМИ, г. Москва) .......................... 98

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЧИСТЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ

СПЛАВОВ Гильманшина Т.Р.1, Баранов В.Н. 1, Подшибякина Е. Ю.1, Довженко Н.Н.1,

Борисюк В.А.1, Алехин С.В.1, Лыткина С.И.2, Худоногов С.А.2 ( 1 ФГАОУ ВО СФУ «ИЦМиМ»,

г. Красноярск, 2 ФГАОУ ВО СФУ «ПИ», г. Красноярск) .............................................................. 102

РОЛЬ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ПРИ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКЕ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА ДЛЯ

СТАЛЬНОГО ЛИТЬЯ Голубцов В.А., Сумин С.И. (ООО НПП «Технология», г.Челябинск) 109

ОБ АНАЛОГИИ СУЩЕСТВОВАНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА В НЕОРГАНИЧЕСКОЙ И

ОРГАНИЧЕСКОЙ ПРИРОДЕ Газизова Э.Р., Тошев М.Т., Джураев Т.Д. (ТТУ им. акад. М.С.

Осими, г. Душанбе, Таджикистан) .................................................................................................. 117

4

ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ЛИТЕЙНО-

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА Гладких И.В. ( ФГБОУ ВПО «НГТУ им. Р.Е.

Алексеева», г. Нижний Новгород) .................................................................................................... 122

ФОРМИРОВАНИЕ ОГНЕУПОРНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ

Яровая Е.И.1, Леушин И.О.1, Гусев А.Ю.2, Спасская М.М.1 ( 1 ФГБОУ ВПО «НГТУ им. Р.Е.

Алексеева», г. Н. Новгород, 2ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова», г. Н. Новгород ......... 129

СИСТЕМЫ ПАНОРАМНОЙ МИКРОСКОПИИ ДЛЯ МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Кадушников Р.М.1, Козерчук А.Л.1, Петров М.С.1, Рыжков М.А.2,1, Рябков М.С.1, Сивкова Т.А.1,

Сомина С.В.1, Сыропятов А.С.1 ( 1 – ООО «СИАМС», г. Екатеринбург 2 – ФГАОУ ВПО

«УрФУ», г. Екатеринбург) ................................................................................................................ 136

РАЗРАБОТКА НОВЫХ СОВРЕМЕННЫХ ЛИТЕЙНЫХ СВЯЗУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ НА

ОСНОВЕ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ Свинороев Ю.А. (Южнороссийский

государственный политехнический университет «НПИ» им. М.И. Платова, г. Новочеркасск) 143

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО

МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ ЛИТЕЙНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО

ПРОИЗВОДСТВА Прусов Е.С.

( ФГБОУ ВО ВлГУ им. А.Г. и Н.Г. Столетовых, г. Владимир) ..................................................... 149

ПРОТИВОПРИГАРНЫЕ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

Илларионов И.Е., Стрельников И.А.

( ФГБОУ ВПО «ЧувГУ им. И.Н.Ульянова», г. Чебоксары) ........................................................... 155

ИЗУЧЕНИЕ ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ ТРЕХКОМПОНЕНТНОЙ СИСТЕМЫ

АЛЮМИНИЯ С ИТТЕРБИЕМ И КАЛЬЦИЕМ МЕТОДОМ СИМПЛЕКСНЫХ РЕШЕТОК

Джураев Т.Д., Рахимов Ф.К., Джумаев У.С., Газизова Э.Р. (ТТУ им. акад. М.С. Осими,

г. Душанбе, Таджикистан) .................................................................................................................... 160

РАСЧЕТ ДИАГРАММ СОСТОЯНИЯ МАГНИЯ С ПЕРЕХОДНЫМИ МЕТАЛЛАМИ (ПМ) (Sc,

Ti, Y, Zr, Hf и Ta) Джураев Т.Д., Исмоилов И.Р., Муслимов И.Ш., Газизова Э.Р. (ТТУ им. акад.

