Семенова Н.Г., Данилова Е.Б. «Акустические течения и возможности их использования для интенсификации тепло-массообменных процессов» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 5 (1975)

Различные акустические течения имеют одну природу – необратимые потери энергии и импульса звуковой волны в среде. Эти потери могут происходить как в объеме всей среды, занятом акустическим полем, так и в части объема, занятого полем, характеризующейся сильным поглощением звуковых волн. Скорость акустических течений тем больше, чем больше абсолютные потери звуковой волны в среде. Механизм потерь при этом безразличен. Скорость акустического течения растет с мощностью источника. Конкретный вид связи между излучаемой мощностью и скоростью акустического потока зависит от соотношения вязких и инерционных сил в данном конкретном случае. Акустические течения всех известных типов интенсифицируют тепло и массообменные процессы. Причинами этого воздействия могут быть изменения в звуковом поле толщины гидродинамического пограничного слоя н изменения характера течения, в акустическом пограничном слое, а также возникновение зон микро-и макроперемешивания в среде. Использование акустических течений для перемешивания особенно целесообразно при необходимости создания зон микроперемешивания и осуществления бесконтактного перемешивания.

Степанов В.С., Абрамов О.В., Куманин И.Б., Асташкин Ю.С. «Оценка роли акустических течений в процессе формировании структуры слитка» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 6 (1975)

В настоящее время практически отсутствуют работы, посвященные изучению условии возникновения акустических течении в расплавах и оценке их роли в процессе формирования структуры слитка. Эксперименты в этом направление были проведены на модельных металлоподобных органических веществах – нафталине и камфоре и их сплавах. Выбор прозрачных веществ позволил осуществить непосредственное наблюдение за характером развития потоков и процессом формирования, структуры слитка. Введение колебаний частотой 45 кГц и интенсивностью 1 Вт/см² в расплав переохлажденный на 1–5°С приводило к возникновению крупномасштабных течении эккартовского типа со скоростью до 0,2 см/сек. С повышением температуры геометрически правильный характер течений нарушался, а скорость возрастала на порядок. Вхождение фронта кристаллизации в зону течений жидкости вызывало искажение их геометрии и диспергирование растущих кристаллов и выравнивание фронта. Обломки кристаллов частично выносились в расплав, частично оставалис в межосных пространствах, где становились центрами кристаллизации. Проведенные эксперименты показали, что крупномасштабные течения изменяют характер теплового поля и интенсифицируют процессы конвективной диффузии, мелкомасштабные – уменьшают толщину диффузионного слоя, оказывают влияние на ширину зоны термического и концентрационного переохлаждения и морфологию растущих кристаллов.

Дрожалова В.И., Китайгородский Ю.И. «Расчет высоты и скорости подъема жидкостей по капиллярам при воздействии ультразвуковых колебаний» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 6-7 (1975)

Предложена методика расчета высоты и скорости подъема жидкостей по капиллярам при воздействии ультразвуковых колебаний. Расчет базируется на ранее высказанной гипотезе: подъем жидкостей происходит вследствие захлопывания кавитационных полостей в сечении капилляра. Методика расчета следующая,. На основе уравнения движения полости в несжимаемой жидкости рассчитываются максимальный радиус, до которого растягивается полости R_max, параметр парогазосодержания δ и минимальный радиус захлопывающейся полости R_min. Затем определяется эквивалентный минимальный радиус R^э_min до которого захлопнулся бы пузырек в жидкости, если учитывать се сжимаемость. Влияние сжимаемости принято эквивалентным увеличению парогазосодержанию полости в сжимаемой жидкости. С использованием значений R_max, R^э_min и δ^э рассчитывается распределение поля давлении при захлопывании полости и время действия давлений. На основе закона сохранения количества движения с учетом сил вязкого трения определяются скорость, высота подъема за один период колебаний и общая высота столба жидкости с учетом изменения массы в процессе подъема. Даны результаты вычислений, выполненных на ЭВМ, для высоты и скорости подъема воды. Теоретический расчет по предложенной методике дает удовлетворительное совпадение с экспериментальными данными.

Остроумов Г.А., Дружинин Г.А., Крячко В.М., Токман А.С. «Взаимодействие звуковых импульсов с пористыми средами» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 7 (1975)

Свойства сплошных однородных сред, используемых в ультразвуковой технологии, изучены сравнительно подробно по сравнению г неоднородными средами, состоящими из различных компонентов. Например, часто встречаются, среды, состоящие из твердого или жидкого вещества с газовыми пузырьками. Эксперименты показали, что уравнение состояния таких пористых сред, как жидкости с пузырями, пенополимеры, порошки может быть записано в виде степенном адиабаты (в форме θ), а показатель степени, который для однородных веществ не превосходит десяти, достигает нескольких тысяч. Важными следствиями такого аномально большого значения нелинейного параметра будет: а) уменьшение области образования пилообразного профиля первоначально синусоидальной звуковой волны; б) сильная зависимость коэффициента отражения от границ раздела сплошного и пористого вещества от давления в импульсе.

Экнадиосянц О.К. «О природе фонтанирования жидкости под действием акустических колебаний» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 8 (1975)

Существующее объяснение эффекта фонтанирования жидкости под действием акустических колебаний воздействием радиационного давления на границу раздела жидкость газ является не полным . Под действием радиационного давления происходит только стационарное вспучивание поверхности жидкости в месте падения на нее звукового пучка; образование же самой струи-фонтана, т.е. фонтанирование, связано с потоком жидкости, возникающим вследствие образования кавитации в основании фонтана.

Агранат Б.А., Докучаева В.А. «Некоторые закономерности кавитационного разрушения металла» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 8 (1975)

Свойства кавитирующей жидкости с успехом используются в различных отраслях промышленности (для снятня заусенцев, диспергирования материалов и т.д.). Особый интерес представляет кавитационное разрушение металлов, В настоящей работе рассматривается модель кавитационной эрозии металлической фольги. Предполагается, что разрушение металла, помещенного в кавитирующую жидкость, происходит, как за счет ударных волн от захлопывающихся кавитационных пузырьков зоны кавитации, так и за счет ударных волн от кавитационных пузырьков, образующихся на поверхности металла (плотность их зависит от свойств поверхности). Получена формула, выражающая зависимость размера частиц фольги от времени кавитационного воздействия. Обработаны экспериментальные данные по эрозии алюминиевой фольги. На основании экспериментальных данных оценены некоторые средние значения постоянных материалов г. зоны кавитации.

Макаров В.К., Кортнев А.В., Супрун С.Г. «Исследование кавитационных. порогов в пересыщенной воздухом воде» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 9 (1975)

Интенсифицирующее воздействие ультразвука в воде связано с кавитацией и изучение кавитационных порогов, в зависимости от газосодержания, представляет практический интерес. Однако, данные по измерению порогов, полученные отдельными авторами, существенно различаются, что можно объяснить отсутствием должного контроля за газосодержанием. В настоящей работе кавптационные пороги определялись по возникновению первой субгармоникн в акустическом спектре и методом амплитудной спектрометрии кавитацнонных импульсов давления при условии четкой фиксации ряда параметров, в том числе общего газосодержания воды. Показано, что порог существенно определяется температурой и газосодержанием, при этом зависимость его от указанных факторов неоднозначна, а зависит от предистории образца воды, т.е. от того, каким способом достигнуто данное воздухосодержание жидкой среды. Если одно и то же газосодержание достигнуто отстаиванием пересыщенной воздухом воды, барботированием воздуха в частично дегазированной воде и, наконец, барботированием в ультразвуковом поле, то во всех трех случаям значения кавитационных порогов существенно различны. Полученные результаты объяснены тем, что величина кавитационного порога однозначно определяет ся распределением кавитацинонных зародышей по размерам, которое может значительно изменяться при одном и том же воздухосодержании жидкости. Даны рекомендации по получению воспроизводимых результатов при измерении порогов кавитации.

Макаров В.К., Околелов Г.И., Кортнев А.А. «Исследование кавитационной области и сравнение эффективности преобразователей методом амплитудной спектрометрии» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 9-10 (1975)

Методом амплитудной спектрометрии по амплитудному спектру импульсов кавитационного давления прогнозируется убыль веса миниатюрных металлических образцов в результате кавитационной эрозии. Измерение эрозионной активности кавитации в различных точках акустического поля выявляет неоднородную структуру кавитационной области. Эрозионная активность в данной точке поля определяется, не только температурой, газосодержанием, мощностью ультразвука, но и формой кавитационной области. Поэтому зависимость эрозионной активности от указанных всех параметров носит сложный характер. Для сравнения эффективности ультразвуковых преобразователей предлагаются интегральные характеристики их работы.

Кортнев А.В., Макаров В.К., Кортиев А.А., Лешин В.И. «Амплитудно-временной анализ акустической кавитации» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 10-11 (1975)

Процесс акустической кавитации характеризуется определенным временем установления, в течение которого процесс резко нестационарен. Изучение нестационарных режимов кавитации осуществляется с помощью сверхскоростной киносъемки, которая не позволяет получить всей необходимой информации. В настоящей работе процесс установления исследовался путем амплитудно-временного анализа кавитационных импульсов давления- Плоский излучатель возбуждался магннтострикционным преобразователем на частоте 21 кГц в импульсном режиме при регулируемой длительности и скважности импульсов. Кавитациоиные импульсы давления фиксировались миниатюрным гидрофоном и поступали на вход 10-каналыюго амплитудного анализатора. Импульс, синхронный с передним фронтом возбуждающего импульса, открывал амплитудный анализатор. Интервал времени в течение которого был открыт анализатор, а также задержка открытия анализатора относительно начала возбуждающего импульса регулировались плавно в широких пределах. Таким образом, установка позволяла получать амплитудные спектры кавитационных импульсов в любой момент времени относительно момента включения преобразователя. Показано, что время установления имеет порядок 10^–1 с и существенно зависит от электрической мощности, подводимой к преобразователю. Процесс установления не монотонен, а имеет квазипериодический характер, объясняющийся тем, что но мере развития кавитации падает волновое сопротивление среды. Показано, что амплитудно-временной анализ может быть применен для, определения оптимальных режимов импульсного ультразвукового воздействия на технологические процессы.

Макаров В.К., Околелов Г.И., Макарова Т.В. «Исследование характера кавитационного разрушения металла методом амплитудной спектрометрии» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 11-12 (1975)

Высказано предположение о различии физических механизмов разрушения поверхности крупными и мелкими пузырьками.

Лазарев А.И. «Исследование воздействия кавитационных нагрузок на дислокационную структуру ионных кристаллов LiF при их разрушении в акустическом поле» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 12-13 (1975)

Работа посвящена изучению воздействия кавитационных нагрузок на дислокационную структуру монокристаллов LiF и оценке на основе этого изучения давлений, действующих на поверхность твердых тел, при захлопывании вблизи ее кавитационного пузырька и средней плотности энергии единично го объема кавитационной области. Кавитационная обработка кристаллов велась на плоскостях спайности {100} монокристаллов LiF в рабочей камере ультразвуковой установки УЗВД-6 на частоте 18 кГц. Подтвержден микроударный характер кавитационного воздействия на кристаллы LiF, что проявляется в наличии звезд фигур травления (ЗФТ) форма и структура которых аналогична ЗФТ, образующихся при локальном приложении статической нагрузки. Энергия образования ЗФТ, возникающих при кавитационной обработке, определялась путем сопоставления их с со размерными ЗФТ, полученными при падении стеклянного шарика на поверхность кристалла. Энергия образования последних вычислялась по данным измерения высоты падения i отскока шарика и его радиуса. Давления, возникающие при кавитациониой обработке оценивались расчетным путем по формулам, выведенным дли случая свободного падения шара на горизонтальную плоскость, из теории удара Герца. Для выявления теплового воздействия на кристалл LiF при кавитационной обработке проводилось сравнительное изучение структуры ЗФТ, полученных при падении стеклянного шарика на нагретый кристалл и ЗФТ, образующихся от кавнтационных ударов.

Панов А.П., Приходько В.М. «О кавитационном разрушении в поле стержневого излучателя» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 13 (1975)

Рассматриваются результаты исследования эрозионной активности кавитационной области, формирующейся в акустическом поле стержневых излучателей при амплитудах смещения до 500 мкм. Исследование проводилось с использованием эрозионных тестов и фотосъемки. Показано, что кавитационная область и ее эрозионная активность существенно изменяются с увеличением амплитуды смещения поверхности излучателя. Объем, занимаемый кавитационной областью, уменьшается с ростом амплитуды смещения, сжимаясь в направлении оси излучателя. При этом эрозионное воздействие кавитации увеличивается, локализуясь в зоне кавитационной области, прилегающей непосредственно к поверхности излучения. Наибольший объея. зоны кавитирующей жидкости, обладающей способностью к эрозионному воздействию, наблюдался при амплитудах смещения порядка 7–8 мкм. В ближней к излучателю зоне (2–3 мм) эрозионная активность растет по закону близкому к квадратичному в зависимости от амплитуды смещения излучателя. Установлено, что увеличение эрозионной активности у поверхности излучателя, с ростом амплитуды сопровождается перераспределением участков максимальной эрозии которые смещаются от центра излучателя к периферии. Последнее обстоятельство можно объяснить наблюдаемой коалесценцией газовых пузырьков на оси излучения.

Кипнис И.А., Тимошенко В.И. «К вопросу о роли акустических течений при взаимодействии частиц в звуковом поле» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 14 (1975)

В квазистационарном приближении рассматривается задача о влиянии полей обтекания, обусловленных акустическими течениями около препятствий, на гидродинамическое взаимодействие аэрозольных частиц, находящихся в звуковом поле. Полученные результаты анализируются с помощью электронно-вычислительной машины. Дается заключение о влиянии акустических течений на пространственные характеристики взаимодействия

Тимошенко В.И., Беленький В.А., Подлесный В.И., Сапронов В.А «Процесс агрегатообразования в акустическом поле» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 14 (1975)

На основании теории агрегатообразования при естественной броуновской коагуляции, предложенной Мюллером, построена модель процесса агрегирования при акустической коагуляции. Теоретически и экспериментально показано, что при акустической коагуляции должны образовываться агрегаты с плотностью значительно меньшей, чем истинная плотности материала, из которого состоят частицы. Причем плотность частиц убывает с увеличением размера агрегата. Определена устойчивость агрегатов к разрушению в потоке. Показано, что основной причиной разрушения агрегатов являются динамические нагрузки при их ускоренном движении. Экспериментально исследована структура агрегатов, образованных в акустическом поле. Установлено, что процесс агрегирования в мощном звуковом поле для частиц шарообразной формы возгонной пыли сталеплавильных агрегатов идет, в основном, в двух направлениях: по пути образования агрегатов из мелких частиц н по пути коагуляции мелких частиц вокруг крупного центра. Показано, что как при естественной, так и при акустической коагуляции, но при различных частотах и различных интенсивностях звука, структура образующихся агрегатов имеет одинаковый характер.

Тимошенко В.И., Беленький В.А., Подлесный В.И., Федорук Т.Я. «Эффективность осаждения частиц аэрозоля, агрегированных в акустическом поле» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 15 (1975)

На основании полученных данных о физических характеристиках агрегатов, образующихся, в акустическом поле, в работе представлено влияние укрупненных частиц на эффективность осаждения в различных типах промышленных осадителей. Приведена оценка разрушающих усилий, возникающих в частицах при их движении в аппаратах. Определено, в каких условиях возможно разрушение частиц, агрегированных тем или иным способом. Представлены экспериментальные исследования влияния акустической коагуляции на эффективность осаждения частиц в инерционных, центробежных и электростатических аппаратах. Показано, что наиболее эффективной акустическая коагуляция частиц возгонной сталеплавильной ныли может быть при электростатическом способе осаждения. Эффективное осаждение сталеплавильной пыли в циклонах требует больших энергозатрат, а осаждение частиц в трубах Вентурн приводит к интенсивному разрушению агрегатов.

Кудря К.Е., Семавина К.П., Богородский А.Л. «Применение звука в мартеновских печах для интенсификации процесса сжигания топлива и осаждения плавильной пыли» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 15-16 (1975)

Технологический процесс выплавки стали в мартеновских печах сопровождается, окислением металла с образованием большого количества окислов железа, выносимых с продуктами горения топлива из рабочего пространства печей. При этом насадки регенераторов заносятся пылью, что снижает подогрев воздуха и лишает печь необходимых резервов тяги. На Уралмашзаводе опробованы в опытном порядке газоструйные-статические сирены типа АС-4С и АС-5С с подачей акустических волн навстречу продуктам горения (авторское свидетельство № 310089 от 3/V-1971 г. авторы: Богородский А.Л., Кокарев Н.И., Семавина К.П., Пекарский А.М., Соколов В.Е. и др.). Акустические сирены мощностью 1,0–1,3 кВт устанавливались попарно с торца головок мартеновской печи. Сирены раздельно от горелочных устройств (форсунок) включались в сеть цехового подвода компрессорного воздуха и работали при давлении 3,5–4,0 атм. Питание сирен сжатым воздухом осуществлялось специальным переключающим устройством по принципу перекидки. Автоматическое устройство позволяло включать сирены навстречу потоку газов, выходящих из рабочего пространства печи. Подача звука от сирен в печь осуществлялась при помощи водоохлаждаемых рупорных блоков, уложенных в кладке печи, с наклоном осп сирен к ванне не менее 16°. По результатам проведенных опытов применение акустических колебаний способствует осаждению плавильной пыли на поверхности ванны печи. Оптическая плотность отходящих газов снижается, на 30–40%. Сравнение плавок по расходу топлива показало, что при использовании сирен снижается удельный расход топлива примерно на 5%.

Долгов М.В., Артамошкин Б.С. «Автоматизированные линии ультразвуковой очистки поверхности электротехнической стали в потоке» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 19 (1975)

Качество трансформаторной стали определяет технический прогресс в выпуске силовых трансформаторов и генераторов, электротехнической аппаратуры, радиоприборов. Повышение марочности выпускаемой стали, уменьшение ваттных потерь и снижение сопротивления электроизоляционных покрытий в значительной степени зависит от качества очистки поверхности после холодного проката. В докладе сообщается конструкция и принцип работы мощных ультразвуковых линий очистки, встроенных на агрегате защитных покрытий и на агрегатах непрерывного отжига с горизонтальными и башенными печами Новолипецкого металлургического завода. Приводится схема расположения блоков с преобразователями относительно движущейся полосы и описание систем электропитания и водоснабжения. Конструкция ультразвуковых линий очистки электротехнической стали в потоке защищена авторским свидетельством на изобретение. Сообщаются результаты испытаний надежности ультразвукового оборудования в условиях непрерывной работы металлургического предприятия

Франценюк И.В., Черненилов М.Ф., Цейтлин Г.А. «Опыт эксплуатации мощных ультразвуковых установок для обработки широкополосного проката» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 19-20 (1975)

Качество трансформаторной стали, ее электротехнические свойства, существенно зависят от качества очистки поверхности полосы. В процессе холодного проката, под действием высокого давления (до 1000 т на валок), углеродосодержащие минеральные масла и механические загрязнения от валков и полосы проникают в микропоры, шероховатости и неровности на поверхности металла, что приводит к возрастанию ваттных потерь. Ультразвуковая очистка широкополосного проката в потоке при скорости движения, полосы 150–200 метров в минуту является высокоэффективной, благодаря микроударному действию ультразвуковой кавитации и образованию в моющей жидкости интенсивных микропотоков. На Новолипецком Металлургическом заводе успешно эксплуатируются 3 автоматизированные ультразвуковые линии очистки на агрегате защитных покрытий и двух агрегатах непрерывного отжига общей мощностью 1200 кВт. За период с 1969 г. по настоящее время ультразвуковой обработке подвергнуто более 300 тысяч тонн широкополосного проката. Результаты длительной промышленной эксплуатации показали, что применение ультразвука позволяет увеличить выход годной продукции по электроизоляционным свойствам, уменьшить расход капроновых щеток, реактивов и повысить качество электротехнической стали по электромагнитным свойствам.

Лубянов А.В., Кузнецова Е.М. «Ультразвуковая очистка проката в автоматических линиях» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 20-21 (1975)

Ряд исследований показал перспективность ультразвукового обезжиривания листового, полосового и трубного проката непосредственно на металлургических заводах в процессе его изготовления. Задача очистки поверхности движущегося проката осложняется требованиями «встраивания» ультразвукового устройства в действующую или проектируемую автоматическую линию при ограничении выделяемой площади. Высокие скорости движения проката в автоматической линии требуют интенсификации ультразвукового обезжиривания. для обеспечивания требуемого качества очищенной поверхности. В Ростовском институте сельскохозяйственного машиностроения проведены исследования по разработке технологической схемы ультразвуковой очистки алюминиевой полосы, з процессе ее движения со скоростью 1,0–1,5 м/сек в автоматической линии термообработки, правки и резки на ряде металлургических заводов. Интенсификация ультразвукового обезжиривания достигается введением в акустическое поле ванны очистки механических щеток, которые, вращаясь или двигаясь поступательно, прижимают ленту к источнику колебаний. Эффект контактной очистки дополнительно увеличивается за счет механического воздействия на загрязнения (удаление части загрязнений, разрыхление оставшихся на поверхности), а также за счет облегчения доступа кавитирующей жидкости к очищаемой поверхности. При комбинированном способе очистки значительно уменьшается время операции и снижается количество ультразвукового оборудования.

Чернов Б.А., Ширяев А.С., Усманова Д.С. «Технология ультразвуковой очистки стальных деталей» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 21-22 (1975)

Разработана технология ультразвуковой очистки с использованием специального состава кислотного раствора; позволяющего растворять продукты коррозии и окалины, сохранять геометрические формы очищаемого изделия и не перетравливать металл ванны и мембран ультразвуковых преобразователей. Исследования показали, что при выдержке в указанных растворах соляной и серной кислоты с добавками в течение 7 месяцев (за это время продолжительность ультразвуковой обработки составляла 400 часов), вес образцов из ст. 45, Р 18, У 8 А, ШХ-15, ШГ-15 уменьшился соответственно на 2,5 и 3%. Исследованиями показан механизм ультразвукового травления в кислотном растворе специального состава. Производственные испытания автоматической ультразвуковой установки с применением ультразвукового генератора УЗГ-2-10 и магнитострикционных преобразователей ПМС-6 позволили определить возможность надежной работы аппаратуры в течение 3-х лет в разработанном кислотном растворе. Обеспечено проведение контактно-динамического метода очистки, заключающегося в непосредственном контактировании очищаемой поверхности с излучающей мембраной.

Бронин Ф.А., Виноградов В.И., Терехов В.С. «Ультразвуковые установки для очистки деталей во фреоновых композициях» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 22 (1975)

Установка типа УЗВФ-1 состоит из трех ванн открытого типа: ванны с кипящим растворителем, ультразвуковой ванны и паровой ванны. Ультразвуковая ванна имеет встроенный преобразователь ПМС-6. Общая емкость рабочих ванн – 100 л, потребляемая мощность 10 кВт. Установка УЗВФ-1 имеет встроенную дистилляционную систему для непрерывной очистки моющей жидкости и снабжена устройством для непрерывной промывки ультразвуковой камеры чистой жидкостью. Предусмотрены устройства для фильтрации моющей жидкости, контроля температуры жидкой среды, контроля состава моющей среды и система внутренней вентиляции. Использование установки в производственных., условиях позволяет осуществить качественную очистку двигателей и узлов, имеющих сложную поверхность, глухие и скважные каналы на различных стадиях технологического процесса. Установка типа УКСП-1 предназначена для ультразвуковой очистки деталей и узлов приборов и механизмов от загрязнений, прочно связанных с поверхностью очищаемого изделия (лаки, смолы, клеи и др.). Очистка производится во фреоновых композициях под избыточным статическим давлением. Установка имеет блок регенерации загрязненного растворителя, снабженного устройством для промывки деталей в парах кипящего растворителя и струйной промывки детален чистым дистиллятором. Внедрение установки позволяет повысить производительность труда и качество очистки.

