Свинец в сравнении с другими металлами обладает малой химической активностью и высокой коррозионной стойкостью. Комплексное легирование свинца сурьмой, теллуром и медью в оптимальных концентрациях позволило получить высокоэффективные сплавы для защитных кабельных оболочек. Свинцовый сплав Pb – Sb – Cu – Te обеспечивает кабельной оболочке высокое сопротивление усталости, ползучести и активной деформации в широкой области температур, а также хорошую технологичность при ее изготовлении. Основой для такого комплекса положительных характеристик является специфическая мелкозернистая термостабильная структура, обусловливающая стабильность свойств в эксплуатации. Сплавы такой композиции находятся на уровне мировых стандартов: они обладают лучшим комплексом эксплуатационных и технологических характеристик по сравнению с наиболее перспективными отечественными и иностранными аналогами. В работе теплоемкость сплавов системы Рb – Te определялась в режиме «охлаждения» по известной теплоемкости эталонного образца из меди марки М00. Получены полиномы, описывающие температурную зависимость теплоемкости и изменений термодинамических функций сплавов. Установлено, что с ростом температуры и содержания теллура теплоемкость, энтальпия и энтропия свинца незначительно увеличиваются, а значения энергии Гиббса уменьшаются.

В представленной работе излагаются результаты молекулярно-динамического моделирования изменения поверхностного слоя расчетной ячейки при кратковременном высокоэнергетическом воздействии. Интерес к данной теме обусловлен тем, что процессы, протекающие в пребывающем в жидком состоянии поверхностном слое в последующем окажут свое влияние при его кристаллизации, и, как следствие, скажутся на различных физических и геометрических характеристиках поверхности материала в целом. Построенная и описанная в работе модель, температура расчетной ячейки в которой распределяется в соответствии с решением линейной задачи теплопроводности, позволила выявить нарушение сплошности поверхностного слоя, заключающееся в локализации избыточного свободного объема в виде группы сферических пор. Размеры этих несовершенств, а также длительность их существования имеют отличия при моделировании при разной плотности энергии лазерного излучения. Дальнейшее исследование позволило выявить условия, при которых поры остаются стабильными на протяжении всего времени моделирования, а также выявить связь между кристаллографической ориентацией межфазной границы твердое тело – жидкость и размерами образуемых пор.

Групповое обучение в общем среднем образовании, средних и высших специальных учебных заведениях предполагает передачу знаний и освоение умений с ориентацией на «среднего» по способностям обучаемого. При этом достижение такого уровня обученности как навыки в принципе невозможно. Уровень навыков требует, как правило, индивидуального обучения с применением разного рода обучающе-тренирующих систем совместно с методикой итеративного научения. Пандемия короновируса (COVID-19) и переход на дистанционную форму обучения активизировал разработку информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) обучения без присутствия учителя. Все это обуславливает актуальность разработки автоматической системы обучения на базе экспертной системы, обеспечивающей при отсутствии преподавателя достижение максимального для каждого обучаемого необходимого уровня обученности в зависимости от его интеллекта. Предложена структура автоматической обучающей системы, обеспечивающей усвоение учебного материала до заданного уровня обученности без участия преподавателя. На примере использования такой системы для обучения операторов дуговой сталеплавильной печи (ДСП) показана работа элементов системы: модели – имитатора объекта, блоков анализа ошибок обучаемого, синтеза обучающей информации, а также функций баз данных и знаний. Отдельно рассмотрены вопросы получения и формализации знаний экспертов (учителей). Приведены примеры формирования фреймов знаний для обучения сталеваров ДСП. Для обучения процессу шихтовки электросталеплавильного процесса необходим 81 фрейм информации, обеспечивающий учебные комментарии для всевозможных ошибок обучаемых.