М.С. Осими, г. Душанбе, Таджикистан) .............................................................................................. 163

РАСЧЕТ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СПЛАВОВ МАГНИЯ С ПЕРЕХОДНЫМИ

МЕТАЛЛАМИ (ПМ) (V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Mo, W и Re) Джураев Т.Д., Исмоилов И.Р.,

Муслимов И.Ш., Газизова Э.Р. (ТТУ им. акад. М.С. Осими, г. Душанбе, Таджикистан) ........ 167

РАФИНИРОВАНИЕ РАСПЛАВА НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ ПРИ

ПЛАВКЕ В ИНДУКЦИОННЫХ КАНАЛЬНЫХ ПЕЧАХ Семенов К.Г., Батышев К.А.,

Панкратов С.Н., Колосков С.В. ( Московский государственный технический университет

«МАМИ » Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана,

г. Москва) ............................................................................................................................................ 172

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ХОЛОДНОТВЕРДЕЮЩЕЙ СМЕСИ С ДОБАВКОЙ

СИНТЕТИЧЕСКОЙ СМОЛЫ Филиппов С.Ф., Батышев К.А., Семенов К.Г. ( ВНИИМЕТМАШ,

Московский государственный университет машиностроения (МАМИ), г. Москва).................. 175

ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ КОМПЕНСАТОРОВ ШЕСТЕРЕННЫХ НАСОСОВ

С ПОМОЩЬЮ ЛИТЬЯ С КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ Батышев К.А.,

Георгиевский М.Г., Батышев А.И., Атаев И.И., Трофимов А.В. (Московский государственный

университет машиностроения, НПО «Гидравлика», НИТУ МИСиС, ВНИИМЕТМАШ,

г. Москва) ............................................................................................................................................ 179

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА КОМПЛЕКСНОГО МОДИФИКАТОРА, СТАБИЛИЗИРУЮЩЕГО

ФОРМИРОВАНИЕ ВЕРМИКУЛЯРНОЙ ФОРМЫ ГРАФИТА В ЧУГУНЕ ПРИ ПЕРЕМЕННОМ

СОДЕРЖАНИИ СЕРЫ В ИСХОДНОМ РАСПЛАВЕ Гуртовой Д.А.1, Закиров Э.С.1,

5

Панов А.Г.2 ( 1 Литейный завод ПАО «КАМАЗ», г. Набережные Челны, 2 ФГБОУ ВО НЧИ КФУ

г. Набережные Челны) ....................................................................................................................... 182

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ ПЛАВКИ МЕДИ И ЕЕ ЛЕГИРОВАНИЯ НА

СТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Дмитриев Э.А. 1 , Живетьев А.С.2 , Ри Э. Х.2,

Ри Хосен 2 (1 ФГБОУ ВО КнАГТУ, г. Комсомольск-на-Амуре, 2 ФГБОУ ВО ТГУ,

г. Хабаровск) ...................................................................................................................................... 186

НАСЛЕДСТВЕННОЕ ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ШИХТОВЫХ МЕТАЛЛОВ НА СВОЙСТВА

СПЛАВА АМг6лч Никитин В.И., Акишин С.А., Никитин К.В., Тимошкин И.Ю. (ФГБОУ ВО

«СамГТУ», г. Самара) ........................................................................................................................ 191

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАНОСТРУКТУРНЫХ

АЛЮМОМАТРИЧНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ СПЛАВОВ Луц А.Р., Тимошкин И.Ю.,

Латухин Е.И. (ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара) ......................................................................... 200

ПОЛУЧЕНИЕ ОТЛИВОК СПОСОБОМ ЛВМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОДУКТОВ

РЕЦИКЛИНГА АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩИХ ШЛАКОВ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ

КЕРАМИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ Соколов А.В.1 , Никитин К.В.2 ( 1 ОАО «КУЗНЕЦОВ»,

г. Самара, 2ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара) ............................................................................... 206

ВЛИЯНИЕ ЛИТОЙ СТРУКТУРЫ НА СОКРАЩЕНИЕ ВРЕМЕНИ ВЫДЕРЖКИ ПРИ

ТЕРМООБРАБОТКЕ МЕДИСТЫХ СИЛУМИНОВ ПРИ В ЛИТЬЕ КОКИЛЬ Никитин К.В.,

Никитин В.И., Амосов Е.А.. (ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара) ............................................... 213

НАСЛЕДСТВЕННОЕ ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ШИХТЫ НА СКЛОННОСТЬ СПЛАВА

АК6М2 К ФЛЮСОВОЙ ОБРАБОТКЕ Никитин К.В., Никитин В.И., Тимошкин И.Ю. (ФГБОУ

ВО «СамГТУ», г. Самара) ................................................................................................................. 222