Бронин Ф.А., Забелина В.Н. «Применение хлорированных углеводородов при ультразвуковой очистке деталей» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 23 (1975)

В последнее время при ультразвуковой очистке в качестве рабочих жидкостей широкое применение находят хлорированные углеводороды (фреон-113, фреон-114В2, хлористый метилен и др.). Очистку деталей в хлорированных углеводородах рекомендуется проводить в ультразвуковых установках, снабженных системой перегонки и дистилляции. Большинство загрязнение удаляется в ванне с кипящим растворителем, остатки – в ультразвуковой ванне и, наконец, следует промывка деталей в парах кипящего растворителя. При этом растворитель должен иметь низкую температуру кипения, не должен гореть и образовывать взрывоопасных смесей, должен быть нетоксичным, не воздействовать на материал, из которого изготовлены детали, иметь низкую теплоту парообразования и малое значение коэффициента поверхностного натяжения. Среди растворителей, которые удовлетворяют указанным требованиям, наиболее предпочтительным фреон-113, фреон114В2. С целью повышения растворяющей способности применяют смеси растворителей на основе этих фреонов. Для выявления оптимальных составов для ультразвуковом очистки деталей были проведены исследования различных азеотропных композиций на основе фреона-113 и 114В2. На основании проведенных исследовании, рекомендованы для ультразвуковой очистки в хлорированных углеводородах различные составы в зависимости от вида загрязнений и требований, предъявляемым к технологическому процессу очистки.

Заславский Е.В., Лимар В.А., Луцкий Р.А. «Разработка технологии и устройств для ультразвуковой очистки деталей гидросистем горно-шахтного оборудования» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 23-24 (1975)

Донецким ПКТИ проводятся исследования по разработке излучателей акустических колебаний, способов озвучивания, технологии сопутствующей химической обработки и конструкции установок для ультразвуковой очистки поверхностей деталей угольных машин типа труб и цилиндров. Ультразвуковая установка для очистки поверхностен металлических трубопроводов гидрокрепей (труб с приваренными по длине патрубками) встраивается в линию, осуществляющую травление, промывку и ультразвуковую обработку изделий в пассивирующем растворе. Состоит она из ванны и блока из плоских магнптострикционных излучателей. Конструкция ультразвукового рабочего органа, перемещаемого вдоль кассеты с трубопроводами, позволяет устанавливать оптимальный рабочий зазор, а также исключает образование экранирующей парогазовой подушки в зоне очистки. Установка ультразвуковой очистки прямых труб содержит камеры струйной химической обработки и ванну ультразвуковой очистки, размещенные в шахматном порядке R вертикальной плоскости. Конструкция, камер и размещение камер и ультразвуковой ванны позволяют осуществить перемещение изделий с позиции на позицию и ультразвуковую обработку труб при перемещении их через зону действия плоских магнитострикционных преобразователей. При очистке поверхностей полых и коаксиальных цилиндров, встроенной в линию для химической обработки деталей шахтных гидростоек, применены серийные плоские магнитострикционные преобразователи для очистки наружных поверхностей и разработанные в ДОН ПКТИ гидродинамические проходные излучатели для очистки внутренних поверхностей изделий. Изделия подаются собранными в кассеты и обрабатываются на проходе при опускании и подъеме. Испытание опытно промышленных и лабораторных вариантов, описанных устройств показали высокое качество очистки поверхностей труб и цилиндров.

Статииков Е.Ш., Куликов В.Ф., Тростянецкин Э.С., Цыганов В.П. «О способе и установке для ультразвуковой очистки внутренних поверхностей трубопроводов» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 24-25 (1975)

Описаны способ и установка для ультразвуковой очистки внутренних поверхностей трубопроводов любых, в заданном диапазоне, кривизны и диаметра от различных видов жировых, механических загрязнений и коррозии. Отличительной особенностью способа является то, что трубопровод является составной частью колебательной системы, через стенки которой колебания передаются в рабочую среду. Установка защищена авторским свидетельством (№ 310698) и в настоящее время внедрена в производство.

Кравченко Л.Л., Гинберг Т.А. «Совершенствование процесса пассивации серебра при помощи ультразвукового поля» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 25 (1975)

Металлическое серебро, получаемое в результате электрохимического рафинирования, изделия из серебра и серебряные покрытия в условиях промышленной атмосферы легко покрываются пленкой продуктов коррозии. Это приводит к непроизводительным потерям серебра и ухудшению его свойств. Известно, что одним из методов защиты серебра от коррозии является хроматирование. В настоящее время исследовалось влияние ультразвуковых колебаний различной частоты и интенсивности, а также физико-химических процессов, сопровождающих электрический пробой, жидкости, на процесс пассивации серебра в хроматных растворах. Пассивация проводилась в растворе состава: СгО₂ – 20 г/л, СН₃СООН – 5 г/л. Частота ультразвуковых колебаний составляла 22 и 76 кГц. Электрический пробой в жидкости осуществлялся при напряжении разряда 5000 вольт и частоте импульсов разряда 14–18/мин. Установлено, что ультразвуковое поле (докавитационный режим) и электрогидравлический удар способствуют значительному повышению коррозионной стойкости пассивной пленки на серебре. В работе предложен также механизм пассивации в условиях электрогидравлического воздействия и исследовано влияние времени пассивации на защитные свойства пленки.

Трубицына В.М., Гинберг А.М. «Интенсифицированный процесс ультразвуковой очистки» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 26 (1975)

В целях интенсификации ультразвуковых процессов очистки деталей сложной конфигурации с трудноудаляемыми технологическими загрязнениями в водных моющих жидкостях использовалось наложение на ультразвуковое поле электрогидравлического удара. Проведенные исследования показали, что время очистки уменьшается на порядок при возможности удаления с поверхности металлов нерастворимых в моющей среде трудноудаляемых твердых смазок углеродного нагара. Авторами проводилось микрофотографическое исследование по выяснению механизма влияния различных ультразвуковых воздействий на разрушение твердых смазок, нерастворимых в моющей жидкости. В качестве опытных образцов использовались пластинки из ковара, покрытые слоем твердой смазки (пицеин, канифоль) толщиной 0,1–0,3 мм. Как выяснилось при исследовании ультразвуковое воздействие с применением повышенного статического давления не разрушает твердую смазку даже в активно моющей ' жидкости, тогда как пицеин и канифоль удаляются с поверхности после минутной обработки в ультразвуковом поле с наложением электрогидравлического удара. Изучение механизма процесса одновременного воздействия ультразвука и электрогидравлического удара проводилось также при использовании метода кинофотосъемки, который позволил наглядно наблюдать отслаивание твердых смазок при различных режимах ультразвуковых колебаниях. Таким образом, разработанный новый способ очистки в ультразвуковом поле с наложением электрогидравлического удара является в приведенных случаях более эффективным, чем ультразвук с наложением статического давления и может быть рекомендован для. очистки поверхности от прочных трудно удаляемых загрязнений.

Богачев И.Н., Коробейников В.П., Пьянков Б.Н. «Применение акустической кавитации в процессе очистки титана и его сплавов от окалины» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 26-27 (1975)

Известны высокие химическая стойкость и адгезионная прочность окисных пленок на поверхности титана и его сплавов после высокотемпературной обработки (ковки, прокатки, термообработки). Существующие способы очистки титановых сплавов от окалины травлением не исключают нежелательного наводороживания и растворения очищаемой поверхности (особенно опасных при небольших сечениях металла, например, при обработке листов). Механическое разрыхление окалины, например, специальной прокаткой листов, значительно снижает пластичность металла, вследствие деформационного упрочнения – наклепа. Предварительное разрыхление трудноудаляемой окалины на титановых сплавах кавитационным воздействием в воде сокращает время последующего кислотного травления в 30–40 раз, что существенным образом уменьшает степень растворения и наводороживание металла, улучшает качество его поверхности и удлиняет срок эффективной работы травителя, Применение кавитационной обработки поверхности с последующим химическим удалением окалины не вызывает изменения механических характеристик обрабатываемого материала.

Тявловский М.Д., Фастовец Е.П. «Предельно-допустимые уровни ультразвука при ультразвуковой очистке радиоэлектронной аппаратуры» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 27-28 (1975)

Излагаются результаты экспериментальных исследований по определению выхода из строя транзисторов, в результате обрыва электродного вывода в процессе ультразвуковой очистки. Исследовались 10 типов транзисторов, выводы которых были выполнены из золотой и алюминиевой микропроволоки. В качестве физико-математической модели была принята модель усталостного разрушения. Исследования для каждого типа полупроводниковых приборов проводились на совокупности в 480 шт., при трех уровнях ускорений, испытываемых приборами в процессе очистки. Для исследований использовалась ванна УЗВ 15 М. и ультразвуковой генератор УЗГ-10У. Анализ результатов показал, что на выход из строя полупроводниковых приборов оказывают влияние следующие факторы (в порядке уменьшения вклада). 1. Коэффициент динамичности элемента конструкции. 2. Интенсивность ультразвука. 3. Качество соединений элементов прибора и другие технологические факторы. Разработана методика определения предельно-допустимых уровней ультразвука для различного процента допустимых в процессе очитки разрушений. Построены графики и таблицы, необходимые для расчета. Проведена экспериментальная проверка указанной методики.

Бронин Ф.А., Карпушин В.С. «Ультразвуковая установка для снятия заусенцев» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 28-29 (1975)

Разработана новая модель установки УЗВД-8 для снятия заусенцев с металлических деталей весом до 15 г, изготовленных из стали, меди, алюминия и их сплавов в слабокислотных или щелочных растворах после операций механообработки и штамповки. Отличие новой модели от используемой в промышленности установки УЗВД-8 состоит в том, что рабочая камера, образованная цилиндрическим преобразователем ПМС-8 с обрабатываемыми деталями и раствором, находящимся под избыточным давлением вращается вокруг продольной оси с одновременным покачиванием в вертикальной плоскости, а разгрузка обрабатываемых деталей производится автоматически. Рабочая камера при разгрузке не выносится за пределы звукоизоляционного корпуса в отличие от установки УЗВД-8. Питание установки от ультразвукового генератора типа УЗГ-1-4 с контуром, переделанным на частоту 8 кГц. Внедрение установки на предприятиях приборо- и машиностроения значительно повышает производительность труда на операциях снятия заусенцев.

Крупеников В.В., Поддубный Б.Н. «Математическая интерпретация кинетики акустического обезжиривания» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 29 (1975)

Рассматривается процесс удаления масляных загрязнений с поверхности подложки и решается задача получения количественных соотношений между основными его параметрами на любой стадии процесса. Для решения указанной задачи предлагается модель процесса обезжиривания неомыляемых смазок, базирующаяся на гипотезе эмульгирования в объеме и с подложки слоев масла различной толщины. Получены аналитические зависимости, связывающие степень обезжиривания с продолжительностью процесса и продолжительности процесса от толщины слоя загрязнений и краевого угла смачивания при постоянной интенсивности ультразвуковых колебаний. Проверка полученных теоретических зависимостей на примерах определения оптимальных значений параметров процесса: амплитуды колебаний, температуры моющего раствора и концентрации ПАВ дала удовлетворительные результаты.

Солок А.М., Крупеников В.В. «Акустическая защита установок ультразвуковой очистки, работающих на частоте 8 кГц» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 30 (1975)

В настоящее время широкое применение находит ультразвуковое технологическое оборудование, работающее на частоте 8 кГц. Однако оно является источником интенсивного шума, превышающего предельно допустимый уровень звукового давления на рабочих местах. Для, успешной эксплуатации таких установок необходимо создание надежной звукоизоляции. Чаще всего для уменьшения шума ультразвуковых установок применяются кожухи сложной конструкции. Была выбрана конструкция многослойного кожуха и изготовлена модель установки с одним вибратором ПМС-8, закрытым этим кожухом. Проведенные замеры показали, что конструкция кожуха обеспечивает снижение уровня шума до пределов, указанных в санитарных нормах. На основании полученных данных выбрана конструкция и проведен расчет акустической защиты установки ультразвуковой очистки труб длиной до 18 метров, включающей в себя 16 магнитострикционных преобразователей типа ПМС-8.

Абрамов И.В. «Ультразвуковое диспергирование порошков упрочняющей фазы, применяемых для создания композиционных сплавов» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 33 (1975)

Исследовано влияние различных параметров ультразвукового диспергирования, (величины избыточного давления в камере, количества твердой и жидкой фазы, продолжительности процесса) на эффективность измельчения порошка двуокиси циркония (ZrO₂), впоследствии применявшегося в качестве упрочняющей фазы при создании жаропрочных никелевых композиций. Для измельчения упрочняющей фазы был изготовлен диспергатор типа УЗВ-4Д, смонтированный на базе магнитострикционного преобразователя ПМС-15А-18. Питание диспергатора осуществлялось от ультразвукового генератора УЗГ-2-10. Оценка эффективности измельчения проводилась посредством определения гранулометрического состава и среднего размера частиц порошка до и после диспергирования. Получены графические зависимости эффективности измельчения от условий диспергирования. На основании полученных закономерностей выбраны оптимальные режимы ультразвукового диспергирования порошков упрочняющей фазы. Показано, что наиболее эффективно процесс измельчения протекает при соотношении количеств твердой и жидкой фазы Q_γ/ Q_χ=1/10, времени диспергирования τ=1 час и избыточном статическом давлении в рабочей камере диспергатора Р=4 атм. Указанный режим диспергирования обеспечивал измельчение упрочняющей фазы с исходного размера 8 мкм до 0,3 мкм.

Агранат Б.А., Лазарев А.И., Ибраимов Н.С., Головнин В.А., Силантьева И.А., Долгая Ж.А. «Исследование влияния ультразвукового диспергирования на процессы синтеза пьезокерамики и воздействия кавитационных нагрузок на исходные окислы при их разрушении в акустическом поле» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 34 (1975)

Приводятся данные рентгенографического, термографического и гранулометрического анализа порошков PbO, ZrO₂, TiO₂, применяемых для синтеза пьезокерамики, прошедших кавитационную обработку на установке УЗВД-6 с наложением избыточного статического давления величиной 6 атм. Гранулометрический анализ, проведенный с помощью сканирующего электронного микроскопа показал, что порошки PbO и ZrO₂ интенсивно измельчаются, особенно в первые 30 мин. ультразвуковой обработки. При этом, удельная поверхность порошков увеличивается, а средний диаметр частиц уменьшается более чем на порядок. С помощью рентгенографического анализа установлено, что кавитационные нагрузки вызывают полиморфное превращение окиси сьинца: β–PbO→α–PbO. Данные термографического анализа показывают: с увеличением времени кавитационного воздействия происходит увеличение реакционной способности РbО; ультразвуковая обработка понижает на ∼140°C температуры реакции синтеза твердых растворов пьезокерамики и сужает их температурный интервал на ∼80°C, по сравнению с необработанными исходными компонентами.

Лазарев А.И., Новиков С.Н. «Исследование процесса ультразвукового диспергирования металлов» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 34-35 (1975)

Работа посвящена изучению механизма ультразвукового диспергирования порошков меди, железа, хрома, медной и алюминиевой фольги. Приводятся данные их рентгенографического и гранулометрического анализа, а также результаты измерения их удельной поверхности. Ультразвуковое диспергирование проводилось в рабочей камере установки УЗВД-6 с питанием от генератора УЗГ2-10 на частоте 18 кГц. Время диспергирования, составляло: 0,25, 0,5; 1; 2; 4; 8; 20 часов. Гранулометрический анализ проводился с помощью сканирующего электронного микроскопа. Определялись максимальные, минимальные размеры частиц пробы, строились кривые распределения частиц по размерам. Удельная поверхность диспергированных порошков определялась методом газопроницаемости. Рентгенографический анализ проводился на стандартной установке для рентгеноструктурного анализа – УРС-50. Величина микронапряжений определялась по уширению дифракционных линий. Анализ результатов показывает, что порошки всех металлов, подвергнутые ультразвуковому диспергированию разрушаются особенно интенсивно в течении первого часа кавитационной обработки. Однако, несмотря на длительность процесса измельчения, (∼20 часов), в порошках Сг и Fe встречается значительное число частиц, почти не изменивших свои первоначальные размеры. Данные рентгенографического анализа свидетельствуют об отсутствии сколько-нибудь заметных напряжений в образцах, подвергнутых многочасовой кавитационной обработке.

Бондаренко А.В., Кукоз Ф.И., Ялюшев Н.И., Кулинич В.И., Коломиец В.В. «Ультразвуковое диспергирование нитевидных монокристаллов металлов» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 35-36 (1975)

Электролизом в двухслойной ванне выделяются нитевидные порошки ряда металлов и сплавов, состоящие из монокристаллических частиц. Размеры частиц в зависимости от условий получения находятся в пределах от 0,01 до 0,1 мкм по толщине и до нескольких десятков микрон по длине. Получение частиц заданной длины, связанное с их укорочением, при существующей технологии характеризуется очень низкой производительностью. Исследован процесс диспергирования нитевидных монокристаллов железа на частицы заданной длины с применением ультразвука. Обрабатывались суспензии на основе органических растворителей. Интенсивное диспергирование наблюдается, при введении в суспензию абразивных порошковых материалов. Степень диспергирования зависит от длительности обработки и интенсивности ультразвука. Частицы после диспергирования имеют существенный разброс по длине. После длительной обработки получаются частицы, размеры которых по длине находятся в пределах от 0,05 до 1,5 мкм. Более однородные по размерам частицы удается получить диспергированием монокристаллов выделенных при импульсном режиме электролиза. Размеры таких частиц после дробления определяются величиной элемента цепочки, полученной при электролизе.

Биглер В.И., Лавренчик В.Н., Сопин А.И., Романов Ю.П., Юдаев В.Ф. «Диспергирование некоторых материалов на аппарате типа гидросирена» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 36-37 (1975)

Одним из способов получения высокодисперсных материалов является способ диспергирования их с помощью ультразвука в жидкой среде. Для создания акустического поля в жидкой среде успешно могут применяться аппараты типа гидродинамических сирен. В данной работе показана возможность измельчения, порошка дисульфида-молибдена (MoS₂ ) отечественного производства с содержанием MoS₂ – 99,5% и дисперсностью частиц менее 60 мкм, который может успешно применяться п качестве добавок к смазочно-охлаждающим жидкостям, эффективность которой в значительной степени связана с размерами MoS₂. Получены результаты, подтверждающие возможность успешного применения гидродинамических сирен для интенсификации процесса растворения кристаллической серы и перевода ее в коллоидно-диспергированное состояние в сульфофрезоле и масле, что способствует улучшению антифрикционных свойств названных веществ, Изучалось влияние акустического поля, создаваемого гидродинамической сиреной, на процессы диспергирования графита, грязи лечебной, резины под повышенным статическим давлением. Полученные результаты свидетельствуют о возможности изменения гидродинамических сирен для диспергирования названных материалов.

Степанова М.В., Голубовский Е.Р., Бронин Ф.А., Хорина Г.Я., Чувирова Л.П., Царовская С.Л., Артамонова С.А., Маркиш Т.С. «Стойкость титановых сплавов в условиях интенсивной ультразвуковой кавитации» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 37 (1975)

Исследована кавитационная стойкость титановых сплавов в кислотной и щелочной средах, применяющихся для обработки деталей в ультразвуковом технологическом оборудовании в сравнении с применяемой для ультразвуковых излучателей сталью Х18Н10Т. Установлено, что наибольшей кавитационной стойкостью в указанных средах обладает сплав ВТ9. Для оценки влияния режимов термообработки на кавитационную стойкость титанового сплава ВТ9, последний был испытан в различных состояниях. Результаты испытаний показали, что наибольшей кавитационной стойкостью отличается сплав ВТ9 в горячекатаном состоянии. Электронно-микроскопическое исследование этого сплава в закаленном и горячекатаном состояниях позволило установить, что под влиянием ультразвукового кавитационного воздействия в поверхностных слоях сплава наблюдается распад метастабильной фазы, вносящей вклад в упрочнение поверхностных слоев. Следовательно, часть энергии кавитационного воздействия расходуется на фазовые превращения, что приводит к повышению срока службы ультразвуковых излучателей из этого сплава. Высокая, кавитационно-коррозионная стойкость сплава ВТ9 в горячекатаном состоянии в агрессивных средах позволяет применять его для изготовления ультразвуковых излучателей без дополнительной термической обработки.

Степанова М.В., Бронин Ф.Л., Голубовский Е.Р., Абелева С.Э., Кошелев Л.А. «Исследование изменений в поверхностных слоях сплава ВТЗ-1 при кавитационном воздействии» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 38 (1975)

Ряд деталей машиностроения и приборостроения из сплав ВТPЗ-1, подвергнутых двойному изотермическому отжигу работает в условиях интенсивной кавитации. Для оценки изменений, происходящих в поверхностных слоях деталей, находящихся в контакте с кавитирующим потоком, были использованы методы электронно-микроскопического и рентгеноструктурного анализа. В результате этих исследований установлено, что в поверхностных слоях сплава происходит дополнительный распад метастабильной β-фазы с выделением из нее и укрупнением частиц α-фазы. Это должно приводить к дальнейшей стабилизации структурного состояния сплава, обеспечивающего его служебные свойства; в поверхностных слоях возникают сжимающие напряжения, что должно увеличивать долговечность сплава.

Гроховский В.С., Сытов В.П., Довгаль Ю.Г., Голубев В.И. «Методика исследования кавитационно-усталостной прочности металлов при ультразвуковой частоте нагружения и воздействии активных сред и повышенного давления» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 38-39 (1975)

Анализ работы реальных деталей машин и энергетических установок, например, лопасти гидротурбин, гребные винты и насосы, магнитострикционные излучатели показывают, что они в процессе эксплуатации испытывают разрушение, обусловленное многими факторами: усталость, коррозия, кавитация. В настоящее время не существует общепринятой методики испытания металлов, находящихся в подобных условиях эксплуатации. Для определения доли участия различных факторов в разрушении металлов применена методика испытании на высокочастотную усталость с консольным изгибом образца при наличии кавитации. Установка состоит из магнитострикционного преобразователя, к концентратору которого крепится испытуемый образец в форме пластины. Соответствующим расчетом выбиралась резонансная длина образца по 4-й форме собственных колебаний. Резонансные колебания образца в жидкости приводят к интенсивной кавитации, к кавитационному разрушению. Данная методика позволяет выявить вклад отдельных факторов в механизм разрушения, определить роль активности среды и избыточного давления и дать рекомендации по увеличению стойкости металлов в данных условиях эксплуатации.

Голубев В.И., Гроховский В.С., Довгаль Ю.Г., Болсохоева Н.Е., Сытов В.П. «Исследование кавитационной и кавитационноусталостной прочности металлов и сплавов при высокочастном нагружении» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 39 (1975)

Проведено исследование влияния па механизм разрушения металлов и сплавов совместного действия усталостных напряжений, кавитации и коррозии в средах различной активности при избыточном давлении. Исследования проводились на алюминии, меди, сталях марок 20, 45, 2X13, 1Х18Н10Т, 00Х12Н8МТЮ. Активность сред определялась применением гептана, дистиллированной воды и 3% раствора поваренной соли. Избыточное давление составляло 1–15 атм. В результате исследований получено следующее. Усталостная прочность при частоте нагружения 22 кГц значительно снижается при увеличении коррозионной активности среди. Кавитационное нагружение вызывает снижение усталостной прочности в 4–6 раз. Определено влияние избыточного давления на кавптацион но-усталостную прочность металлов. Максимальное влияние избыточного давления проявляется при величинах давлении порядка 1,0–1,5 атм. При увеличении давления влияние кавитации на характеристики долговечности материалов уменьшается, хотя и приводит к локализации разрушения. Долговечность сталей значительно повышается за счет применения специальных диффузионных покрытий. Влияние покрытий усиливается при уменьшении амплитуды нагружения и увеличении активности среды.