На основе компьютерного моделирования и методов машинного обучения был составлен алгоритм подготовки и обучения. Данные взяты из технологических баз и журналов подготовки сырья для производства кокса. После проведения статистического анализа сделаны выводы, которые были приняты на производстве в реализацию. В условиях беспрерывного производственного процесса возможность своевременно выявлять дефекты в оборудовании и логистике напрямую влияет на экономический эффект. Любые области в современном мире имеют тенденцию в развитии технологий искусственного интеллекта и машинного обучения. Предприятия Новокузнецка (в том числе металлургические) активно ведут разработку роботов – подсказчиков и систем прогнозирования качества продукции. Искусственный интеллект связан с задачей использования компьютеров для понимания человеческого интеллекта. Это важное направление в построении человекоподобных систем. На рассматриваемом этапе развития машинного обучения стали использовать ряд алгоритмов и программных систем, отличительным свойством которых является то, что они могут решать задачи, так как это делал бы размышляющий над их решением человек. Относительно активно развивающихся систем информационных технологий металлургические процессы живут намного дольше, соответственно поиск решений для объединения знаний и опыта технологов и искусственного интеллекта является трудной, но интересной задачей для поиска возможных проблем на производстве. Выявление внештатных отклонений помогает избежать незапланированных простоев (экономических потерь). Статья является демонстрацией пути, который был пройден для объединения информационных технологий в области искусственного интеллекта и металлургии, а именно получение коксующихся углей на основе технологических показателей коксохимического производства.

Рассмотрен процесс распространения информации среди агентов социальной сети с целью верификации, оценки и точности разработанной модели. Построенная модель социальной сети позволяет проводить исследование распространения информации с учетом психофизиологических особенностей агента. Используемые в модели коэффициенты приема и передачи информации зависят от типа личности и определяются на основе анализа различных объектов деятельности. Источником информации является один из участников эксперимента, которая передается «ближнему кругу» агентов. Реализован программный модуль модели социальной сети. Модуль позволяет проводить исследования распространения информации с учетом психофизиологических особенностей агента. Программный модуль имеет интуитивно понятный интерфейс, позволяет задавать начальные условия эксперимента и выводить полученные результаты в удобном для пользователя виде. Для проверки адекватности работы модели проведена серия натурных экспериментов. Агенты сети, принявшие участие в эксперименте, до его начала прошли процедуру анкетирования с целью установления их типологического спектра личности с использованием методики многовариантного типирования личности. Показаны результаты заражения информацией участников сети на каждом шаге эксперимента.

Методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии исследованы структурно-фазовое состояние и поверхность разрушения металла сварных швов стали 09Г2С, выполненных с применением новых сварочных материалов на основе техногенного сырья металлургического производства (шлака производства силикомарганца и пыли электрофильтров алюминиевого производства). Изготовление сварных соединений выполнялось в лабораторных условиях с использованием сварочной проволоки марки Св-08ГА на оборудовании научно-производственного центра «Сварочные процессы и технологии» ФГБОУ ВО «СибГИУ». С использованием оборудования ФГБУН «Институт сильноточной электроники СО РАН» (г. Томск) выполнен количественный анализ параметров структуры и дислокационной субструктуры металла сварных швов. Оценены вклады скалярной и избыточной плотности дислокаций в прочность металла сварных швов. Установлено, что основной фазой металла исследуемых сварных швов (независимо от введения добавки) является твердый раствор на основе α-железа (феррит, ОЦК кристаллическая решетка, α-фаза). Кроме α-железа в металле сварного шва присутствуют частицы карбида железа (цементит) и (преимущественно в образце без добавки) силицида железа состава Fe3S. Анализируя электронно-микроскопические изображения структуры металла сварного шва, было замечено, что наиболее узкие контуры формируются у межфазных границ включение – матрица. Такими включениями, выявленными методами просвечивающей электронной микроскопии, могут являться частицы цементита, расположенные в объеме и на границах зерен феррита, и частицы силицида железа округлой (сферической) формы, расположенные в объеме зерен феррита. Выявлено, что включения второй фазы, присутствующие в металле сварного шва, являются концентраторами напряжений и могут быть центрами зарождения микротрещин при механическом воздействии на материал.