ОСОБЕННОСТИ РАСТВОРЕНИЯ КРЕМНИЯ В РАСПЛАВЕ АЛЮМИНИЯ Тимошкин И.Ю.,

Никитин К.В., Никитин В.И. (ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара) .............................................. 229

ВЛИЯНИЕ ЖИДКОФАЗНОЙ ОБРАБОТКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ АКУСТИЧЕСКИМИ

ПОЛЯМИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ЛИГАТУРНЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Al-Si

Тимошкин И.Ю., Никитин К.В., Никитин В.И. (ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара) ................. 237

ГЕННОЕ МОДИФИЦИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ ЛИТЕЙНЫХ И ДЕФОРМИРУЕМЫХ

СПЛАВОВ Никитин В.И., Никитин К.В. (ФГБОУ ВО СамГТУ, Самара)................................. 245

ЯВЛЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ СТАЛЕЙ В СИСТЕМЕ «ЭЛЕКТРОД –

СЛИТОК – ПРОКАТ» Аникеев В.В. (ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара) ................................ 254

МОНИТОРИНГ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА БЕССЛИТКОВОЙ ПРОКАТКИ

АЛЮМИНИЕВЫХ ПОЛОС Бажин В.Ю., Гарсия Л.М. ( Национальный минерально-сырьевой

университет «Горный», г. Санкт-Петербург) .................................................................................. 261

ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЦЕССА СВС ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НОВЫХ ЛЕГКИХ

АЛЮМОКЕРАМИЧЕСКИХ КАРКАСНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА

ОСНОВЕ МАХ-ФАЗЫ Ti3SiC2 Латухин Е.И., Амосов А.П., Давыдов Д.М. (ФГБОУ ВО

«СамГТУ», г. Самара) ........................................................................................................................ 270

ОБ АКТУАЛЬНОСТИ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИИ СВС НОВЫХ ВЫСОКОПРОЧНЫХ

МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ КАРКАСНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА

ОСНОВЕ ТИТАНСОДЕРЖАЩИХ МАХ-ФАЗ Амосов А.П., Латухин Е.И., Рябов А.М.

(ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара) ................................................................................................. 276

ЭКСПРЕСС-МЕТОД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ АЛЮМИНИЕВЫХ РАСПЛАВОВ

Никитин К.В., Тимошкин И.Ю., Никитин В.И. (ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара) ................ 282

О СОТРУДНИЧЕСТВЕ КАФЕДРЫ С ЛИТЕЙНЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ АО «РКЦ

«ПРОГРЕСС» Никитин В.И. (ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара) .............................................. 292

6

НАСЛЕДСТВЕННАЯ МИКРОГЕТЕРОГЕННОСТЬ БИНАРНЫХ РАСПЛАВОВ НА ОСНОВЕ

АЛЮМИНИЯ И МЕДИ Попель П.С.1, Курочкин А.Р.2, Борисенко А.В.2 ( 1 УрГПУ,

г.Екатеринбург 2) УрИГПС, г.Екатеринбург) .................................................................................. 295

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ – РЕЗЕРВ В ПОВЫШЕНИИ КАЧЕСТВА ЛИТОЙ

ПРОДУКЦИИ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ Никитин К.В., Никитин В.И. (ФГБОУ ВО

«СамГТУ», г. Самара) ........................................................................................................................ 302

К ВОПРОСУ ОБ ОСОБЕННОСТЯХ РАСЧЕТА ЛИТНИКОВЫХ СИСТЕМ ДЛЯ МЕЛКИХ

ЧУГУННЫХ ОТЛИВОК В ПЕСЧАНЫЕ ФОРМЫ Сорокин Ю.А., Чубыкина В.Ю.(Московский

государственный машиностроительный университет (МАМИ), г. Москва) ............................... 308

ПРИМЕНЕНИЕ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕСЧАНО-

ПОЛИМЕРНЫХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ Адушев И.А., Павлов Л.П. (ООО «Центр аддитивных

технологий», г. Самара) ..................................................................................................................... 313

ПРИМЕНЕНИЕ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЛИТЫХ ИЗДЕЛИЙ

РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Дьячков В.Н.1 , Баринов А.Ю. 1, Никитин К.В. 2 (1 ООО ПКФ

«Вершина», г. Самара, 2 ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара) ......................................................... 322

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ И ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ

STELLITE 190W И STELLITE 12 AWS ПРИ ПЛАЗМЕННОЙ ПОРОШКОВОЙ НАПЛАВКЕ.