Попов В.П., Протопопов Б.В. «Изменение качества поверхности стальных изделий при их ультразвуковой обработке в маслоабразивной среде» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 40 (1975)

Результаты экспериментально-исследовательских работ свидетельствуют, что УЗО в маслоабразивной среде (масле АС-8 с присадками ПАВ и с добавлением 30–35% карбида кремния от веса масла) деталей из стали 45 приводит к росту микротвердости поверхностных слоев па 30–35%, сжимающих остаточных напряжений 1-го рода, повышению износостойкости в 2–3 раза и к благоприятному изменению других свойств. Изменение физико-механических и электрохимических свойств обусловлено пластическим деформированием (наклепом) поверхностного слоя металла колеблющимися частицами абразива и воздействием кавитации, гидродинамических потоков и звукового давления. Изучение влияния параметров УЗО на изменение свойств обрабатываемых изделий из стали 45 в различном структурном состоянии показало, что с увеличением частоты (ν=14; 20; 32 кГц) и амплитуды ультразвуковых колебаний (А=4;6; 8; 10; 12 мкм) растет производительность обработки, интенсивнее повышается микротвердость поверхностных слоев, сжимающие напряжения 1-го рода, коррозионноустойчивая прочность, общие электродные потенциалы и другие свойства. УЗО в маслоабразивной среде ликвидирует следы механической обработки, являющейся концентраторами напряжении и снижающие усталостную прочность стальных изделий, увеличивает гомогенность и развитость поверхности. Формируемой микрорельеф в виде микрораковин в большем количестве аккумулирует смазку и лучше удерживает ее поверхности, что повышает износостойкость деталей. Эффективность ультразвукового метода упрочнения клапанов двигателя МТ-8 мотоцикла К-650 и насос-форсунок типа Ар20АЗ и Ар23АЗ в маслоабразивной среде подтверждается результатами их дорожно-эксплуатационных испытаний, свидетельствующими о повышении износостойкости клапанов в 2 раза (в сравнении с серийными), а долговечности насос-форсунок на 50–80%.

Хавский Н.Н. «Применение акустических методов при решении задач комплексного использования сырья и экологических проблем» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 43-44 (1975)

Полное использование всех ценных компонентов даже при весьма низком их содержании в исходной руде, превращение отходов обогатительного и гидрометаллургического производства в товарную продукцию в сочетании с такими методами и средствами технологии, которые обеспечивают сохранение нормальной экологической обстановки в районе предприятия – основные условия, которым должны удовлетворять современные рудоперерабатывающие предприятия. Эффекты, проявляющиеся на поверхностях раздела фаз при воздействии акустических колебаний на технические суспензии, позволяют использовать этот метод не только для интенсификации основных обогатительных и гидрометаллургических процессов, но также и для решения следующих практических задач из упомянутой проблемы: 1. Концентрирование ценных микропримесей соединений а тонкодисперсных фракциях, получаемых при ультразвуковом диспергировании минералов. 2. Очистка отвальных кварцесодержащих песков от окислов железа с получением весьма ценного сырья для стекольной и других отраслей промышленности. 3. Получение высококачественного строительного гипса па основе отвального фосфогипса, образующегося при извлечении ценных компонентов из металло-фосфатных руд. 4. Разрушение некоторых токсичных соединений органического и неорганического происхождения и деструктирование высокомолекулярных веществ, содержащихся в оборотных и сбросных водах обогатительных и гидрометаллургических предприятии. 5. Интенсификация процессов выделения взвешенных частиц из napo-газовых потоков, в частности при обеспыливании газовых выбросов в атмосферу. Некоторые из перечисленных направлении к настоящему времени уже достаточно полно проработаны в лабораторных и укрупненных масштабах и находятся на стадии промышленного внедрения. Другие же должны стать объектами тщательного изучения и, после накопления достаточных экспериментальных результатов, они также могут быть эффективно осуществлены в промышленных масштабах.

Бершицкий А.А. «Применение акустической технологии в гидрометаллургических процессах» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 44 (1975)

Показано, что наиболее целесообразно воздействие акустических колебаний звукового диапазона частот на процессы, протекающие по диффузионной кинетике, особенно в автоклавном режиме – такие как выщелачивание, растворение и очистка растворов. На примерах акустической интенсификации гидрометаллургических процессов переработки вольфрамовых, молибденовых, сурьмяных, цинковых, золотосодержащих и других полупродуктов показано изменение кинетики химических реакций, особенно таких процессов, полнота протекания которых, лимитируется тормозящим действием вторичных продуктов реакции. Для промышленной реализации гидрометаллургической переработки цветных металлов разработаны и испытаны новые типы гидродинамических аппаратов, пригодных для обработки абразивных щелочных и кислых пульп

Егоров Б.Л., Цинзерлинг Л.Г., Блистанов А.А. «Деформирование кристаллов фтористого лития под воздействием ультразвука» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 44-45 (1975)

При изучении изменений физических – свойств минералов, происходящих под воздействием ультразвука, особый интерес представляют дефекты, возникающие в структурах кристаллических решеток минералов. Однако, в связи с особенностями генезиса и технологии добычи руд, кристаллы минералов обычно еще до озвучивания имеют большую плотность дефектов, поэтому на первом этапе, для выявления и изучения дефектов в кристаллах, возникающих от ультразвука, удобнее использовать более совершенные синтетические кристаллы. В результате обработки монокристаллов фтористого лития с примесью магния (0,1%) в кавитационном поле при частотах 20 кГц, Т = 20–60°C с экспозициями 0,5, 1, 2, 3 (и более) минут, происходит интенсивная эрозия поверхности. В местах удара кавитационных пузырьков возникают локальные участки пластической деформации в виде четырехлучевых звезд, фигур травления. Начиная с экспозиции 2 минуты и выше, появляются каверны, воронкообразные углубления округлого сечения с гладким дном и четким ореолом вокруг выхода воронки на поверхность. Замерены звезды фигур травления, образовавшиеся в местах ударов кавитационных пузырьков и сопоставлены с аналогичными звездами, возникающими в кристаллах от индентора при соответствующей статической нагрузке. Приводятся данные измерений, показывающие глубин), диаметр и число каверн на 1 см² при различной продолжительности воздействия ультразвука на кристаллы.

Егоров Б.Л., Смирнов Ю.Р., Цинзерлинг Л.Г. «Воздействие кавитационного поля на некоторые монокристаллы кубической сингонии» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 45 (1975)

Сопоставлен характер дефектов, возникающих в синтетических кристаллах LiF и природных минералах (флюорит, галенит) в кавитационном ультразвуковом поле (интенсивность 8–10 вт/см² , частота 18–20 кГц, P=1 атм, T=25°). В кристаллах LiF, CaF₂ и PbS возникают три типа дефектов: – эрозия поверхности, в результате последующего химического травления, приобретает вид плоскодонных ямок; локальная пластическая деформация, возникающая » местах удара кавитационных пузырьков и оформляющаяся при травлении в четырехлучевые (LiF; PbS) или шестилучевые (CaF₂) звезды фигур травления; каверны, степень развития которых увеличивается с увеличением экспозиции. В отличие от кристаллов LiF на плоскостях граней (III) флюорита отмечается менее четкая приуроченность в локализации участков дислокаций к микродефектам поверхности (ступенькам скола, царапинам, газовожидким включениям и т.д.)- В минералах CaF₂ и PbS наряду с дислокациями, вызванными кавитацией, большую роль в локализации фигур травления играют дефекты роста кристаллов. Если внутри кристалла флюорита имеются включения, то от него к поверхности грани в виде пучка идут дислокационные нарушения, которые хорошо видны при наблюдении в поляризационный микроскоп. На месте их выхода на грани (III) образуется изолированная «колония» звезд-фигур травления.

Румянцева С.А., Смирнов Ю.Р., Теренин Е.И., Багдасарян К.А. «Гранулометрические характеристики минеральных пульп и их изменение при обработке мощным ультразвуком» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 46 (1975)

Гранулометрический состав минеральных пульп имеет весьма важное значение как для флотационного обогащения, так и для гидрометаллургической переработки. Известно, что длительная обработка мощным ультразвуком приводит к изменению гранулометрического состава, в особенности к росту относительного количества мелкой (∼40 мкм) фракции. Тонкое и сверхтонкое измельчение минеральных зерен приводит к ухудшению процессов разделения фаз в гидрометаллургии, ухудшает процесс флотации. В результате образования шламов происходит перераспределение ценных компонентов, т.к. при механической обработке в мощном ультразвуковом поле полезные минералы раскалываются быстрее, чем вмещающие породы. Шламование приводит к прямым потерям ценных минералов. В то же время оптимальное по продолжительности и интенсивности воздействие ультразвука на полиминеральную пульпу способствует раскрытию сростков, недораскрытых в процессе измельчения и извлечению ценных компонентов но флотационные концентраты. В настоящей работе на примерах сульфидной полиметаллической, смешанной золотосодержащей и шеелитовой руд показывается изменение гранулометрических характеристик минеральных пульп в результате обработки мощным ультразвуком частотой 18–24 кГц и приводятся данные о перераспределении ценных компонентов в образующихся классах.

Хавский Н.Н., Кагерманьян В.С., Каневский И.Н., Ким С.П. «Физико-химические и технологические исследования разделения водно-органических экстракционных эмульсий в системах с трибутилфосфатом в ультразвуковом поле» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 47-48 (1975)

Исследована интенсификация расслаивания стойких эмульсий, образующихся при реэкстракции молибдена и вольфрама из фазы трибутнлфосфата (ТБФ) водой и растворами аммиака и при экстракции редкоземельных металлов ТБФ в ультразвуковом поле. В экспериментах использованы высокочастотные генераторы типов ИLa-1000 и 1G-602 с пьезокварцевыми излучателями, колеблющимися на частотах 0,8 и I МГц и выходной мощностью 1 и 1,5 кет. Изучены зависимости длительности расслаивания эмульсин от интенсивности ультразвука, продолжительности воздействия ультразвука на эмульсию, рН водного раствора, соотношения размеров рабочей кюветы и излучателя, и температуры эмульсии. Результаты показали, что эти зависимости для всех рассмотренных эмульсий носят однотипный характер. Так, для каждой эмульсии существует оптимальная интенсивность ультразвука при расслаивании, составляющая 0,5–0,65 Вт/см² для эмульсии (ТБФ–Мо)–Н₂О и (ТБФ–Мо)–NH₄OH, 0,45–0,8 Вт/см² для эмульсий (ТБФ–Мо–W)–NH₄OH и 11–13 Вт/см² для эмульсий, образующихся при экстракции редкоземельных металлов ТБФ. Показано, что при разделении каждой из эмульсин существуют верхнее (I_в) и нижнее ((I_н) пороговые значения интенсивности ультразвука. В оптимальном режиме ультразвуковой обработки процесс полного расслаивания эмульсии может быть ускорен в 5–12 раз в случае реэкстракции Мо и W водой или растворами аммиака и в 2,5–9 раз при экстракции редкоземельных металлов ТБФ. Эксперименты, проведенные в укрупненной лабораторной ячейке объемом 1,25 литра с высотой слоя эмульсии до 46 см. подтвердили практическую возможность использования ультразвука высокой частоты для интенсификации разделения экстракционных эмульсий. Методом скоростной киносъемки исследованы некоторые физико-химические закономерности коагуляции и расслаивания фаз экстракционных эмульсий в системах с трибутилфосфатом. На основании обобщения результатов, полученных при работе, и данных опубликованных в литературе, а также теоретического анализа процесса сделаны предположения о возможном механизме ультразвуковой интенсификации коагуляции и расслаивания эмульсий.

Смирнов Ю.Р., Гусев И.М., Германов С.К., Хавский Н.Н. «Влияние ультразвука в режиме многократного кратковременного воздействия на процесс цементации меди цинком из водных сульфатных растворов» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 48-49 (1975)

Приводятся данные о влиянии ультразвука на процесс цементации меди цинком из водных сульфатных растворов. Источником ультразвуковых колебаний частотой 21 кГц служил магнитострикционный преобразователь ПМС-6. Для управления работой преобразователя использовалось специальное устройство, обеспечивающее многократное кратковременное включение преобразователя, работающего от ультразвукового генератора УЗГ-10 и с разрешающей способностью: регулирование длительности включения в пределах от 0,1 сек до 1 сек и длительности паузы от 0,1 сек до 10 сек с шагом 0,1 сек. Устройство состоит из формирователя импульсов запуска от сети 50 Гц, триггерного делители на 5 и двух счетных декад, которые соединены с дешифратором и логической схемой. Сигналы управления с выхода логической схемы поступают на оконечный каскад, который нагружен на электромагнитное реле типа РЭС-9. Контакты реле коммутируют управляющие электроды тиристоров серии ТЧ, включенных встречно-параллельно. Магнитострикционный преобразователь работает, когда подан положительный потенциал на управляющие электроды тиристоров и они находятся в проводящем состоянии. Лабораторные исследования проводились на синтетических сульфатных растворах ZnSO₄+CuSO₄ с содержанием цинка 130 г/л и меди 1 г/л. Рабочий объем ванны – 1 л. Термостатирование с точностью ±1°C. В докладе приводятся кинетические кривые процесса цементации и их обработка. Показано, что работа ультразвукового преобразователя в режиме многократного кратковременного воздействия значительно экономичнее по сравнению с работой в непрерывном режиме.

Алкацев М.И. «Интенсификация процесса цементации в реакторах с кипящим слоем металла-цементатора наложением ультразвука» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 49-50 (1975)

На примере цементации меди никелевым порошком в лабораторных условиях было исследовано методом планирования эксперимента влияние температуры, скорости потока, количества порошка и интенсивности ультразвука на скорость цементации в реакторе с кипящим слоем металла-цементатора. В качестве источника ультразвуковых колебании Пыл использован аппарат УЗДН-1.У4.2, работающий на частот.1 22 кГц. Процесс проводили в кавитационном режиме при интенсивности ультразвука от 2 до 0,25 вт/см² . Из полученных экспериментальных данных следует, чго ультразвук позволяет в значительной мере интенсифицировать процесс цементации в кипящем слое и снизить удельным расход металла-цементатора. Установлено, что в условиях кипящего слоя интенсификация процесса цементации под действием ультразвука происходит главным образом, вследствие частотного отслаивания осадка цементной меди с поверхности никелевых частиц. Экспериментальные данные адекватно описываются полиномом второй степени.

Хавский Н.Н., Смирнов Ю.Р., Коростышевский Н.Б., Иванцова Г.Л., Теренин Е.П., Кофман В.Я., Афанасенков Г.П., Багдасарян К.А. «Промышленная проверка способа цианирования продуктов обогащения упорной золотосодержащей руды с использованием акустической обработки» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 50 (1975)

При переработке упорной золотосодержащей руды, характеризуемой сложным минералогическим составом и мелкой вкрапленностью золота в сростках с сульфидами и породообразующими минералами, золото недоизвлекается и количество металла, остающегося в отвальных кеках, как правило, выше проектных показателей. Длительная работа в условиях обогатительной фабрики, проведенная на переделах цианирования хвостов флотации и хвостов сорбциониого выщелачивания, показала, что существует реальная возможность повысить абсолютное извлечение золота на каждом из указанных переделов. С этой целью в операциях цианирования был применен роторно-пульсационный аппарат с диаметром колеса 300 мм. Кинетика цианирования хвостов флотации исследовалась в циклах по 3 часа, после чего проводилась сорбция. Результатом работы акустической установки на этом переделе явилось повышение извлечения золота в раствор на 10–13% при одновременном сокращении продолжительности цанирования в 2–2,5 раза. Опыты, проведенные на хвостах сорбционного выщелачивания с содержанием золота в кеках 1–1.5 г/т (при концентрации цианида 0,05%, СаО–0,02% и Т:Ж=1:3), показали возможность снижения остаточного содержания золота в от нальных кеках на 30–40% доведения их до 0,8 г/т. Эти показатели, устойчиво подтвержденные результатами работы на пробах руды различного состава, проводившейся в 1973–1974 гг., показали перспективность внедрения акустической установки в схему обогатительной фабрики, используя установку в замкнутом цикле сорбционного выщелачивания.

Кортнев А.В., Олесов Ю.Г., Серденко В.В., Вартанов В.Г., Дрозденко В.А. «Некоторые вопросы применения ультразвука в гидрометаллургии титана» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 51 (1975)

В последнее время для нужд машиностроения, радиоэлектроники, химической и пищевой промышленности расширяется производство титановых порошков. Высокое качество порошков, возможность их прессования, высокая коррозионная стойкость и регулируемая пористость изделий из них позволяет изготавливать эффективные фильтрующие элементы для работы в агрессивных средах. Из известных способов производства порошков титана наиболее перспективным является метод электролиза расплавов с растворимым анодом из отходов титана. Однако при гидрометаллургической обработке катодных осадков и использовании порошков существует опасность возникновения пожара или взрыва. Предложенная технология с использованием для прессования металлокерамических изделий из измельченного катодного осадка с последующим спеканием изделий и выщелачивании солей, обеспечивала безопасность технологического процесса и возможность получения изделия с повышенной степенью пористости. Но выщелачивание солей как из катодного осадка, так и из пористых изделий в механических агитаторах не дало положительных результатов. Проведенные исследования показали, что удаление солеи может быть успешно осуществлено с применением ультразвука. Расчет экономической эффективности организации производства титановых изделий из невзрывоопасных смесем «порошок титана–соль» с последующим ультразвуковым выщелачиванием показал, что себестоимость пористой металлокерамики уменьшается на 18%.

Бондаренко А.В., Ялюшев Н.И., Кулинич В.И., Бондаренко Г.С. «Применение акустических колебаний к электрокристаллизации нитевидных порошков железа» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 51-52 (1975)

Исследовано получение мелкодисперсных нитевидных порошков железа на рефленном колеблющемся катоде из водных растворов, содержащих эмульсию нерастворяющихся в них органических жидкостей с поверхностно-активными веществами. В зависимости от условий электролиза на колеблющемся катоде получаются как поликристаллы, так и монокристаллы нитевидной формы с размерами, изменяющимися в пределах от 0,01 до 1 мкм по толщине и от 0,3 до десяти микрон по длине. В импульсном режиме электролиза, в том числе и с применением тока одно- и двухполупериодного выпрямления без фильтра, образуются нитевидные кристаллы, представляющие собой цепочки элементов. Эти элементы являются монокристаллами, в каждом из которых сохраняется направление роста [110]. Применение акустических колебаний улучшает общий режим электролиза и состояние электролитической ванны, повышает стабильность раствора, позволяет управлять процессом роста кристаллов, обеспечивая выделение укороченных нитевидных частиц.

Бондаренко А.В., Семенченко С.А. «Акустическая эмиссия при электрокристаллизации и растворении металлов» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 52-53 (1975)

Акустическая эмиссия, известная при некоторых фазовых переходах, наблюдается и в процессе электролиза с выделением и растворением металлов. Экспериментальная установка для исследования эмиссии в процессе электролиза состояла из кюветы, экранированной от внешних электромагнитных и акустических помех, пьезоэлектрического гидрофона, располагаемого в кювете параллельно активной поверхности металла и измерительного блока, включающего усилитель, микровольтметр и осциллограф. Акустическая эмиссия изучалась при электрокристаллизации и растворении в процессе электролиза меди в растворах CuSO₄, серебра в растворах AgNO₃, в процессах контактного обмена с выделением серебра на меди, меди на железе. Опыты показали, что излучение является импульсным с переменной частотой и амплитудой. Оно может рассматриваться как акустические шумы с частотами в пределах от высоких звуковых до низких ультразвуковых. Амплитуда и частота импульсов возрастает с увеличением скорости процессов. Форма импульса зависит от вида электрохимической реакции. Эмиссия проявляется и при перекристаллизации металлов, имеющей место в растворе после выключения поляризационного тока. Рассматриваемые явления объясняются импульсным характером процессов электрокристаллизации, растворения и перекристаллизации металлов, происходящих с изменением объемов локальных масс.

Базурин А.З., Гладов И.А., Михайлова Л.И. «Применение ультразвука для интенсификации процессов химического обогащения кварцевой крупки» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 53 (1975)

Химическое обогащение является необходимым в технологическом процессе переработки кварцевого сырья, используемого для наплавления прозрачного кварцевого стекла. Цель химической очистки при приготовлении кварцевой крупки из природных или искусственных кристаллов кварца – удаление гидроокислов железа и марганца или других пленочных загрязнений с поверхности кварцевых зерен. Применение недефицитных жильных разновидностей кварца, выдвигает новые задачи перед операцией химической очистки, а именно, растворение зерен некоторых минералов, например, полевых шпатов. Операция по химической очистке кварца в настоящее время осуществляется путем кипячения крупки в растворе соляной кислоты в течение 1–2 часов. Операция эта малопроизводительна, сопровождается интенсивным испарением кислоты и недостаточно эффективна. Применение ультразвука позволяет интенсифицировать процесс химической очистки кварцевой крупки. Растворение пленок гидроокислов железа ускоряется в десятки раз, зерен полевого шпата – в сотни раз. Приводятся данные о работе макетной установки непрерывного действия производительностью 15 кг/час и определены оптимальные параметры технологического процесса для ультразвуковой химической очистки кварцевого сырья, используемого для наплавления прозрачного кварцевого стекла.

Хавский Н.Н., Преображенский Н.А., Якубович И.А., Уланов В.И., Кириллов О.Д. «Повышение качества стекольных песков с помощью их акустической обработки» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 54 (1975)

Изучалось воздействие акустического поля на процесс отмывки от песков гидроокислов железа. При ультразвуковой обработке формовочных песков, проводимых в лабораторных условиях на установке УЗДН-I содержание железа в песках оказалось возможным снизить с 0,2 до 0,012%. При акустической обработке стекольных песков другого месторождения, проводимой на укрупненной установке, снабженной гидроакустическим преобразователем роторного типа (аппарат РГА-150 с твердосплавными венцами рабочих колес), содержание железа в песках было снижено с 0,11 до 0,015%.

Тимошенко В.И., Федорук Т.Я., Карпов Е.Ф. «Применение акустических колебании для уменьшения сульфатных отложений на поверхностях теплообмена» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 54-55 (1975)

Исследовалось в лабораторных условиях влияние импульсных колебаний с частотой 28 кГц на процесс образование сульфатной накипи. Изучено влияние концентрации, скорости потока и температуры раствора при введении ультразвуковых колебаний на поверхность теплообмена и в объем раствора. Установлено, что повышение концентрации соли в растворе снижает эффективность ультразвуковой обработки раствора, а увеличение скорости и температуры потока при озвучивании поверхности теплообмена приводит к относительно меньшему солеотложению. Приводятся микрофотографии разных стадий процесса твердения гипса без ультразвуковой обработки и после обработки непрерывными колебаниями частотой 21 кГц. Предложено объяснение образования рыхлой накипи под влиянием ультразвуковых колебаний на процесс возникновения кристаллизационного каркаса отложений. Использование импульсных ультразвуковых колебаний в промышленных условиях для «озвучивания» поверхности теплообмена воздухоохладителя компрессора К-250-61-1 привело к уменьшению скорости отложений в 3–4 раза.

Глембоцкий В.А., Еремин Ю.П. «Особенности адгезии газовой и жидкой аполярных фаз к твердым поверхностям в водной среде при наложении ультразвукового поля» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 59-60 (1975)

Анализ накопленного авторами экспериментального материала подтверждает ранее сформулированное ими положение о том, что изменения в энергетическом состоянии межфазовых поверхностей в системах вода–твердое–газ, или вода–углеводородная жидкость–твердое, связаны со структурными изменениями в зоне этих слоев и особенно в результате деструктивного действия на них ультразвука. Это действие может затрагивать поверхности раздела фаз твердое–жидкость (минерал–вода), газ–жидкость (воздух–вода) и углеводородная жидкость–полярная жидкость (углеводород–вода). В наиболее четком виде деструктивное действие проявляет себя по отношению к структурированным гидратным слоям, ослабление которых существенно влияет на адгезионные барьеры, снижая их и тем положительно влияя на процессы слипания капелек углеводородной эмульсии в водной среде с поверхностью минеральных частиц. Параметры ультразвукового поля, наложенного на воздушный пузырек или каплю углеводорода в воде, связываются с работой и силой адгезии, адгезионным напряжением, относительной работой адгезии, критическим поперхностным натяжением и т.д. Практическое значение этих последствий ультразвукового воздействия на пузырьки и эмульсии сопровождается активацией их слипания с твердыми частицами, что делает его эффективным средством управления и интенсификации флотационного процесса. Существенную роль в этих явлениях играет не только интенсивность ультразвука и продолжительность его действия, но и частота ультразвуковых колебаний. Автором представлена и обоснована классификация ультразвуковых воздействий в зависимости от их частот, выделяющая три класса частот (звуковые и низкие ультразвуковые; средние ультразвуковые; высокие ультразвуковые), каждый из которых отличается присущей ему специфичностью воздействия на многофазные системы. Авторы полагают, что полученные ими данные и их анализ в докладе, а также привлечение современных представлений о собственных колебаниях молекул жидкостей, структуре пограничных слоев и возможном резонансе ультразвуковых колебаний (особенно в области высоких частот) с собственными колебаниями молекул жидкости позволяют удовлетворительно объяснить многие из изученных последствий ультразвукового воздействия на многофазные системы и особенно на межфазные слои. Развиваемые представления могут не только иметь прямой интерес в свете интенсификации флотационного процесса, но и имеют общее познавательное значение для проблемы взаимодействия ультразвука с веществом.

