автореферат диссертации по металлургии, 05.16.06, диссертация на тему:Разработка составов и создание на меди диффузионных слоев электродуговой металлизацией с последующей термообработкой

На правах рукописи

004599680

УКРАИНЦЕВ АЛЕКСАНДР ЕВГЕНЬЕВИЧ

Разработка составов и создание на меди диффузионных слоев электродуговой металлизацией с последующей термообработкой

Специальность 05.16.06 - «Порошковая металлургия и композиционные материалы»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических паук

МОСКВА-2010

00454635-

Работа выполнена в Национальном исследовательском технологическом университете «Московский институт стали и сплавов»

Научный руководитель:

доктор технических наук, доцент Радкж Александр Германович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Калита Василий Иванович

кандидат технических наук Яицкий Дмитрий Леонидович

Ведущая организация:

ФГУГТ «ЦНИИчермег им. И.П. Бардина»

Защита состоится 28 апреля 2010 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д002.060.02 в Учреждении Российской академии наук Институте металлургии и материаловедения им. A.A. Байкова РАН по адресу: 119991, г. Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, д.49.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, завереппые печатью, просим направлять по адресу: 119991, г. Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, д.49. Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. A.A. Байкова РАН. Диссертационный совет Д002.060.02.

Автореферат разослан » марта 2010г. Ученый секретарь диссертационного совета

Доктор технических наук, профессор

А.Е. Шелест

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Медь и её сплавы широко используются при изготовлении деталей металлургического оборудования (фурмы конвертеров и доменных печей, кристаллизаторы и т.д.), которые эксплуатируются в условиях контакта с высокотемпературными газовыми потоками, агрессивными газами и абразивными веществами, вызывающими интенсивное изнашивание и коррозию. Однако, обладая высокой электро- и теплопроводностью, медь имеет низкую жаростойкость и абразивную износостойкость. Одним из путей устранения этих недостатков является создание поверхностных слоёв с высокими эксплуатационными свойствами формированием защитных диффузионных покрытий. Рациональным методом защиты меди от высокотемпературной коррозии при температурах до 800°С признано алитирование, которого в ряде случаев оказывается недостаточно для значительного повышения свойств медных изделий.

В работах Вавиловской Н.Г., Земского Г.В., Минкевича А.Н. и др. показано, что легирование никелем и хромом получаемого Cu-Al диффузионного слоя повышает его жаростойкость, а железо измельчает его структуру. При этом использование алюминия в качестве подслоя или компонента смеси интенсифицирует диффузию Ni, Сг и Fe в медь.

Одним из методов создания диффузионных слоев является легирование поверхности меди насыщением в порошковых смесях. Однако этот метод является сравнительно трудоемким и обладает низкой производительностью.

В настоящее время для создания диффузионных слоев на деталях металлургического оборудования успешно применяется газотермическое напыление покрытий методом электродуговой металлизации с последующей термообработкой. Технологический процесс напыления позволяет получать требуемую производительность нанесения покрытия и характеризуется относительно небольшой трудоемкостью. Полученный Cu-Al диффузионный слой имеет твердость в 1,5-2,0 раза, износостойкость в 3,5-6,0 раз и жаростойкость в 4,0 раза выше по сравнению с медью.

Создание такого слоя на воздушных фурмах доменных печей позволило исключить причину их замены по износу рыльной части со стороны дутьевого канала и значительно повысить их стойкость по износу наружного стакана. Однако повышение стойкости воздушных фурм по прогару и снижение тепловых потерь через их поверхность являются недостаточными. Поэтому разработка составов и создание на меди диффузионных слоев электродуговой металлизацией с последующей термообработкой является актуальной научной и практической задачей.

Целью работы является исследование процесса образования диффузионного слоя в системе «Си основа - электродуговое покрытие, включающее Al, Ni, Cr, Fe», обладающего повышенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами, и создание такого слоя на поверхности воздушных фурм доменных печей для повышения их стойкости по прогару и снижения тепловых потерь через их поверхность.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи.

1. Исследовать структуру и распределение элементов по толщине диффузионного слоя, полученного напылением на медь алюминиевого и никельсодержащих электродуговых покрытий и их последующей термообработки.

2. Предложить методику расчета толщины диффузионного слоя на меди, полученного с использованием алюминиевого и никельсодержащих электродуговых покрытий.

3. Исследовать влияние состава электродуговых покрытий, образующих диффузионный слой, на его свойства.

4. Рассмотреть возможность защиты медпо-алюминиевого диффузионного слоя использованием обмазки на основе алюмофосфатной или алюмохромофосфатной связок.

5. Усовершенствовать технологию изготовления воздушных фурм доменных печей с защитным диффузионным слоем.

Научная новизна.

1. Впервые получен на меди диффузионный слой методом электродуговой металлизации никельсодержащих покрытий с алюминиевым подслоем и последующей термообработкой.

2. Установлено, что при диффузионном отжиге электродугового покрытия на меди, содержащего не менее 10% никеля, использование алюминиевого подслоя увеличивает глубину проникновения и концентрацию элементов покрытия (Ni, Сг, Fe) в меди и препятствует диффузии меди в покрытие. При этом наибольшую глубину проникновения имеет хром, что объясняется большей подвижностью атомов хрома в менее тугоплавких Сг-А1 фазах по сравнению с атомами никеля и железа в Fe-Al и Ni-Al фазах, образующимися при заданных составах и температурах термообработки.

3. Установлены зависимости параметров, пропорциональных коэффициентам диффузии алюминия и никеля в медь, от температуры в интервале 700-900°С для системы «медная основа - электродуговое никелевое покрытие с алюминиевым подслоем», позволяющие использовать предложенную методику для расчета толщины диффузионного слоя.

4. Показано, что нанесение электродугового покрытия, содержащего не менее 80% никеля, с алюминиевым подслоем при создании диффузионного слоя на меди повышает твердость медись алюминиевого диффузионного слоя на 15-30%, жаростойкость в 3,5-5 раз и износостойкость более чем в 2 раза.

Практическая значимость.

1. Разработана технология изготовления воздушных фурм доменных печей, включающая нанесение на рыльную часть элекгродуговых никельсодержащих покрытий с алюминиевым подслоем и их термообработку.

2. Предложен способ защиты медпо-алюмшшевого диффузионного слоя в условиях высоких температур с использованием обмазки на основе алюмохромофосфатной связки.

Реализация результатов работы.

Технология изготовления воздушных фурм доменных печей с защитным диффузионным покрытием и использование обмазки на основе алюмохромофосфатной связки, направленные на повышение их стойкости по прогару и снижение тепловых потерь через их поверхность, приняты к внедрению па ОАО «Северсталь» (г. Череповец, Вологодская обл.).

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена соблюдением соответствующих методик проведения экспериментов, выполнением микроструктурпых и рентгепоспектральных исследований и подтверждена результатами опытпо-промышленньгх испытаний.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертации доложены на 62-ой и 64-ой студенческих научных конференциях МИСиС (2007, 2009гг.), научном семинаре кафедры технологии оборудования трубного производства МИСиС (2009г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в опубликованных 7 научных работах и одном ноу-хау.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и приложений. Материалы диссертации изложены на 138 страницах, включают 38 рисунков, 20 таблиц и список литературы из 106 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, раскрыта научная новизна и практическая значимость, дапа информация о структуре и публикациях основных результатов и положений работы.

В первой главе проведен анализ работ по формированию диффузионных слоев на поверхности меди. Одним из способов создапия таких слоев является легирование поверхности меди методом насыщения в порошковых смесях, основным элементом которых является алюминий.

Испытание меди марки М1 с алюминиевым покрытием на жаростойкость при 800-850°С на воздухе показало, что термодиффузионное алитирование является перспективной защитой меди от окисления. При этом наибольшую жаростойкость проявляют образцы, насыщенные алюминием при 800°С в течение 2 и 4 ч и имеющие на поверхности двухфазный слой а + у2. Увеличение времени насыщения приводит к интенсивному образованию в покрытии у2- и 8- фаз, что понижает жаростойкость диффузионного слоя. Повышение температуры окисления до 900°С способствует растворению Cu-Al фаз, образующихся в процессе насыщения, и интенсивной диффузии алюминия вглубь, в результате чего ускоряется окисление меди. Что касается износостойкости, то у алитированных таким способом образцов из меди она увеличивается в 1,3 раза.

Для дополнительного повышения эксплуатационных свойств Cu-Al диффузионного слоя в состав покрытия вводят последовательно или одновременно легирующие элементы: железо, никель, хром и др.

При совместной диффузии в медь алюминия и железа последнее замедляет диффузионные процессы, измельчает структуру, способствует достижению более высоких механических свойств.

Достаточпо полно изучен процесс диффузии в медь алюминия и никеля. При совместном насыщении меди алюминием и никелем диффузионный слой имеет четкую границу раздела с медью. Светлые столбчатые зерна a-фазы вытянуты в направлении максимальной скорости диффузии. Кроме a-твердого раствора алюминия и никеля в меди в диффузионном слое имеются следующие фазы: CU9AI4, NÍ3AI, NiAl, N12AI3, N1AI3.

Испытания показали, что жаростойкость медных образцов при постоянной температуре, насыщенных Al и Ni одновременно, превосходит жаростойкость меди. Образцы же из меди, диффузионно-насыщенной никелем, имели невысокие защитные свойства.