Паркин А.А., Жаткин С.С. (ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара) ................................................... 329

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ СВАРНОГО ШВА, СФОРМИРОВАННОЙ ПРИ ЛАЗЕРНОЙ

СВАРКЕ ЖАРОПРОЧНОГО СПЛАВА НА ХРОМОНИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ ПРИ

ПРОИЗВОДСТВЕ ГТД Баранов Д.А. 1, 2*, Никитин К.В.2, Паркин А.А.2, Жаткин С.С.2,

Климов В.Г. 1, 2 ( 1ПАО «Кузнецов», 2ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара) .................................... 340

О ПРИОРИТЕТАХ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННО-КОММЕРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ООО «АвтоЛитМаш» Фролов А.Н., Фролов Е.В. ......................................................................... 346

БЕССЛИТКОВАЯ ПРОКАТКА С МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКОЙ РАСПЛАВА

Глущенков В.А.1,Тимошкин И.Ю.2, Черников Д.Г.1, Савин С.С.1 ( 1ФГБОУ ВПО «СГАУ

им.академика С.П. Королёва» (НИУ), г. Самара, 2ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара) ............ 349

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТЫХ ПРИПОЕВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И ЦИНКА

МАЛЫХ СЕЧЕНИЙ Тимошкин И.Ю., Никитин К.В., Никитин В.И., Овчинников А.С. 1,

Сашин А.И. (ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара) .......................................................................... 355

ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ С ПОМОЩЬЮ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Черников Д.Г.,

Глущенков В.А. (ФГАОУ ВО «СГАУ им. академика С.П. Королева «(НИУ), г. Самара) ........ 360

ПРОДОЛЖАЯ ТРАДИЦИИ ФАБЕРЖЕ ... Драгунова С.А., магистрант Университета

машиностроения, преподаватель ювелирного дела ГБПОУ КДПИ им. Карла Фаберже (колледж

декоративно-прикладного искусства), г. Москва............................................................................ 366

О МОДЕРНИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЙ ПЛАВКИ И ЛИТЬЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ В

УСЛОВИЯХ МтП «АВТОВАЗ» Никитин К.В., Никитин В.И. (ФГБОУ ВО «СамГТУ»,

г. Самара) ............................................................................................................................................ 380

ТЕХНОЛОГИИ ЧУГУНОЛИТЕЙНОГО ЗАВОДА ООО «СамЛит» Бейлис Л.М.

(ООО «СамЛит»г. Самара) ................................................................................................................ 383

Памяти Михаила Максимовича Рутмана (1925-2012 г.г.) ............................................................ 384

57

УДК 621.746.58.001.57

О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

В АВТОМОБИЛЬНОЙ ОТРАСЛИ

Бажин В.Ю., Саитов А.В.

ФГБОУ ВПО Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», г. Санкт-

Петербург

Обсуждается возможность применения магния в автомобильной отрасли.

Использование магниевых сплавов в качестве деталей и конструкционных материалов в

автомобильном транспорте представляет научно-технический интерес из-за определенных

преимуществ по сравнению с другими металлическими материалами, таких как коррозионная

стойкость, хорошая адгезия поверхности, низкая плотность и высокая удельная прочность. В

обзоре приведены современные требования и показатели для эффективного использования

магния в автомобильной промышленности. Доля магниевых сплавов к 2020 году в автомобиле

по оценкам специалистов должна возрасти с 3-5 кг (в среднем на одну машину в настоящее

время) более 100 кг. Рассмотрены возможные способы производства изделий и проката из

магниевых сплавов и их перспективы. Наиболее перспективным способом является

производство магниевых листов на агрегатах бесслитковой прокатки.

Ключевые слова: магний, сплавы, автомобильная отрасль, автомобильный транспорт,

магниевые детали, конструкционные материалы, бесслитковая прокатка, листовой прокат,

листовая заготовка.

In this article the possibility of using magnesium in the automotive industry is discussed.

Represents scientific and technological interest of using of magnesium alloys as of construction

materials and detail in automobile transport due to certain advantages over other metallic materials,

such as corrosion resistance, good surface adhesion, low density and high strength-density ratio.

