В современной промышленности наблюдается растущий спрос на эффективное, быстрое и экономичное производство металлических деталей сложной формы и крупных размеров. Для удовлетворения этой потребности всё шире применяются технологии аддитивного производства, в частности, доуговое аддитивное изготовление WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing). Однако одним из основных недостатков WAAM является частое возникновение таких структурных дефектов, как межслойные границы, анизотропия, микротрещины и пористость. В этой связи в представленном исследовании рассматривается возможность улучшения качества структуры за счёт интеграции MIG-сварки с межслойной прокаткой, выполняемой сразу после каждого нанесённого слоя. Целью является измельчение зерна и повышение плотности и однородности структуры путём пластической деформации свеженанесённого слоя. Образцы из стали ER70S-6 были исследованы с использованием оптического микроскопа Leica DMI8, а влияние прокатки оценивалось на макро- и микроструктурном уровнях. Результаты показали, что в прокатанных образцах устраняются межслойные границы, существенно снижается пористость и анизотропия, формируется однородная мелкозернистая структура. Это подтверждает, что межслойная прокатка может быть эффективным инструментом для устранения структурных дефектов в технологии WAAM и повышения качества готовой продукции. В дальнейшем предлагается усовершенствование метода за счёт применения многовекторного давления и численного моделирования процессов деформации.

https://doi.org/10.48081/BEQG7389

2025

Выпуск 4

В данной статье приводятся исследования физико-химических свойств гранул полученных гранулированием алюминиевых шлаков. Гранулы в процессе исследований подвергались упрочняющему обжигу при высоких температурах для понимания химизма процесса. Для исследования физико-химических свойств были подготовлены пробы гранул полученных из алюминиевых шлаков, которые подверглись микроанализу растровой электронной микроскопией, рентгенофазового анализа и дериватографическим исследованиям. Проведенные исследования показали что основными фазами в гранулах являются Al2MgO4, Al5,65Mg2,39O10Si1,45, MgO3Si, Al2,4O4,8Si0,6, Al2O3. Основная часть исследуемых гранул представлена шпинелью, муллитом, оксидом алюминия, сапфирином. Причем шпинели в фазовом составе пробы №1 составили 25,4 %, сапфирин 26,0 %, оксиды алюминия 25 % и на муллит приходится 11,7 5, остальное MgO3Si (11,9 %). Теоретическая температура восстановления основного элемента кремния углеродом составляет 1669 °C, а полное разрушение муллита достигается выше 1500 °C. Поэтому, гранулы полученные из алюминиевых шлаков вполне пригодны для использования в качестве шихты при производстве ферросилиция с алюминием. Ключевые слова. Алюминиевый шлак, гранулы, оксид алюминия, высокотемпературный обжиг, дериватограмма.

10.48081/MMQL5744

2025

Выпуск 4

Проблема повторной переработки мелкодисперсных промышленных отходов остаётся актуальной задачей для многих металлургических предприятий, поскольку она влияет как на производственную эффективность, так и на экологическое состояние прилегающих территорий. Особенно это касается литейных производств, где крупные отходы — дефектные отливки и литниковые системы — повторно используются, в то время как мелкие отходы, образующиеся при механической обработке, зачастую не перерабатываются. Существенная доля таких отходов формируется при обработке высокоуглеродистой хромистой стали ШХ15, применяемой для изготовления подшипников. В результате операций шлифовки, токарной обработки и полирования образуется мелкая металлическая пыль, сложная для утилизации из-за окисления и загрязнения маслами. Эффективным способом её переработки является холодное брикетирование — смешивание металлической пыли с вяжущими компонентами и прессование под давлением в брикеты, пригодные для последующей плавки в индукционных или дуговых печах. Такой подход позволяет сократить объём отходов, возвращает легирующие элементы в производственный цикл и снижает негативную нагрузку на окружающую среду. При правильной рецептуре брикеты обладают необходимой прочностью, низкой пористостью и хорошо взаимодействуют с металлургическим процессом. Использование брикетов в качестве шихты способствует устойчивому развитию сталелитейной отрасли.