Процесс одновременного насыщения меди алюминием и хромом происходит только при насыщении из смесей, содержащих более 10% алюмипия (остальное хром). Испытания показали, что алюмохромирование защищает медь при температурах до 900°С, хорошо выдерживает циклические режимы нагрева_и охлаждения, а износостойкость меди возрастает в 30 раз по сравнению с износостойкостью в исходном состоянии.

Однако метод диффузионного насыщения в порошковых смесях является сравнительно трудоемким и обладает низкой производительностью. В настоящее время для создания диффузионных слоев на деталях металлургического оборудования успешно применяется метод электродугового напыления покрытий с последующей термообработкой. Стандартное оборудование для напыления элсктродуговых покрытий является сравнительно компактным и дешевым, ничем пе лимитируются размеры покрываемых деталей и возможно напыление локальных и односторонних покрытий. Технологический процесс напыления позволяет получать требуемую производительность нанесения покрытия и характеризуется относительно небольшой трудоемкостью.

Представлены исследования свойств поверхностного слоя на меди, получаемого путем нанесения и термообработки алюминиевого электродугового покрытия.

При термообработке одновременно протекают два процесса: взаимная диффузия алюминия и меди и окисление алюминиевого покрытия с поверхности. Последний процесс, с одной стороны, создает на поверхности изделия защитный слой у-АЬОз, имеющий прочное сцепление с диффузионным слоем, а с другой стороны, не позволяет получить толщину диффузионного слоя, значительно превышающую толщину напыляемого покрытия. Полученный Cu-Al диффузионный слой имеет твердость, жаростойкость и износостойкость в несколько раз больше, чем у меди, а его теплопроводность составляет не более 7,0% от теплопроводности меди.

Примером применения Cu-Al диффузионного слоя для повышения эффективности работы деталей металлургического оборудования, изготовленных из меди, являются воздушные фурмы доменных печей. Создапие такого слоя на поверхности воздушных фурм позволило исключить износ их рыльной части со стороны дутьевого капала и повысить стойкость по износу наружного стакана не менее, чем на 28%. Однако повышение стойкости воздушных фурм по прогару и снижете тепловых потерь через их поверхность являются недостаточными. В связи с этим необходимо продолжить исследования, направленные на повышение этих показателей работы воздушных фурм.

На основании литературного обзора и предварительных экспериментов сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе представлены результаты создания диффузионных слоев в системе «Си основа - электродуговое покрытие, содержащее А1, №, Сг, Бе».

Покрытия наносили на медь методом электродуговой металлизации с применением аппарата ЭМ-14М. В качестве материалов для покрытий использовали алюминий (АД1), никель (НП2), нихром (Х20Н80) и нержавеющую сталь (12Х18Н10Т). При этом алюминий рассматривали в качестве подслоя или составляющей смеси с определенным процентным содержанием каждого материала, а содержание никеля в НТО, Х20Н80 и 12Х18Н10Т составляло не менее 99, 80 и 10%, соответственно.

В работе исследовали однослойные покрытия из НГО, Х20Н80, 12Х18Н10Т; двухслойные - АД1 -/ НП2, АД1 / Х20Н80, АД1 / 12Х18Н10Т, где ЛД1- подслой; смеси с равным процентным содержанием по объему каждого материала - АД1 + НП2, АД1 + Х20Н80, АД1 + 12Х18Н10Т; двухслойные покрытия, состоящие из АД1 подслоя и смесей - АД1 / (ЛД1 + НП2), АД1 / (АД1+ Х20Н80), АД1 / (АД1 + 12Х18Н10Т). Общая толщина покрытия не превышала 0,6 мм. В качестве основы использовали образцы из меди М1 размером 6x25x25 мм.

Для создания на поверхности образцов с покрытием диффузионного слоя проводили их отжиг при температурах 700-900°С и времени выдержки 2-6 ч.

Структуру диффузионных слоев па поверхности меди исследовали па оптическом микроскопе «№ор1ю121». Распределение элементов по толщине диффузионного слоя определяли методом рентгеноспектрального микроанализа на микроанализаторе М8-46 «Сатеса».

Результаты металлографических и микрорентгепоспектральных исследований поверхностного слоя па меди показали, что между покрытием и основой произошла взаимная диффузия с образованием диффузионного слоя из участков с незначительным изменением концентрации элементов покрытия в меди и меди в покрытии. Исключение составляет Си-№ диффузионный слой, состоящий из непрерывного ряда твердых растворов из-за неограниченной растворимости элементов друг в друге (рисунок 1).

11 1 - ; 1 1 и " 1!'" №

1 к- - -Л ... - _ и 1 * * Ы * к.

1 - - - - _;— - о П- -Р

- - - * ч ! • ! г Д- -

- _ -

,1!.. - 1 - ... - - ! -

* ** 1 ... £ - - - - - - 1> 4- -

" Г 11- 1 1 -

И: - 1 1 - ... 1 Т • ^

( 1 1

Рисунок 1 - Распределение № и Си в диффузионном слое образца после термообработки

Диффузионные слои с наибольшей адгезией получены для покрытий НП2 и Х20Н80 с АД1 подслоем (рисунок 2) за счет образования достаточно широкой переходной зоны в составе диффузионного слоя (рисунок 3).

А1 N1

4 3 2 1

ш

0,1 мм

¡1 ШГШ I

3 2

Рисунок 2 - Структура поверхностного слоя на медных образцах с АД1 / НП2 покрытием: а - после напыления; после термообработки: б - 700°С 6ч, в - 800°С 6ч, г - 900°С 6ч; участки, содержащие: 1 - N1, 2 - №, А1, Си; 3 - А1, Си; 4 - Си

А ££ Уъ^АА^г^ иЬ-ЖЛеХ!* И*а . /п

0,1 мм

Переходная зона

Рисунок 3 - Переходная зона диффузионного слоя после термообработки меди с АД1 /' НП2 покрытием при 700"С в течение 6ч

В таблице 1 представлены материалы покрытия, режимы термообработки образцов с покрытиями, толщина диффузионного слоя, а также глубина проникновения и изменение концентрации элементов в покрытии и меди.

Таблица 1 - Толщина диффузионного слоя (Ьд), глубина проникновения (Ь) и изменение концентрации (с) диффундирующих элементов

№ Материал t, i, Ьд> Al Ni Сг Fe Си

покрытия и его толщи- uc ч мкм в меди в покрытии

на, мкм h, мкм С, % h, мкм с, % h, мкм с, % h, мкм с, % h, мкм с, %

1 НП2, -80 900 6 130140 - - 50* 500* - - - - 8090 500,2

2 700 6 260280 160180 121 140150 0,60,1 - - - - 0 0

3 АД1/НП2, -100/-60 800 6 310330 210230 122 170190 0,60,2 — — - — 0 0

4 900 2 190210 90110 111 7090 0,60,1 — — - — 0 0

5 900 4 240250 150 112 140 0,60,1 — — — — 0 0

6 900 6 210230 130 111 110 0,60,1 - - - - 0 0

7 Х20Н80, -80 900 6 100120 - - 8090 0,40,1 4550 0,40,1 - - 2030 0,2

8 АД1/ Х20Н80, -100/-80 900 6 200220 120 9-2 100 0,5-0Д 110 0,50,1 0 0

9 12Х18Н10Т, -200 850 4 7580 - - 60 0,30,1 4045 0,30,1 5060 0,30,1 1520 0,2

10 АД1+ 12Х18Н10Т, -400 850 4 135140 90100 10,1 60 0,4- ОД 60 0,40,1 60 0,30,1 3540 0,2

11 АД1/ 12Х18Н10Т, -100/-400 850 4 190210 100110 30,1 8090 0,40,1 90100 0,40,1 7090 0,4 0,1 0 0

12 АД1/ 12Х18Н10Т, -100/-80 800 4 190210 100110 20,1 7090 0,30,1 80100 0,20,02 7080 0,20,05 0 0

Примечание: * - Си и № образуют непрерывный ряд твердых растворов (рисунок 1).

Видно, что с увеличением количества химических элементов в покрытии (Х20Н80—>12Х18Н10Т) уменьшается глубина проникновения меди в покрытие и элемен-

тов покрытия в медь. При этом Ni, Fe и Сг из напыленных покрытий диффундируют в медь на глубину в соответствии с их атомными радиусами и диаграммами состояния.

Концентрация диффундирующих элементов покрьггия в меди пропорциональна их содержанию в покрытии (Х20Н80,12Х18Н10Т) и толщине покрытия.

При напылении АД1 в качестве подслоя имеет место взаимная диффузия атомов алюминия и меди, поскольку отличаются наибольшей подвижностью в исследуемом интервале температуры термообработки (700-900°С) в соответствии с их коэффициентами самодиффузии. Диффузия атомов покрытия (Ni, Fe, Сг) в алюминий и далее в медь идет по дефектам кристаллической решетки.

При проведении термической обработки для различной температуры (700, 800, 900°С) и времени выдержки при температуре 900°С (2,4 ,6 ч) видно, что никель проникает в медь на значительную глубину. Наибольшее проникновение элементов в медь происходит при температуре 800°С: никеля -170-190 мкм, а алюминия - 210-230 мкм.

При температуре 900°С более интенсивно протекают диффузионные и окислительные процессы между слоями покрытия с образованием алюминидов никеля, что снижает концентрацию и глубипу проникновения этих элементов в медь.