Байшулаков А.А., Джакипова И.М., Ильченко Л.Г., Лукьянченко Л.Д. «О связи физико-химических и флотационных свойств ксантогенатов, обработанных ультразвуковыми колебаниями» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 60-61 (1975)

Изучалось влияние предварительной ультразвуковой обработки на свойства водных растворов ксантогенатов. Исследовалось, действие ультразвуковых колебаний различных частот, разной интенсивности и продолжительности. Определение активности растворов собирателей химическим методом указывает на некоторое снижение содержания ксантогената после ультразвукового воздействия, однако степень разрушения даже после 20-мин. обработки не превышает 4,5%. Для определения содержания диксантогенида в растворах ксантогената относительно больших концентраций (5 и 10%). использовалось два метода: экстракционно-весовой и колориметрический, с применением хлороформа в качестве растворителя. Полученные результаты свидетельствуют об увеличении в растворах количества диксантогенида под влиянием ультразвуковой обработки. Спектрофотометрические исследования в ультрафиолетовой области 0,1% растворов также говорят об увеличении содержания диксантогенида под влиянием ультразвука, причем с увеличением продолжительности обработки количество диксантогенида вначале повышается, а затем уменьшается. Изучение структуры сорбционного слоя показало, что в результате предварительной ультразвуковой обработки реагентов плотность адсорбционного покрытия возрастает. Полученные данные согласуются с результатами флотационных опытов, свидетельствующих об увеличении собирательной активности ксантогенатов под влиянием ультразвука.

Глембоцкий В.А., Малахов Ю.В., Байшулаков А.А., Казанцева А.А. «Агрегация минералов, обработанных флотореагентами, при ультразвуковом воздействии» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 61-62 (1975)

Степень агрегации тонких минеральных частиц играет важную роль в процессах обогащения. Ультразвук является одним из перспективных средств, вызывающих агрегацию. Эффект агрегации частиц в этом случае определяется как режимом ультразвуковой обработки, так и физико-химическими особенностями дисперсной системы. Коагулирующее действие ультразвука проявляется в диапазоне повышенных частот – 1000–3000 кГц (когда отсутствует кавитация), зависит от вида ультразвукового поля, интенсивности и продолжительности ультразвуковой обработки. На эффективность агрегации частиц под воздействием ультразвука могут оказывать значительное влияние флотореагенты, применяемые при обогащении полезных ископаемых. Установлено, что предварительная обработка сульфидных минералов (например, сфалерита) реагентом-собирателем бутиловым ксантогенатом, широко применяемом при флотации руд цветных металлов, повышает степень агрегации этих минералов, в то же время не оказывает влияния на агрегацию таких минералов окислов, как кварц. Олеиновая кислота, используемая в практике флотационного обогащения несульфидных минералов, способствует повышению агрегации при ультразвуковом воздействии таких минералов, как кальцит, флюорит, барит. Полученные данные свидетельствуют о том, что степень агрегации минеральных частиц под воздействием ультразвука можно регулировать путем введения соответствующих флото реагентов.

Глембоцкий В.А., Еремин Ю.П., Колчеманова А.Е., Бершицкий А.А., Багрянцева Л.М. «Флотация минералов с использованием эмульсий, подвергнутых ультразвуковому кондиционированию» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 62 (1975)

Применение ультразвука для эмульгирования труднорастворимых флотационных реагентов хорошо известно и применяется в промышленности. Однако работами В.А. Глембоцкого и Ю.П. Еремина было впервые показано, что ультразвуковое воздействие на уже приготовленные тем или иным методом эмульсии, особенно в МГц-диапазоне частот и при интенсивности не вызывающей кавитационных явлений – не меняя дисперсности эмульсий значительно повышает их флотационное действие. Авторами приводится новый экспериментальный материал полученный на эмульсиях керосина, а также олеиновой кислоты, используемых при флотации молибденита, rpaфитa, каменного угля (керосин), а также кальцита, флюорнсцентита, пирита, сфалерита и халькопирита (олеиновая кислота). В опытах использовался ультразвук в диапазоне частот 0,8–3 МГц, при интенсивностях 0,25–1 и в отдельных случаях до 15 Вт/см² , при времени воздействия от 2–3% до 30% и более. Таким образом, ультразвуковое кондиционирование эмульсий является действенным и простым методом интенсификации флотации аполярными реагентами.

Глембоцкий В.А., Колчеманова А.Е., Чантурия В.А., Махмутов Ж.М., Малюк О.П. «Изучение характера изменения поверхности и основных электрофизических параметров сульфидных минералов в процессе обработки ультразвуком» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 63 (1975)

Приводятся данные об изменении величины термо-эдс, электропроводности и концентрации носителей зарядов поверхности некоторых минералов, а также их удельной поверхности. Показано, что наиболее интенсивное изменение величины удельной поверхности происходит при обработке в условиях повышенного статического давления. Полная депрессия флотируемости минеральных частиц под воздействием ультразвука при P_ст=4 атм обеспечивается при их значительно меньшем переизмельчении, чем в случае использования ультразвука при нормальном атмосферном давлении. Показано также, что в процессе ультразвуковой обработки некоторых сульфидных минералов (галенит, халькопирит и пирит) снижается для них отношение n_e/n_p. Особенно сильное изменение претерпевает галенит, который под воздействием ультразвука переходит от электронного типа проводимости к дырочному.

Глембоцкий В.А., Колчеманова А.Е., Малюк О.П., Махмутов Ж.М. «О возможности регулирования селективности действия ультразвука на пенные флотационные продукты» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 63-64 (1975)

Действие ультразвука на пенные флотационные продукты проявляется наиболее эффективно в условиях избыточного статического давления. Подавление повторной флотируемости многих исследованных минералов достигалось за весьма короткое время (максимум 1–2 минуты, в отдельных случаях за несколько секунд). Однако при этом снижалась селективность действия ультразвука. В связи с этим были проведены специальные исследования, результаты которых приводятся в настоящей работе. На примере некоторых сульфидных минералов рекомендуется предусмотреть при осуществлении селективной флотации после их ультразвуковой обработки дополнительные технологические приемы, заключающиеся в использовании специфической роли жидкой фазы озвученной пульпы, зависящей от условий ультразвуковой обработки.

Еремин Ю.П., Глембоцкий В.А., Копытов Г.Ф., Шот Н.И., Штерн М.Д. «Регулирование ультразвуком поверхностного натяжения и самопроизвольное эмульгирование в МГц-диапазоне частот» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 64 (1975)

Установлена связь кинетики флотации с «озвучиванием». Предполагалось, что эти факторы связаны с изменением поверхностного натяжения под воздействием ультразвука. При изучении воздействия ультразвука мегагерцового диапазона частот на пузырек в воде было установлено, что наложение акустического поля снижает поверхностное натяжение с 73–75 эрг/см² примерно до 60 эрг/см². Приводимые в докладе данные по уменьшению межфазовых натяжений для разделов «жидкий углеводород–вода» в различных условиях свидетельствуют о существовании связи между изменением поверхностного натяжения в ультразвуковом поле и влиянием «озвучивания» на технологические процессы. Установлено, также самопроизвольное эмульгирование углеводородных жидкостей в воде, в мегагерцовом диапазоне частот при малых интенсивностях ультразвука и высказано предположение о причинах этого явления.

Еремин Ю.П., Глембоцкий В.А., Штерн М.Д., Полетаев Э.В., Петров А.А., Савостин Б.А. «Влияние ультразвукового воздействия на подвижность молекул воды в объеме и в поле поверхностных сил» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 64-65 (1975)

Нашими предыдущими исследованиями было показано, что для относительной оценки количества связанной воды может быть успешно применен метод ЯМР. Продолжение исследований позволило привести в систему данные об относительной подвижности молекул в воде в объеме и в поле поверхностных сил кварца. Если ответственным за степень подвижности молекул воды считать различие в структурах между свежеталой и «нормальной» водой, то полученные результаты можно оценить следующим образом: 1) подвижность молекул свежеталой воды одинакова как в объеме, так и в поле действия поверхностных сил кварца, то есть достаточно прочно связанные между собой молекулы не нарушают своей структуры под действием поверхностных сил; 2) «озвучивание» свежеталой воды в мегагерцовом диапазоне частот на 30% увеличивает подвижность молекул, то есть разрывает значительное количество связей. Озвученные «нормальная» и свежеталая вода имеют одинаковую подвижность молекул и, по-видимому, одинаковую структуру; 3) контакт озвученной воды с развитой поверхностью кварца приводит к тому, что подвижность молекул воды уменьшается на 60% по сравнению с «озвученной» и на 30% по сравнению со свежеталой. Столь малую подвижность в этом случае следует относить не за счет упрочения собственных связей молекул воды между собой, а за счет того, что, находясь после озвучивания в относительно свободном состоянии, молекулы воды, попадая в поле действия поверхностных сил кварца, подчиняются этим силам и располагаются, в соответствии со структурой этих поверхностных сил.

Докшина И.Д., Ершов В.С. «Влияние ультразвуковой обработки на повышение эффективности электрической сепарации ниобиевых концентратов» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 65-66 (1975)

Проведенными исследованиями по применению ультразвука в технологии доводки тантало-ниобиевых концентратов выявлена возможность повышения эффективности электрической сепарации концентратов. Лабораторными исследованиями определена степень изменения электропроводности и магнитной восприимчивости минералов, прошедших ультразвуковую обработку, установлено оптимальное время «озвучивания» перед электрической сепарацией. Разработка режимов ультразвуковой обработки с целью повышения технологических показателей переработки концентратов проведена для двух различных по минеральному составу месторождений. Внедрение разработанных режимов на одной из рекометальных фабрик позволило в 1,5 раза повысить производительность электрических сепараторов, в 2 раза снизить содержание ценного компонента в промпродуктах и выводимых из процесса хвостах. Применение ультразвука в технологии переработки концентратов другого месторождения позволило исключить операцию кислотной обработки концентратов и повысило качество конечных концентратов на 15–20% и снизило содержание ценного металла в выводимых хвостах на 30–40%.

Тютюнник Н.Д., Мамина А.В. «Промышленные испытания и внедрение ультразвукового метода на доводочной редкометальной фабрике» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 66-67 (1975)

Лабораторными исследованиями выявлено интенсифицирующее действие ультразвука на процессы магнитной и электрической сепарации черновых редкометальных концентратов различного минерального состава. Проведены промышленные испытания ультразвука на доводочной фабрике, перерабатывающей черновые концентраты танталит-колумбит-касситеритового состава. Для испытаний применялась установка, состоящая из генератора УЗГ-2-10 и четырех магнитострикционных преобразователей ПМС-6-22, смонтированных в виде наклонного лотка для озвучивания непрерывного потока минеральной пульпы. Промышленные испытания проведены в два этапа. При первом этапе ультразвук был применен для обработки труднообогатимых сильно ожелезненных промпродуктов. Испытания показали возможность эффективного извлечения тантала и олова в кондиционные концентраты из промпродуктов при замене кислотной обработки ультразвуковой, обеспечивающей повышение извлечения, металлов в операциях цикла доводки на 10–20%. На втором этапе испытаний ультразвук был применен для исходного сырья (сырьевых и коллективных концентратов) доводочной фабрики. Показано, что с помощью ультразвука возможно применение более совершенной технологии, обеспечивающей ускорение процесса получения товарных концентратов тантала и олова и повышение извлечения металлов на 6–15%. Промышленные испытания завершены внедрением ультразвукового способа обработки труднообогатимых промпродуктов на доводочной редкометальной фабрике.

Румянцева С.А., Солодянкин В.В., Бершицкий А.А. «Проверка эффективности воздействия акустических колебаний на некоторые продукты при флотации свинцово-цинково-баритовой руды» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 67 (1975)

Исследованы изменения агрегативного состояния и гранулометрического состава минеральной пульпы при воздействии на разные продукты флотации упругих колебаний, возбуждаемых в гидроакустическом роторно-пульсационном аппарате. Установлен факт деструкции собирателя на поверхности минералов. Установлено изменение качества соответствующих концентратов после их акустической обработки. В полупромышленном масштабе показана целесообразность применения акустической обработки свинцового промпродукта – хвостов перечистки концентрата. В результате «озвучивания» содержание свинца в свинцовом концентрате было повышено на 2,5%, одновременно содержание цинка в нем уменьшилось на 1,08%. Концентрат переведен в более высокую категорию при повышении извлечения по свинцу на 0,7% и снижении извлечения в него цинка на 1,13% .

Глембоцкий В.А., Колчеманова А.Е., Еремин А.П., Багрянцева Л.М. «Улучшение коллектирующих свойств эмульсий реагентов воздействием ультразвука» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 67-68 (1975)

В опытах использовали водные эмульсии олеиновой кислоты, приготовляемые механическим путем; последующее их озвучивание (акустическое кондиционирование) проводилось на установке JG-602, в некавитационном режиме. Изучение повышения эффективности флотации с применением озвученных эмульсин проводилось на отдельных чистых минералах: кальците, флюорите, мартите, пирите, халькопирите, сфалерите. Ультразвуковая активация эмульсии олеиновой кислоты и флотация с их применением кальцита и флюорита повышает извлечение в пенный продукт на 10–13% (800 кГц, 15 Вт/см² , 30–60 сек). При использовании ультразвуковой активации эмульсий на частоте 1,25 МГц в течение 60 сек в опытах с мартнтом ил влечение минерала в пену возрастает с 32 да 72%. При средних и малых расходах собирателя с применением активированных эмульсий можно повысить извлечение сфалерита в пенный продукт в 2 раза, пирита – в 2–3 раза, халькопирит почти нацело переходит в пенный продукт (вместо 59% в случае использования неактивированных эмульсий).

Байшулаков А.А., Ни Л.П., Варламов В.Г., Малахов Ю.В. «Внедрение метода ультразвуковой и магнитной обработки флотореагентов на обогатительных фабриках» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 68-69 (1975)

Разработан метод комбинированной ультразвуковой и магнитной обработки флотореагентов с целью повышения эффективности их действия при обогащении полезных ископаемых. Для осуществления обработки реагентов в промышленных условиях создано несколько модификаций аппаратов гидродинамического типа, отличающихся простотой конструкции и надежностью в эксплуатации. Проведенные промышленные испытания на. ряде обогатительных фабрик показали, что последовательная ультразвуковая и магнитная обработка реагентов перед подачей в процесс флотации позволяет сократить их расход. Так, внедрение разработанного способа обработки флотореагентов ультразвуковыми и магнитными полями на обогатительной фабрике позволило сократить расход ксантогената на 28%, а Т-66 в два раза. В текущем году аппараты были внедрены на других обогатительных фабриках,, что позволило сократить расход ксантогената и машинного масла соответственно каждого по 30% и Т-66 на 20%. В 1973–1974 гг. проведено промышленное внедрение способа предварительной обработки флотореагентов ультразвуковыми и магнитными полями, что дало возможность снизить расход бутилового ксантогената на 10%. Достигнутые положительные результаты позволяют рекомендовать данный метод для широкого использования.

Байшулаков А.А., Ин Л.П., Варламов В.Г., Бикинеев Р.М., Искаков Ш.Р. «О перспективности использования акустических колебаний при разрушении высокоустойчивых пен» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 69-70 (1975)

Одним из эффективных средств совершенствования технологии вскрытия пласта п освоения скважин при добыче нефти и газа является применение двухфазных (аэрированный водный раствор ПАВ) и трехфазных (аэрированный глинистый раствор с добавкой ПАВ) пен. Возможность его практического использования предусматривает необходимость безреагентного разрушения потока пены, выходящей из скважины, и обеспечения замкнутой циркуляции (раствор–пена–раствор). В работе приведены результаты лабораторных исследований, укрупненно-лабораторных и полупромышленных испытаний акустического метода разрушения сложных по составу и высокопрочных пен на основе сульфонола в присутствии стабилизаторов. Установлено, что наиболее перспективными для- разрушения таких пен являются источники колебаний, генерирующие излучения в газовой среде, в частности, аэродинамические излучатели, работающие энергией сжатого : воздуха. Изучалась кинетика разрушения пены и показано, что скорость процесса пропорциональная устойчивости пены и интенсивности акустического Разработан оптимальный вариант акустического пеногасителя, обладающий повышенной по сравнению с другими аппаратами производительностью 0,7 м³/мин. Сравнительные испытания различных моделей проведены в условиях стендовой установки НГДУ «Абиннефть», которыми показана перспективность использования, акустической обработки для интенсификации процесса разрушения высокоустойчивых пен.

Хавский Н.Н., Кириллов О.Д., Преображенский Н.А., Якубович И.А., Уланов В.И. «Разрушение устойчивых технологических пен с помощью вихревых акустических пеногасителей» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 70 (1975)

В полупромышленных условиях изучалась возможность акустического разрушения стойких технологических пен. Полученные результаты показали, что с помощью вихревых акустических пеногасителей удается в течение нескольких секунд разрушать различные типы стойких пен. Разрушение пен происходит на глубину 0,5–0,7 м от поверхности пеногасителя и на площади 0,25–1 м² , в зависимости от стойкости пены, скорости ее образования и рабочего режима пеногасителя. Оптимальные результаты достигаются при давлении воздуха в сети не ниже 5–6 кг/см² . При более низком давлении эффект разрушения стойких технологических пен не наблюдался.

Хавский Н.Н., Якубович И.А., Преображенский Н.А., Кириллов О.Д., Уланов В.И. «Деструкция полиакриламида в сбросных и оборотных водах обогатительных фабрик» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 70 (1975)

Исследовалась возможность акустического разрушения полиакриламида, накапливающегося в оборотных водах обогатительных фабрик. Необходимость очистки вод от флокулиита связана с его отрицательным действием на флотацию руд и углей. Акустическая обработка предварительно осветленного фугата снижала скорость седиментации шламов в хвостах флотации на 30%. Обработка неосветленных фугатов, содержащих до 30–40 г/л шламовых взвесей, снижает скорость седиментации в 50–100 раз. Акустическая обработка проводилась с помощью гидродинамического аппарата РГА-150 с твердосплавными венцами рабочих колес. Производительность аппарата на оборотной воде составляла 12–16 м³/час. Обработке подвергались фугаты центрифуги после флокуляционной обработки хвостов флотации. Оценка деструктирующего действия акустической обработки проводилась по замедлению седиментации хвостов флотации в фугате центрифуги после его обработки в РГА-150 по сравнению со скоростью седиментации в необработанном фугате. Акустическая обработка предварительно осветленного фугата снижала скорость седиментации шламов в хвостах флотации на 30%. Обработка неосветленных фугатов, содержащих до 30–40 г/л шламовых взвесей, снижает скорость седиментации в 50–100 раз.

Казанцев В.Ф., Мицкевич А.М., Сергеева К.Я. «Амплитуднозависимые потери в монокристаллической и поликристаллической меди» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 75 (1975)

Термоакустическим методом, основанным на регистрации нагрева полуволновых образцов из-за рассеяния энергии ультразвуковых деформаций, исследованы зависящие от амплитуды деформаций потери в монокристаллах и поликристаллической меди различной чистоты. Обнаружено, что потери возрастают как с увеличением амплитудных деформаций, так и времени воздействия ультразвука. Характер зависимостей коэффициента потерь от амплитуды и времени воздействия ультразвука существенно отличается для образцов с различной структурой. Однако для всех исследованных образцов наблюдается периодическое возрастание и убывание коэффициента потерь с увеличением времени воздействия при постоянной амплитуде деформаций. Высокий отжиг образцов приводит к возврату коэффициента потерь. Деформация монокристаллов меди после отжига свидетельствует о значительном упрочнении материала полуволновых образцов в пучности ультразвуковых напряжений в образцах

Биронт В.С. «Влияние ультразвукового отжига на кратковременную жаропрочность сплава АМг5» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 75-76 (1975)

Деформируемые алюминиево-магниевые сплавы обладают высокой удельной прочностью, коррозионной стойкостью, хорошей свариваемостью, в связи с чем они находят широкое применение при изготовлении сварных конструкций. Высокие прочностные свойства околошовных зон в значительной степени определяются теплостойкостью материала. В ряде случаев от этих сплавов требуется повышенная жаропрочность, как правило в процессе кратковременного теплового нагружения. В настоящей работе изучалось влияние ультразвуковой обработки на кратковременную жаропрочность и теплостойкость сплава АМг5. При выборе метода воздействия исходили из предположения о возможности повышения плотности дислокаций и образования объемной дислокационной сетки под воздействием ультразвука. Выделение избыточных фаз при отжиге преимущественно на образовавшихся дислокационных сетках может привести к образованию сетки избыточной фазы, играющей роль каркаса, способствующего повышению жаропрочности. Проведенные эксперименты по изучению микроструктуры и испытанию механических свойств материала подтверждают указанные предположения. Применение ультразвуковой обработки позволяет повысить предел прочности сплава АМг5 при температуре испытания 300°С с 10 до 13 кгс/мм² , а также повысить теплостойкость после кратковременных 30-минутных нагревов. Это позволят повысить качество сварных конструкций и изделий, работающих при повышенных температурах.

Биронт В.С. «Влияние ультразвукового старения на механические свойства сплава Д1» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 76-77 (1975)

Из литературы известно положительное влияние ультразвуковых колебаний на процессы старения алюминиевых сплавов, в том числе дюралюминов. Однако в большинстве случаев изучалось изменение твердости материала, которая не может в полной мере характеризовать механические свойства материала. Изучено влияние ультразвукового высокотемпературного старения на механические свойства сплава Д1. Оказалось, что в определенных условиях при ультразвуковом воздействии на процесс старения происходит охрупчивание сплава, т.е. одновременное значительное снижение предела прочности сплава и относительного удлинения. Твердость не обнаруживает каких-либо значительных изменений по сравнению с обычным старением без ультразвука. Показано, что охрупчивание сплава Д1 происходит при высокотемпературном старении (100–250°С), если оно проводится непосредственно после закалки. Эффект охрупчнвания связывается с образованием грубых выделении избыточной фазы, выделяющейся при одновременном воздействии высокой температуры старения и ультразвуковых колебаний, что свидетельствует об ускорении диффузионных процессов под действием ультразвуковых колебаний.

Айзенцон Е.Г., Утробина И.К. «Влияние ультразвука на разориентировку субзерен аустенита и усталостную прочность стали IX18H10T» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 77 (1975)

Образцы отожженной стали 1Х18Н10Т подвергали воздействию ультразвуковых колебаний с амплитудой 10 мкм при 550°С в течение 20 мин и охлаждали в воде. С целью полтонизации структуры, обработанной ультразвуком стали проводили 50-часовой отжиг при температуре 600°С. Рентгеноструктурный анализ показал, что в озвученной стали возрастают углы разориентировки блоков и происходит фрагментация отдельных зерен. Установлено, что как до, так и после полигонизационного отжига озвученной стали ее предел усталости повышается на 20%.

Айзенцон Е.Г., Михайловский В.Н., Сливак Л.В. «Влияние режима термоультразвуковой обработки и температуры последующего отжига на свойства меди» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 77-78 (1975)

Изучено влияние интенсивности ультразвуковой обработки (f=22 кГц), ее продолжительности и температуры на амплитудную зависимость внутреннего трения, измеренную при 77 и 300 К. Показано, что обработка меди ультразвуком при 300 К приводит к возникновению в металле «свежих» дислокаций, закрепление которых точечными дефектами достаточно интенсивно протекает уже при комнатной температуре. Эффективность термоультразвуковой обработки возрастает с увеличением температуры ее осуществления. При этом структурное состояние образцов меди после озвучивания выше температуры рекристаллизации отличается от образцов, обработанных ультразвуком при более низких температурах. Установлена большая, по сравнению с деформированными волочением образцами, стабильность дислокационной структуры, возникающей при озвучивании меди в области температур, лежащих выше температуры рекристаллизации. Режим термоультразвуковой обработки оказывает заметное влиялие на величину активационного объема при микропластической деформации озвученной меди.