Modern requirements and indicators for efficient using of magnesium in the automotive industry are

considered. The proportion of magnesium alloys in a car will increase from 3-5 kg (an average of one

car at the moment) to over 100 kg in 2020 by estimations of experts. Possible ways of producing

products from magnesium alloys sheet products and their prospects are considered. The most

promising method is the production of magnesium sheet on units of twin roll casting process in the

combined methods.

58

Key words: magnesium, alloys, automotive industry, automobile transport, magnesium details,

construction materials, twin roll casting process, sheet products, sheet strips.

Использование деталей и листов, изготовленных из магниевых сплавов в автомобильной

отрасли. В последнее десятилетие значительно увеличился интерес к магнию и сплавам на его

основе для их использования в качестве конструкционных материалов, поскольку снижение

массы автомобильного транспорта является приоритетной задачей автопроизводителей, так как

позволяет увеличить их коэффициент полезного действия, снизить расход топлива, повысить

надежность и долговечность эксплуатации. [1]

Мировое потребление магния, достигало 1050 тыс. тонн в 2014 году, среднегодовой темп

роста 5% по сравнению с 630 тыс. тонн, в 2001 году. Однако, потребление первичного

металлического магния сократилось на 7% и еще на 15% в 2014 году, из-за неустойчивой

ситуации в макроэкономике привел к снижению спроса на содержащие магний продукты.

Вторичное использование магния увеличило его потребление, которое превышает 1 млн. [7]

Снижение массы автомобиля, достигается за счет использования вместо стальных

деталей более легких конструкционных металлических материалов на основе алюминиевых и

магниевых сплавов. Известно [1-3], что общее снижение веса на 10% приводит к уменьшению

расхода топлива на 5-6%, тем самым заметно повышается его экологическая безопасность за

счет сокращения выбросов в атмосферу продуктов сгорания топлива, прежде всего, угарного и

углекислого газов (СО и СО2).

Автомобильная промышленность на сегодняшний день является крупнейшим

потребителем компонентов литых изделий из магния. Литье под давлением используется для

корпусов, узлов, кронштейнов и других компонентов для всех автотранспортных средств.

Среднее применение магния на автомобиль в 2014 году было 2,3 кг [10].

Главной причиной, сдерживающей более широкое применение магниевых сплавов в

автопромышленности, является их высокая и не всегда стабильная цена по сравнению с

традиционными конструкционными материалами как сталь, чугун, алюминиевые сплавы и

пластмассы. На пике своего роста в первой половине 2008 года цены выросли выше 6000

долл./т FOB Китай для слитка магния с чистотой 99,8%. Отмена 10% экспортной пошлины на

китайские поставки в конце 2012 года вызвала волновой эффект. Из-за антидемпинговых

пошлин на китайский материал, в США магний продается с надбавкой [7].

Другими причинами ограниченного применения магниевых сплавов как

конструкционного материала является недостаток информации потенциальными

потребителями их служебных и технологических свойств. С учетом того, что в мире

производится около 60 млн. легковых автомобилей и легких грузовиков (внедорожников) в год,

59

автомобильная отрасль является основным источником для расширения использования

конструкционных магниевых сплавов. Рост использования магния в транспортной сфере

продолжает опережать использование традиционных металлических материалов, таких как

сталь, и рынок литья под давлением, по прогнозу, будет расти на 6-7% в год до 2017 года

[7].Применение магниевых сплавов в автомобиле по различным оценкам должно возрасти с 3-5

кг (в среднем на автомобиль в настоящее время) до 100 кг и более к 2020 г.

Преимущество использования деталей, изготовленных из магниевых сплавов. Главные

свойства магния и магниевых сплавов, которые дают им преимущество перед другими

конструкционными материалами [1-3]:

● низкая плотность - 1,5-1,85 г/см3, что в 1,5-2 раза меньше плотности алюминиевых

сплавов, в 4,5 раза легче железа и в 2,6 раза легче титана;

● сравнительно высокая удельная прочность – от 12,8 до 19,4, алюминиевого сплава АЛ4

— 8,6-10,0, высокопрочного чугуна — 6,9— 7,6, углеродистой стали — 7,0-9,5, и легированной

конструкционной стали — 10,2-12,3 кгс (см3/г∙мм2);

