- •Содержание
- •Введение
- •Возникновение и развитие металлургии
- •История развития металлургии в России. Возникновение и развитие высшего металлургического образования
- •Выдающиеся российские ученые металлурги
- •Павел Петрович Аносов (1799 – 1851 гг.)
- •Павел Матвеевич Обухов
- •Дмитрий Константинович Чернов
- •Владимир Ефимович Грум-Гржимайло
- •Михаил Александрович Павлов
- •Евгений Оскарович Патон (1870 – 1953 гг.)
- •Борис Евгеньевич Патон
- •Николай Тимофеевич Гудцов
- •Иван Павлович Бардин
- •Сергейй Иванович Губкин
- •История развития металлургии и металлургического образования на Урале. Подготовка персонала для металлургических предприятий
- •2.1. Основатель Уральской научно-педагогической школы по обработке металлов давлением
- •Головин Аким Филиппович
- •Развитие теории обработки металлов давлением и работа на заводах
- •Выдрин в.Н. Доктор технических наук, Тарновский и.Я. Доктор технических наук, профессор, основатель кафедры профессор, заведующий кафедрой
- •Создание новых методов расчета формоизменения и силы деформации
- •Красовский н.Н. И Поздеев а.А. Выпускники 1949 г., отличные студенты и спортсмены, стали членами Академии наук ссср
- •Кафедра "Обработка металлов давлением"
- •Основы материаловедения
- •3.1.1. Классификация металлов
- •Средний химический состав земной коры по а.П. Виноградову (мощность 16 км без океана и атмосферы), % мас.
- •3.1.2. Потребительские свойства некоторых металлов и сплавов. Область применения
- •Примерные объемы мирового годового производства некоторых металлов
- •Разбивка нанопорошков по типам
- •3.2. Металлофонд России
- •Кристаллическое строение металлов. Аллотропические или полиморфные превращения
- •От расстояния между ними
- •Элементарной ячейки.
- •Аллотропические формы некоторых металлов
- •3.4. Структура реальных кристаллов
- •3.5. Кристаллизация металлов
- •3.6.1. Диаграмма состояния сплавов, образующих механическую смесь компонентов
- •Механическую смесь компонентов:
- •(Кристаллизации) эвтектики
- •3.6.2. Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии
- •3.6.3. Диаграмма состояния сплавов, образующих ограниченные твердые растворы
- •3.6.4. Диаграмма состояния сплавов, образующих химические соединения
- •Системы Mg-Pb
- •Системы Cu-Zn
- •Свойства и деформация металлов и сплавов
- •Физико-химические и физико-механические свойства металлов и сплавов
- •В таблице Менделеева
- •Физические и механические свойства важнейших металлов
- •3.7.2. Механические свойства металлов и сплавов
- •Деформация металлов и сплавов
- •Сдвига в положение а'в' (б); в - выход дислокации на поверхность кристалла
- •Возврат и рекристаллизация
- •Основы металлургии
- •4.1. Принципиальные основы производства металлов
- •4.2. Руды, подготовка руд к металлургическому переделу
- •4.2.1. Способы добычи руд
- •4.2.2. Цель подготовки руд к металлургическому переделу
- •4.2.3. Дробление и измельчение руд
- •4.2.4. Грохочение и классификация
- •А) в открытом цикле; б) в закрытом
- •4.2.5. Обогащение руд
- •Сепаратора:
- •Для очистки барабана;
- •4.2.6. Обжиг руд
- •Температуры плавления и кипения хлоридов металлов
- •4.2.7. Усреднение
- •4.2.8. Окускование
- •Рекуперации и охлаждения
- •Основы технологии производства важнейших металлов и сплавов
- •5.1. Производство железа – чугунов и сталей
- •5.1.1. Рудная база черной металлургии
- •5.1.2. I стадия - подготовка железных руд к плавке
- •Важнейшие железорудные месторождения России
- •Химические составы железной руды Оленегорского месторождения и полученного из нее концентрата
- •Месторождения
- •5.1.3. II стадия - доменное производство
- •5.1.3.1. Химические процессы в доменной печи
- •5.1.3.2. Управление доменным процессом
- •Калькуляция себестоимости передельного чугуна (в ценах 1985 г.)