10.48081/NFBN7376

2025

Выпуск 4

В работе исследована оптимизация параметров сухой высокоградиентной магнитной сепарации техногенных марганцевых хвостов Жездинской обогатительной фабрики (Mn – 10,6 %, Fe – 2,7 %, SiO₂ – 59,8 %). Минералогический анализ показал, что марганец сосредоточен главным образом в слабомагнитных оксидных фазах (браунит, псиломелан), что обосновывает применение мощных магнитных полей. Лабораторные испытания проведены на установке РС-В 12/10-12.018 – 2012 при индукциях 0,5–1,1 Тл по трёхстадиной схеме. В результате основной сепарации (1,1 Тл) и двух перечисток (0,7 и 0,5 Тл) содержание марганца в конечном магнитном концентрате достигло 29,07 %, увеличившись примерно втрое по сравнению с исходным; суммарное извлечение Mn составило 66,82 %, выход концентрата — 24,34 %. Доля оксида кремния снизилась с 59,8 % до 33 %, что существенно повысило металлургическое качество концентрата. Предложенная технология сухой высокоинтенсивной магнитной сепарации обеспечивает эффективную переработку техногенных марганцевых отходов и получение

10.48081/GDOV2218

2025

Выпуск 4

В условиях растущей значимости Транскаспийского международного транспортного маршрута (ТМТМ) особую актуальность приобретает модернизация систем интервального регулирования движения поездов (ИРДП) на казахстанской железнодорожной сети. В статье проведён комплексный анализ существующих видов ИРДП, включая полуавтоматическую блокировку, различные формы автоблокировки (кодовая, импульсно-проводная, автоматическая локомотивная сигнализация как самостоятельное средство), а также перспективные системы ИРДП функционирующие на базе радиоканала. На основе официальной статистики и визуализации данных показано преобладание устаревших технологий на ключевых транзитных направлениях, в том числе участках ТМТМ. Выявлены проблемные зоны, в том числе высокая доля однопутных участков и использование полуавтоматической блокировки, что ограничивает пропускную способность. В работе подчёркивается стратегическая важность перехода к цифровым системам управления движением и системам ИРДП на базе радиоканала. Особое внимание уделено государственной политике в области железнодорожной модернизации, включая инициативы по расширению и строительству новых участков. Представленные результаты могут служить обоснованием для приоритетного технического переоснащения участков, имеющих критическое значение для транзитных потоков, и могут использоваться при разработке дорожных карт цифровой трансформации отрасли.

10.48081/COBQ8854

2025

Выпуск 4

В представленной работе подробно рассмотрено влияние скорости охлаждения на особенности формирования структуры и эксплуатационные свойства высокохромистого чугуна марки ЧХ16, дополнительно легированного карбидообразующими элементами. В состав сплава вводились ниобий в количестве 1,5 % по массе, а также ванадий и титан по 0,7 % каждый. Отливка проводилась в три типа форм: металлическую, оболочковую и песчано-глинистую. Это обеспечивало различные условия кристаллизации и, соответственно, отличающиеся скорости охлаждения. Проведённый анализ микроструктуры показал, что при низкой скорости охлаждения формируются сложные карбидные фазы типа Me₁₋ₓC, обладающие высокой объемной долей и равномерным распределением в структуре. Особенно выражено карбидообразование в образцах, полученных в песчано-глинистых формах. В таких условиях отмечается увеличение твердости на 17 % и рост износостойкости почти на 30 %, что объясняется наличием мягкой аустенитной матрицы с равномерно распределёнными карбидными включениями. В образцах, отлитых в металлические формы, из-за высокой скорости охлаждения карбидная фаза не успевает сформироваться в полной мере, что приводит к снижению эксплуатационных характеристик. Полученные результаты позволили установить, что для эффективного действия карбидообразующих элементов необходимо обеспечивать охлаждение, близкое к равновесному режиму. Это создаёт условия для стабильного формирования карбидных фаз, повышающих рабочие свойства чугуна. Представленные выводы могут быть полезны при разработке новых износостойких чугунов, выборе литейных режимов и корректировке легирующих добавок в промышленных условиях.

10.48081/NPXB8484

2025

Выпуск 4

В данной статье представлены результаты численного моделирования напряженно-деформированного состояния (НДС) конструктивных элементов багажной аэродромной тележки (БАТ), проведенного с применением метода конечных элементов (МКЭ). Рассмотрены два типовых сценария нагружения: вертикальная нагрузка, возникающая при размещении груза на платформе, и горизонтальная нагрузка, характерная для буксировочных операций. Для проведения анализа построена конечно-элементная (КЭ) модель тележки с использованием программного комплекса SolidWorks Simulation, обладающего широким спектром возможностей для моделирования сложных механических систем. В рамках моделирования были определены поля напряжений и перемещений в различных сечениях конструкции, что позволило провести всестороннюю оценку прочностных и жесткостных характеристик БАТ. Анализ результатов моделирования показал, что максимальные значения напряжений и перемещений не превышают предельно допустимых значений для конструкционной стали, используемой в изготовлении тележки. Это свидетельствует о высокой надежности и эксплуатационной пригодности конструкции БАТ, что подтверждается результатами прочностного расчета. Кроме того, в статье детально рассмотрено усовершенствованное тормозное устройство, предназначенное для обеспечения надежной фиксации тележки как в поднятом, так и в опущенном положении дышла. Данное решение является важным элементом повышения безопасности эксплуатации БАТ и минимизации рисков аварийных ситуаций. Таким образом, проведенное численное моделирование и анализ НДС элементов конструкции багажной аэродромной тележки позволили подтвердить ее соответствие современным требованиям надежности и эксплуатационной безопасности, а также выявить потенциальные пути повышения эффективности и безопасности эксплуатации данного оборудования.