● детали, изготовленные из магния и магниевых сплавов, очень хорошо поглощают

вибрацию и шум, их удельная вибрационная прочность почти в 100 раз больше, чем у лучших

алюминиевых сплавов, и в 20 раз больше, чем у легированной стали. Из них производят

корпусные детали, детали сидений транспортных средств с повышенной вибрацией

(сельхозмашины, трактора), колеса самолетов и автомобилей;

● высокие физико-механические и технологические характеристики в сочетании с

хорошими технологическими свойствами, особенно при литье под давлением и обработке;

● детали из магния имеют отличные пластические характеристики, обеспечивающие им

высокую сопротивляемость смятию и ударную вязкость в сочетании с повышенной

усталостной прочностью;

● распространенность в природе и доступностью для металлургической переработки

магниевого сырья как в виде минералов (в том числе отвалы, отходы производства некоторых

материалов, например, асбеста);

● возможностью утилизации всех отходов различных технологических производств и

отработавших свой срок конструкций и изделий;

● отсутствие эффекта «старения», т.е. разупрочнения и охрупчивания со временем.

Применение деталей, изготовленных из магниевых сплавов в автомобиле. В настоящее

время магниевые сплавы системы Mg-Al-Zn-Mn наиболее широко используются

автомобильными компаниями GM, VW, Audi.

Важным достижением в последние годы можно считать разработку коррозионностойких

(AZ91D и AZ91E) и высокопластичных сплавов (AM20 и AM50). Эти сплавы, полученные

60

новым способом литья под давлением, значительно улучшают качество деталей и упрощают

технологию изготовления.[1]

Детали, которые изготавливаются из магниевых сплавов AZ, AM, AS (табл.1) в

настоящее время в легковых машинах: каркас панели приборов, каркас сидения, детали рулевой

колонки, каркас колеса, головка блока цилиндров, картер коробки передач, картер сцепления,

поддон картера двигателя, впускной коллектор, педали тормоза и газа, корпус зажигания. [8,

11]

Таблица 1

Промышленные сплавы на основе магния в соответствии с зарубежным стандартом ASTM

Сплав Основная система Химический состав, %

AZ91D Mg – Al – Zn Mg – (8,5-9,5)% Al - (0,45-

0,9)% Zn – (0,17-0,40)% Mn

AZ91HP Mg – Al – Zn Mg – (8,0-9,5)% Al - (0,45-

0,9)% Zn – (0,0-0,17)% Mn

AM50A Mg – Al – Mn Mg – (4,5-5,3)% Al - (0,28-

0,5)% Mn – (0,0-0,20)% Zn

AM60B Mg – Al – Mn Mg – (5,6-6,4)% Al - (0,26-

0,5)% Mn – (0,0-0,20)% Zn

AS21 Mg – Al – Si Mg – (1,9-2,5)% Al - (0,7-

1,2)% Si – (0,35-0,5)% Mn

Фирма Audi впервые применила магний для каркасов панелей приборов в конце 80-х

годов. Компания разработала легкую конструкцию каркаса, на которой крепятся спидометр,

радио и перчаточный ящик. Было получено значительное снижение массы по сравнению со

стальной конструкцией, а также уменьшение количества деталей.

Автомобильный концерн Mercedes впервые использовал магний для каркаса сиденья,

механизма крепления ремней безопасности на родстере SEL, применяя литье под давлением

пластичных сплавов АМ60 и АМ50. Обычная конструкция сиденья весит 8-9 кг. В настоящее

время разрабатывается конструкция, состоящая из цельного каркаса подушки и спинки кресла,

которые вместе весят 2-2,5 кг.

Многие фирмы изучают возможность применения штамповки магниевых сплавов для

изготовления салазок сидений, рамок и деталей спинки. Последние разработки обеспечили

снижение массы на 40% по сравнению со стальными конструкциями этих деталей.

61

Японские производители Toyota и фирма TokaiRika первые начали использовать

магниевое литье под давлением для рулевых колонок, механизмов регулировки и других

деталей рулевого управления.