- •Калькуляция себестоимости передельного чугуна (в ценах 1985 г.)
- •5.1.3.3. Мероприятия по повышению количества воздуха, вдуваемого в печь
- •5.1.3.4. Устройство и оборудование доменной печи
- •Ленточными конвейерами (галереи обозначены стрелками)
- •В доменную печь:
- •5 .1.3.5. Устройства для подачи и нагрева дутья
- •И «на дутье» (б):
- •5.1.3.6. Устройства для обслуживания горна и уборки чугуна и шлака
- •Огнеупорной массы; 6 - механизм поворота пушки к летке; 7 - защелка; 8 - люк для загрузки огнеупорной массы
- •Доменной печи:
- •5.1.3.7. Использование продуктов доменной плавки
- •5.1.4. III стадия - сталеплавильное производство
- •5.1.4.1. Принципиальные основы сталеплавильного производства
- •Химические составы чугуна и стали
- •5.1.4.2. Шлаковый режим сталеплавильного процесса
- •5.1.4.3. Мартеновское производство стали
- •5.1.4.4. Кислородно-конвертерный способ производства стали
- •Элементов в металле по ходу продувки в кислородном конвертере
- •Конвертерных газов:
- •5.1.4.5. Выплавка стали в конвертерах дуплекс-процессом
- •Транспортного назначения
- •5.1.4.6. Производство стали в электрических печах
- •5.1.4.6. Разливка стали
- •5.1.4.7. Классификация сталей
- •5.1.4.8. Бездоменные способы получения железа
- •Составы восстановительного и колошникового газов шахтиой восстановительной печи, %
- •5.1.4.9. Получение особо чистого железа
- •5.1.4.10. Производство ферросплавов
- •Удельные расходы шихтовых материалов и электроэнергии при выплавке ферросплавов
- •5.1.5. IV стадия - методы повышения качества стали
- •5.1.6. Современный электросталеплавильный цех по производству трубной непрерывнолитой заготовки
- •Технические характеристики мнлз №1
- •5.2. Производство алюминия
- •5.2.1. Рудная база
- •Из высококремиземистых бокситов
- •5.2.2. II стадия - получение а12о3
- •Выщелачивания бокситов:
- •Алюминатного раствора:
- •Перемешиванием; 2- гидроциклон;
- •5.2.3. III стадия - получение металлического алюминия
- •Р ис. 5.50. Схема электролиза для получения алюминия:
- •5.2.4. IV стадия - получение чистого алюминия
- •5.3. Производство меди
- •5.3.1. Рудная база
- •Химический состав медных руд, %
- •5.3.2. I стадия передела - механическое обогащение руд
- •5.3.3. II стадия - выплавка штейна (химическое обогащение)
- •Пирометаллургическим способом
- •Р ис. 5.56. Схема распределения химических процессов по высоте шахтной печи при полупиритной плавке
- •Тепловой баланс полупиритной плавки
- •Р ис. 5.58. Схема печи для взвешенной плавки:
- •Р ис. 5.59. Схема печи Ванюкова:
- •5.3.4. III стадия - получение черновой меди
- •Р ис. 5.60. Схема горизонтального конвертера:
- •5.3.5. IV стадия - получение чистой меди
- •Распределение элементов медных анодов в процессе электролиза, %
- •5.4. Производство титана
- •5.4.1. I стадия - механическое обогащение ильменитовых руд
- •5.4.2. II стадия - химическое обогащение
- •5.4.3. Ill стадия - получение чистых TiCl4 и то2
- •Непрерывного действия:
- •И кипения (верхняя горизонталь) некоторых хлоридов; штриховкой показан температурный диапазон, в котором производится ректификация TiCl4
- •От примесей:
- •Хлоридов; 7 - бак для сбора высококипящих хлоридов; 8 - запорные и регулирующие краны;
- •5.4.4. Получение конечной продукции
- •Восстановлением TiCl4
- •Для алюмотермического производства ферротитаиа:
- •Производство изделий из металлов и сплавов металлургическими методами
- •6.1. Обработка металлов давлением
- •Классификация процессов обработки металлов давлением. Методы омд
- •Классификация процессов листовой штамповки
- •6.1.1.1. Прокатка
- •6.1.1.2. Ковка
- •Боёк; 3 - обрабатываемое изделие; 4 и 5 - верхний и нижний штампы;
- •6.1.1.3. Штамповка
- •6.1.1.4. Прессование
- •6.1.1.5. Волочение
- •6.1.2. Элементы теории обработки металлов давлением