Апаев Б.А., Кириллов Ю.В., Мадянов С.А., Мальцев Г.А. «Влияние ультразвука на процессы отпуска в хромистых и марганцовистых сталях» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 78-79 (1975)

Изучено влияние ультразвуковых колебаний на процесс перераспределения легирующих элементов при отпуске хромистых и марганцовистых сталей (1% С и 2% Сг или Мп) в интервале температур 350–600°С. Ультразвуковые колебания частотой 22 кГц и амплитудой 10 мкм вводились непосредственно в образец, помещенный в печь. Термопара приваривалась к образцу и его температура в процессе озвучивания поддерживалась постоянной с точностью ±5°С. С помощью метода фазового магнитного анализа произведен расчет количества фаз и их химического состава в исследованных сталях. Наложение ультразвуковых колебаний в процессе отпуска исследованных сталей приводит к понижению устойчивости низкотемпературных карбидных фаз, что можно объяснить интенсификацией диффузии углерода. В процессе отпуска исследованных сталей возможно одновременное существование двух типов цементитов с различной степенью легированности: слаболегированного – T₁ и сильнолегированного – T₂. В случае отпуска образцов хромистой стали с озвучиванием, T₂ переходит в парамагнитное состояние, которое обусловливается высокой концентрацией хрома. За счет этого количества хрома, перешедшее из матрицы в цементит у озвученных образцов значительно больше, чем у неозвученных. Для марганцовистой стали влияние ультразвука проявляется, слабее, хотя и в этом случае процесс перераспределения марганца между u-фазой и цементитом интенсифицируется. Таким образом, до температур 450–500°С ультразвук ускоряет диффузию углерода, а выше этих температур – также диффузию хрома и марганца.

Ефремов В.И., Демидов М.И. «Аустенизация сталей 55С2–60С2 в ультразвуковом поле» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 79 (1975)

Изучено действие ультразвука на процесс аустеиизацин рессорных сталей. Исследованию подвергались цилиндрические образцы, изготовленные из полосовой стали 60С2 (0,65% С; 0,8% Мп; 1,8% Si; 0,015 Р; 0,032% S; 0,09% Сг), 011,0 мм и полуволновой длины равной 135 мм. Использовался генератор УЗГ-2,5А с преобразователем ПМС-7. Аустеннзация образцов осуществлялась при температурах 870–950°С и выдержке 10 мин., после чего включался ультразвук. После озвучивания образцы закаливались в масле. Металлографическое исследование образцов закаленной стали, подвергавшейся аустенизации с наложением ультразвука при определенных условиях (выдержка, температура, частота и амплитуда) показало, что кремнистые стали склонны к ускоренному графитообразованию. Графитные включения располагаются, в виде сетки по границам аустенитных зерен. Графитная сетка становится менее заметной по мере удаления от сечения, соответствующего максимальным ультразвуковым напряжениям. Очевидно, что образование графитной сетки осуществляется в результате облегчения диффузионных процессов ультразвуковыми колебаниями, что в свою очереди влияет на дальнейшую термическую обработку этих сталей.

Мицкевич Л.М «Исследование воздействия ультразвука на диффузию цинка в монокристаллах меди» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 80 (1975)

Исследовано воздействие ультразвуковых деформаций на диффузию цинка в монокристаллическую медь чистотой 99,996%. Использовался цинк марки ЧДА. Для образования, исходных диффузионных слоев ε и γ фаз монокристаллы меди покрывались цинком в расплаве при воздействии ультразвука. Затем монокристаллические стержни резонансной длины подвергались воздействию продольных ультразвуковых деформаций при амплитудах до 0.85·10³ и частоте 19,27 кГц. Обнаружено ускорение диффузионного роста под воздействием ультразвука по сравнению с термической диффузией для ε-фазы в 8 раз, для γ-фазы в 4–5 раз. Ускорение пропорционально амплитуде ультразвуковых деформаций. Исследование амплитуднозависимых потерь при ультразвуковых деформациях образцов монокристаллов меди, аналогичных диффузионным образцам показало, что при ультразвуковом воздействии

Шашина Л.Т., Голубев В.И. «Интенсификация процессов диффузионного насыщения металлов и сплавов ультразвуковыми колебаниями» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 80-81 (1975)

Широкое внедрение металлических покрытий в производство сдерживается длительностью процесса насыщения, высокими температурами и малой глубиной слоя. Поэтому представляет интерес исследовать любые способы интенсификации диффузионных процессов. В работе исследовалось влияние ультразвуковых колебаний на процесс алитирования образцов и деталей из меди в расплавах солей при 500°С. На образец полуволновой длины постоянного сечения,, погруженного в расплав солей с порошком ферроалюминия подавались ультразвуковые колебания от диспергатора УЗДН-1. В результате проведенного исследования установлено, что глубина агитированного слоя полученного с ультразвуком превысила в 2,5–3,0 раза глубину слоя, полученного без ультразвука за одно п тоже время. Повышение глубины алитированного слоя при наложении ультразвуковых колебаний наблюдается как в области максимальных напряжений, так и в области максимальных смещений. Увеличение глубины диффузионного слоя с одновременно большей концентрацией насыщенного элемента в диффузионном слое металла происходит вследствие увеличения диффузионного проникновения атомов в циклически деформируемую поверхность, кавитационных процессов способствующих интенсивному перемешиванию расплава и очищению поверхности от разного рода загрязнений.

Бабец А.П., Кулемин А.В. «Влияние ультразвука на возврат твердости и внутреннего трения в пластически деформированных металлах» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 81-82 (1975)

Представляет интерес исследовать влияние знакопеременных напряжений ультразвуковой частоты на свойства металлов предварительно упрочненных пластической деформацией. В а :ом случае число циклов деформации может быть доведено до 10⁹ . Исследовано влияние ультразвука частотой 18,6 кГц на кинетику возврата твердости и внутреннего трения после пластической деформации поликристаллических А1 и Си при различных температурах. Показано, что воздействие ультразвука приводит к ускорению процесса возврата. Так в пластически деформированном А1 при выдержке при комнатной температуре изменений твердости не наблюдалось. Однако приложение деформаций амплитуды a_m=1,8·10^–4 в течение 150 мин (2·10⁸ циклов) приводит к снижению твердости на ∼30% и увеличению коэффициента внутреннего трения в 1,5–2 раза. Скорость возврата свойств увеличивается с повышением амплитуды знакопеременных напряжений и с ростом температуры. Увеличение числа циклов приводит к упрочнению металла, которое, однако, меньше исходного. Ускорение процесса возврата объясняется образованием вакансий под воздействием ультразвука. Взаимодействуя с дислокациями вакансии позволяют им переползать в свободные плоскости скольжения, обуславливая разупрочнение деформированного металла.

Манаенков В.П., Кулемин А.В. «Поглощение ультразвука в металлах при больших амплитудах деформации» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 82 (1975)

Определение параметров рассеяния упругой энергии в металлах при больших интенсивностях ультразвука представляет практический интерес для конструирования промышленного ультразвукового оборудования, а также для изучения дислокационной структуры металлов. Исследован характер поглощения ультразвука частотой 20 кГц в металлах с г.ц.к., о.ц.к. и г.п.у. решетками при амплитудах деформации a_m=0–10^–4. Изучено влияние пластической деформации на коэффициент поглощения звука Q^–1.

Балалаев Ю.Ф., Трофимов В.Т. «Применение ультразвукового разрушающего контроля технологических процессов обработки и упрочнения поверхности материалов» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 83 (1975)

Разработаны рекомендации по применению сильного ультразвука для контроля качества продукции в связи с особенностями технологических процессов обработки и упрочнения поверхности материалов. Рассматриваются вопросы методики ультразвуковых испытаний гладких и надрезанных образцов в ударном, квазистатическом и усталостном режимах нагружения. Приводятся примеры повышения сопротивления усталости, получающегося, за счет поверхностного наклепа, алмазного выглаживания, гальванического хромирования, насыщения бором и некоторых других процессов. Данные контроля помогают корректировать соответствующие технологические процессы. Высокое качество проверки свойств металла определяется наглядностью и надежностью применяемого метода, малыми затратами труда, времени и материалов. При оценке однородности и стандартности обработанных металлов экспресс-информация ультразвуковых испытаний может являться не столько показателем механических свопе гн как таковых, сколько косвенным показателем идентичности исследуемого металла, по сравнению с ранее испытанным, качество которого признано соответствующим техническим требованиям. Рекомендуемая, методика ультразвуковых испытаний с записью амплитудных и частотных характеристик позволяет оперативно решать актуальные вопросы повышения качества металла и его надежности за счет поверхностного упрочнения. Применение ультразвука для контроля технологических процессов обработки и упрочнения поверхности материалов популяризирует научный кинофильм «Деформация и разрушение металлов ультразвуком».

Балалаев Ю.Ф., Трофимов В.Т., Дорошенко В.П. «Изучение повышения сопротивления усталости сталей и сварных соединений ультразвуковым методом на образцах с концентраторами напряжений типа выточек и резьбы» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 84 (1975)

Исследовано влияние концентраторов напряжения типа выточек и резьбы на циклическую прочность образцов из сталей 20, 25, 30, 45, 40Х. 40ХН, 34ХНЗМ. Х16Н6, 17ГС с целью установления возможностей повышения сопротивления усталости. Стержни полуволновой длины (частоты ультразвука порядка 20 кГц) имели надрезы в пучности ультразвуковых напряжений. Коэффициент концентрации напряжений составлял 1,5–3,5. В сварных образцах надрезы располагались в зоне наплавленного металла. Масштаб напряжении устанавливался но образцам из стали 40Х (разрушающее напряжение 20 кг/мм² . Проводились квазистатические и усталостные испытания в режиме постоянной возбуждающей силы. Сопоставление циклической прочности исследованных сталей показало повышение сопротивления усталости и роль концентраторов напряжении. На примере стали 17ГС показано, что чувствительность к концентрации напряжений существенно зависит от геометрии надреза. Анализируются случаи хрупких и вязких изломов, особенности равномерной и неравномерной текучести, предшествующей разрыву, причины облегчения и затруднения деформации и эффекты повышения сопротивления усталости и результате изменения технологии термообработки и сварки.

Чурсин Г.И., Астрединов М.И., Холодный В.И., Мешков Н.К. «Некоторые особенности изменения сопротивления пластической деформации конструкционных материалов под воздействием ультразвуковых колебаний» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 87 (1975)

Работа многих механизмов и машин сопровождается возникновением мощных звуковых и ультразвуковых колебании, воздействие которых на материалы приводит к снижению сопротивления пластической деформации. В связи с этим изучалось влияние продольных ультразвуковых колебаний частотой 20 кГц на конструкционные материалы: ст. Х16Н6 с твердостью HRC=40 и ст. 9X18 с твердостью 40 и 60 ед. HRC. Колебания возбуждались с помощью магнитострикционного преобразователя,, питаемого от генератора УЗГ-10М, с коническим концентратором, к которому привинчивались испытуемые образцы. Деформация осуществлялась путем вдавливания в образце индентора из стали 9X18 с твердостью HRC=60. Установлено, что приложение даже незначительной (>2 кГ) нагрузки к колеблющемуся образцу вызывает локальную пластическую деформацию, гораздо большую, чем при приложении нагрузки 1500 кг к неподвижному образцу. Изучена структура и микротвердость материалов после ультразвукового нагружения. Сделано предположение, что снижение сопротивления пластической деформации обусловлено специфическим поведением дислокаций под воздействием ультразвуковых колебаний.

Певницкий Л.Д., Петухов В.И., Сучков А.Г., Шапиро А.С. «Исследование возможности волочения проволоки с наложением ультразвука на промышленных станах однократного волочения» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 87-88 (1975)

Способ волочения проволоки с использованием ультразвука не нашел к настоящему времени широкого практического применения из-за отсутствия схем введения упругих колебаний в очаг деформации, обеспечивающих снижение энергосиловых параметров процесса при существующих на практике скоростях волочения. Волочение канатной проволоки из стали 50 диаметром 3–6 мм показало, что введение в очаг деформации упругих колебаний приводит к снижению усилии в 1,5–3,5 раза. Степень снижения усилия иолочения тем значительней, чем больше амплитуда смещения инструмента в очаге деформации. При изменении степени единичного обжатия от 15 до 43% величина снижения усилия при наложении ультразвука остается практически постоянной п составляет 60–70%. Оценка влияния упругих колебании на усилие волочения при изменении скорости процесса от 50 до 350 м/мин показала, что степень снижения, энергосиловых параметров практически но зависит от скорости. Использование предложенных схем открывает возможности для ультразвукового волочения проволоки на промышленных станах.

Санько Н.М., Молчанов В.М., Герасименко С.М. «Исследование воздействия ультразвука на процессы осадки металла» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 88 (1975)

Установлено, что воздействие ультразвука значительно снижает усилия деформации при осадке. При этом пульсирующая нагрузка несколько ухудшает эффективность ультразвуковых колебаний, однако среднее усилие осадки намного ниже, чем при статическом нагружении без ультразвука. Непосредственное подведение ультразвука к осаживаемому металлу со стороны бойка понижает усилие деформации, но способствует резко выраженной неравномерности пластической деформации. Применение упруго-податливой плиты способствует более равномерному распространению пластической деформации и дает возможность увеличить диаметр осаживаемых образцов со средними удельными давлениями значительно меньшими предела текучести. Статическое нагружение с ультразвуком показывает малоэффективность смазки. В условиях пульсирующего нагружения смазка значительно снижает среднее удельное давление на образцах диаметром 30–40 мм, но ухудшает условия деформации на образцах диаметром 20 мм.

Буханов А.Н., Лизунова Т.В., Абрамов О.В., Тетерин П.К., Петухов В.И., Скорняков А.Н. «Влияние ультразвуковых колебаний на напряженно-деформированное состояние металлов в процессе осадки» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 90 (1975)

К настоящему времени проведено довольно много работ но изучению влияния упругих колебаний па процессы обработки металлов давлением. Однако, воздействию ультразвуки на напряженно-деформированное состояние, возникающее в металлах в процессе пластической деформации, не уделялось должного внимания. В работе исследовалось влияние ультразвуковых колебаний на напряженно-деформированное состояние металлов в процессе осадки с помощью поляризационного – оптического метода. Эксперименты проводили на установке, состоящей из универсального пресса УП-7 и ультразвуковой колебательной системы, вмонтированный в реверсор пресса. В качестве исследуемого материала были взяты образцы прямоугольной формы из сурьмянистого свинца, на одну из гранен которых наносилось оптически чувствительное покрытие. Напряженно-деформированное состояние оценивали по изохроматическим картинам, которые получали на фотопластинах с помощью установки ОП-6 в отраженном поляризованном свете. Показано, что при осадке образцов с наложением ультразвука наблюдается, изменение схемы напряженно-деформированного состояния по сравнению с обычной осадкой, связанное со значительным выравниванием деформации во всем объеме деформации, а также уменьшение нормальных и касательных напряжений на поверхности металла с деформируемым инструментом.

Северденко В.П., Степаненко А.В. «Напряженное и деформированное состояние при волочении с радиальными колебаниями волоки» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 89-90 (1975)

Периодическое изменение диаметра при радиальных колебаниях волоки обуславливает ряд особенностей протекания процесса пластической деформации по сравнению с волочением в обычных условиях. При уменьшении диаметра волоки металл подвергается сжатию в поперечном направлении в результате чего при определенных значениях амплитуды колебаний, механических свойств протягиваемого металла, геометрии рабочей части волоки и сил контактного трения происходит пластическое течение металла без приложения к переднему концу прутка тянущего усилия. Очаг деформации при этом состоит из зон отставания и опережения. В работе приведены уравнения для определения напряжений в указан пых зонах. Анализ уравнений позволил определить условия, при которых деформация прутка осуществляется только за счет радиальных ультразвуковых колебаний волоки. Подробно рассмотрена кинематика процесса волочения : радиальными колебаниями, позволившая установить оптимальные и граничные соотношения колебательной скорости волоки и скорости волочения. Теоретические выводы работы подтверждены данными экспериментальных исследований.

Северденко В.П., Степаненко А.В. «Особенности волочения с продольными ультразвуковыми колебаниями волоки» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 90-91 (1975)

При волочении металла с продольными колебаниями инструмента происходит периодическое изменение тягового усилия, зависящее от длины вытягиваемого изделия между торцами волоки и захвата стана. Минимальное и максимальное снижение усилия волочения соответствует положению захвата, когда на протянутом участке изделия возникают стоячие волны. В работе на основании рассмотрения механизма образования, стоячих ультразвуковых волн и кинематики процесса деформации получены выражения для определения расстояний, на которых необходимо устанавливать отражательные устройства для стабилизации процесса волочения. Для получения минимального снижения усилия волочения необходимо отражатель устанавливать на таком расстоянии, чтобы к началу индуцирования колеблющейся, волокон волны растяжения к торцу ее подошла отраженная волна того же знака. В этом случае в протянутом изделии устанавливается стоячая волна, максимальная амплитуда смещении в которой будет у торца волоки. Расстояние от торца волоки до отражателя в соответствии с полученной формулой уменьшается с увеличением скорости волочения. Максимальное снижение усилия волочения иод действием ультразвука имеет место в том случае, когда происходит интерференция отраженной от отражателя волны сжатия и индуцируемой волокон волны растяжения. Расстояние между волокой и отражателем при этом как покачал анализ не зависит от скорости волочения. Расстояния до отражателей, рассчитанные но приведенным в работе формулам имеют хорошее совпадение с экспериментальными данными.

Северденко В.П., Пащенко В.Г. «Технологические возможности листовой штамповки с ультразвуком» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 91 (1975)

Применение ультразвука для штамповки листовых материалов позволяет снизить усилие обработки, повысить степень деформации и уменьшить влияние «родных сил трения. В связи с этим можно пластически деформировать без нагрева материалы, имеющие пониженную пластичность, такие как титановые, магниевые сплавы, молибден, вольфрам и др. Проведено исследование различных операций листовой штамповки с ультразвуком: вырубки и пробивки, вытяжки, гибки и отбортовки, показывающие технологические возможности листовой штамповки с ультразвуком. Нами предлагается классификация колебательных систем по роду ультразвуковых колебаний и способам ввода ультразвуковой энергии в очаг деформации. Даны рекомендации но использованию различных колебательных систем для операции листовой штамповки и оценена их эффективность.

Бучек Л.Т., Костин Л.Г. «Влияние ультразвуковых колебаний на изменение свойств прессовок» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 91-92 (1975)

Проведены исследования влияния ультразвуковых колебаний на процесс прессования порошковых смесей, применяемых для получения передоразрушающего инструмента, в частности, матриц алмазных буровых коронок Обычно получение матриц коронок осуществляется путем прессования порошковой смеси с последующей пропиткой медноникелевым сплавом. Эксплуатационные свойства коронок определяются величиной износостойкости при истирании, которая зависит от пористости прессовки и твердости. Прессование с ультразвуком позволяет улучшить эти характеристики. Прессование осуществлялось иа установке, состоящей из гидравлического пресса и колебательной системы, включающей ультразвуковой генератор УЗГ-ЮМ и магнитострикционный преобразователь типа ПМС-15А-18 с конусным концентратором. Па концентраторе закреплялась прессформа для прессования. Пористость, твердость и износостойкость изучали на образцах, прессуемых из шести составов смесей на основе карбида вольфрама. Диализ зависимостей износостойкости от удельного давления при статическом и ультразвуковом прессовании показал, что с помощью ультразвуковых колебаний возможно снизить величину абразивного износа прессовок примерно на 30–40%. Снижение величины износа получено для всех шести составов исследуемых смесей. Это можно объяснить влиянием ультразвуковых колебаний на механизм уплотнения порошков при прессовании. Механические колебания, передающиеся прессформе н порошковому телу, очевидно, улучшают условия прессования и приводят к снижению общей пористости прессовок, что в свою очередь отражается па твердости брикетов после пропитки. Эффективность наложения ультразвуковых колебаний при прессовании проявляется в повышении эксплуатационных свойств коронок.

Северденко В.П., Пащенко В.С., Василевич В.И. «Влияние смазок на схватывание при вытяжке с ультразвуком» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 92-93 (1975)

Влияние радиальных ультразвуковых колебаний матрицы на эффективность смазок при вытяжке определяли при получении стаканов из стали 08 kn с m=0,5. Выяснено, что при вытяжке с жидкими смазками (олеиновая кислота или технический воск) наблюдается наибольшая эффективность применения ультразвука. При использовании смазок на основе графита эффективность применения ультразвука при вытяжке понижается. При использовании в качестве смазки синтетических или бумажных пленок, а также фосфатных покрытий наблюдается средняя эффективность применения, ультразвука. Однако, эти данные получены при условии, что матрица зачищалась перед каждым экспериментом с целью обеспечения чистоты поверхности ∇8, поэтому схватывание, имеющееся при вытяжке с ультразвуком с применением некоторых смазок, не оказывало существенного влияния на результаты. При применении в качестве смазки синтетических или бумажных пленок, а также фосфатных покрытий схватывание не наблюдалось, что объясняется отсутствием непосредственного контакта между заготовкой и матрицей. При покрытии заготовок лаком или клеем БФ-2 схватывание отсутствовало. При омеднении заготовок, а также при получении на заготовке прочной и тонкой окисной пленки также удалось исключить схватывание при вытяжке с ультразвуком. Применение синтетических пленок при вытяжке с ультразвуком ограничивается их малой прочностью и термопластичностью. Фосфатирование является трудоемким процессом, особенно для нержавеющих сталей, что также ограничивает его применение. Наиболее перспективным при вытяжке с ультразвуком является применение в качестве смазки бумажной пленки, например газетной. Она не разрушается при больших удельных давлениях на кромке матрицы и не изменяет своих свойств от нагрева при вытяжке с ультразвуком

Бирман Е.И., Мезинцев Е.Д., Пирязев Д.И., Хилков К.В. «Волочение прутков из сплавов на медной основе с наложением ультразвуковых колебаний» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 93-94 (1975)

Разработана н изготовлена установка для волочения прутков с наложением ультразвуковых колебаний, а также ультразвуковая система, работающая устойчиво при усилении волочения до 3 тн. Изготовлены матрицы с волоками для волочения прутков с ультразвуковыми колебаниями и опробовано устройство для измерения усилия волочения с записью на диаграммной ленте. Волочению с наложением ультразвука подвергали прутки из латуни ЛС-63-3 и бронзы Бр6-2 в нагартованном и отожженном состоянии. При наложении ультразвука получено снижение усилия волочения до 40%. Исследовано действие смазок при волочении прутков с ультразвуком. Проведена оценка качества поверхности прутков, протянутых с ультразвуком (повышение чистоты поверхности с 9 до 12 класса). Определены уровень остаточных напряжении в прутках, протянутых с ультразвуком и без пего.

Мезинцев Г.Д., Хилков К.В., Пирязев Д.И., Бирман Е.И. «Исследование ультразвуковой колебательной системы для технологических процессов прессования и волочения» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 94 (1975)

Разработан способ введения ультразвуковых колебаний в обрабатываемый металл. Предлагаемая колебательная система, способна работать при больших статических нагрузках. Методом снятия амплитудно-частотных характеристик исследована устойчивость резонанса колебаний в условиях процесса прессования со статической нагрузкой до 100 т. На базе генератора УЗГ-10 создана установка, позволяющая работать в режиме независимого возбуждения с девиацией частоты. Разработана акустическая система, которая может быть установлена на волочильных станах для волочения с ультразвуком прутков диаметром до 30 мм. Проведены исследования влияния ультразвуковых колебании па контактное трение. Снижение коэффициента трения в зоне деформации при наложении ультразвука достигает 70%.

Солок А.М., Офштейн Б.А., Ходос Р.С., Кузнецов В.М. «К вопросу о качестве металла, прокатанного с применением энергии упругих колебаний» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 94-95 (1975)

Проведены исследования структуры, механических свойств и коррозионной стойкости некоторых сталей, прокатанных с применением энергии упругих колебаний. Прокатка производилась на стане ДУС-200 с расположением преобразователей внутри прокатных валков. Оптимальная частота колебаний 14,4 кГц, амплитуда смещения радиальных колебаний 4–5 мкм. Установлено улучшение структуры стали Х18Н10Т, повышение однородности, устранение столбчатой структуры, характерное для прокатки в тех же условиях обычным способом. Существенного изменения механических свойств для сталей 3,08КП, 30ХГСА, Х18Н10Т обнаружено не было. Была исследована коррозионная стойкость этих сталей в технологических средах, которые применяются для удаления высокотемпературной окалины. Коррозионные испытания проводили, для сталей 08КП и ст. 3 в 18% растворе серной кислоты при 65°С, для стали Х18Н10Т в смеси азотной и фтористо-водородной кислот, время испытаний составляло от 5 до 120 мин. Установлено, что углеродистая сталь обеих марок, прокатанная в ультразвуковом поле, обладает большей коррозионной стойкостью, чем прокатаная обычным способом. Для стали Х18Н10Т такого различия обнаружено не было. Различие в скорости коррозии ст. 3 и 08КП незначительно проявляется в начальный момент времени для ст. 3, и увеличивается, с накоплением времени испытаний. При двухчасовых испытаниях для стали 3 различие достигает 17%, для стали 08КП–25%. Высказаны некоторые соображения о .механизме этого явления.