Представлены результаты исследований твердого сплава ВК10КС после различных поверхностных обработок (используя концентрированные потоки энергии). Ионно-плазменное покрытие TiN + ZrN из раздельных катодов титана и циркония наносили с помощью установки Квант-6. Катод из сплава циркония располагался в камере между двумя катодами из сплава титана. Металлографически после нанесения ионно-плазменного покрытия состава TiN + ZrN выявлен плохо травящийся слой толщиной 15 мкм, состоящий из микрослоев. Обнаруженные на дифрактограммах две фазы (TiN и ZrN) в покрытии подтверждает микрослоистость его структуры, которая будет способствовать повышению адгезии самого покрытия с твердосплавной основой. Граница между микрослоями покрытия будет тормозить рост трещины. Установлено, что введение в состав покрытия соединения TiN циркония приводит к увеличению нанотвердости на 23 % (до 39 ГПа). Электроискровую обработку проводили на установке UR – 121. Она состоит из эрозии упрочняющего электрода при искровом разряде. При этом происходит перенос продуктов эрозии на деталь. В качестве электрода применялся твердый сплав ВК6-ОМ. Рентгенофазовым анализом выявлено наличие на поверхности твердого сплава ВК10КС вновь образующейся фазы с высокой твердостью (карбид дивольфрама W₂C), у которого твердость больше, чем у карбида вольфрама WC. Наноиндентирование сплава ВК10КС после электроискровой обработки показало повышение поверхностной твердости до 22 ГПа. Методом электровзрывного легирования (ЭВЛ) титаном и бором на твердом сплаве ВК10КС получен упрочненный поверхностный слой, состоящий из диборида титана TiB₂, карбидов TiC, W₂С с нанотвердостью 28 ГПа. Суть ЭВЛ заключается в накоплении энергии батареей импульсных конденсаторов до 10 кДж и ее последующем разряде в течение 100 мкс через проводник, который испытывает взрывное разрушение. При этом происходит нагрев обрабатываемой поверхности и насыщение ее продуктами взрыва с последующей самозакалкой из-за отвода тепла в окружающую среду и вглубь материала.

На основании проведенных исследований определен перечень технологических параметров сталеплавильного и прокатного передела, оказывающих значимое влияние на ударную стойкость мелющих шаров из отбраковки рельсовой стали марки К76Ф в условиях ОАО «Гурьевский металлургический завод». С использованием стандартных методик статистического и металлографического анализов установлена степень и природа влияния указанных параметров на отбраковку мелющих шаров по результатам копровых испытаний. Определено, что повышение содержания углерода, водорода и серы в стали приводит к увеличению отбраковки мелющих шаров по результатам испытаний на ударную стойкость. При этом влияние углерода связано с формированием карбидов цементитного типа при повышении содержания углерода до заэвтектоидных значений, влияние водорода связано с образованием флокенов, а влияние серы – с образованием непластичных сульфидов. По прокатному переделу установлено значимое влияние повышения температуры прокатки шаров на увеличение их ударной стойкости, обусловленное ростом пластичности стали марки К76Ф в фактическом температурном интервале прокатки (повышение вероятности заваривания дефектов в процессе деформации). Определено, что суммарная относительная степень влияния параметров сталеплавильного и прокатного переделов на отбраковку шаров при испытаниях на ударную стойкость составляет 71 %, оставшиеся 29 % относятся к влиянию параметров термической обработки шаров, что подтверждено результатами металлографических исследований (в изломе шаров выявлены закалочные трещины).   

Формирование функционально-градиентных материалов (ФГМ) Cu/Al со сплошным интерметаллидным поверхностным слоем методом электронно-лучевого аддитивного производства сопряжено с образованием неоднородностей и дефектов в структуре. Основные препятствия для получения стабильных и бездефектных структур ФГМ на поверхности медной основы заключаются в различии коэффициентов термического расширения меди и алюминия на границе при образовании интерметаллидов, растрескиваний и расслоений. Избежать образования трещин и расслоений позволяет формирование плавного градиента от меди к интерметаллидным слоям Cu/Al. В работе методом электронно-лучевой аддитивной технологии были получены бездефектные функционально-градиентные материалы Cu/Al с различной толщиной градиентной зоны. Исследованы структурно-фазовое состояние и механические свойства ФГМ Cu/Al по всей высоте напечатанного материала. Установлено, что градиентная зона ФГМ Cu/Al состоит из фаз α-Cu, Cu₄Al, Cu₃Al и Cu₉Al₄. Установлено, что толщина градиентной зоны влияет на объемную долю интерметаллидных фаз Cu_xAl_y, которые, в свою очередь, определяют величину относительного удлинения при постоянном значении предела прочности (305 ± 10 МПа). Значения микротвердости резко повышаются в градиентной зоне и имеют неравномерный характер распределения из-за формирования интерметаллидов Cu₄Al, Cu₃Al и Cu₉Al₄. Показано, что верхняя часть ФГМ Cu/Al, состоящая из 67 % Cu и 33 % Al (об.), демонстрирует резкое падение механических свойств, что, вероятно, связано с образованием фазы Cu₉Al₄, объемная доля которой преобладает по сравнению с другими интерметаллидными фазами системы Cu_xAl_y.