- •Оценка степени деформации металлического тела
- •Напряженное состояние
- •Принцип минимума энергии деформации (наименьшего сопротивления)
- •Элементы теории продольной прокатки
- •Очаг деформации, угол захвата
- •Опережение и отставание
- •Уширение при прокатке
- •Усилие и давление при прокатке
- •Механическое оборудование прокатных цехов
- •Главная линия прокатного стана и ее элементы
- •Вспомогательное оборудование
- •Классификация прокатных станов
- •Для холодной прокатки жести:
- •И рельсобалочных станах:
- •И трамвайные рельсы; 8 - двутавровая балка; 9 - швеллер; 10 - z-образный профиль
- •Технология прокатного производства
- •Нагрев металла перед омд
- •Калибровка прокатных валков
- •Для упрощения рисунка из девяти калибров приведено только четыре
- •Производство заготовок
- •Стана 900/700/500
- •Производство рельсов и балок
- •Производство листового проката
- •Стана холодной прокатки
- •Обозначения те же, что и на рис. 6.23
- •Производство труб
- •6.2. Литейное производство
- •Принципиальная схема изготовления отливок
- •6.2.2. Формовочные материалы и смеси
- •6.2.2.1. Требования, предъявляемые к формовочным и стержневым смесям
- •Свойства компонентов формовочных и стержневых смесей
- •6.2.3. Изготовление форм
- •6.2.4. Заливка форм металлом
- •Основные элементы литниковых систем
- •Типы литниковых систем
- •6.2.5. Литейные сплавы
- •6.2.6. Дефекты отливок
- •6.2.7. Специальные методы литья
- •6.2.7.1. Литье по выплавляемым моделям
- •С выплавляемыми моделями
- •Литье в металлические формы
- •Литье под давлением
- •Литье под регулируемым давлением
- •Центробежное литье
Николай Тимофеевич Гудцов
(1885 – 1957 гг.)
Родился в г. Мещовске Калужской губернии в семье учителя. Крупнейший советский учёный-металловед, специалист в области строения, свойств, термической обработки и легирования стали. Академик АН СССР (1939). Заслуженный деятель науки и техники РСФСР. Лауреат Сталинской премии (1943). Кавалер двух орденов Ленина, ордена Трудового Красного Знамени, ордена Красной Звезды.
В 1902 году окончил курское реальное училище и поступил на металлургическое отделение только что основанного Санкт-Петербургского политехнического института. В первые же годы существования института во главе металлургического отделения становятся крупнейшие учёные России А.А. Байков (с 1902 г.), М.А. Павлов (с 1904 г.), В.Е. Грум-Гржимайло (с 1907 г.). Под их руководством Н.Т. Гудцов получил всестороннее глубокое образование. В 1910 г. он защитил дипломную работу на тему «Исследование строения стали, нагретой до высоких температур» и был зачислен стипендиатом Политехнического института
в лабораторию профессора А.А. Байкова, продолжая под его руководством исследования по металлографии стали. В течение всей жизни Н.Т. Гудцов сохранил интерес к этой области металловедения, что нашло выражение в его известных работах по жаропрочным сплавам и основанию вакуумной металлографии.
Тогда же, в 1912 г., он был избран членом Русского металлургического общества, участвовал в издании «Журнала Русского металлургического общества» и до конца жизни был активным участником и председателем оргбюро Всесоюзного научно-технического общества черной металлургии.
В 1913 г. Н.Т. Гудцов поступил на работу в лабораторию Путиловского завода. Под его руководством здесь были созданы хорошо оборудованные лаборатории металлографии и механических испытаний. Путиловский завод, один из передовых заводов России, в годы восстановления стал своеобразной творческой лабораторией по подготовке развёртывания отечественного машиностроения. На заводе осваиваются и создаются новые марки легированных сталей, разрабатываются новые методы термической обработки, строится первый механизированный чугуно-литейный цех, ведутся исследования процессов плавки и разливки качественной стали.