Северденко В.П., Цирульников В.Л., Шкуренко А.А., Офштейн В.Л., Ламин А.Б. «Воздействие радиальных ультразвуковых колебаний на горячую и холодную прокатку труб и листа» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 95-96 (1975)

В ходе выполнения работы выбран и обоснован оптимальный способ подвода ультразвуковых колебаний к очагу деформации при холодной и горячей прокатке труб и листа. На основе прокатного стана ДУО-200 разработано и изготовлено устройство с расположением кольцевых магнитострикционных преобразователей новой конструкции внутри прокатных валков, причем расчет колебательной системы преобразователь-валок выполнен акустико-математическим методом. Габаритные н присоединительные размеры прокатных валков сохранены неизменными. Проведены исследования работы устройства и акустическая настройка колебательной системы. На стане выполнена прокатка труб диаметром 20 и 30 мм. толщиной стенки 1–2 мм (с обжатием по диаметру. 5-М3%) из сталей марок ст. 3. 40Х и Х18Н10Т и полос шириной 30–100 мм, толщиной 1,2–5,5 мм из сталей марок 3,08кп, 65Г и Х18Н10Т (с обжатием 8–30%). Прокатка проводилась как в холодном, так и в горячем состоянии (1000–1200°С) при скорости прокатки 0,38 м/сек. Исследования процесса прокатки с применением радиальных ультразвуковых колебаний в условиях, максимально приближенных к производственным, показали снижение давления металла на валки, достигавшее 50%, улучшение качества металла и увеличение влияния смазок. Результаты работы свидетельствуют о перспективности выбранной схемы подвода радиальных колебаний и могут быть использованы при разработке промышленной технологии и оборудования.

Курдин Ю.А., Поляков И.И., Волин Г.О. «Разработка установки н процесса ультразвуковой ковки прецизионной плющенки для миниатюрных электровакуумных приборов» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 96-97 (1975)

Известно, что применением замедляющей системы, изготовленной из плющенки позволяет получить лучшие выходные параметры электровакуумных приборов. Однако изготовление прецизионной миниатюрной плющенки из тугоплавкого металла известными методами представляет сегодня достаточно сложную задачу. Институтом электроники АН БССР предложен способ ультразвуковой ковки плющенки. Нами разработана установка, позволяющая получить плющенку сечением до десятых долей мм с микронной точностью из различных металлов, в том числе тугоплавких. Ковка осуществляется твердосплавным инструментом, колеблющимся с ультразвуковой частотой при непрерывной подаче проволоки. В зависимости от свойств материала заготовки процесс может быть осуществлен как с нагревом, так и п холодном состоянии. Значительные трудности представляет разработка устройств контроля дефектов в исходной проволоке и готовой плющен к е методом вихревых токов и лазерного устройства контроля размеров. Исследуются зависимости качества плющенки и производительности от скорости протяжки, стабильности амплитуды и частоты колебаний инструмента для различных металлов. Предоставлены режимы получения некоторых типоразмеров плющенки.

Троицкий О.А., Гусев Е.В. «Роль упругих колебаний от пинч-эффекта в электропластической деформации металла» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 97 (1975)

Показано, что при действии импульсным током на пластическую деформацию металла, помимо истинно электропластической деформации, возникает дополнительное облегчение деформации за счет упругих колебаний от пинч-эффекта, свойственного импульсному току. По характеру действия указанное побочное действие импульсного тока сходно с действием ультразвука на пластическую деформацию металла. Путем моделирования пинч-эффекта на двойных образцах, имеющих рабочую и нерабочую часть (по которой только пропускался ток) уточнена роль упругих колебаний от пинч-эффекта в электропластической деформации металла.

Манегин Ю.В., Абрамов О.В., Лузин Ю.Ф., Петухов В.И. «Прошивка в косовалковом стане с применением ультразвука» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 97-98 (1975)

Проведены исследования по прошивке в косовалковом стане сплошных трубных заготовок с применением ультразвука. С учетом специфики условий деформации при поперечновинтовой прокатке выбран способ введения ультразвука в очаг деформации путем наложения продольных упругих колебании на оправку прошивного стана. Спроектирована и опробована ультразвуковая установка для прошивки металлов и сплавов на экспериментальном двухвалковом стане. Проведены эксперименты по прошивке заготовок из свинца, алюминия, а также углеродистой и нержавеющей стали в горячем состоянии. Результаты экспериментов показали значительное влияние ультразвуковых колебаний на силовые параметры процесса. Установлено, что при воздействии ультразвука с амплитудой смещения 4–18 мкм осевое усилие прошивки снижается в 1,5–5,0 раза при одновременном увеличении скорости протекания процесса па 5–30%. Степень ультразвукового воздействия на параметры прошивки возрастает с увеличением амплитуды колебательного смещения оправки в очаге деформации. Полученные результаты позволяют предположить, что использование энергии ультразвука создает благоприятные возможности для интенсификации процесса и прошивки труднодеформируемых материалов.

Персиянцев В.А. «Влияние ультразвука и давлений на формообразование изделий» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 98-99 (1975)

Проведены исследования по прессованию труб и прутков из синтетических дисперсных сплавов (СДС) с высокой концентрацией неметаллических частиц, так как эти сплавы невозможно обрабатывать резанием и литьем. Процесс получения изделий методом пластического формоизменения требует получения заготовок с равномерным распределением карбидов, а также резкого повышения запаса пластичности материала, который в обычных условиях в рассматриваемых материалах равен нулю. Повышение пластичности удалось обеспечить применением для процесса изготовления изделий прессования (гидростатического формоизменения), а получение заготовок с равномерным кристаллическим строением невозможно было обеспечить традиционными способами металлургии. С целью равномерного распределения карбидов применяли озвучивание жидкого расплава. Установлено, что резкое повышение пластичности предварительно озвученного металла следует отнести эффекту совместного воздействия пластической деформации, давления ч температуры. При этом, главным фактором является давление, т. к. оно дважды оказывает свое воздействие на структуру металла п пластичность: первый раз в процессе выдавливания из жидкого расплава металлической связки при обеспечении в расплаве определенной концентрации неметаллических твердых частиц и второй раз, в процессе получения изделий гидропрессованием из заготовок, полученных опрессованием озвученного жидкого расплава. В первом случае влияние давления, согласно уравнению Клайперона–Клаузиса, проявляется в возрастании температуры плавления. Повышение давления приводит к сближению атомов вещества, снижению их подвижности и при достижении критического давления происходит затвердевание жидкости одновременно во всем объеме с высокой скоростью кристаллизации. Во втором случае положительное влияние давления на пластичность сказывается в объемных изменениях, связанных с повышением плотности и возможным уменьшением несовершенств кристаллической решетки (уменьшением дислокаций). Все вышеизложенное позволяет обеспечить высокие степени деформации в процессе формоизменения, что является одним из методов интенсификации технологического процесса.

Лазарев А.И., Сиденко Ю.С. «Измерение скрытой энергии алюминиевой фольги, подвергнутой кавитационному разрушению в акустическом поле» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 99-100 (1975)

Целью работы является количественное определение энергии, запасенной алюминиевой фольгой, при воздействии на нее кавитационных нагрузок. На основании полученных значений определялась степень деформации и величина плотности дислокаций в образце, а также оценивался коэффициент эрозионной активности звука. Скрытая энергия выделяется при отжиге в процессах возврата и рекристаллизации. Величину ее можно определить, вычисляя разность площадей под кривыми изменения теплоемкостей в процессе отжига дефектов в образце до обработки и после обработки. Метод измерения теплоемкости, который был использован в данном исследовании, основан на закономерностях квазистационарного режима, устанавливающегося при нагреве калориметра с постоянной скоростью. В качестве измерителя теплового потока служила диатермическая оболочка с размещенной на ней дифференциальной термобатареей Температурный интервал отжига алюминия составлял 25–450°С, скорость нагрева – 1 град/мин. Кавитационному разрушению подвергалась алюминиевая фольга толщиной 20 мкм, в количестве 10 г на установке УЗВД-6 с различным временем и интенсивностью воздействия. Анализ результатов показывает зависимость величины скрытой энергии от времени и интенсивности кавитационной обработки. Полученные данные сопоставляются с результатами рентгенографического и гранулометрического анализов.

Абрамов О.В., Киреев В.Б., Абрамов И.В. «Взаимодействие частиц упрочняющей фазы с фронтом кристаллизации в процессе направленного затвердевания вещества в поле ультразвука» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 103-104 (1975)

Большое внимание в настоящее время уделяется проблеме создания композитных материалов. Наряду с композициями, получаемыми методами порошковой металлургии, значительный практический интерес представляют дисперсно упрочненные «сплавы», создаваемые плавильно-металлургическими методами. При создании литых композиционных материалов наиболее сложным является вопрос о способах введения упрочняющей фазы в расплав и обеспечении ее равномерного распределения в металлической матрице. Ультразвуковая обработка расплава с введенной упрочняющей фазой оказывает влияние на характер ее распределения. Исследование механизма влияния ультразвука на процесс перераспределения фазы проводилось при направленной кристаллизации модельного органического вещества, имитирующего металлы–нафталина. В качестве второй фазы использовались порошки древесного угля, окиси алюминия и кремния с размерами частиц 10–1000 мкм. Скорость роста кристаллов нафталина варьировалась в пределах 2–100 мм/час. Введение в расплав колебаний докавитационной мощности (менее 30 Вт) при гладком фронте кристаллизации (скорости менее 60 мм/час) привело к увеличению скорости, роста, обеспечивающей захват фронтом частиц, вне зависимости от их природы и размеров. При изрезанном фронте скорости более 60 мм/час) ультразвуковые колебания докавитационной мощности способствовали сглаживанию фронта кристаллизации и тем самым затрудняли процесс захвата частиц. Повышение мощности вводимых колебаний выше кавитационного порога вызвало диспергирование кристаллов, фронт становился изрезанным, процесс захвата частиц второй фазы облегчался.

Куделькин В.П., Гребцова Т.М., Топилин В.В., Лактионов В.С., Миленин Е.Н., Зайцев Б.Е., Абрамов О.В., Дмитриев Н.Н., Журкина Г.В. «Влияние ультразвуковой отработки на свойства высокопрочных сплавов на никелевой основе» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 104 (1975)

Ультразвуковая обработка кристаллизующегося расплава, как правило, приводит к измельчению макро и микрозерна и улучшению пластических свойств металла. С целью улучшения технологической деформируемости жаропрочного сплава ХН58ВМК10Т его выплавка в вакуумной дуговой печи производилась с обработкой ультразвуком. Вакуумный дуговой переплав осуществлялся в кристаллизаторе диаметром 150 мм. Макроструктура металла, выплавленного с ультразвуком, имеет более мелкое зерно. Полученные слитки прокатаны на диаметрах 075 мм и 038 мм. Из штанг диаметром 075 мм были прокованы сутунки 20×150×500 мм. Металл, обработанный в процессе переплава ультразвуком, показал более высокую степень деформируемости. Выход годного при переделе повысился, примерно, на 20%. Металл, обработанный ультразвуком, показал также более высокую длительную прочность (в 2–3 раза) при температурах 900«000°С.

Эскин Г.И., Швецов П.Н., Данилкнн В.А., Балахонцев Г.А., Черепок Г.В., Зубова Н.М., Колобов Г.Г. «Перспективы промышленного применения метода ультразвуковой дегазации расплава при непрерывном литье алюминиевых сплавов» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 104-105 (1975)

Для эффективного рафинирования расплава алюминиевых сплавов при непрерывном литье слитков в потоке ведется разработка новых методов непрерывной дегазации расплава. Проведенные в опытных и опытно-промышленных условиях исследования позволяют рекомендовать промышленную схему обработки расплава интенсивным ультразвуком в потоке с расходом жидкого металла до 100 кг/мин. Эффективность ультразвуковой дегазации расплава алюминия и его сплавов зависит от длительности пребывания жидкого металла в области акустической кавитации. В кавитационной области происходит инициированное зарождение пузырьков водорода на твердых неметаллических включениях и диффузионный рост пузырей за счет направленного внутрь пузырька потока водорода из раствора. Крупные пузырьки водорода вследствие действия акустических потоков и гидродинамических течений коагулируют и покидают расплав, производя одновременно рафинирующий эффект благодаря флотации твердых включений. , Использование серийной ультразвуковой аппаратуры с питанием от ламповых и тиристорных генераторов позволяет з условиях промышленной технологии достигнуть эффективности дегазации расплава до 50% и получить слитки и деформированные полуфабрикаты из алюминиевых сплавов повышенного качества.

Сидорин И.И., Силаева В.И., Слотин В.И., Эскин Г.И., Соловьева Т.В. «Высокопрочный композиционный сплав на основе алюминия» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 105-106 (1975)

Разработана технология получения литейных композиционных сплавов для. оболочек зарядов перфораторов кумулятивного действия, использующая энергию ультразвуковых колебаний. Изучение механических свойств композиций различного состава показало, что они определяются природой составляющих компонентов, а также количеством и дисперсностью упрочняющих частиц. Экспериментально установлен состав композиции, отвечающий технологическим и эксплуатационным требованиям, необходимым для материалов перфораторов: кремний – 10–13%, медь – 4,5–5,5%; титан – 0,15–0,2%, карбид кремния – 10–15%; остальное – алюминий. Полученный композиционный сплав в литом состоянии имеет предел прочности – 29–31 кг/мм² и относительное удлинение – меньше 0,5%. Установлено, что композиционный материал можно упрочнить с помощью термической обработки. Оптимальным режимом термической обработки является закалка с температуры 510°С и искусственное старение при 180°С в течение 6,0 час. После указанной термической обработки композиционный сплав приобретает следующие механические свойства; предел прочности – 38–42 кг/мм², относительное удлинение – меньше 0,5%. Полученный композиционный сплав обладает высокоп кратковременной прочностью при 200°С. В литом состояния предел прочности на растяжение при 200–С составляет 26–28 кг/мм², а относительное удлинение–1,5%. После термической обработки предел прочности при 200°С повышается до 36–37 кг/мм², а относительное удлинение падает до 1,0%.

Хавский Н.Н., Агранат Б.А., Дубровин М.Н., Соколов А.М. «Кавитационная прочность расплавов, разлагающихся полупроводниковых соединений системы HgTe–CdTe» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 106-107 (1975)

Кавитационная прочность расплавов зависит не только от физико-химических свойств жидкой фазы, но и от наличия в ней зародышей кавитации. Поскольку расплавы полупроводниковых соединений обладают очень высокой степенью чистоты и плавка ведется в герметичных контейнерах, то единственно возможным видом зародышей кавитации могут являться парогазовые пузырьки (особенно для случая сплавов с компонентами, обладающими высокой упругостью пара). Нами выполнен расчет теоретической кавитационной прочности расплавов HgTe и Hg_0,8Cd_0,2Te в зависимости от начального радиуса паровых зародышей Кавитации. Расчет максимальных возможных паровых пузырьков проведен с учетом физико-химических свойств расплава, темпа нагрева и геометрических размеров контейнера. В этом случае порог кавитации для указанных расплавов составляет 8–12 атм. Параллельно были поставлены опыты по экспериментальному определению порога кавитации в расплавах, разлагающихся полупроводниковых соединений по кавитационному шуму. Измерительной ячейкой служила кварцевая ампула вваренным в нее безрезонансным кварцевым волноводом прикрепленным на конце пьезокерамическим датчиком. Порог кавитации определялся по искажению сигнала основной частоты, что визуально проверено на воде. Экспериментальные значения кавитационной прочности расплавов HgTe и Hg_0,8Cd_0,2Te были несколько выше расчетных, что может быть согласовано с учетом механизма образования и развития кавитационной области в жидкости.

Дубровин М.Н., Хавский Н.Н., Пелевин О.В., Соколов А.М. «Интенсификация гомогенизирующего отжига дендритных кристаллов сплава Hg_0,8Cd_0,2Te в ультразвуковом поле» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 107-108 (1975)

Выращенные по методу Бриджмена с высокой скоростью кристаллизации (∼50 мм/час) монокристаллические слитки узкородного полупроводникового сплава Hg_0,8Cd_0,2Te имеют макрооднородное распределение компонентов по всему объему. Полученные кристаллы имели ячеисто-дендритную структуру. причем оси дендритов обогащены тугоплавким компонентом – теллуридом кадмия, а междендритное пространство–теллуридом ртути. Интервал микронеоднородности по вторичным ветвям дендритов составлял 400–500 мкм. В полученных слитках наблюдали значительное количество микропор. Для устранения дендритной ликвации проводился отжиг слитков твердых растворов в двухфазной области при температуре 720°С, несколько превышающей температуру солидуса усредненного состава. Как показали измерения, проведенные на рентгеновском микроанализаторе MS 146, в отсутствие ультразвукового воздействия в процессе отжига значнтельного перераспределения компонентов сплава не происходило. Материал в значительной мере оставался пористым. Введение ультразвуковых колебаний с амплитудой смещения 1 мкм позволило получить однородные слитки сплава Hg_0,8Cd_0,2Te за время отжига приблизительно 200 часов. В отожженном с ультразвуковым воздействием материале отсутствовали микропоры. Интенсификация процесса высокотемпературного гомогенизирующего отжига обусловлена снятием диффузионных ограничений в жидкой фазе в результате конвективного перемешивания ее при создании колебаний твердой фазы с ультразвуковой частотой (22 кГц). Заполнение микропор при проведении ультразвуковой обработки в процессе отжига вероятно связано с капиллярным эффектом Коновалова.

Агранат Б.А., Хавский Н.Н., Дубровин М.Н., Соколов А.М. «Применение критерия эрозионной активности для оценки оптимальных условий проведения ультразвуковой гомогенизации расплава» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 108 (1975)

Проводимый расчет критерия эрозионной активности в зависимости от величины звукового и статического давления над расплавом позволил определить, что гомогенизацию расплавов системы HgTe–CdTe при их синтезе более эффективно проводить при температуре, близкой к температуре ликвидуса состава жидкого раствора в изотермическом тепловом поле. Скорость гомогенизации будет возрастать с повышением интенсивности ультразвуковых колебаний. Расчетные данные были полностью подтверждены экспериментами по определению скорости растворения теллурида кадмия в расплаве теллурида ртути. Опыты показали, что оптимальная температура гомогенизации расплава составлял! 82°С для сплава Hg_0,8Cd_0,2Te, при максимально возможной амплитуде колебательной скорости ультразвука, которая лимитировалась стойкостью кварцевой части волноводно-излучающей системы к знакопеременной нагрузке. В этих условиях скорость растворения теллурида кадмия возрастает, примерно, на 3 порядка, по сравнению со скоростью растворения в отсутствии ультразвуковой обработки.

Горелик С.С., Дубровина А.Н., Платонов М.А., Сарухаиов Р.Г., Казаков А.И. «Влияние размеров зерна на электрофизические свойства 80% Bi₂Te₃ – 20% Bi₂Se₃» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 109 (1975)

Слитки генераторного термоэлектрического полупроводникового материала Bi₂(Te, Se)₃, полученные кристаллизацией » поле ультразвука различной мощности, подвергались пластической деформации экструзией и последующим отжигом. Рассмотрено влияние ультразвукового воздействия на электрофизические свойства материала. Результаты исследований показывают, что обработанные ультразвуком слитки получаются более однородными по сравнению с необработанными. Найдена зависимость электрофизических свойств слитков и экструдированных полуэлементов твердого раствора Bi₂(Te, Se)₃ (коэффициента термоэдс, электропроводности и теплопроводности) от размеров зерна слитков.

Асташкин Ю.С. «О кавитационной прочности реальных расплавов металлов» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 109 (1975)

Согласно современным представлениям реальные расплавы металлов имеют высокие значения концентраций твердых микровключений. Существует точка зрения, что твердые частицы могут быть кавитационными зародышами в расплавах металлов. Известны две модели таких ядер, предложенные первоначально для воды. В работе проводится анализ и сравнение влияния таких факторов как дисперсность и термостойкость включений, соотношения работ адгезии и когезии, отношений плотностей материала расплава и твердой частицы на кавитационную прочность расплава. Проводится сопоставление расчетных давлений разрыва чистых легкоплавких металлов и давлений их разрыва в контакте с ядрами Плиссета и Гарвея. Показано, что при наличии в расплаве ядер субкритического размера, кавитационная прочность резко падает по сравнению с прочностью расплавов чистых металлов.

Рутес О.В., Дмитриев Н.Н., Черняк Г.С., Куделысин В.П., Локтионов В.С., Зайцев Б.Е., Масленков С.Б. «Влияние ультразвуковой обработки жидкого расплава на микрохимическую неоднородность и пластичность жаропрочных сплавов на никелевой основе» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 110 (1975)

Расследовался металл промышленной выплавки, подвергнутый обработке ультразвуковыми колебаниями при переплавке его вакуумно-дуговым методом в кристаллизаторе диаметром 150 мм. Применение ультразвуковых колебаний при кристаллизации жаропрочных сплавов при ВДП способствует значительному измельчению макроструктуры слитка. Одновременно с этим, изменяются характеристики дендритной структуры: повышается степень ее дисперсности на 20–40%, плотности на 20–30%, снижаются значения коэффициентов сегрегации основных легирующих элементов на 10–15%. Измельчение структуры литого металла при ультразвуковой обработке (У.З.О.) расплава снижает разнозернистость и величину зерна деформированного металла и приводит к повышению характеристики пластичности металла – _f и δ – при температурах горячей механической обработки. Ультразвуковая обработка металла способствует более быстрому протеканию процессов гомогенизации в нем. Повышение однородности распределения структурных составляющих, уменьшение их размеров, снижение коэффициентов сегрегации в литом металле и повышение скорости протекания процессов гомогенизирующего отжига жаропрочных сплавов, выплавленных с У.З.О. обуславливает получение более низких значений коэффициентов анизотропии механических свойств при температурах: комнатной, рабочих и горячей пластической деформации жаропрочных сплавов. Степень эффективности обработки распрва У.З.К. при прочих равных условиях определяется его химическим составом; наибольший эффект по измельчению структуры литого металла, достигается на сплавах, имеющих в своем составе элементы, образующие с основой конгруэнтно-плавящиеся интерметаллиды Ni₃ (Ti, Al) (сплавы системы Ni–Cr–Ti, ЭП-220) и меньший – на сплавах с инконгруэнтно-плавящимися соединениями Ni₃Al, Ni₄W, Ni₄Mo (сплавы системы Ni–Сг–А1, ЭП-109).

Борисов В.И., Марков А.В. «К механизму разрушения корочки затвердевшего металла в ультразвуковой водоохлаждаемой воронке» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 111 (1975)

Для управления литой структурой затвердевшего металла может быть использована ультразвуковая водоохлаждаемая воронка. Применение этой воронки при разливке приводит к изменению структуры слитка, что, по-видимому, связано как со снятием тепла перегрева, так и с созданием дополнительных центров кристаллизации в результате разрушения корочки закристаллизовавшегося на стенках воронки металла. . Для выяснения механизма воздействия ультразвука на металл в процессе его разливки через воронку были проведены оценки величин механических и термоупругих напряжений, возникающих в затвердевающей корочке. Расчет механических напряжений проводился при численном решении на ЭВМ уравнения распространения радиальных колебаний в системе кольцевой преобразователь–водоохлаждаемый стакан–корочка–расплав. Термоупругие напряжения рассчитывались в предположении постоянства перепада температуры в затвердевающей корочке. Расчеты проводились для случая разливки стали при различных толщинах корочки затвердевающего металла. Сопоставление величин механических и термоупругих напряжений с прочностными характеристиками сталей при температурах близких к плавлению показало возможность реализации процессов разрушения затвердевшей корочки.