https://doi.org/10.48081/QQDN4359

2025

Выпуск 4

В данной работе представлены результаты комплексного исследования многослойных покрытий (TiAlSiY)N/CrN, подвергнутых ионной имплантации ионами золота (Au⁻) с энергией 60 кэВ и флюенсом 1×10¹⁷ ион/см². Целью исследования являлось изучение микроструктурных изменений и элементного распределения, возникающих в результате воздействия имплантации на структуру и состав покрытий. Для анализа использовались методы grazing-инцидентной рентгеновской дифракции (GIXRD), просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (HRTEM), сканирующей просвечивающей электронной микроскопии (STEM), вторичной ионной масс-спектрометрии (SIMS), а также моделирование пробега ионов методом SRIM. Установлено, что после имплантации происходит аморфизация приповерхностной зоны толщиной до 20 нм, снижение размера кристаллитов с ~8 до ~4–5 нм, а также межслойное перемешивание, сопровождающееся искажением границ слоёв. SIMS и RBS анализ выявили селективное испарение азота, перераспределение легирующих элементов (Si, Y) и проникновение ионов золота на глубину ~20 нм. Полученные результаты демонстрируют существенное изменение фазового и элементного состояния покрытия и могут быть использованы при разработке функциональных наноструктурированных покрытий, предназначенных для эксплуатации в условиях радиационного воздействия и агрессивных сред.

10.48081/SFBX2679

2025

Выпуск 4

Целью данной работы является исследование эффективности алгоритма глубокого обучения с подкреплением Deep Deterministic Policy Gradient (DDPG) для генерации и оптимизации траекторий агента в задачах с непрерывными пространствами управления. Исследование направлено на демонстрацию возможностей DDPG в условиях ограниченного количества эпизодов и усложнённых задач с препятствиями и множественными целевыми точками. Основное внимание уделяется построению функции награды, учитывающей расстояние до цели, избегание препятствий и успешное достижение целей, а также визуализации полученных траекторий. Показано, что применение алгоритма DDPG позволяет агенту адаптивно обучаться и успешно находить как одиночную, так и множественные цели, формируя эффективные траектории. При этом демонстрируется устойчивость поведения агента к изменениям условий задачи, а также высокая способность к избеганию препятствий. Несмотря на ограниченное число эпизодов, агент в большинстве случаев способен стабильно достигать целей по оптимальным траекториям. Результаты подтверждают перспективность использования DDPG в задачах планирования и управления траекторией, включая робототехнические приложения. Дальнейшие исследования могут быть направлены на расширение среды, увеличение числа целей и внедрение более сложных функций награды.

https://doi.org/10.48081/SMDB4537

2025

Выпуск 4

В данной статье представлена структурная схема замкнутой системы «преобразователь частоты – вентильный двигатель» электропривода электромобиля. Представлено математическое описание динамики замкнутой системы «ПЧ-ВД». Приводится программа синтеза параметров нелинейного корректирующего устройства системы. Решение задач связанных с определением параметров замкнутой нелинейной системы электропривода «ПЧ-ВД» требует применения различных математических методов. В программе синтеза параметров, нелинейного корректирующего устройства применяется без градиентный метод сканирования, численный метод Рунге – Кутта для решения дифференциальных уравнений динамики замкнутой системы «ПЧ–ВД» и алгоритм расчета частных производных функции Р.Беллмана. Приводится график переходных процессов скорости и момента вентильного двигателя. Написана специальная функциональная программа для расчета дифференциальных уравнений. Подробно рассмотрен алгоритм оценки параметров модели, которая описывает процесс изменения скорости и момента в измерениях. Показано, как зная логику построения алгоритма его можно модифицировать под изменившиеся условия и получить необходимый результат (оценку параметров модели).Синтез параметров системы заданной структуры и синтез корректирующих устройств системы по заданным показателям качества рассматривают как инженерную задачу, сводящуюся к такому построению систем автоматического управления, при котором обеспечивается выполнение технических требований, а также при инженерном синтезе систем автоматического управления обеспечиваются: необходимая точность и положительный характер переходных процессов, в котором окончательно выбирается лучшее из многих возможных вариантов решений с точки зрения существующих конкретных условий

10.48081/DGVE7126

2025

Выпуск 4