С увеличением количества химических элементов в покрытии (НП2—»Х20Н80—»12Х18Н10Т) уменьшается глубина проникновения Al, Ni и Сг в медь при фиксированных температуры» временных режимах отжига. При этом Al диффундирует в медь на максимальную глубину из-за нахождения в жидкофазном состоянии. Далее элементы по глубине диффузии располагаются в следующем порядке: Сг, Ni, Fe. Большая глубина проникновения хрома в медь по сравнению с никелем и железом объясняется большей подвижностью атомов хрома в менее тугоплавких Сг-А1 фазах по сравнению с атомами никеля и железа в Ni-Al и Fe-Al фазах, образующимися при заданных составах и температурах термообработки, согласно диаграммам состояния Cr-Al, Ni-Al и Fe-Al.

В случае использования подслоя алюминия глубина проникновения алюминия в медь больше, чем при напылении смеси, поскольку во втором случае в процессе напыления возможно образование химических соединений между атомами алюминия и никель-содержащего покрытия.

Для всех рассматриваемых никельсодержащих покрытий с АД1 подслоем алюминий не диффундирует в никельсодержащее покрытие, что объясняется подвижностью атомов и атомными радиусами диффундирующих элементов. Кроме того, медь не пропихает в никельсодержащее покрытие, что, кроме подвижности атомов и атомпых радиусов, объясняется образованием при напылении алюминия и термообработке оксидов алюминия, которые, выстраиваясь у границы с покрытием, не пропускают в него медь.

Для определения толщины диффузионного слоя в процессе термообработки предложена методика, за основу которой принято уравнение:

Ьд2 = К(1)-т, (1)

где ha - толщина диффузионного слоя;

K(t) - параметр, пропорциональный коэффициенту диффузии (зависит от температуры);

т - время образования диффузионного слоя толщиной Ьд.

В результате дифференцирования уравнения (1) получили:

где Ah,, - толщина диффузионного слоя, образующаяся за время Дт.

Толщина диффузионного слоя в каждый последующий момент времени определяется так:

A„,=V,+AV>> (3)

где Ьд и, Ьд i - толщина диффузионного слоя в i-1 и i моменты времени, соответственно.

' Параметры K(t), пропорциональные коэффициентам диффузии алюминия и никеля в медь, для системы «Си основа - Al/Ni электродуговое покрытие», определяли из уравнения (1) путем использования экспериментальных данных (таблица 1).

В результате применения методов математической статистики уравнения для параметров K(t), пропорциональных коэффициентам диффузии алюминия и никеля в медь, имеют следующий вид:

КА,= (0,011-М,2556)-КГ8, cmVc R2=0,8766, о=0,357"10^ см2/с, (4)

KNi = (0,0085-t-3,1556)-10-8,cM2/c R2=0,8701, о=0,284-10"* см2/с, (5)

где II2 - коэффициент детерминации - достоверность аппроксимации, а - среднеквадратичное отклонение расчетных значений К от экспериментальных.

В результате расчетов по соотношениям (2) и (3) с использованием значений К(0 из уравнений (4) и (5) определяли толщину диффузионного слоя, образующегося в результате термообработки образцов с электродуговым покрытием. При этом учитывали изменение температуры на поверхности изделия в каждый момент времени решением уравнения теплопроводности.

Проводили сопоставление расчетных и измеренных значений толщины диффузионного слоя после лабораторного эксперимента по нагреву образцов из меди М1 толщи-пой 6,0 мм с двухслойным АД1/НП2 покрытием в печи с температурами 700, 800 и 900°С в течение 6, 6 и 2 ч, соответственно. В результате расчетов по предложешшй методике толщина диффузионного слоя составила 0,271 мм при температуре 700°С, 0,312 мм при 800°С и 0,2 мм при 900°С, а в результате измерения с помощью металлографической аппаратуры - 0,27 мм, 0,32 мм и 0,2 мм, соответственно. Следовательно, расхождение расчетных и экспериментальных результатов не превышает 2,5%.

Предложенная методика была использована для определения режимов термообработки медных изделий, папример, воздушных фурм доменных печей с двухслойным АД1/НП2 электродуговым покрытием, обеспечивающим получепие требуемой толщины диффузионного слоя, содержащего элементы напыляемых покрытий, для их защиты от прогара.

Третья глава посвящена исследованию свойств диффузионного слоя, полученного при термообработке элекгродуговых покрытий на медной основе.

Важным показателем, характеризующим качество покрытия или диффузионного поверхностного слоя, является его адгезия.

Качественную оценку адгезии на образцах до и после термообработки проводили на оптическом микроскопе «Neophot 21». В результате термообработки образцов с покрытиями имело место снижение адгезии поверхностного слоя, содержащего преимущественно хрупкие оксиды элементов никельсодержащих покрытий (рисунок 2), по сравнению с образцами до термообработки. Наилучшая адгезия после термообработки имела место при напылении покрытий НП2 и Х20Н80 с подслоем АД1.

Для измерения микротвёрдости поверхностного слоя па меди использовали прибор ПМТ-З. Микротвердость (HV) измеряли по толщине диффузионного слоя, захватывая медную основу, в соответствии с методикой (ГОСТ 9450-76).

В качестве примера в таблице 2 представлено изменение микротвердости поверхностного слоя на меди до и после термообработки образцов с АД1/НЛ2 покрытием. Видно, что максимальные значепия микротвердости достигаются на участках, содержащих Ni, Al и Cu.

Сравнивали средние значения микротвердости Cu-Al диффузионного слоя, которые при заданных режимах термообработки изменяются в интервале 141-188 HV, со средними значениями микротвердости Cu-Al-Ni диффузионного слоя, полученными на основании данных таблицы 2 и изменяющихся при аналогичных режимах термообработки

в интервале 196-240 HV. Установлено, что микротвердость Cu-Al-Ni диффузионного слоя превышает значения микротвердости Cu-Al слоя на 15—30%.

Таблица 2 - Микротвердость поверхностного слоя на меди образцов с использованием

АД1/НП2 покрытия (V - коэффициент вариации, %)

исходная

HV V

1 244 (НП2) 10

2 58 (АД1) 8

3 77 (М1) 2

700 °С

2ч 4 ч 6ч

HV V HV V HV V

1* 214 18 184 14 252 21

2 515 11 449 10 364 15

3 169 9 152 7 206 12

4 54 3 54 3 49 3

800 °С

2ч 4ч 6ч

HV V HV V HV V

1 174 20 222 18 299 24

2 485 19 405 13 434 16

3 160 9 101 8 106 6

4 53 2 51 3 47 2

900 "С

2ч 4ч 6ч

HV V HV V HV V

1 103 14 135 15 140 21

2 370 9 323 12 509 13

3 95 5 88 7 92 9

4 49 2 48 2 45 3

Примечание: * - участки поверхностного слоя, содержащие: 1 - Ni; 1 - Ni, Al, Cu; 3 - Al, Cu; 4 - Cu

При исследовании жаростойкости поверхностного слоя на меди образцы взвешивали на аналитических весах с точностью ±0,01 г до и после термообработки. Жаростойкость оценивали по увеличению массы образцов. Испытанию на жаростойкость подвергали образцы с покрытием и без покрытия. Было установлено, что максимальное повышение жаростойкости меди достигается в случае нанесения двухслойных покрытий АД1/НП2 (рисунок 4) и АД1/Х20Н80, причем жаростойкость Си-А1-№ диффузионного слоя выше чем Cu-Al в 3,5-5,0 раз.

т,ч

Рисунок 4 - Влияние времени термообработки при температуре 800°С на интенсивность окисления покрытий, содержащих Al и Ni: *-М1, А-АД1, ♦ - АД1/НП2, х - (АД1+НП2), АД1/(АД1+НП2); R2=0,89-0,99

Износостойкость поверхностного слоя оценивали при испытаниях па машине трения (схема втулка по плоскости).

На торец вращающегося цилиндра наклеивали образец с покрытием. В ходе испытания вращающийся цилиндр и, соответственно, образец прижимались к торцу неподвижного контртела - полого цилиндра с наружным диаметром 24мм и внутрешшм -19,3мм из закаленной стали У8А. Диапазон изменения скорости вращения подвижного цилиндра 500-700 мин-1 и усилие осевого прижима 43 Н обеспечивали стабильную работу установки, а время испытаний до 1 ч - получение установившихся условий трепия. Образцы взвешивали, а путь трения рассчитывали после каждых 3-5 мин работы установки.

Критерием оцеики износостойкости стала интенсивность изнашивания - убыль массы, отнесенная к пути и площади трения.

Наименьшая интенсивность изнашивания на участке установившегося трепия отмечена у диффузионного слоя, получаемого путем напыления двухслойных покрытий АД1/НП2 и АД1/Х20Н80 с последующей термообработкой при температуре 800°С в течение 2 ч: 12 и 11 мг/(км см2), соответствешю. Для сравнения интенсивность изнашивания Cu-Al диффузионного слоя, получаемого с использованием аналогичного режима термообработки, составила 26 мг/(км см2), т.е. более чем в 2 раза превышает интенсивность изнашивания диффузионного слоя, получаемого с использованием двухслойных покрытий АД1/НГО и АД1/Х20Н80.