Баринов Г.И., Иванов А.А. «Эффективность воздействия ультразвука на алюминиевый расплав» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 111-112 (1975)

Известно, что для различных сплавов существует оптимальная мощность ультразвука, которая способствует наибольшему эффекту ультразвукового воздействия. Обработка ультразвуком А1–Si сплавов (10% Si) в процессе кристаллизации показала, что наиболее существенные структурные и прочностные изменения происходят при мощности, соответствующей выходному напряжению (и) генератора 300–350 В. С целью качественной оценки действия упругих колебаний на эффективность обработки алюминиевых расплавов ультразвуком исследовалось его влияние на скорость растворения кремния и титана в жидком алюминии. В первом случае кремниевый образец в виде диска, укрепленный в держателе, опускался в помещенный в печь титановый тигель с расплавом, жестко закрепленный на волноводе. Во втором случае титановый дисковый образец крепился к волноводу и опускался в расплав на глубину до 1 мм. Ультразвуковые колебания в расплаве создавались при помощи генератора типа УЗГ-10У и магнитострикционного преобразователя ПМС-15А-18. Установлено, что при частоте ультразвука 18,2 кГц с увеличением выходного напряжения генератора скорость растворения (V) кремния и титана увеличивается и достигает максимального значения при u≈300 В, при дальнейшем увеличении и скорость растворения уменьшается и, начиная u≈370 В, остается постоянной. Можно считать, что при и более 370 в растворение указанных металлов в жидком алюминии идет в кинетическом режиме. Рассчитанные энергии активации скоростей химической реакции (E_v) равны 15,6 и 24,4 ккал/моль соответственно для кремния и титана.

Иванов А.А., Крушенко Г.Г. «Влияние ультразвука на свойства доэвтектического силумина» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 112-113 (1975)

Известно, что обработка ультразвуком в процессе кристаллизации доэвтектических силуминов приводит к существенным изменениям микроструктуры. Однако прочностные характеристики улучшаются, незначительно. В этой связи, исследовалось влияние упругих колебаний ультразвуковой частоты в различные периоды процесса кристаллизации на свойства доэвтектического силумина (10% Si). Ультразвуковые колебания вводили в кристаллизующийся слиток полуволновой длины (режим стоячей волны) снизу при помощи генератора УЗГ-10У и магнитострикционного преобразователя ПМС-15А-18. Установлено, что наиболее существенные изменения как по структуре, так и по прочностным характеристикам наблюдаются при обработке ультразвуком в интервале температур 620–580°C. При этом предел прочности возрастает с 17 кгс/мм² до 20,0 кгс/мм² , относительное удлинение с 3,0% до 6,0%. Предварительное модифицирование силумина тройным модификатором (0,5–1,0% от веса шихты) позволяет повысить эффект ультразвукового воздействия. Так предел прочности увеличился до 22,0–23,0 кгс/мм² , относительное удлинение до 15,0%. Предварительное легирование силумина Ti, Zr ,Nb и др. элементами в количестве 0,1% показало, что обработка ультразвуком в процессе кристаллизации в основном влияет на пластичность силумина. Прочность сплава остается практически без изменений.

Волин Г.О., Курдин Ю.А., Осадчук В.Ф., Поляков И.И., Смирнов А.С. «Исследование процесса шликерного литья керамики с воздействием ультразвуковых колебаний» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 113-114 (1975)

Исследовано влияние ультразвукового воздействия на физико-механические характеристики образцов отлитых, когда колебания накладывались на пресс-форму в момент заливки шликера, либо когда шликер озвучивался перед заливкой в питающей трубке. При ультразвуковом воздействии на литьевую форму увеличивается: вес отлитых образцов на 5%, объемный вес после первого обжига на 5–10%, объемный вес после окончательного обжига на 0,5–1%, прочность при изгибе па 5–10%, линейная усадка уменьшается на 1%. Недостатком способа является необходимость подстройки резонансной частоты при замене литьевой формы и значительные энергетические потери. Последние могут быть существенно сокращены при использовании акустических развязок. Более перспективным является озвучивание шликера в питающей трубке литьевой машины перед заливкой, улучшающее физико-механические характеристики образцов. Вязкость шликера снижается в 2–4 раза и зависит от времени озвучивания. Существенно возрастает литейная способность шликера, что позволяет при необходимости снизить процентное содержание технологической связки и радикально влиять На весь технологический процесс изготовления керамических деталей .Разработанная и внедренная в производство установка шликерного литья керамики с воздействием ультразвуковых колебаний позволяет отливать тонкостенные детали сложной конструкции с повышенными физико-механическими свойствами.

Дарибеков С., Чормонов Т.Х. «Дислокационная структура никелевых сплавов, кристаллизовавшихся в ультразвуковом поле» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 114 (1975)

Изложены результаты исследований по изучению механизма воздействия ультразвуковых колебаний с частотой 19–22 МГц на дислокационную структуру сплавов никеля с медью и кобальтом. Установлено, что рост плотности дислокации в никелевых сплавах увеличивается в пределах интенсивности ультразвука, лежащих от 20 до 60 Вт/см² . При малых интенсивностях ультразвука, 6–8 Вт/см² , в сплавах никель–медь скопление дислокаций происходит на границах зерен. Полученные результаты подтверждают изучаемые структурно-чувствительные магнитные свойства сплавов, в частности коэрцитивная сила. Сопоставление экспериментальных и теоретических зависимостей коэрцитивной силы от плотности дислокаций показало, что функциональная зависимость имеет место только при больших плотностях дислокации и интенсивности звука. Результаты исследований дают возможность получать и регулировать свойства высококоэрцитивных магнитных материалов, необходимых для электротехнической промышленности.

Озеренская Е.Н. «Влияние ультразвука на структуру и свойства зонноочищенного алюминия» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 115 (1975)

Применение ультразвуковой обработки при проведении процесса зонной перекристаллизации позволяет интенсифицировать процесс и получить более глубокую степень очистки металла от растворимых примесей. Зонная перекристаллизация алюминия марки А99 (99,99%) в поле ультразвука позволяет повысить чистоту металла на порядок до марки А999 (99,999%). Установлено, что для повышения эффективности процесса перекристаллизации необходимо применять режимы ультразвуковой обработки в отсутствии кавитации и развития интенсивных акустических течений у фронта кристаллизации. Пластическая деформация зонноочищенного алюминия методом волочения и получение проволоки свидетельствует о большом влиянии режимов зонной перекристаллизации в поле ультразвука на механические свойства металла. На примере проволоки алюминия марки А99, полученной из слитков, прошедших зонную перекристаллизацию в течение 6 проходов показана эффективность повышения пластичности металла.

Дубровин М.Н., Агранат Б.А., Пелевин О.В., Соколов А.М. «Особенности кристаллизации сплавов системы HgTe–CdTe в ультразвуковом поле» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 115-116 (1975)

Слитки твердого раствора Hg_0,8Cd_0,2Te были получены методом Бриджмена со скоростью кристаллизации 50 мм/час при воздействии на расплав ультразвуковыми колебаниями с. частотой 22 кГц. При интенсивности ультразвука превосходящей, примерно, в 5 раз значение соответствующее порогу кявитацпи т. е. при амплитуде колебательной скорости ультразвука ∼1,5 м/с выращены поликристаллические слитки твердого раствора Hg_0,8Cd_0,2Te с однородным распределением компонентов сплава по всей длине. То, что эффективный коэффициент распределения теллурида кадмия при озвучивании расплава близок к единице, определяется воздействием ультразвука на фронт кристаллизации. Диспергирование растущих дендритов ведет к эффективному захвату матричного расплава продвигающимся фронтом кристаллизации и, как следствие, получению более однородного материала. Наиболее вероятным механизмом процесса измельчения дендритов можно считать измельчение дендритон за счет сил вязкого трения, что связано со сравнительно невысокой эрозионной активностью навигационных полостей из-за высокой упругости паров легколетучего компонента сплава ртути. Эксперименты показали, что степень измельчения зерна была равномерной по длине слитка и значительно меньше, чем для системы PbTe–SnTe. Полученный слиток можно использовать в качестве заготовки для дальнейшей зонной плавки или термообработки с целью получения однородного монокристаллического материала для использования его в приборах.

Дубровин М.Н., Соколов А.М., Афанасьев С.А. «Установка для синтеза разлагающихся полупроводниковых соединений в ультразвуковом поле» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 116 (1975)

Синтез разлагающихся полупроводниковых соединений является довольно сложной и трудоемкой операцией в полупроводниковой металлургии. Особенно это относится к системам, составной частью которых является ртуть. Так как сплавление элементов обычно ведут в герметичном контейнере – кварцевой ампуле, то процесс стараются проводить при возможно более низких температурах расплава во избежание его разрушения. Обычно время гомогенизации расплавов бывает весьма значительно из-за малой скорости растворения тугоплавких компонентов. Для интенсификации процессов гомогенизации расплава при синтезе разлагающихся полупроводниковых соединений нами разработана конструкция установки для ультразвукового синтеза материалов. Установка представляет собой двухтемпературную печь сопротивления с прецизионным регулированием температуры на основе электронного регулятора типа ВРТ. Кварцевая ампула с загрузкой материала помещалась внутрь нагревательной системы печи. Ампула через кварцевый волновод связывалась с магнитострикционным преобразователем типа ПМС-15А18 при помощи специально разработанного устройства для безрезьбового крепления ультразвуковых волноводов. Это позволило ввести мощные ультразвуковые колебания в герметичный объем, содержащий агрессивную среду, находящуюся при повышенных температурах и давлениях. Питание преобразователя осуществлялось от генератора типа УЗГ-2-10, переделанного по схеме с независимым возбуждением для плавной регулировки частоты и мощности вводимых ультразвуковых колебаний. На данной установке возможно проведение направленной кристаллизации и термообработки слитков материала при воздействии ультразвука. Установка использовалась при получении гомогенных кристаллов твердых растворов теллуридов кадмия м ртути. Эксперименты показали, что время синтеза соединения Hg_0,8Cd_0,2Te сокращается, примерно, в 10 раз при повышении качества получаемого материала.

Агранат Б.А., Кошелев Ю.В., Самойленко М.Б. «Ультразвуковой тиристорный генератор» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 121 (1975)

Ультразвуковой тиристорный генератор средней мощности предназначен для работы со специальными ферритовыми магнитострикционными преобразователями в различных технологических режимах, при которых требуется высокая надежность оборудования. Генератор отличают малые габариты и вес, низкий уровень шума, экономичность и отсутствие водяного охлаждения. Силовая часть генератора собрана по схеме последовательного инвертора с удвоением частоты. В схеме предусмотрено бестрансформаторное подключение нагрузки. Это дает возможность повысить КПД установки. В выходном токе генератора имеется постоянная составляющая, которая используется для подмагничивания сердечника преобразователя, что позволило разработать генератор без специального подмагничивающего блока. В состав генератора входит блок управления с задающим генератором. С его помощью осуществляется плавное регулирование частоты выходного напряжения генератора в пределах от 12,5 до 50 кГц. Выходная мощность генератора может плавно изменяться с помощью управляемого выпрямителя от 5 до 150 Вт. Питается генератор от сети переменного тока напряжением 220 В. Проведенные испытания опытного образца показали хорошие результаты.

Акодис М.М., Воинов В.Н., Куратов В.А., Шестовских А.Е. «Тиристорный генератор ультразвуковой частоты для питания магнитострикционных преобразователей» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 121-122 (1975)

Разработан и исследован тиристорный генератор частотой 18–22 кГц мощностью 3 кВт, предназначенный для питания магнитострикционных преобразователей типа ПМС-6. Схема генератора состоит из трехфазного нулевого выпрямителя и одномостового последовательного инвертора. Для расширения частотного диапазона и ограничения напряжения на элементах инвертора в схеме применены тиристоры встречного включения. Генератор исследован при работе на активную нагрузку, колебательный контур и магнитострикционным преобразователь. Исследования показали, что генератор устойчиво работает в широком диапазоне изменения нагрузок, включая обрыв и короткое замыкание обмотки магнитострикционного преобразователя. Система защиты генератора обеспечивает надежную защиту тиристоров инвертора в аварийных режимах. Опыт эксплуатации генератора в линии ультразвуковой очистки металлургического завода подтвердил высокую надежность его работы в заводских условиях. По результатам выполненных исследований и накопленного опыта эксплуатации разработан тиристорный генератор мощностью 30 кВт и частотой 18–22 кГц, предназначенный для питания шести магнитострикционных преобразователем типа ПМС 15А18. Генератор состоит из общего блока питании и шести инверторных ячеек, каждая из которых работает на собственной частоте, задаваемой резонансной частотой магнитострикционного преобразователя.

Канцельсон С.М., Зимин Ю.М. «Полупроводниковые преобразователи ультразвуковой частоты большой мощности» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 122-123 (1975)

Использование источников питания ультразвуковой частоты экономически выгодно для пайки, сварки, закалки металлов и является совершенно необходимым при осуществлении таких технологических операций:, как например, очистка, дегазация, кристаллизация металлов и сплавов и др. Обсуждаются схемы последовательных резонансных инверторов с возвратом избыточной реактивной мощности через отсекающие диоды. Рассматриваются вопросы устранения или уменьшения влияния процессов в структуре полупроводников на эффективность использования вентилей и схемах инверторов. В УАИ разработан полупроводниковый преобразователь частоты 18–22 кГц мощностью 50 кВт, выполненный на высокочастотных тиристорах типа ТЭ в двухячейковом исполнении. Для мгновенного отключения преобразователя при аварийных режимах разработан тиристорно-конденсаторный выключатель с диодным короткозамыкателем". Выполнены теоретические и экспериментальные исследования этого выключателя. При срыве или коротком замыкании тиристорно-конденсаторный выключатель закорачивает накоротко входную цепь инвертора и прерывает ток в цепи выпрямителя. Полупроводниковый преобразователь ультразвуковой частоты 18–22 кГц мощностью 50 кВт п текущем году внедряется в промышленную эксплуатацию.

Германов С.К., Козка В.К. «Работа пьезопреобразователя в режиме амплитудно-модулированных колебаний» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 123-124 (1975)

В устройствах для измерения скорости ультразвука, работающих на частотно-импульсном методе, частота повторения радиоимпульсов определяется временем прохождения акустическим сигналом пути от пьезоизлучателя до пьзоприемника. При этом максимум ширины спектра амплитудно-модулированных колебаний может доходить до десятков килогерц. Поскольку, пьезопреобразователь обладает резонансными свойствами и имеет определенную полосу пропускания, последняя должна быть выбрана в соответствии с максимально возможной шириной спектра амплитудно-модулированного колебания. На основе эквивалентной схемы пьезопреобразователя проведен анализ его работы в режиме амплитудно-модулированных колебании. скую добротность и увеличивает затухание контура в целом. Приведены практические рекомендации для проектирования акустического преобразователя, работающего в режиме амплитудно-модулированных колебаний.

Зеликман Ю.Л., Верхотуров Г.Н., Вершинин В.А. «Малогабаритный ультразвуковой генератор для диспергирования растворов при пламенно-фотометрическом анализе» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 124 (1975)

В лабораториях Красноярского сельскохозяйственного института и института «Сибцветметниипроект» были разработаны и изготовлены малогабаритные ультразвуковые генераторы на частоту 1,6–2,4 МГц. Генераторы, работающие по принципу «Трехточка», предназначены для работы с кварцевыми пьезоизлучателями, установленными в специальной акустической головке. Источником, напряжения высокой частоты является генератор, собранный на двух пентодах ГК-7,1. Широкое изменение диапазона частот достигается изменением числа витков контура с подстройкой конденсатором переменной емкости. Максимальная выходная мощность генератора на частоте 2 МГц не менее 350 Вт. Выпрямитель анодного питания собран на полупроводниковых диодах Д1010. Электропитание установки осуществляется от сети 50 Гц напряжением 220 В. Испытания, проведенные в институте «Сибцветметниипроект», показали надежную работу генератора, а малые габариты, небольшой вес и простота конструкции позволяют использовать его в аналитических лабораториях.

Верхотуров Г.Н., Апанасенко В.Ф., Хавский Н.Н., Зеликман Ю.Л. «Распыление растворов направленными ультразвуковыми колебаниями» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 125 (1975)

Необходимость извлечения благородных металлов из бедного сырья ставит задачу резкого повышения чувствительности анализа для контроля технологического процесса. В пламеннофотометрическом атомно-абсорбционном методе анализа это может быть достигнуто более тонким распылением раствора ультразвуком. С целью оптимизации условий распыления растворов ультразвуком разработана феноменологическая модель этого процесса и рассчитаны режимы распыления. На основании этих расчетов создана универсальная распылительная камера, содержащая акустическую систему генерирования ультразвукового луча и устройства для ультразвукового и пневматического распыления раствора и транспортировки аэрозоля в пламя. При ультразвуковом распылении выходящие из камеры частицы имеют размеры от 0,5 до 6 мкм, а при пневматическом от 0,5 до 16 мкм, причем на частицы размером более 6 мкм расходуется свыше 60% распыленного раствора. При ультразвуковом распылении раствора нами достигнуто повышение чувствительности атомно-абсорбционного определения благородных металлов в 4–6 раз по сравнению с пневматическим распылением.

Шиляев А.С., Чернобай Л.А., Чернобай И.А., Савицкий П.П. «Применение ультраакустического метода для исследования расплавов» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 125-126 (1975)

Для изучения фазовых переходов жидкость–твердое тело авторами разработан метод измерений скорости ультразвука, основанный на принципе работы электроакустического генератора. Для расширения диапазона измерений и устранения неоднозначности отсчета применена модуляция низкочастотного сигнала автоциркуляции по высокочастотным несущим колебаниям. Частота сигнала автоциркуляции пропорционально связана со скоростью ультразвука, что обеспечивается включением в замкнутый контур самовозбуждения избирательного фильтра с определенной частотно-фазовой характеристикой, причем средняя величина несущей частоты выбрана вблизи резонансных частот пьезопреобразопателей. Полученные результаты экспериментальных исследований скорости распространения ультразвуковых волн предложенным ультраакустическим методом показывают, что в области фазовых переходов жидкость–твердое тело существуют «предкристаллизационные» области. Предполагается, что протяженность «предкристаллизационных» областей зависит ог характера межатомных связей веществ.

Бражников Н.И. «Некоторые новые возможности эхо-импульгной дефектоскопии приповерхностных слоев в металлоизделиях» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 126 (1975)

Эхо-импульсные методы неразрушающего контроля с использованием нормального ввода колебаний в металлоизделия обладают значительной мертвой зоной контроля и, по существу, не обеспечивают обнаружение дефектов, залегающих вблизи контролируемой поверхности. В докладе рассмотрена возможность дефектоскопии приповерхностных слоев на основе ранее предложенного автором метода эхолокации тонкостенных сред без мертвой зоны. Отмечено, что положительный эффект достигается при возбуждении нормального совмещенного искателя электрическим видеоимпульсом, имеющим длительность, близкую к полупериоду резонансных колебаний пьезоэлемента искателя, от источника с выходным сопротивлением, близким к эквивалентному электрическому сопротивлению искателя, акустически нагруженного на контролируемую среду. Для селекции принятых эхо-сигналов наиболее эффективно амплитудное детектирование суммарного электрического сигнала искателя с отсечкой ниже нулевого уровня возбуждающего видеоимпульса. Метод реализован в ультразвуковых толщиномерах типа УИТ-Т10 и УЗИТ-1.

Каневский И.Н., Нисневич М.М. «Методы контроля материалов сфокусированным ультразвуком» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 127 (1975)

Рассмотрены вопросы повышения чувствительности контроля материалов при использовании сфокусированного ультразвука. Показано, что при правильном выборе параметров фокусирующих систем амплитуда отраженного сигнала увеличивается пропорционально коэффициенту усиления системы по сравнению с амплитудой при контроле плоскими волнами, а чувствительность контроля возрастает пропорционально корню квадратному из величины коэффициента усиления для цилиндрических, и корню кубическому из величины коэффициента усиления для сферических фокусирующих систем. Даны рекомендации по выбору оптимальных параметров ультразвуковых фокусирующих систем для контроля материалов. Приведены результаты экспериментального исследования характеристик ультразвукового контроля эталонных образцов с помощью систем, параметры которых близки к оптимальным. Показано преимущество сфокусированного ультразвука при иммерсионном контроле. Приведен пример практического использования полученных результатов при контроле кованных заготовок из ниобия.

Тявловский М.Д., Фастовец Е.П. «Выбор метода измерения энергетических параметров ультразвука в жидкости» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 127-128 (1975)

Опыт применения ультразвука (УЗ) в технологических процессах очистки показал, что для достижения повторяемости показателей качества и надежности очистки изделий необходимо задавать энергетические параметры УЗ в некоторых пределах. Способ измерения этих параметров оказывает существенное влияние на повторяемость режима на различных установках или у различных операторов. Обычно выбирают тот параметр о котором известно, что он находится в однозначной связи с интенсивностью УЗ, например кавитационная активность, и лимитируют его в технологическом процессе. Вследствие отсутствия критерия по выбору этого параметра, часто выбирают не лучший из всех возможных, Недостатки такого подхода особенно сказываются, когда энергетические характеристики поля должны быть ограничены с двух сторон, например качеством очистки и надежностью очистки изделия. Так, при ультразвуковой очистке (УЗО) изделии радиоэлектронной аппаратуры интенсивность УЗ в ванне определяют методом кавитационной эрозии алюминиевой фольги. Кавитационная активность действительно хорошо определяет показатель качества очистки, но когда обнаружилось, что полупроводниковые приборы в процессе очистки могут разрушаться, и потребовалось определить предельно-допустимые уровни УЗ в технологическом процессе, то выявилась полная несостоятельность данного метода. Кроме того, используя метод эрозионной активности, трудно произвести выравнивание поля по площади излучателя и следует выбирать другие методы измерения интенсивности УЗ. В докладе рассматривается вопрос о выборе критерия методов измерения УЗ, основанного на подобии физической сущности метода измерения и технологического воздействия.

Агранат Б.А., Скрипалев В.С. «К вопросу бесконтактного прохождения ультразвуковой волны через тонкослойную напряженную среду» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 128-129 (1975)

В связи с необходимостью создания перспективных методов бесконтактного контроля физических параметров тонкослойных сред из простых элементов и сложных соединений обсуждается факт прохождения звуковой энергии даже на втором критическом угле через тонкую пластину. В основу вывода уравнения прохождения возбуждаемых в воздухе мощных акустических импульсов через металлическую фольгу было положено такое соотношение длины волны λ и толщины пластины d (λ>3000d), при котором пластина должна вести себя, как тонкая упругая оболочка, совершающая под действием звуковой волны вынужденные колебания. В этом случае «прохождение» УЗ-колебаний (точнее, прием излучаемых пластиной вынужденных колебаний) зависит от отношения толщины пластины в длине волны и от постоянных упругих этой пластины. Данная теория дает объяснение следующим двум экспериментальным фактам, не объяснимыми классическими взглядами: 1) отсутствию изменения величины принятого УЗ-сигнала при наклонении пластины к плоскости излучателя до 9°, (что значительно превышает второй критический угол); 2) меньшей величине принятого УЗ-сигнала у материала с меньшей плотностью и акустическим сопротивлением, чем у более плотного материала той же толщины.