Науглероживание поверхностей стальных отливок, полученных литьем по газифицируемым моделям, является одной из основных и наиболее значимых проблем применения данного способа литья. В работе проведены эксперименты по снижению ликвации углерода в отливках из стали 20ГЛ с толщиной стенки 15 мм путем проведения термической обработки (нормализации) по двум режимам, а также проведена оценка влияния модификатора FIL-1 (Россия) на структуру отливок. Рассмотрены структуры до термической обработки и после нее. Установлено, что до термообработки образцы из стали 20ГЛ без модификатора имеют наибольший науглероженный слой (до 2 мм), тогда как в образцах с модификатором этот показатель не превышает 0,8 мм. Установлен оптимальный режим термообработки для модифицированных образцов (нормализация при температуре 950 ^оС и выдержка в течение 1 ч), приводящий к распределению углерода из науглероженной поверхности образцов по всему их сечению, измельчению структуры и переход ее в равновесное состояние.

Металломатричный композит Ti/TiB был получен методом искрового плазменного спекания при температуре 1000 °C. В исходном состоянии микроструктура композита Ti/TiB состояла из игольчатых волокон TiB, неравномерно распределенных в матрице титана. РЭМ показала, что видимый диаметр волокон TiB варьировался в широком диапазоне: от десятков до нескольких сотен нанометров. Средний диаметр волокон TiB в исходном состоянии составляет 163 ± 35 нм. Горячая прокатка привела к выравниванию фрагментированных частиц-волокон TiB в направлении прокатки. Видимая средняя длина волокон TiB уменьшилась с 8 ± 4 до 3,0 ± 1,2 мкм, вероятно, в результате обрыва волокон при деформации. Установлено, что после горячей прокатки композит обладает повышенным пределом текучести и значительно улучшенными показателями пластичности по сравнению с исходным состоянием: горячекатаный образец разрушился при степени деформации на сжатие 25 %, тогда как пластичность для исходного состояния составляла 12 %. Предел текучести составил 930 и 1200 МПа для исходного и горячекатаного состояний. Прогнозируемая теоретическая прочность, рассчитанная путем суммирования вклада всех механизмов упрочнения, составляет 1946 МПа, что выше экспериментального значения 1200 МПа. Дисперсионное упрочнение обломками волокон TiB вносит наиболее заметный вклад в общую прочность композита (934 МПа или 50 %).

Представлены результаты исследования свойств электроэрозионной шихты, полученной из отходов свинцово-оловянной бронзы марки БрО5С25. Оценено влияние химического состава среды диспергирования на элементный и фазовый составы рассматриваемых электроэрозионных частиц. Установлено, что при проведении экспериментов по получению шихты в кислородсодержащей жидкости (дистиллированной воде) на поверхности получаемых частиц присутствует часть кислорода. По результатам эксперимента установлено, что основными элементами в шихте, полученной методом электроэрозионного диспергирования отходов свинцовой бронзы марки БрО5С25 в дистиллированной воде, являются кислород, медь, олово, цинк и свинец. Остальные элементы распределены в шихте относительно равномерно. На основании выполненного рентгеноструктурного микроанализа было установлено, что основными фазами в шихте, полученной в дистиллированной воде, являются Cu, Pb(Cu₂O₂), Pb₅O₈, Pb, Sn. При проведении экспериментов по получению шихты в углеродсодержащей жидкости (осветительном керосине) на поверхности получаемых частиц присутствует часть углерода. По результатам эксперимента установлено, что основными элементами в шихте, полученной методом электроэрозионного диспергирования отходов свинцовой бронзы марки БрО5С25 в осветительном керосине, являются углерод, медь, олово, цинк и свинец. Остальные элементы распределены в шихте относительно равномерно. На основании выполненного рентгеноструктурного микроанализа было установлено, что карбидообразующих элементов в сплаве нет. Основными фазами в шихте, полученной в осветительном керосине, являются Cu, Pb(Cu₂O₂), Pb₅O₈, Pb, Sn. Установлено влияние среды диспергирования на элементный и фазовый составы электроэрозионной шихты свинцово-оловянной бронзы марки БрО5С25.