В качестве альтернативного или дополнительного способа защиты медно-алюмгашевого диффузионного слоя от окисления при высоких температурах использовали обмазку, приготовленную па основе алюмохромофосфатной (АХФ) связки.

Обмазку (АХФ) толщиной не менее 0,5 мм наносили равномерным слоем на одну из поверхностей образцов меди и меди с алюминиевым элекгродуговым покрытием (АД1/АХФ). Затем обмазанные образцы были оставлены для просушивания на время более суток. В процессе сушки обмазка затвердеет на медной поверхности, а нанесенная на образцы с алюминиевым покрытием - проникнет в поры и заполнит их, тем самым повышает жаростойкость материала покрытия. Для сравнения влияния обмазки на жаростойкость меди и покрытия для эксперимента были подготовлены такие же образцы из меди без покрытия (М1) и с электродуговым покрытием (АД1) без обмазки.

Термическую обработку образцов проводили при температуре 800 °С и времени выдержки 2, 4, и 6 ч. На образцах из меди с увеличением времени выдержки увеличивалось количество окалины, что соответствует экспериментальным данным других авторов по окислению меди при высоких температурах. На алюминиевом покрытии количество образовавшейся окалины было значительно меньше. На поверхности материала под обмазкой также протекают окислительпые процессы. Однако под обмазкой сохраняется слой алюминиевого покрытия и на грапице медь-алюминий образовался Cu-Al диффузионный слой.

Интенсивность окисления меди и покрытия с обмазкой и без обмазки показана на рисунке 5.

т, ч

Рисунок 5 - Зависимость интенсивности окисления медных образцов от времени выдержки при температуре 800°С: х-М1, ш-АХФ, А-АД1, ♦ АД1/АХФ; 1^=0,94-0,99

Видно, что покрытие более эффективно защищает медь от окисления, чем обмазка. Максимальпое повышение жаростойкости меди достигается в случае совместного нанесения алюминиевого электродугового покрытия и обмазки, причем обмазка повышает жаростойкость Cu-Al диффузионного слоя не менее чем на 40%.

Из образцов с алюминиевым покрытием с обмазкой и без нее были сделаны шлифы, на которых были измерены толщина образовавшихся диффузионных слоев и их микротвердость.

Установлено, что в случае использования обмазки толщина диффузионного слоя составила 0,5-0,6 мм, а без обмазки - 0,35-0,5 мм, причем разница между толщиной диффузионного слоя, полученного с использованием и без использования обмазки, уменьшается с увеличением времени выдержки. Следовательно, обмазка позволяет увеличить толщину Cu-Al диффузионного слоя на 15-30%.

Значения микротвердости диффузионного слоя при использовании обмазки характеризуются незначительным изменением в интервале 143-148 HV с увеличением времени выдержки, а без обмазки - значительным ростом от 123 до 168 HV из-за наличия в слое оксида алюминия.

Четвертая глава посвящена разработке технологии изготовления воздушных фурм доменных печей с защитным никельсодержащим диффузионным слоем или обмазкой.

Существует множество решений, направленных па повышение стойкости фурм по прогару: утолщение рыльной части, навинчивание керамической оболочки, наплавка жаростойких материалов и т.д. Однако недостатки, присущие этим решениям, не позволяют достичь желаемого результата.

Для оценки эффективности применения покрытий на медных воздушных фурмах с целью их защиты от прогара в условиях контакта с жидким чугуном был проведен лабораторный эксперимент. Суть эксперимента заключалась в том, что в расплавленный чугун по очереди погружали образцы в виде трубочек из меди М1 с никельсодержащими диффузионными покрытиями и несколько эталонных образцов без покрытий. Для предотвращения проникания чугуна в трубочки их концы изолировали асбестом.

Покрытие наносили на трубочки длиной 270 мм, deHem - 8 мм, dBHyq, = 6 мм. Толщина покрытия не превышала 0,6 мм. Температура чугуна составляла 1530 °С. После погружения трубочек без покрытия время их расплавления составило около 2 с. Время выдержки в жидком чугуне образцов с покрытием до их оплавления достигало 15 с.

Процессы создания диффузионных слоев на меди и нанесения обмазки были использованы для повышепия стойкости воздушных фурм доменных печей.

В условиях ОЛО «Северсталь» была изготовлена партия фурм с двухслойными покрытиями, в которых в качестве подслоя использовали алюминий, а в качестве рабочего слоя - никель или нихром. Покрытия напосили на рылькую часть фурм, подверженную прогару. Термообработку проводили при 800°С в течение 6 ч. Далее фурмы были подготовлены к работе и установлены на ДП-5.

Результаты эксплуатации фурм с двухслойными покрытиями (АД1/НГО, АД1/Х20Н80) представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Эксплуатация опытпых воздушных фурм с двухслойными покрытиями

№ Фурменный прибор (фурма) Покрытие Время Срок службы, сутки Причина снятия

установки снятия

1 7 (127) АД1/НП2 23.07.07 31.01.08 192 Прогар рыла

2 20 (128) АД1/НП2 17.07.07 28.04.08 286 Прогар рыла снизу

3 29 (126) АД1/НГО 15.07.07 14.03.08 243 Износ наружного стакана

4 35 (129) АД1/Х20Н80 19.06.07 19.05.08 335 Износ наружного стакана

Стойкость опытпых фурм по прогару с никельсодержащими покрытиями превысила стойкость серийных фурм с алюминиевым покрытием на 30%.

Использование фурм с пикельсодержащим покрытием позволило снизить тепловые потери через их поверхность по сравнению с серийными фурмами, напыленными алюминиевым покрытием.

Тепловые потери через фурму определяли по формуле:

дшС-р-(У,+Гг)

2

где (2 - тепловые потери, Ккал/ч; с = 1,0 Ккал/(кг-°С) - теплоёмкость воды; р = 1000кг/м3 - плотность воды; У{,Уг -расход воды на входе и выходе из фурменного прибора, м3/ч; Д/ - подогрев воды в фурменном приборе, °С.

Ниже приведены тепловые потери на фурме 35(129) с АД1/Х20Н80 покрытием, имеющей максимальный срок службы, в сравнении с рядом установленной серийной фурмой 36 с АД1 покрытием (рисунок 6).

т га

со

I

< о

5 О.

ш

5

с Ш 3 о о

с о I-

250,0 -,

230,0

210,0

190,0

170,0

X *х Х

Ххх Х X х— хххх .х* Xх х X

X X X ♦ * ♦ ♦

/ V ♦ ♦

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 Время эксплуатации, недели

50,0

Рисунок 6 - Изменение тепловых потерь через воздушные фурмы в процессе эксплуатации: ♦ -опытная фурма с АД1/Х20Н80 покрытием, х - серийная фурма с АД1 покрытием

Видно, что тепловые потери через экспериментальную фурму с АД1/Х20Н80 покрытием, нанесенным на ее рыльную часть, значительно ниже тепловых потерь через рядом установленную серийную фурму с АД1 покрытием.

Также на рыльную часть фурм с АД1 подслоем была нанесена обмазка иа основе алюмохромофосфатной связки.

Данные по эксплуатации воздушных фурм с обмазкой представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Эксплуатация опытных воздушных фурм с обмазкой

№ Фурменный прибор (фурма) Время Срок службы, сутки Причина снятия

установки снятия

1 9(467) 31.03.07 02.04.08 368 По технологии

2 14(523) 01.04.08 19.05.09 413 По технологии

3 16(517) 28.02.07 17.03.07 17 Прогар наружного стакана

4 21 (525) 21.02.07 02.04.08 406 По технологии

5 26(432) 23.03.08 03.06.08 74 Брак в изготовлении

Как видно из таблицы, ни одна из фурм с обмазкой не вышла го строя по причине прогара рыльной части, причем срок службы трех из них составил более года.

В качестве примера ниже приведены тепловые потери на фурме 9(467) с обмазкой, имеющей значительный срок службы, в сравнении с рядом установленной серийной фурмой 10 с АД1 покрытием (рисунок 7).

230,0 -1

10 20 30 40 50 Время эксплуатации, недели

Рисунок 7 - Изменение тепловых потерь через воздушные фурмы в процессе эксплуатации: ♦ - опытная фурма с обмазкой, ▲ - серийная фурма с АД1 покрытием

Видно, что тепловые потери через опытную фурму с обмазкой, нанесенной па рыльную часть фурмы, не менее чем на 5% ниже тепловых потерь через рядом установленную серийную фурму с АД1 покрытием.

По изготовлению фурм с обмазкой и никельсодержащими покрытиями подготовлена и утверждена технологическая инструкция 105-Д.49-2006. Ниже приведены основные ее положения, связанные с нанесением и термообработкой никельсодержащих покрытий и нанесением обмазки, в которых учтены рекомендации по их составу, толщине и режимам термообработки.

На поверхность рыльной части воздушной фурмы с алюминиевым подслоем наносят никелевое или нихромовое покрытие толщиной 0,2-0,3 мм (согласно ТИ-ЦРМО-1-28-2008 «Создание защитного поверхностного слоя на воздушных фурмах доменных печей»).

В качестве напыляемого материала используют проволоку диаметром 1,6-2,0 мм: никелевую марки НП2 (ГОСТ 2179-75) или нихромовую Х20Н80 (ГОСТ 10994-80).

Для создания диффузионного слоя на поверхности фурмы, обладающего высокой жаростойкостью и адгезией с медной основой, необходимо проводить термическую обработку при температуре 800°С в течение 6 ч.