Максимально приближенная к производству исследовательская деятельность предопределила главную особенность всего последующего творческого пути учёного – обусловленность получения новых знаний запросами практики. Основными направлениями изысканий Н.Т. Гудцова в период работы на производстве были исследования процессов плавки и разливки металла, создание новых марок легированной стали, совершенствование методов её термической обработки. Полученными результатами Николай Тимофеевич заявил о себе как талантливый и перспективный учёный. Его работы привлекли внимание ведущих металлургов и металловедов страны.
В 1928 г. Н.Т. Гудцов возглавил отделение металлографии Всесоюзного института металлов, основанного в 1919 г. Институт стал одной из первых научно-исследовательских организаций широкого профиля в области технических наук. В 1934–1935 гг. по его инициативе здесь была организована первая специальная лаборатория по изучению стального слитка.
Н.Т. Гудцов и возглавляемый им коллектив значительно расширили границы познания и в сфере фундаментальной науки, создания теоретических моделей, описывающих структуру и свойства металлов в различных фазовых состояниях. Он исследовал генезис тетрагональных решёток железа; разработал физические теории превращений в стали при охлаждении и деформации кристаллических тел; описал виды взаимодействия атомов железа и углерода в стали; сформулировал принципы применения рентгеновского анализа к изучению строения закалённой стали; предложил новую трактовку диаграммы железоуглеродистых сплавов; провёл лабораторные изыскания величины зерна в стали и её изотермической закалки; всесторонне проанализировал процессы, протекающие в различных сортах стали при их закалке, отпуске, нагреве и охлаждении. По итогам проведённых научных исследований, новизне полученных результатов и их большому прикладному значению в 1939 г. Н.Т. Гудцов был избран действительным членом АН СССР по Отделениям технических и химических наук. Тогда же он возглавил Отдел металловедения Института металлургии АН СССР. 30-е гг. были творческой вершиной в деятельности учёного. Под его руководством велись исследования в области специальных сталей и сплавов, по термической обработке, общим вопросам металловедения, разрабатывались способы улучшения свойств быстрорежущей стали, изучалось влияние содержания хрома на магнитные свойства вольфрамовой стали.
В предвоенные годы Н.Т. Гудцов и его ученики выполнили цикл работ по расширению сортаментов стали и поиску новых легирующих добавок. Это направление определялось стремительным индустриальным рывком Советского Союза и возникновением новых отраслей производства. Станкостроение, энергомашиностроение, приборостроение, оборонная промышленность остро нуждались в новых марках стали с высокой термоустойчивостью и надёжными прочностными характеристиками. Проведённые Николаем Тимофеевичем исследования охватывали все виды легированной стали – строительную, нержавеющую, износоупорную, конструкционную, инструментальную и др.
В годы Великой Отечественной войны, находясь на Урале, учёный и его коллеги по заданию ГКО провели огромную работу по созданию специальных марок сталей для оборонной промышленности. За эти изыскания Н.Т. Гудцов в 1943 г. был удостоен Сталинской премии I степени.
После возвращения в Москву Николай Тимофеевич возглавил кафедру термической обработки и металловедения Московского института стали и сплавов и одновременно Отдел металловедения Института металлургии АН СССР.
Большое внимание Н.Т. Гудцов уделял подготовке инженерных кадров. Педагогика была его вторым, после науки, призванием. Он отдал ей более сорока лет. Начало педагогической деятельности учёного восходит к 1915 г. С 1920 г. он преподаёт в Ленинградском политехническом институте (с 1926 г. – доцент, с 1930 г. – профессор, заведующий созданной им кафедрой термической обработки стали). В 30-е гг. на основе собственного педагогического опыта он подготовил для металлургических факультетов вузов страны курсы лекций «Специальная сталь, её свойства, обработка и применение», «Сталь, её природа и свойства», «Металлография и термическая обработка стали», «Физическая металлография». Николай Тимофеевич – автор учебника «Основы физической металлографии стали» (1934), ставшего настольной книгой нескольких поколений студентов. Ленинградская металловедческая школа, основателем которой по праву считается Н.Т. Гудцов, представлена десятками докторов и кандидатов наук, руководителями крупнейших сталелитейных предприятий, выдающимися учёными-металловедами, организаторами и преподавателями высшей технической школы.
БАРДИН Иван Павлович