Рельсы являются важнейшим элементом верхнего строения железнодорожного пути. Для повышения плавности хода, снижения динамических нагрузок в местах соединения все большее распространение получает контактная сварка рельсов в плети в стационарных условиях и алюмотермитная сварка непосредственно в пути. Несмотря на повышение качества соединений, зона сварных стыков вследствие изменения структуры, обусловленной физическими процессами сварки и термообработки, является местом с более низкими механическими характеристиками относительно металла цельнокатаных рельсов. Развитие дефектов в сварных стыковых соединениях является одной из основных причин изъятия рельсов из эксплуатации. Важной составляющей обеспечения качества рельсов и сварных стыков является формирование благоприятной эпюры остаточных напряжений. С целью оценки влияния индукционного нагрева и закалки проведено исследование распределения остаточных напряжений до и после термообработки сварного стыка, полнопрофильных проб рельсов типа Р65 категории ДТ350 из стали марки Э76ХФ текущего производства АО «ЕВРАЗ ЗСМК». Установлено, что в головке рельса преобладают сжимающие остаточные напряжения как до, так и после термической обработки, подогрев снижает общие напряжения до 210 – 264 МПа, максимальные сжимающие напряжения (586 МПа) фиксируются на стыке после упрочняющей термообработки. В шейке рельса преобладают растягивающие напряжения, отмечено резкое увеличение напряжений после упрочняющей термической обработки: напряжения возросли более чем в три раза (с 68 до 254 МПа). После подогрева сварного стыка наблюдается незначительное снижение остаточных напряжений в этой области. В подошве рельса фиксируются сжимающие напряжения с идентичной эпюрой независимо от термической обработки. Минимальные напряжения фиксируются по центру подошвы с последующим увеличением к краю пера. Наибольшая разница (57 – 537 МПа) зафиксирована после упрочняющей термообработки по периметру подошвы.

Представлены результаты анализа характеристик спеченных изделий из хромсодержащих электроэрозионных порошков. Одним из основных направлений развития технологии машиностроения в настоящее время является совершенствование существующих и разработка новых безотходных, экологически чистых, материалосберегающих производственных процессов. В решении этой проблемы определенная роль принадлежит порошковой металлургии. В последние годы большое внимание уделяется развитию методов изготовления порошковых материалов высокой плотности. Для реализации исследований были выбраны отходы хромсодержащей стали марок ШХ15 и Х13. Путем электрической эрозии на установке электроэрозионного диспергирования получили порошковые материалы. В качестве рабочей среды диспергирования был выбран бутиловый спирт. Консолидация порошка проведена методом искрового плазменного спекания с использованием системы SPS 25-10 (Thermal Technology, США). Установлено, что микротвердость спеченного образцов стали марок ШХ15 и Х13составляет 154 и 461 HV. Установлено, что пористость спеченных образцов стали марок Х13 и ШХ15 равна 3,34 (95 % пор имеют размер до 2 мкм) и 1,72 % (90 % пор имеют размер до 1 мкм). По результатам исследований установлено, что микротвердость спеченного образца из стали марки ШХ15 ниже, чем у образца из стали марки Х13. Пористость у образца из стали марки ШХ15 ниже, чем у образца из стали марки Х13. Спеченные изделия из порошкового материала стали марки Х13 имеют более твердую поверхность и могут использоваться при производстве мелких нагруженных деталей.