На внешнюю поверхность рыльной части наносят обмазку на основе алюмохро-мофосфатной связки толщиной не менее 0,5 мм при помощи шпателя.

Фурмы с никельсодержащим покрытием, изготовленные согласно технологической инструкции, представлены на рисунке 8.

Рисунок 8 - Фурмы с никельсодержащим защитным покрытием

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Установлено, что использование напыленного подслоя из АД 1 для электродугового покрытия, содержащего не менее 10% никеля, на меди приводит при диффузионном отжиге к увеличению глубины проникновения и концентрации элементов покрытия (Ni, Cr, Fe) в меди, изменению порядка их расположения в меди по глубине проникновения, согласно которому наибольшую глубину проникновения имеет хром, а также отсутствию диффузии меди и алюминия в никельсодержащее покрытие.

2. Показано, что напыление электродуговым способом покрытия, содержащего не менее 80% никеля, с алюминиевым подслоем и диффузионный отжиг при температуре 800-850°С в течение 4-6 ч обеспечивают создание на поверхности меди диффузионного слоя с более высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами, чем медно-алюминиевого диффузионного слоя: твердостью на 15-30%, жаростойкостью в 3,5-5 раз и износостойкостью более чем в 2 раза.

3. Предложена методика расчета толщины диффузионного слоя, включающая расчет параметров, пропорциональных коэффициентам диффузии алюминия и никеля в медь, для системы «Си основа -Al/Ni электродуговое покрытие», которая была использована для определения режимов термообработки воздушных фурм доменных печей с двухслойным покрытием, обеспечивающих повышение их стойкости по прогару.

4. Установлено, что совместное использование алюминиевого электродугового покрытия и обмазки на основе алюмохромофосфатной связки способствует увеличению толщины медно-алюминиевого диффузионного слоя на 15-30% и обеспечивает повышение его жаростойкости не менее чем на 40%.

5. Разработана технология изготовления воздушных фурм доменных печей, включающая нанесение на рыльную часть с алюминиевым подслоем электродуговых покрытий, содержащих не менее 80% никеля, и термообработку или обмазки на основе алюмохромофосфатной связки. Повышение стойкости по прогару опытных фурм составило не менее 30% по сравнению с серийными фурмами, напыленными только алюминиевым покрытием, а снижение тепловых потерь на отдельно взятых опытных фурмах - не менее чем на 5% по сравнению с серийными фурмами, установленными на соседних фурменных приборах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖА! ШЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В РАБОТАХ:

1. Исследование диффузионного слоя, полученного при термообработке газотермических покрытий на медной основе [текст] / А.Г. Радюк [и др.] // Материаловедение. -2007.-№7.-С. 22-26.

2. Влияние алюминия на диффузию никеля и хрома в медь при нанесение и термообработке газотсрмических покрытий [текст] / А.Г. Радюк [и др.] // Изв. ВУЗов. Цветная металлургия. - 2008. - №4. - С. 48-50.

3. Исследование свойств диффузионного слоя, полученного при термообработке газотермических покрытий на медной основе [текст] / А.Г. Радюк [и др.] // Технология металлов. - 2009. - №7. - С. 13-15.

4. Радюк А.Г., Титлянов А.Е., Украинцев А.Е. Формирование диффузионных слоев на поверхности меди и ее сплавов [текст] / А.Г. Радюк, А.Е. Титлянов, А.Е. Украинцев II Цветные металлы. - 2007. - №5. - С. 95-97.

5. Исследование способов повышения жаростойкости меди и свойств медно-алюминиевого диффузионного слоя [текст] / А.Г. Радюк [и др.] // Цветные металлы. -2009. - №6. - С. 112-113.

6. The influence of aluminum on the nickel and chromium diffusion into copper during the deposition and thermal treatment of gas-thermal coatings [text] / A.G. Radyuk [and etc.] II Russian Journal of Non-Ferrous Metals. - 2008. - Vol.49. - No.4. - pp. 261-263.

7. Украинцев А.Е. Разработка защитных покрытий для воздушных фурм доменных печей [текст] // 62-е дни науки студентов МИСиС: международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции. -М.,-2007. -С.219-220.

8. Ноу-хау 31-132-2009. Способ подготовки к работе воздушных фурм доменных печей / А.Г. Радюк, А.Е. Титлянов, А.Е. Украинцев. - 26.11.09.

Подписано в печать 12.03.2010. Формат 60x90/16. Объем 1,5 печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 390.

ИД ООО «Ролике». 141006, г. Мытищи, Московская обл., Олимпийский пр-т, 30/17. Отпечатало ИД ООО «Ролике».

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Формирование диффузионных слоев на поверхности меди и ее сплавов.

1.1. Легирование поверхности меди методом насыщения в порошковой смеси.

1.2. Технология электродуговой металлизации.

1.3. Исследование свойств поверхностного слоя на меди, получаемого путем нанесения и термообработки электродугового алюминиевого покрытия.

1.4. Защита электродуговых покрытий от окисления при нагреве.

1.5. Применение Си—А1 диффузионного слоя в доменном производстве.

1.6. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. Исследование диффузионных процессов в системе «Си основа — электродуговое покрытие, содержащее Al, Ni, Cr, Fe».

2.1. Методика проведения исследований.

2.2. Исследование структуры поверхности меди с электродуговыми покрытиями.

2.3. Влияние алюминия на диффузию никеля, хрома и железа в медь при нанесении и термообработке электродуговых покрытий.

2.4. Расчет толщины диффузионного слоя в системе «Си основа - Al/Ni электродуговое покрытие».

2.5. Влияние обмазки на диффузионные процессы между покрытием и основой.

2.6. Выводы по главе.

ГЛАВА 3. Исследование свойств диффузионного слоя, полученного при термообработке электродуговых покрытий на медной основе.

3.1. Оценка адгезии поверхностного слоя на меди.

3.2. Исследование микротвердости поверхностного слоя на меди.

3.3. Исследование жаростойкости поверхностного слоя на меди.

3.4. Оценка износостойкости поверхностного слоя на меди.

3.5. Повышение свойств поверхностного слоя на меди с использованием обмазки.

3.6. Выводы по главе.

ГЛАВА 4. Разработка технологии изготовления воздушных фурм доменных печей с защитным диффузионным слоем.

4.1. Оценка влияния покрытий на основе никеля на время проплавления деталей из меди при попадании на них жидкого чугуна.

4.2. Практика эксплуатации фурм с никельсодержащими покрытиями в доменном цехе ОАО «Северсталь».

4.3. Практика эксплуатации фурм с обмазкой в доменном цехе ОАО

Северсталь».

4.4 Технология изготовления фурм с защитными никельсодержащими покрытиями и обмазкой.

4.5. Расчет ожидаемого экономического эффекта.

4.6. Выводы по главе.

Медь и её сплавы широко используются при изготовлении деталей металлургического оборудования (фурмы конвертеров и доменных печей, кристаллизаторы и т.д.), которые эксплуатируются в условиях контакта с высокотемпературными газовыми потоками, агрессивными газами и абразивными веществами, вызывающими интенсивное изнашивание и коррозию. Однако, обладая высокой электро- и теплопроводностью, медь имеет низкую жаростойкость и абразивную износостойкость. Одним из путей устранения этих недостатков является создание поверхностных слоев с высокими эксплуатационными свойствами формированием защитных диффузионных покрытий. Рациональным методом защиты меди от высокотемпературной коррозии при температурах до 800°С признано алитирование /1/, которого в ряде случаев оказывается недостаточно для значительного повышения свойств медных изделий.

Известно, что легирование никелем и хромом получаемого Cu-Al диффузионного слоя повышает его жаростойкость, а железо измельчает его структуру /2, 3/. При этом использование алюминия в качестве подслоя или компонента смеси интенсифицирует диффузию Ni, Сг и Fe в медь.

Одним из методов создания диффузионных слоев является легирование поверхности меди насыщением в порошковых смесях. Однако этот метод является сравнительно трудоемким и обладает низкой производительностью.

В настоящее время для создания диффузионных слоев на деталях металлургического оборудования успешно применяется газотермическое напыление покрытий методом электродуговой металлизации с последующей термообработкой /4/. Технологический процесс напыления позволяет получать требуемую производительность нанесения покрытия и характеризуется относительно небольшой трудоемкостью. Полученный Cu-Al диффузионный слой имеет твердость, жаростойкость и износостойкость в несколько раз больше, чем у меди.

Создание такого слоя на воздушных фурмах доменных печей позволило исключить причину их замены по износу рыльной части со стороны дутьевого канала и значительно повысить их стойкость по износу наружного стакана. Однако повышение стойкости воздушных фурм по прогару и снижение тепловых потерь через их поверхность являются недостаточными. Поэтому разработка составов и создание на меди диффузионных слоев электродуговой металлизацией с последующей термообработкой является актуальной научной и практической задачей.

В процессе выполнения работы получены результаты, научная новизна которых заключается в следующем.

1. Впервые получен на меди диффузионный слой методом электродуговой металлизации никельсодержащих покрытий с алюминиевым подслоем и последующей термообработкой.