Гордеев А.П., Хавский Н.Н. «Исследование и применение волн Лэмба для дискретной сигнализации уровня при дозировании реагентов в гидрометаллургических и обогатительных производствах» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 129-130 (1975)

Наличие химически агрессивных сред в гидрометаллургии и обогащении снижает надежность сигнализации традиционными электроконтактными и емкостными устройствами, а газонасыщенность реагентов – ультразвуковыми (УЗ) устройствами сквозного прозвучивания. Проведены исследования по возможности сигнализации и дозирования реагентов путем распространения УЗ-волны Лэмба в стенке резервуара. Даны рекомендации по созданию бесконтактного сигнализатора уровня. Для возбуждения нулевой моды волны Лэмба в стальных резервуарах с d=2–10 мм целесообразно использовать частоты от 0,1 до 2 МГц. Прибор должен вырабатывать импульсы возбуждения прямоугольной формы, амплитудой 100 В, длительностью от 0,25 до 5 мкс. УЗ-колебания должны вводиться в стенку резервуара под углом от 0,505 до 0,580 рад через внешний волновод из материала со скоростью распространения C₁₀≤1380 м/сек. Выбор коэффициента усиления приемного усилителя и его порога срабатывания осуществлять на основе зависимостей амплитуд принятых УЗ-волн Лэмба от толщины свободных и нагруженных жидкостью стенок резервуара. На основании полученных результатов изготовлен опытный образец бесконтактного сигнализатора уровня и проведены его промышленные испытания с положительным результатом,

Германов С.К. «Аппроксимация нелинейных характеристик при компенсации температурных погрешностей в измерении скорости ультразвука» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 130-131 (1975)

Расчет температурного коэффициента скорости ультразвука при разных концентрациях теоретическим путем крайне сложен и не всегда осуществим. Поэтому, компенсационную характеристику удобнее находить непосредственно по экспериментально полученным температурным зависимостям в диапазоне контролируемых концентрации. Поскольку, нелинейность температурных зависимостей при построении компенсирующей характеристики требует введении той или иной аппроксимации, дана оценка погрешности аппроксимирующей функции в заданном температурном диапазоне. Дана оценка максимальной погрешности, которая является критерием при выборе степени аппроксимирующей функции. Полученные теоретические результаты легли в основу разработки устройств компенсации температурных погрешностей для измерителей параметров гидрометаллургических растворов по скорости ультразвука.

Германов С.К., Сорокин А.А. «Влияние акустических сопротивлений сред на границе раздела на энергетические соотношения в акустическом преобразователе» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 131-132 (1975)

При измерении скорости и поглощения ультразвука в жидких средах с использованием отраженного сигнала принципиальное значение имеют величины акустических сопротивлений на границе раздела звукопровод–жидкая среда. При правильном выборе соотношений между этими сопротивлениями можно получить максимум энергии на приемном пьезопреобразователе. Теоретические исследования показали, что величина энергии на приемном пьезопреобразователе, являющаяся функцией коэффициента отражения, имеет экстремальный характер. Величина экстремума зависит от акустических сопротивлений сред на границе раздела. Для получения максимального коэффициента отражения необходимо, чтобы разность между акустическими сопротивлениями была максимальна. В то же время, для передачи максимальной энергии из звукопровода в жидкую среду эта разность должна быть минимальной. Таким образом, подбирая акустическое сопротивление звукопровода, можно создать условия оптимальные для получения максимально возможной энергии на приемном пьезопреобразователе. Получено выражение для выбора оптимальных соотношений акустических сопротивлений звукопровода и жидкой среды и даны практические рекомендации по выбору материала звукопровода,

Германов С.К., Сорокин А.А. «О погрешности ультразвукового фазового метода контроля» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 132-133 (1975)

Рассматриваются погрешности ультразвуковых устройств для контроля параметров жидких сред, основанных на фазовом методе измерения скорости ультразвука. Основным источником погрешностей физического происхождения является зависимость скорости ультразвука от температуры контролируемой среды. Менее значительными погрешностями являются, инструментальные. Инструментальные погрешности вызываются температурной нестабильностью параметров пьезопреобразователей, базы акустического канала, длины звукопроводов, параметров измерительного устройства. Рассмотрены способы устранения температурных погрешностей путем термостатирования контролируемой среды, градуировки устройства с учетом возможных колебаний температуры, применения отдельного термоэлемента, дающего информацию о колебаниях температуры, компенсации эталонной жидкой средой. Способы компенсации выбираются исходя из характеристик среды и условий эксплуатации устройства контроля в целом.

Германов С.К., Сорокин А.А. «Дифференциальный метод контроля параметров нестабильных во времени жидких сред» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 133-134 (1975)

При дифференциальном измерении скорости ультразвука, для устранения, погрешности, вызванной колебаниями температуры, температурные коэффициенты контролируемой и эталонной сред должны быть равны. В реальных условиях контролируемая среда, применяемая в качестве эталонной, может со временем изменять свои параметры, нарушая условия компенсации. В связи с этим, рассмотрен вопрос о применении в качестве эталонной среды любой стабильной во времени жидкости с любым температурным коэффициентом. Показано, что при фазовом методе измерения, изменяя базу эталонного канала, можно в широких пределах изменять фазовый температурный коэффициент, делая, его равным фазовому температурному коэффициенту контролируемой среды. Теоретические и экспериментальные исследования легли в основу разработки дифференциального погруженного акустического преобразователя.

Дюдин Б.В. «Ультразвуковые уровнемеры на нормальных волнах» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 134-135 (1975)

На основе анализа свойств нормальных волн, распространяющихся по волноводам, частично погруженным в жидкость, показано, что принципы построения таких уровнемеров могут быть самыми разнообразными. Они зависят от количества и формы волноводов, их расположения, в пространстве, типа и формы акустической волны. Для сред, находящихся в сложных условиях, наиболее перспективными следует считать ультразвуковые уровнемеры на нормальных волнах с двухволноводным датчиком. Они наиболее работоспособны в условиях насыщенных газом или кипящих сред, и их показания практически не зависят от физико-химического состояния среды. Особая трудность при их создании заключается в получении надежного полезного сигнала. Показано, что, используя эффект селективного рассеяния упругих волн на периодических структурах клиновидной формы, удалось повысить уровень полезного сигнала на 10 дБ по сравнению с шумом. Приводится конструкция такого уровнемера с коаксиальным расположением волноводов и результаты лабораторных испытаний прибора.

Трелин Ю.С., Радовский И.С., Осипов С.С., Егоров Ю.В. «Использование ультразвукового импедансного метода для исследования свойств теплоносителей» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 135 (1975)

Изучение процессов теплообмена и гидродинамики в современных энергетических установках обусловливает создание новых методов исследования свойств теплоносителей. Авторами рассматриваются возможности использования ультразвукового импедансного метода для измерения плотности жидких сред и контроля смачивания конструкционных материалов жидкометаллическими теплоносителями. Метод основан на введении в исследуемую среду с помощью металлического звукопровода ультразвуковых импульсов и измерении разности амплитуд излученного в звукопровод и отраженного от границы раздела «звукопровод–среда» импульса, величина которого определяет измеряемый параметр. Уменьшение амплитуды отраженного импульса зависит от свойств среды, в частности, от ее плотности, а также от качества контакта поверхности звукопровода с исследуемой средой, т.е. от смачивания. Проведенные исследования по измерению плотности жидкостей в интервале плотностей 0,7–1,3 г/см³ и смачивания стали марки 1Х18Н9Т жидкими металлами в диапазоне температур до 400–С показывают, что предлагаемый метод может быть успешно использован для контроля указанных свойств теплоносителей энергетических установок.

Белай Г.Е., Иванушкин Е.С., Молчанов В.М. «Исследование затвердевания чугунов ультразвуковым методом» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 136 (1975)

Приводятся сведения о разработанной методике, установке и проведенных исследованиях звукопроницаемости не модифицированных, модифицированных и легированных чугунов в интервале температур 0–1300°С. Получены сложные зависимости скорости ультразвука от температуры этих чугунов. Установлено, что модифицирование магнием и церием увеличивает звукопроницаемость чугунов в жидком состоянии. Разработанная методика может быть использована для контроля степени усвоения, модификаторов и легирующих элементов в расплавах. Одновременное измерение скорости и поглощения ультразвука в металлах позволяет более полно судить о фазовых переходах. Разработано устройство локального прозвучивания жидкого и кристаллизующегося металла с изменяющимся углом между линиями задержки в пределах 10–30° и установка для измерения толщины затвердевшего слоя в железо-углеродистых сплавах. Сходимость результатов измерения толщины затвердевшего слоя при непрерывном контроле выливания, жидкого остатка удовлетворительна. Результаты проведенных исследований и разработанные устройства могут быть использованы для получения объемного изображения фронта кристаллизации на ультразвуковых голограммах.

Дарвойд Т.И., Лисицкий И.С., Каневский И.Н., Озерецкий С.Н. «Применение ультразвука для контроля технологических характеристик кристаллов КРС-5, КРС-6» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 136-137 (1975)

Многолетняя практика получения и исследования кристаллов КРС-5 и КРС-6 показала необходимость определения их упругих свойств. Ультразвуковой импульсно-фазовый метод явился наиболее простым и надежным способом определения упругих постоянных кристаллов КРС-5 и КРС-6. Приведены результаты большой серии опытов по определению величины скорости продольных и поперечных волн в исследуемых кристаллах. Проведена статистическая обработка полученных результатов. С надежностью 0,98 определены доверительные интервалы, в пределах которых находится истинная величина скорости ультразвука в кристаллах. Определены абсолютная и относительная погрешность использованной методики. На основании экспериментальных данных рассчитаны постоянные упругости, модули Юнга и сдвига. Проведено сравнение полученных результатов с результатами ряда отечественных и зарубежных авторов, использовавших различные методы измерения упругих постоянных. Проведенные исследования позволили наладить контроль упругих постоянных кристаллов КРС-5 и КРС-6, полученных в различных технологических режимах.

Петраков В.С., Сорокин Н.Г., Чижиков С.И. «Методика прецизионного измерения скорости и затухания ультразвука в твердых телах» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 137-138 (1975)

обсуждается методика прецизионного измерения скорости распространения и затухания ультразвука в твердых телах в диапазоне частот от 2 до 2000 МГц. Перекрытие такого диапазона частот при измерении скорости и затухания осуществляется благодаря применению двух различных методов возбуждения ультразвука. В диапазоне частот от 2 до 250 МГц в качестве ультразвуковых излучателей и приемников применены полуволновые преобразователи. Свыше 250 МГц применен резонаторный метод возбуждения с поверхности пьезокристалла, помещенного в резонатор. Предлагаемая методика, благодаря сочетанию акустических способов возбуждения упругих волн и оптических способов их регистрации, позволяет проводить прецизионное измерение скорости и затухания ультразвука на образцах малых размеров (менее 1 см³). Эта методика позволяет определить с высокой точностью весь комплекс упругих свойств твердых тел, исследовать их анизотропию, изучать влияние различных внешних воздействий или внутренних процессов, происходящих в материале. Погрешность измерения скорости составляет 10^–4 при чувствительности к относительным изменением 10^–5. Затухание ультразвука измеряется с точностью 10^–2 при чувствительности 10^–3. Данная методика может быть реализована на основе стандартной радиоэлектронной аппаратуры с применением разработанных авторами акустических и акустооптических устройств.

Жулин В.И., Римский-Корсаков А.В. «Гидравлико-акустические излучатели» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 138 (1975)

Дается обзор мощных излучателей звука, которые нашли широкое применение за рубежом, в частности, в США, в технологических процессах химической промышленности и пр., а также при поиске полезных ископаемых, особенно нефтяных залежей. Гидравлико-акустические излучатели основаны на использовании энергии потока жидкости под давлением. Жидкость циркулирует по кольцу насос–гидроаккумулятор–модулятор–излучающий поршень–сливной бак–насос, что позволяет использовать излучатель, как автономное устройство, удобное в эксплуатации. Приводится эквивалентная схема механического аналога излучателя.

Статников Е.Ш., Казанцев В.Ф., Косенков В.А. «О магнитострикционных преобразователях для различных устройств целевого технологического назначения» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 138 (1975)

Рассмотрены некоторые соображения о целесообразной классификации ультразвуковых технологических устройств по конструктивным и акустическим признакам. Предложена методика расчета магнитострикционных преобразователей с учетом некоторых оптимизирующих факторов. Приводятся, результаты выполненных расчетов в виде опытного ряда магнитострикционных преобразователей и экспериментальные данные по электро- и механо-акустическим измерениям преобразователей целевого технологического назначения в соответствии с предложенным рядом.

Борисов А.В., Гурьев Е.К., Юдаев В.Ф. «Плоская волновая задача с распределенными по замкнутому контуру источниками возмущений (в применении к гидросирене)» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 139 (1975)

Поставлена задача о нахождении акустического поля сирены как суммарного поля источников-отверстий равномерно распределенных по цилиндрической поверхности статора. Задача решается в квадратурах с заданными граничными и начальными условиями. Получено решение в виде ряда функций от радиальной, азимутальной и временной координат как для полости ротора, так и для облучаемой камеры.

Юдаев В.Ф. «Поле переменного давления аэро-гидродинамических сирен» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 139 (1975)

На основе литературных данных но аэродинамическим сиренам н экспериментальных данных, полученных на гидродинамических сиренах, приводятся графики зависимости переменного давления, воспринимаемого приемниками акустического давления, от расстояния до источника акустических возмущений. Показан вклад звукового и псевдозвукового давлений в поле переменного давления динамических сирен и их влияние на интенсификацию технологических процессов в ближнем поле излучателя.

Морозов А.П., Назаренко А.Ф., Шестаков В.П. «Особенности работы гидродинамического излучателя в вязкой среде» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 139-140 (1975)

Известно большое количество исследований, посвященных изучению работы струйных излучателей с использованием в качестве рабочей среды воды или близких ей по физическим свойствам жидкостей. Представляет интерес оценить работу излучателя в жидкостях, вязкость которых существенно отличается, от вязкости воды. С этой целью использовалось индустриальное масло и некоторые другие жидкости. Вязкость их при проведении испытаний изменялась в широких пределах. Проведен анализ амплитудно-частотных характеристик генерируемого сигнала в зависимости от вязкости жидкости, установлена связь его с напором рабочей среды. Наряду с этим предпринята попытка выяснить механизм работы излучателя в вязкой жидкости, а также проведена сравнительная характеристика полей для ограниченной емкости при работе преобразователя в разных по вязкости средах.

Воронюк В.Г., Морозов А.П., Назаренко А.Ф., Шестаков В.П. «О роли внешнего диаметра сопла в работе гидродинамического излучателя» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 140 (1975)

Анализ работы многостержневых гидродинамических излучателей показал, что оптимальная генерация наблюдается при наличии препятствия, отражающая поверхность которого представляет собой лунку и сопла, состоящего из конфузора и цилиндрического участка. Соотношение между диаметрами лунки (у торца препятствия), и круглого выходного отверстия равно двум. Изучение механизма генерирования упругих колебаний показывает, что для работы излучателя существенна связь внешнего диаметра сопла с величиной цилиндрического выходного отверстия. С ростом внешнего диаметра сопла (при постоянной величине выходного отверстия) наблюдается расширение диапазона работы излучателя по расходу (скорости истечения) и смещение порогов возникновения и исчезновения упругих колебаний в сторону увеличения скорости истечения. Связь указанного параметра с интенсивностью генерируемых колебаний носит нелинейный характер. Приводится эмпирическое соотношение позволяющее рассчитывать оптимальные размеры системы сопло–отражатель, что важно при проектировании многостержневых гидродинамических излучателей.

Балабудкин М.А., Борисов Г.Н. «О путях повышения эффективности акустических и гидродинамических явлений в роторно-пульсационных аппаратах» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 141-142 (1975)

Эффективность применения роторно-пульсационных аппаратов (жидкостных сирен радиального типа) с целью интенсификации гидрометаллургических и других гетерогенных процессов в значительной степени зависит от интенсивности возникающих акустических и гидродинамических явлений. Анализ закономерностей работы аппаратов такого типа показывает, что частота пульсаций обрабатываемой среды возрастает с увеличением скорости вращения роторных элементов и количества отверстий (прорезей) на них. При этом на частотно-амплитудные характеристики существенное влияние оказывают как равномерность расположения, и количество отверстий на роторе и статоре, так и их кратность. При уменьшении величины последней, равномерном расположении отверстии и с увеличением их размеров повышается амплитуда и роль низкочастотных гармоник, а при неравномерном размещении отверстий и увеличении их кратности повышается роль высокочастотных гармоник. С учетом этого показывается, что в многоступенчатых роторно-пульсационных аппаратах, состоящих из чередующихся роторных м статорных элементов, целесообразно увеличивать количество отверстий с уменьшением их размеров от внутренних элементов (цилиндров) к наружным. Показывается также какое влияние на гидродинамику, акустические характеристики потока и интенсивность протекающих гидромеханических и массообменных процессов имеет геометрия прорезей и состояние рабочих поверхностей. Другим способом повышения роли акустических и гидродинамических явлений в рассматриваемых аппаратах может быть введение в рабочее пространство аппарата газообразной или паровой фазы. Как показывают непосредственные измерения с помощью гидрофона, подача небольших количеств газа одновременно с обрабатываемой жидкой средой приводит к резкому возрастанию интенсивности акустических явлений за счет диспергирования и деформации пузырьков. При дальнейшем увеличении количества газовой фазы интенсивность процесса становится ниже, чем при работе аппарата в жидкой среде. Весьма значительное влияние на акустические характеристики оказывает подача в рабочее пространство аппарата пара, кавитационное захлопывание (конденсация) пузырьков которого также позволяет значительно ускорить тепло и массообменные процессы. Практическое использование предложенных способов увеличения интенсивности акустических и гидродинамических явлений позволит значительно повысить эффективность различных технологических применений роторно-пульсационных аппаратов как в гидрометаллургических процессах, так и в других отраслях промышленности.

Ибрагимов Р.И., Бершицкий А.А., Степанцов А.К., Шайхутдинов А.З. «Гидродинамический аппарат для разрушения флотационной пены» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 142 (1975)

Разработанный гидродинамический аппарат для разрушения флотационной пены успешно прошел испытания на ряде обогатительных фабрик. Аппарат представляет собой устройство, на вращающемся валу которого укреплен ротор с радиальными лопастями специальной конфигурации. Во внутреннюю часть ротора подается вода или жидкая часть разрушенной пены. Разрушение пены происходит от комплексного воздействия на ее пузырьки значительных тангенциальных и радиальных сил, меняющихся по величине и направлению, благодаря специальной конфигурации лопастей, а также подаче небольшого количества воды на лопасти. Испытаниями аппарата на разрушении флотационной пены как в желобах, так и в сгустителях показана высокая технологическая эффективность его применения, при практически, полном исключении подачи воды, по сравнению с существующим струйным методом разрушения пены.

Степанцов А.К., Бершицкий А.А., Ибрагимов Р.И., Задорожный В.Г., Якубович И.А., Акопова К.С., Бальшин М.С. «Совершенствование роторно-пульсационных аппаратов для обработки высокообразивных сред» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 143 (1975)

Исследования, проведенные рядом институтов, совместно с предприятиями, перерабатывающими титано-циркониевые и кварцевые пески, показали высокую технологическую эффективность применения гидродинамических роторно-пульсационных аппаратов в процессе обработки этих материалов. С целью увеличения износостойкости рабочих органов акустических аппаратов были проведены исследования по гидроабразивному износу широкого круга материалов, в результате которых для водных минеральных пульп рекомендовано применение полиуретана. Были проведены испытания нескольких конструкций аппаратов типа РПА-300 с армированным ротором и статором. Производственные испытания показали высокую износостойкость аппаратов при достижении устойчивых технологических показателей.

Борисов В.И., Петухов В.И., Буханов А.Н. «Исследование эффективности работы на механическую нагрузку ультразвуковых колебательных систем с кольцевыми преобразователями» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 143-144 (1975)

Известно широкое использование кольцевых преобразователей при работе на жидкую нагрузку. В то же время использование кольцевых преобразователей в процессах обработки металлов давлением, где их применение конструктивно и технологически оправдано ограничено из-за отсутствия расчетных и экспериментальных данных по влиянию геометрических размеров и свойств материалов составных частей на режим работы ультразвуковых колебательных систем (УКС). Исследовалась эффективность работы УКС в зависимости от свойств материалов и геометрических размеров их элементов. Расчеты проводились на ЭВЦМ «Минск-22» для сличая распространения радиальных колебаний в многослойной кольцевой системе при варьировании волнового сопротивления и толщины колец. На примере расчета УКС с четырьмя слоями показано, что при определенных сочетаниях геометрических размеров и параметров сред можно получить максимальные амплитуды на механической нагрузке. Результаты расчета были использованы при конструировании ультразвуковых систем, применяемых в процессах волочения проволоки и труб.

Титков Б.П. «Кольцевой магнитострикционный излучатель» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 144 (1975)

Кольцевые пакетные излучатели позволяют сосредоточить в единице рабочего объема значительную мощность ультразвуковых колебаний. Однако, известные конструкции кольцевых пакетных излучателей обладают тем недостатком, что их рабочий (внутренний) диаметр лимитируется частотой. Для повышения производительности желательно иметь внутренний диаметр как можно больше, но практически' при внутреннем диаметре более 100 мм уже невозможно спроектировать кольцевой преобразователь для работы в ультразвуковом диапазоне частот. Смещение в область звуковых частот усложняет конструкцию и стоимость установки, вызывает необходимость применения специальных мер шумовой защиты и т.д. Для устранения этого недостатка и с целью возможности работы в ультразвуковом диапазоне частот независимо от внутреннего диаметра кольцевого излучателя предлагается отличающаяся от известных конструкция кольцевого излучателя (а. с. № 263317). Излучатель позволяет работать в ультразвуковом диапазоне частот при практически любом необходимом внутреннем диаметре. Внутренний диаметр излучателя 140 мм, внешний – 290 мм, толщина набора 40 мм, резонансная рабочая частота 30 кГц, номинальная мощность 8 кВт. Предлагаемый кольцевой излучатель используется в медицинской технике – для экстрагирования из лекарственных трав, может быть использован также и в технике, например, для ультразвуковой очистки труб любого диаметра от окалины и ржавчины и для других целей.

Гусев И.М., Германов С.К. «Работа магнитострикционного преобразователя в импульсном режиме» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 145 (1975)

Одним из путей повышения производительности магнитострикционных преобразователей с одновременным снижением энергетических затрат при обработке гидрометаллургических растворов ультразвуком, является перевод работы преобразователя с непрерывного режима на импульсный. Импульсный режим позволяет запитывать от одного генератора большее количество преобразователей, что в целом значительно повышает эффективность их работы. Магнитострикционный преобразователь является резонансной системой, поэтому при работе в импульсном режиме возникают переходные процессы, сопровождающиеся появлением гармоник и комбинационных частот в спектре акустических колебаний. В соответствии с реальными условиями работы магнитострикционного преобразователя составлена эквивалентная схема в режиме работы на частоте вблизи резонанса. Дан анализ и получено выражение переходного процесса преобразователя при воздействии на него импульсного напряжения. Полученные в результате анализа сложные колебания рассматривались как сумма гармонических колебаний с угловыми частотами – основной частотой и высшими гармониками. Разложение сложного периодического сигнала на простейшие гармонические колебания с помощью ряда Фурье дало возможность оценить долю влияния каждой составляющей на формирование полного колебания. Даны практические рекомендации по использованию магнитострикционных преобразователей в импульсном режиме.

Статников Е.Ш., Казанцев В.Ф. «О некоторых качественных особенностях равновеликих диафрагм с плоской поверхностью излучения» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 145-146 (1975)

Рассмотрен геометрический принцип конструирования осесимметричной согласующей диаграммы равновеликих сечений с плоской поверхностью излучения. Проведена количественная оценка ее спектральных, частотных и энергетических характеристик, а также коэффициента согласования в сравнении с аналогичной по форме поверхности излучения диафрагмой с коническим законом изменения формирующих сечений.

Казанцев В.Ф., Косенков В.А., Скородумов С.Н., Статников Е.Ш., Экнадиосянц О.К. «Определение сопротивления нагрузки для пластин различного сечения, излучающих в кавитационном и докавитационном режимах» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 146 (1975)

Разработан метод определения сопротивления нагрузки путем нахождения относительного распределения амплитуд колебательной скорости вдоль измерительного волновода. Приведены результаты измерений сопротивления нагрузки пластин при излучении в жидкость.

Каневский И.Н., Нисневич М.М. «Применение цилиндрообразных ультразвуковых линз для интенсификации технологических процессов» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 146 (1975)

Теоретически и экспериментально, путем визуализации ультразвуковых полей теневым методом, исследованы ультразвуковые цилиндрообразные линзы из твердых материалов. Показано, что характеристики ультразвукового поля внутри таких линз определяются соотношением импедансов и коэффициентом преломления на границе материала линзы и заполняющей ее жидкости. Установлено, что при определенных условиях фокус может быть расположен в центре цилиндрообразной линзы на расстоянии радиуса от преломляющей поверхности. Даны рекомендации по выбору материалов линз. Приведены примеры реализации линз с фокусами в центре и на противоположной поверхности линзы. Показаны возможности использования цилиндрообразных линз в ультразвуковых концентраторах энергии для поточной обработки жидкостей и в ультразвуковых распылительных устройствах