В угольной, нефтяной и газодобывающей отраслях промышленности штанги буровые являются неотъемлемым инструментом. Они предназначены для передачи крутящего момента и осевого усилия от вращателя бурового станка к механическому буровому инструменту, а также для передачи высоконапорной водоцементной суспензии. Низкое качество рассматриваемой конструкции может привести к авариям на опасных производственных объектах и к человеческим жертвам.

В настоящее время восприятие благотворительности и благотворительных фондов происходит через призму пожертвований в форме милостыни. Считается, что ресурсный потенциал благотворительного фонда может формироваться только при наличии пожертвований, осуществляемых множеством людей. В действительности финансовая стабильность благотворительного фонда не может быть обеспечена только разовыми пожертвованиями сострадательных граждан. Поэтому разработка модели стимулирования управляемой подсистемы благотворительного фонда, применение которой обеспечит прирост ресурсного потенциала фонда, является актуальным направлением исследования. В настоящей работе дано определение понятия «ресурсный потенциал благотворительного фонда», представлена его структура. Выявлены основные условия аккумулирования финансовых средств благотворительного фонда с позиции рыночных отношений с донорами. Разработана математическая модель формирования ресурсного потенциала благотворительного фонда, основанная на выборе веерной системы аккумулирования финансовых потоков.

Изменение климата по вероятности наступления и ожидаемому размеру убытков является одним из самых значительных рисков, угрожающих миру, как в настоящее время, так и в последующие десятилетия [1]. Рассмотрены основополагающие соглашения мирового сообщества, которые направленны на борьбу с климатическими изменениями. Представлены инструменты и стандарты для учета выбросов парниковых газов и реализации климатических проектов (действия Европейского Союза и России), нацеленные на снижение антропогенного воздействия от производств.

Исследуемая экономическая категория «качество рабочей силы» маркируется индексом глобальной конкурентоспособности отдельного государства в общей мировой ситуации. Качество рабочей силы обуславливает рейтинг экономической состоятельности наряду с общими факторами (управление государственными финансами, уровень инфляции, меры защиты прав интеллектуальной собственности, развитая судебная система и другое). Качество рабочей силы отражает уровневую дифференциацию в зависимости от средств производства и представляет совокупность квалификационно-личностных свойств, проявляемых непосредственно в процессе труда, широко охватывающих профессиональный, физиологический и социально-психологический базисы работника, его адаптационные умения как непрерывно развивающегося субъекта социально-трудовых отношений. Повышение качества рабочей силы коррелируют с совершенствованием характеристик его структурных элементов (природных, приобретенных и социально значимых индикаторов в ходе выполнения определенной профессиональной деятельности). Качество рабочей силы производно рабочей силе, где дуалистично отражается товар, находящийся в руках рабочего (носителя компетенций и капитал) имеющий цену после продажи собственником результата труда, произведенного рабочим. Обсуждаемая дефиниция – динамичная, активно прирастающая экономическая категория, трансформирующаяся за счет развития и формирования квалификационных умений и навыков работника, его готовности к этим процессам в создаваемых работодателем условиях. Развитие качества рабочей силы – показатель социально-экономических, политических процессов, ведущих трендов развития общества, влияющих на рынок труда. Ядром прироста качества рабочей силы в условиях информационного и высокоразвитого технологического общества с очевидными признаками искусственного интеллекта выступают креативность, коммуникабельность, принятие масштабных изменений, готовность к образованию на всей траектории ее профессионального пути, формирование необходимых компетенций «на опережение», полипрофессионализм, толерантность к стрессу и неопределенности в условиях множественных вызовов среды. 

26 ноября 2022 года исполнилось 75 лет члену редакционной коллегии журнала Виктору Евгеньевичу Громову – известному в России и за рубежом металлофизику, Заслуженному деятелю науки РФ, Почетному металлургу РФ, члену Межгосударственного совета по физике прочности и пластичности материалов, члену Научного Совета РАН по физике конденсированных сред, доктору физико-математических наук, профессору, заведующему кафедрой естественнонаучных дисциплин им. профессора В.М. Финкеля Сибирского государственного индустриального университета. Виктор Евгеньевич Громов зарегистрирован в Федеральном реестре экспертов в научно-технической сфере Министерства науки и высшего образования и РАН, он – член редколлегий пяти журналов из списка ВАК.