2. Установлено, что при диффузионном отжиге электродугового покрытия на меди, содержащего не менее 10% никеля, использование алюминиевого подслоя увеличивает глубину проникновения и концентрацию элементов покрытия (Ni, Cr, Fe) в меди и препятствует диффузии меди в покрытие. При этом наибольшую глубину проникновения имеет хром, что объясняется большей подвижностью атомов хрома в менее тугоплавких Сг-А1 фазах по сравнению с атомами никеля и железа в Fe-Al и Ni-Al фазах, образующимися при заданных составах и температурах термообработки.

3. Установлены зависимости параметров, пропорциональных коэффициентам диффузии алюминия и никеля в медь, от температуры в интервале 700-900°С для системы «медная основа - электродуговое никелевое покрытие с алюминиевым подслоем», позволяющие использовать предложенную методику для расчета толщины диффузионного слоя.

4. Показано, что нанесение электродугового покрытия, содержащего не менее 80% никеля, с алюминиевым подслоем при создании диффузионного слоя на меди повышает твердость медно-алюминиевого диффузионного слоя на 15—30%, жаростойкость в 3,5-5 раз и износостойкость более чем в 2 раза.

Практическая значимость заключается в следующем.

1. Разработана технология изготовления воздушных фурм доменных печей, включающая нанесение на рыльную часть электродуговых никельсо-держащих покрытий с алюминиевым подслоем и их термообработку.

2. Предложен способ защиты медно-алюминиевого диффузионного слоя в условиях высоких температур с использованием обмазки на основе алюмохромофосфатной связки.

Технология изготовления воздушных фурм доменных печей с защитным диффузионным покрытием и использование обмазки на основе алюмохромофосфатной связки, направленные на повышение их стойкости по прогару и снижение тепловых потерь через их поверхность, приняты к внедрению на ОАО «Северсталь» (г. Череповец, Вологодская обл.).

Данная диссертация является составной частью комплекса научно-исследовательских работ, выполненных в национальном исследовательском технологическом университете «Московский институт стали и сплавов» на кафедре технологии и оборудования трубного производства в соответствии с планом хоздоговорных работ.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена соблюдением соответствующих методик проведения экспериментов, выполнением микроструктурных и рентгеноспектральных исследований и подтверждена результатами опытно-промышленных испытаний.

Основные результаты и положения диссертации доложены на 62-ой и 64-ой студенческих научных конференциях МИСиС (2007, 2009гг.), научном семинаре кафедры технологии оборудования трубного производства МИСиС (2009г.).

Основное содержание диссертационной работы отражено в опубликованных 7 научных работах и одном ноу-хау.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и приложений. Материалы диссертации изложены на 138 страницах, включают 38 рисунков, 20 таблиц и список литературы из 106 наименований.

Основные результаты и выводы

1. Установлено, что использование напыленного подслоя из АД1 для электродугового покрытия, содержащего не менее 10% никеля, на меди приводит при диффузионном отжиге к увеличению глубины проникновения и концентрации элементов покрытия (Ni, Cr, Fe) в меди, изменению порядка их расположения в меди по глубине проникновения, согласно которому наибольшую глубину проникновения имеет хром, а также отсутствию диффузии меди и алюминия в никельсодержащее покрытие.

2. Показано, что напыление электродуговым способом покрытия, содержащего не менее 80% никеля, с алюминиевым подслоем и диффузионный отжиг при температуре 800-850°С в течение 4—6 ч обеспечивают создание на поверхности меди диффузионного слоя с более высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами, чем медно-алюминиевого диффузионного слоя: твердостью на 15-30%, жаростойкостью в 3,5-5 раз и износостойкостью более чем в 2 раза.

3. Предложена методика расчета толщины диффузионного слоя, включающая расчет параметров, пропорциональных коэффициентам диффузии алюминия и никеля в медь, для системы «Си основа -Al/Ni электродуговое покрытие», которая была использована для определения режимов термообработки воздушных фурм доменных печей с двухслойным покрытием, обеспечивающих повышение их стойкости по прогару.

4. Установлено, что совместное использование алюминиевого электродугового покрытия и обмазки на основе алюмохромофосфатной связки способствует увеличению толщины медно-алюминиевого диффузионного слоя на 15-30% и обеспечивает повышение его жаростойкости не менее чем на 40%.

5. Разработана технология изготовления воздушных фурм доменных печей, включающая нанесение на рыльную часть с алюминиевым подслоем электродуговых покрытий, содержащих не менее 80% никеля, и термообработку или обмазки на основе алюмохромофосфатной связки. Повышение стойкости по прогару опытных фурм составило не менее 30% по сравнению с серийными фурмами, напыленными только алюминиевым покрытием, а снижение тепловых потерь на отдельно взятых опытных фурмах — не менее чем на 5% по сравнению с серийными фурмами, установленными на соседних фурменных приборах.

1. Гордеева Л.Т. Защитные действия термодиффузионного алитиро-ванного покрытия на меди текст. / JI.T. Гордеева, Н.Г. Вавиловская, Г.В. Григорян // Металловедение и термическая обработка металлов. -1967. -№3. -С.55-57.

2. Земсков Г.В. Алюмосилицирование и алюмохромирование меди текст. / Г.В. Земсков, Л.Б. Степаненко // Защитные покрытия на металлах, 1968.-вып. 2.-С. 147-149.

3. Колачев Б.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов текст. / Б.А. Колачев, В.И. Елагин, В.А. Ливанов; учебник для вузов. Изд. 3-е перераб. и доп. - М.: МИСИС, 1999. - 413 с. - ISBN 5-87623-027-8.

4. Создание износостойких слоёв на поверхности медных изделий текст. / Г. Якоев, [и др.] // Цветные металлы. 2002. - №8. - С.70-73.

5. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов текст. / И.И. Новиков. М.: Металлургия, 1986. - 480 С.

6. Радюк А.Г. Формирование диффузионных слоев на поверхности меди и ее сплавов текст. / А.Г. Радюк, А.Е. Титлянов, А.Е. Украинцев // Цветные металлы. 2007. - №5. - С. 95-97.

7. Зайт В. Диффузия в металлах текст. /В. Зайт. М.: Металлургия, 1966.-654 С.

8. Герцрикен С.Д. Диффузия в металлах и сплавах в твердой фазе текст. / С.Д. Герцрикен, И.Я. Дехтяр. М.: Физматгиз, 1960. - 537 С.

9. Процессы взаимной диффузии в сплавах. / И.Б. Боровский, К.П. Гуров, И.Д. Марчукова, Ю.Э. Угасте. М.: Наука, 1973.-360 С.

10. Гегузин Я.Е. Диффузионная зона текст. / Я.Е. Гегузин М.: Наука, 1979.-290 С.

11. Гуров К.П. Взаимная диффузия в многофазных металлических системах текст. / К.П. Гуров, Б.А. Карташкин, Ю.Э. Угасте М.: Наука, 1981.-352 С.

12. Химико-термическая обработка кристаллизаторов для непрерывной разливки стали текст. / Е.А. Зарвин, [и др.] // Защитные покрытия на металлах. 1978. - вып. 12. - С. 63-65.

13. Электроэрозионная стойкость медных электродов с диффузионными покрытиями в плазменной струе текст. / Л.Б. Быкадорова [и др.] // Защитные покрытия на металлах. — 1978. — вып. 12. — С. 56-57.

14. Минкевич А.Н. Химико—термическая обработка металлов и сплавов текст. / А.Н. Минкевич. М.: Машиностроение, 1965. - 491 С.

15. Дубинин Г.Н. Жаростойкость и коррозионная стойкость меди и бронзы после алитохромирования текст. / Г.Н. Дубинин, B.C. Соколов // Защитные покрытия на металлах. 1979. - вып. 13. - С. 79-82.

16. Вавиловская Н.Г. Окалиностойкость и сопротивление истиранию меди, диффузионно-насыщенной алюминием, никелем, цирконием текст. / Н.Г. Вавиловская, Л.Г. Тимонина // Защитные покрытия на металлах. 1971. -вып. 5.-С. 177-179.

17. Гордеева Л.Т., Вавиловская Н.Г., Григорян Г.В. Окисление меди при высоких температурах и повышение ее жаростойкости алитированием текст. / Л.Т. Гордеева, Н.Г. Вавиловская, Г.В. Григорян // Защитные покрытия на металлах. 1967. - вып. 1. - С. 111-114.

18. Быкадорова Л.Б. Исследование алюмосилицирования и алюмо-хромирования меди и медных сплавов текст. / Л.Б. Быкадорова // Защитные покрытия на металлах. 1975. - вып. 9. — С. 122—124.

19. Вавиловская Н.Г. Структура и свойства алюминиево-никелевых покрытий на меди текст. / Н.Г. Вавиловская // Защитные покрытия на металлах. 1974. - вып. 8. - С. 163-164.

20. Вавиловская Н.Г. Алюмо- и ферросилицирование меди текст. / Н.Г. Вавиловская, JI.A. Стародубцева // Защитные покрытия на металлах. -1973. вып. 7. - С. 140 -142.

21. Восстановление кристаллизаторов путем нанесения газотермических покрытий текст. / А.Г. Радюк [и др.] // Сталь. 1998. - №7. - С.22-26.

22. Повышение стойкости доменных фурм путем газотермического напыления / А.Г. Радюк и др. // Сталь. 2002. - №6. - С. 11-12.

23. Какуевицкий В.А. Применение газотермических покрытий при изготовлении и ремонте машин текст. / В.А. Какуевицкий. Киев: Техника. -1989.-176 С.