Наиболее прогрессивна в тренде использования магниевых сплавов корпорация

GeneralMotors. Ее концепция использования магния имеет два магистральных направления,

например, направляющие, рама спинки, рама сиденья и т.п. Все компоненты сидений второго и

третьего рядов таких минивэнов как ChevroletVenture, PontiacTransSport, OldsmobileSillhouette и

Opel/VauxhallSintra полностью отлиты из магниевых сплавов. Так, один цельнолитый корпус

приборной панели заменяет от 40 до 60 стальных и пластиковых деталей и снижает ее вес с 28

до 10 кг.

Для крышек головок блока цилиндров такие фирмы, как GM, Ford, BMW, Mercedes,

Honda, Isuzu и Daihatsu, применяют магний с целью снижения массы, уменьшения утечки

масла, снижения NVH (шум, вибрации, удары), улучшения качества отделки и стабильности

размеров.

В автомобильной и мотоциклетной промышленности из магниевых сплавов

изготавливают штампованные и литые колеса. Магниевые диски снижают нагрузку на

двигатель, подвеску, и переднюю часть автомобиля и снижают вес [9].

Амортизаторы из магния позволяют снимать нагрузку в 100 раз лучше, чем

алюминиевые. Магний обладает высокой теплопроводностью, которая обеспечивает быстрое

охлаждение частей тормозной системы и колесного центра.

Проблемы коррозионной устойчивости, связанные с расширением применения магния,

решаются последними техническими разработками в области обработки листового проката и

нанесений покрытий. Известно [3], что магний обладает более высоким уровнем адгезии к

лакокрасочным покрытиям, в отличии от алюминиевого проката.

Магний используется также и из-за своего внешнего вида. Обработанная хромированная

поверхность изделия из магниевого сплава выглядит лучше, чем алюминиевая, которая всегда

имеет матовую оксидную пленку. Отполированный магний блестит, и становится ярким и более

привлекательным.

Способы производства изделий из магниевых сплавов и перспективы развития.

Наибольшее применение магниевые сплавы находят в производстве изделий способом литья

под давлением. Крупнейшими потребителями магния, кроме алюминиевых, остаются заводы

где используют литье под давлением. Использование магния в литых деталях, скорее всего,

будет расти на 6,5% в год, но рынок будет сдерживаться более низкими темпами роста

десульфурации и сфероидизирующего отжига стали.[7]

62

В последнее время получение крупногабаритных деталей, таких как магниевый кузов

или обшивка из магниевых листов, сопровождалось технологическими проблемами и ценой,

которая превосходит стальные листы. Это объясняется большими затратами, связанными с

технологией горячей прокатки слитков из деформируемых магниевых сплавов.

Альтернативный способ получения листов - бесслитковая прокатка. Технология совмещенного

литья и прокатки достаточного полно освоена в алюминиевой промышленности для получения

фольги и тонких листов, и может быть эффективно адаптирована и для производства листового

проката из магниевых сплавов.

В России на фольгопрокатных заводах успешно работают агрегаты совмещенного литья

и прокатки итальянской фирмы «FataHunter» (суперкастеры). С другой стороны вызывают

интерес разработки компании Alcoa, которая сделала огромный прорыв в автомобилестроении,

создав инновационную технологию производства алюминиевого проката, работающая по

принципу бесслитковой прокатки – Micromill-Alcoa. Она позволяет сократить время выпуска

рулона из расплавленного алюминия с плановых 20 дней до 20 минут. Прочность проката

повышается на 30%, пластичность — на 40%. Линии бесслитковой прокатки Micromill можно

оперативно перенастраивать как при переходе с одного сплава на другой сплав, так и для

производства проката непосредственно для автомобилестроения, или например, на выпуск

ленты для упаковочной отрасли.

В 2002 году во Фрайбергской горной академии Институтом обработки металлов

давлением был спроектирован и запущен опытный завод совмещенного литья и прокатки -

twin-roll casting process (рис.1). Совмещенный способ литья и прокатки в сравнении с обычным

производством листового проката из слитка более экономичен и энергоэффективен.

