Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,685

Муратов В.С., Святкин А.В.

Для прогнозирования разброса химического состава легированных латуней при серийной выплавке в производственных условиях использовали известный метод Монте-Карло. Требования стандартов к химическому составу в общем случае оговаривают: двухсторонние допустимые интервалы содержания основных элементов, например, для i-го элемента Imin≤ I≤ Imax и односторонние допустимые интервалы содержания примесей, например, для j-й примеси J< Jmax.

Процентное содержание в латуни элемента I или J является случайной величиной и подчиняется нормальному закону распределения. Если не действует никаких внутризаводских ограничений либо дополнительных регламентирующих соображений по химическому составу, то математическое ожидание этой величины совпадает с серединой допустимого интервала. Среднеквадратичное отклонение подчиняется «правилу трех сигм»: максимально и минимально допустимые содержания равны среднему значению плюс-минус три среднеквадратичных отклонения. Таким образом, параметры распределения составляют: для основных компонентов , а для примесей .

Имея таблицу нормально распределенных случайных чисел, несложно назначить случайную реализацию химического состава (масс. %), которая соответствует требованиям стандарта (ГОСТ, ТУ и т.п.): для основных элементов (кроме цинка) J= μJ+ zJ×σJ; для каждой из примесей J = μJ + zJ× σJ; для общего содержания примесей

;

для цинка Zn = 100 - SI - SJ,где z – нормированная случайная величина.

Вид записанных выше соотношений соответствует принципам нормирования химического состава легированных латуней в отечественных, а так же в большинстве зарубежных стандартов. А именно: оговаривается процентное содержание меди и других основных (легирующих) элементов, содержание примесей – каждой контролируемой примеси и примесей всего; цинк определяется как остальное.

Для каждой полученной таким образом случайной реализации химсостава рассчитывается цинковый эквивалент, который в свою очередь является случайной величиной, подчиняющейся нормальному закону распределения со следующими параметрами:

Интервал значений возможных изменений цинкового эквивалента [Znэ] =

Сопоставление рассчитанного таким образом интервала значений [Znэ] с диаграммой Cu-Zn позволяет прогнозировать фазовый состав металла – как на промежуточных стадиях обработки, так и в готовом изделии. Проведенные исследования позволили скорректировать требования для сплава ЛМцА 58-2-1 для получения стабильной двухфазной (β+α)-структуры, обеспечивающей требования ТУ.