24. Металлизация распылением / Н.В. Катц, Е.В. Антошин, Д.Г. Вади-васов и др. — М.: Машиностроение, 1966. 199 С.

25. Антошин Е.В. Газотермическое напыление покрытий текст. / Е.В. Антошин М.: Машиностроение, 1974. - 96 С.

26. Авдеев Н.В. Металлирование текст. / Н.В. Авдеев — М.: Машиностроение, 1978.-184 С.

27. Троицкий А.Ф. Основы металлизации распылением текст. / А.Ф. Троицкий Ташкент: Госиздат УзССР, 1960. - 184 С.

28. Поляк М.С. Технология упрочнения Текст. : в 2-х т. / М. С. Поляк. М.: Машиностроение, 1995. - 832 С. ISBN 5-217-02810-6 Т.1

29. Поляк М.С. Технология упрочнения Текст. : в 2-х т. / М. С. Поляк. М.: Машиностроение, 1995. - 688 С. ISBN 5-217-02810-6 Т.2

30. Хокинг М. Металлические и керамические покрытия Текст. : получение, свойства и применение / М.Хокинг, В.Васантасри, П.Сидки; Пер.с англ.Э.М.Лазарева [и др].,Под ред. Р.А.Андриевского. М. : Мир, 2000. - 516 С.: ил. - Пер. изд. - ISBN 5-03-002570-7

31. Порошковая металлургия и напыленные покрытия текст. / В. Н. Анциферов, Г.В. Бобров, JI.K. Дружинин, С.Т. Степанов М. : Металлургия, 1987.-792 С.

32. Бобров Г.В. Нанесение неорганических покрытий (теория, технология, оборудование) Текст. : учеб. пособие для вузов / Г.В. Бобров, А.А. Ильин. М.: Интермет Инжиниринг, 2004. - 624 С. - ISBN 5-89594-095-1

33. Создание износостойких слоев на медных изделиях текст. / А.Е. Титлянов [и др.] // Материаловедение. 1998. - №12. - С. 42^4-4.

34. Поверхностные слои на меди с высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами текст. Часть 1. Алюминиевые покрытия / А.Г. Радюк [и др.] // Технология металлов. 2005. - №1. - С. 31-36.

35. Поверхностные слои на меди с высокими физико—механическими и эксплуатационными свойствами текст. Часть 1. Алюминиевые покрытия / А.Г. Радюк [и др.] // Технология металлов. 2005. - №2. — С. 32-36.

36. Педос С.И. Влияние режимов формирования газотермических покрытий алюминия на меди на их эксплуатационные свойства текст. / С.И. Педос, Ю.А. Пустов, А.Г. Радюк // Изв. ВУЗов. Цветная металлургия. -2001. -№6. С.57-66.

37. Стеблянко B.JI. Подготовка поверхности металлических компонентов при производстве слоистых композиционных материалов текст.: учеб. пособие / В Л. Стеблянко, И.В. Ситников Магнитогорск: 1989. - 101 С.

38. Окисление металлов Текст. / Под ред. Ж. Бенара; пер. с франц. М.Г. Мастеровой и М.И. Цыпина; под ред. Г. С. Викторовича М.: Металлургия, 1968 - Т.1: Теоретические основы. - 1968. - 499 С.

39. Рыкалин Н.Н. Физические и химические проблемы соединения разнородных материалов текст. / Н.Н. Рыкалин, М.Х. Шоршоров // Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1965. - №1 - С. 29-36.

40. Повышение качества поверхности и плакирование металлов текст.: справочник / [Кнаушнер А., Киммерль П., Эрхардт X. и др.]; под ред.

41. А. Кнаушнера; пер. с нем Е. К. Бухмана, В. Н. Пальянова; под ред. А. Ф. Пи-менова. Москва: Металлургия, 1984. - 368 С.

42. Хасуи А. Наплавка и напыление текст.: пер. яп. / А. Хасуи, О. Моригаки. М.: Машиностроение, 1985. - 240 С.

43. Кречмар Э. Напыление металлов, керамики и пластмасс текст.: пер. с нем. / Э. Кречмар, Г. Шварц. М.: Машиностроение, 1966. - 432 С.

44. Кудинов В.В. Нанесение покрытий напылением. Теория, технология и оборудование текст.: учеб. для студентов металлург, и машиностроит. спец. вузов / В.В. Кудинов, Г.В. Бобров; Под ред. Б.С. Митина. М.: Металлургия, 1992. - 432 С. - ISBN 5-229-00843-1

45. Кузнецов В.Е. Разработка и исследование технологии производства электротехнической композиции «медь + интерметаллидное покрытие» с повышенной износостойкостью текст.: дис. . к.т.н.: 05.16.05: -М., 2001. -128 С.

46. Радюк А.Г. Свойства поверхностного слоя на меди, образующегося после нанесения и термообработки алюминиевого газотермического покрытия текст. / А.Г. Радюк, А.Е. Титлянов, Э.М. Самедов // Изв. ВУЗов. Цветная металлургия. 2007. - №3. - С. 70-74.

47. Крагельский И.В. Основы расчетов на трение и износ текст. / И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, B.C. Комбалов. М.: Машиностроение, 1977. - 525 С.

48. Электрические и эмиссионные свойства сплавов / Е.М. Савицкий, И.В. Буров, С.В. Пирогова и др. М.: Наука, 1978. - 296 С.

49. Николаев А.К. Материалы для кристаллизаторов непрерывного литья слитков текст. / А.К. Николаев // Цветные металлы. -1983. -№12. -С.51-55.

50. Рябов В. Р. Алитирование стали текст. / В.Р. Рябов. М.: Металлургия, 1973.-240 С.

51. Хасуй А. Техника напыления текст. / А. Хасуй. М.: Машиностроение, 1975. -288С.

52. Куманин И.Б., Бауман Б.В., Тен Э.Б. Противопригарные покрытия и качество поверхности стальных отливок // Плавка и кристаллизация сплавов: Сб. науч. трудов МИСиС. -№123 / Под ред. проф., д.т.н. A.M. Михайлова. М.: Металлургия, 1980. - С. 113-122.

53. Технология применения и получения фосфатных связок и покрытий текст. / С.Л. Голынко-Вольфсон, М.М. Сычев, Л.Г. Судакас [и др.] Л.: Химия, 1968.- 189 С.

54. Пат. 2132391 РФ, С21В7/16. Способ подготовки к работе фурмы доменной печи текст. / А.Е. Титлянов, А.Г. Радюк, А.Н. Корышев [и др.] (РФ). -№98105300; заявлено 23.03.98; опубл. 27.06.99, Бюл. №18.

55. Пат. 2303636 РФ, С21В7/16. Способ подготовки к работе фурмы доменной печи текст. / А.Е. Титлянов, А.Г. Радюк, С.М. Тихонов [и др.] (РФ). -№2005120206/02; заявлено 29.06.05; опубл. 27.07.07, Бюл. №21.

56. Пат. 2308491 РФ, С21В7/16. Способ подготовки к работе фурмы доменной печи текст. / А.Е. Титлянов, Л.М. Глухов, А.Г. Радюк (РФ). — №2005129312/02; заявлено 22.09.05; опубл. 20.10.07, Бюл. №29.

57. Дорофеев В.Н. Конструкция и проектирование доменных печей текст. / В.Н. Дорофеев Киев: УМКВО, 1991.

58. Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев A.M. Общая металлургия. -М.: Металлургия, 1985. 123 С.

59. Титлянов А.Е., Радюк А.Г., Филатов С.В. Основные направления совершенствования работы воздушных фурм доменных печей текст. / А.Е. Титлянов, А.Г. Радюк, С.В. Филатов // Сталь. 2006. - №12. - С. 2-4.

60. Пат. № 2124054 РФ. МКИ С21В7/16. Дутьевая фурма доменной печи текст. / В.В. Капнин, Ю.И. Ларин, А.Н. Корышев [и др.] -№9711691/02; заявл. 06.10.97; опубл. 27.12.98 Бюл. №36.

61. А.с. № 710248 СССР. МКИ С21В7/16. Дутьевая фурма доменной печи текст. / М.А. Шаранов, Н.М. Бабушкин, JI.A. Зайнуллин [и др.] -№2551430/22-02; заявл. 06.12.77; опубл. 07.11.86-Бюл. №31.

62. А.с. № 985040 СССР. МКИ С21В7/16. Дутьевая фурма доменной печи текст. / М.А. Шаранов, JI.A. Зайнуллин, Н.М. Бабушкин [и др.] -№33327922/22-02; заявл. 29.07.81; опубл. 30.12.81 Бюл. №36.

63. Пат. № 2109068 РФ. МКИ С21В7/16. Фурма для доменной печи текст. / А.В. Болдырев, В.Н. Ольяненко, B.C. Боженко [и др.] -№4955349/02; заявл. 07.05.91; опубл. 20.04.98 Бюл. №11.

64. Пат. № 1447855 РФ. МКИ С21В7/16. Фурма доменной печи текст. / В.И. Батов, Н.С. Антипов, A.M. Гавриков [и др.] №4248191; заявл. 26.05.87; опубл. 30.12.88 - Бюл. №36.

65. А.с. № 785362 СССР. МКИ С21В7/16. Фурма доменной печи текст. / О.Н. Мирошников, В.К. Рочняк, С.М. Пивоварова [и др.] -№2716107; заявл. 22.01.79; опубл. 07.12.80 Бюл. №34.