Расширение существующего оборудования реверсивного прокатного стана позволяет

производить тонкий магниевый лист с толщиной до 0,8 мм. Магниевые листы (рис.2),

полученные способом совмещенного литья и прокатки, имеют большой потенциал в сравнении

с другими легкими металлами, используемые в автомобильной промышленности. Листы

заданного размера производят на опытно-промышленном агрегате (Фрайбергская Горная

Академия, Институт обработки металлов давлением) непрерывной разливкой и прокаткой

магниевого сплава за несколько проходов через последовательно соединенные клети с

получением горячекатаной ленты толщиной не более 50 мм. Прокатку проводят при начальной

температуре не менее 250 °С и не более 500 °С до толщины ленты не более 4 мм, при этом на

первом проходе при горячей прокатке обжатие составляло 15-17 %. [5, 6]

63

Рис.1. Магниевые листы, полученные

способом совмещенного литья и прокатки

Рис.2. Магниевые листы, полученные

способом совмещенного литья и прокатки

Для получения листового материала используют, как правило, типичные магниевые

сплавы марки AZ31 и AZ61 Al-Cu-Mg. Такие сплавы предпочтительно добавлять в качестве

легирующих добавок до 10 % алюминия и лития, до 2 % цинка и марганца.

Выполненные испытания подтверждают высокий уровень механических свойств

магниевых листов, полученных совмещенным литьем и прокаткой по сравнению с

традиционной технологией горячей прокатки слитков. К недостаткам совмещенного способа

литья и прокатки магниевых листов относят неудовлетворительное качество поверхности.

Большой процент полученных магниевых листов по краям имеют несплошности и разрывы

неправильной формы, что делает их непригодными для дальнейшей обработки. Причина

данных дефектов - повышенная анизотропия свойств магниевых заготовок, вызванных

наследственным влиянием обработки магниевого расплава в печи непосредственно перед

бесслитковой прокаткой.

Представляет научно-технический интерес разработка комплексной технологии

получения магниевых листов с высокими механическими свойствами при минимальных

значениях анизотропии способом бесслитковой прокатки, которая в настоящее время

разрабатывается в Санкт-Петербургском Горном университете. [4].

Проведенные исследования в лабораториях Фрайбергской горной академии и Горного

университета, являются предпосылкой развития новых технологий производства листового

проката из магниевых сплавов и раскрывают широкие возможности для замены стальных

изделий на облегченные узлы и детали кузовных изделий и для отечественной отрасли.

Литература

1. Лебедев В.А., Седых В.И. Металлургия магния: учебное пособие / В.А. Лебедев, В.И.

Седых. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2010. - 174 с.

64

2. Магниевые сплавы для современной техники. Сборник научных трудов. – М.: Наука,

1992. – 192 с.

3. Альтман М.Б. Магниевые сплавы: Справочник Ч.1. Металловедение магния и его

сплавов. Области применения / М.Б. Альтман - М.: Металлургия, 1978. – 232 с.

4. Кавалла Р. Управление структурой и свойствами листовых заготовок из магниевых

сплавов в условиях бесслитковой прокатки / Р. Кавалла, В.Ю. Бажин // Записки Горного

института. 2015. С.33-38.

5. MadlenUllman. Applicationof Magnesium Sheets and Strips in Vehicle Construction /

MadlenUllman, FranzBerge, KristinaNeh, RudolfKawalla, Hans-PeterVogt //

FreibergerForschungshefte, 2014. Vol.358. P.128-135.

6. KawallaR. Properties of Magnesium Strips produced by Twin-Roll-Casting and Hot Rolling /

R.Kawalla, M.Ullmann, C.Schmidt, J.Dembinska // Materials Science Forum. 2011. Vol.690. P.21-24.

7. Металлический магний: Глобальные промышленные рынки и

перспективы[Электронный ресурс] 2012 год, RoskillInformationServicesLtd / URL:

http://www.ereport.ru/articles/commod/magnesium.htm.

8. АВИСМА филиал ОАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА»[Электронный ресурс]URL:

http://www.ruscastings.ru/work/168/169/223/529

9. Применение магния. Колеса из магниевых сплавов [Электронный ресурс]. URL:

http://www.smw.com/ru/pages/19.html

10. Иртегов И.Г. Аналитический обзор: Тенденции развития производства и потребления

магния. Реферат/ И.Г. Иртегов, В.Г. Выдрин, П.Г. Детков, А.Б. Кудлай // Реферат, 19.03.2006.

11. Михаленков К. Магний. Широкие возможности в автомобилестроении [Электронный

ресурс] // Журнал «Автоцентр», №3, январь 2000. URL:http://www.autocentre.ua/ac/service/new-

technologies/magniy-shirokie-vozmozhnosti-v-avtomobilestroenii-3679.html.