66. А.с. № 870433 СССР. МКИ С21В7/16. Фурма доменной печи текст. / Н.С. Антипов, В.И. Батов, A.M. Вирник [и др.] №2861308/22-02; заявл. 28.12.79; опубл. 07.10.81 - Бюл. №28.

67. Пат. № 2067999 РФ. МКИ С21В7/16. Фурма доменной печи текст. / А.А. Иванов, О.И. Шайнович, Е.И. Ясаков [и др.] №94009428/02; заявл. 17.02.94; опубл. 20.10.96 - Бюл. №29.

68. Пат. № 1822415 РФ. МКИ С21В7/16. Фурма доменной печи текст. / В.А. Доброскок, И.Ф. Курунов, Ю.С. Карабасов [и др.] №4953478; заявл. 15.04.91; опубл. 15.06.93 - Бюл. №17.

69. Пат. № 1325079 РФ. МКИ С21В7/16. Фурма доменной печи текст. / B.JI. Берестовецкий, Е.Д. Штепа, И.П. Боровинская [и др.] -№3912699; заявл. 17.06.85; опубл. 23.07.87-Бюл. №21.

70. Повышение стойкости воздушных фурм доменных печей текст. / А.А. Шокул [и др.] // Сталь. 1983. - № 10. - С. 16-17.

71. Пат. № 2167204 РФ. МКИ С21В7/16. Дутьевая фурма доменной печи текст. / Г.И. Урбанович, Е.Г. Урбанович, В.Н. Григорьев [и др.] -№99127989/02; заявл. 31.12.99; опубл. 20.05.01 Бюл. №14.

72. Пат. № 2138559 РФ. МКИ С21В7/16. Дутьевая фурма доменной печи текст. / Г.И. Урбанович, Е.Г. Урабнович, В.Н. Григорьев [и др.] -№98113505/02; заявл. 14.07.98; опубл. 27.09.99 Бюл. №28.

73. Пат. № 2115740 РФ. Способ подготовки к работе фурмы доменной печи текст. / А.Е. Титлянов, А.Г. Радюк, А.А. Костин [и др.] -№97110758/02; заявл. 26.06.97; опубл. 20.07.98 Бюл. №20.

74. Пат. № 2088671 РФ. МКИ С21В7/16. Фурма доменной печи и способ изготовления сварного шва фурмы доменной печи текст. / И.Г. Гнездилов, С.Б. Бешкинский, А.К. Есиков [и др.] №95109013; заявл. 01.06.95; опубл. 27.08.97-Бюл. №24.

75. А.с. № 881120 СССР. МКИ С21В7/16. Дутьевая фурма доменной печи текст. / В.М. Шостак, JI.B. Вишневская, Г.И. Марадудин [и др.] -№2896528/22-02; заявл. 21.03.80; опубл. 15.11.81 Бюл. №32.

76. Пат. № 2215043 РФ. МКИ С21В7/16. Способ подготовки к работе фурмы доменной печи текст. / В.Н. Григорьев, Г.И. Урбанович, Е.Г Урбанович. [и др.] -№20011337559/02; заявл. 11.12.01; опубл. 27.10.02-Бюл. №30.

77. А.с. № 929707 СССР. МКИ С21В7/16. Дутьевая фурма доменной печи текст. / И.Т. Хомич, В.Д. Гладуш, С.Ю. Шапиро [и др.] -№3214673/22-02; заявл. 14.10.80; опубл. 23.05.82 Бюл. №15.

78. А.с. № 840116 СССР. МКИ С21В7/16. Дутьевая фурма доменной печи текст. / М.И. Шарапов, Г.П. Лежнев №2551345/22-02; заявл. 05.12.77; опубл. 23.06.81 - Бюл. №18.

79. Пат. № 1201312 РФ. МКИ С21В7/16. Дутьевая фурма доменной печи текст. / АЛ. Гиммельфарб, В.М. Бондарь, Н.М. Медведев [и др.] -№3698348; заявл. 09.02.84; опубл. 30.12.85 Бюл. №36.

80. А.с. № 994560 СССР. МКИ С21В7/16. Фурменный прибор доменной печи текст. /В.В. Лисицкий, М.И. Ровенский, В.В. Врублевский [и др.] -№3249319/22-02; заявл. 23.02.81; опубл. 07.02.84-Бюл. №4.

81. А.с. № 992587 СССР. МКИ С21В7/16. Фурменный прибор доменной печи текст. /В.В. Лисицкий, А.В. Марченко, И.В. Мураш [и др.] -№3327920/22-02; заявл. 29.07.81; опубл. 30.01.83 Бюл. №3.

82. Самедов Э.М. Повышение стойкости воздушных фурм доменных печей алитированием текст. / Э.М. Самедов // Сборник трудов 3-й международной конференции молодых специалистов «Металлургия XXI века». —М.: ВНИИМЕТМАШ им. акад. А.И. Целикова, 2007. - С. 42-^7.

83. Совершенствование работы воздушных фурм доменных печей путем нанесения газотермических покрытий / В.Н. Логинов и др. // Сталь. — 2007. — №3. — С. 11-12.

84. Баранова Л.В. Металлографическое травление металлов текст.: справочник / Л.В. Баранова, Э.Л. Демина М.: Металлургия, 1986. - С. 256

85. Влияние алюминия на диффузию никеля и хрома в медь при нанесение и термообработке газотермических покрытий текст. / А.Г. Радюк [и др.] // Изв. ВУЗов. Цветная металлургия. 2008. - №4. - С. 48-50.

86. The influence of aluminum on the nickel and chromium diffusion into copper during the deposition and thermal treatment of gas-thermal coatings text. / A.G. Radyuk [and etc.] // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2008. -Vol.49. -No.4. - pp. 261-263.

87. Исследование диффузионного слоя, полученного при термообработке газотермических покрытий на медной основе текст. / А.Г. Радюк [и др.] // Материаловедение. 2007. - №7. - С. 22-26.

88. Бокий Г.В. Кристаллохимия текст. / Г.В. Бокий -М.: Наука, 1971. -400 С.

89. Бокштейн Б.С. Диффузия в металлах текст. / Б.С. Бокштейн -М.: Металлургия, 1978. 286 С.

90. Томашов Н.Д. Теория коррозии и коррозионностойкие конструкционные сплавы текст. : учеб, пособие / Н.Д. Томашов, Г.П. Чернова. М.: Металлургия, 1993. - 413 С. ISBN 5-229-00923-3

91. Титлянов А.Е. Исследование температурных полей при получении стальной полосы с алюминиевым покрытием текст. / А.Е. Титлянов, А.Г. Радюк // МИСиС. М., - 1985. - 16 С. - Деп. в Черметинформации 11.10.85, №3135.

92. Титлянов А.Е. Исследование температурного поля при нагреве стальной полосы с алюминиевым покрытием текст. / А.Е. Титлянов, А.Г. Радюк // МИСиС. М., - 1987. - 31 С. - Деп. в Черметинформации 10.08.87, №4126.

93. Демидович Б.П., Основы вычислительной математики текст. : учеб. пособие для высш. техн. учеб. заведений / Б. П. Демидович, И. А. Марон ; под общ. ред. Б. П. Демидовича. М. : Гос. изд-во физ.-математ. лит., 1960.-659 С.

94. Кутателадзе С.С. Справочник по теплопередаче текст. / С.С. Ку-тателадзе, В.М. Борищанский. JI. М.: Госэнергоиздат, 1959. - 414 С.

95. Справочник конструктора печей прокатного производства текст. / Под ред. В.М. Тымчака. М.: Металлургия, 1969. - 576 С. - Т.1.

96. Золотаревский B.C. Механические испытания и свойства металлов текст.: учеб. пособие / B.C. Золотаревский М.: Металлургия, 1974. 303 С.

97. Исследование свойств диффузионного слоя, полученного при термообработке газотермических покрытий на медной основе текст. / А.Г. Радюк [и др.] // Технология металлов. — 2009. №7. — С. 13-15.

98. Исследование способов повышения жаростойкости меди и свойств медно-алюминиевого диффузионного слоя текст. / А.Г. Радюк [и др.] // Цветные металлы. 2009. - №6. - С. 112-113.

99. Радюк А.Г. Исследование свойств поверхностных слоев на меди, получаемых путем нанесения и термообработки газотермических покрытий на основе алюминия текст. / А.Г. Радюк, А.Е. Титлянов, С.В. Филатов // Цветные металлы. 2006. - №8. - С. 106-110.

100. Украинцев А.Е. Разработка защитных покрытий для воздушных фурм доменных печей текст. // 62-е дни науки студентов МИСиС: международные, межвузовские и институтские научно—технические конференции. —1. М.,-2007.-С. 219-220.

101. Ноу-хау 31-132-2009. Способ подготовки к работе воздушных фурм доменных печей / А.Г. Радюк, А.Е. Титлянов, А.Е. Украинцев. — 26.11.09.

102. Пат. 2327742 РФ, С21В7/16. Способ подготовки к работе и установки воздушной фурмы доменной печи / В.Н. Логинов, М.Ю. Суханов, М.М. Каримов, А.Е. Титлянов, А.Г. Радюк (РФ). №2006115720/02; заявлено 06.05.06; опубл. 27.06.08, Бюл. №18.