Волгоградский государственный технический университет, Волгоград, Россия

Н. А. Кидалов, доцент кафедры машин и технологии литейного производства (МиТЛП), докт. техн. наук, профессор, эл. почта: nich@vstu.ru
А. А. Белов, доцент кафедры МиТЛП, канд. техн. наук, эл. почта: aa-belov@bk.ru
А. С. Адамова, доцент кафедры МиТЛП, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: anya-sn@mail.ru

Одним из основных физико-механических свойств, определяющих качество формовочных и стержневых смесей, является предел прочности в отвержденном состоянии при растяжении. Многолетний опыт его применения в производстве и научных исследованиях должен соответствовать достоверности полученных показателей и их невысокому разбросу при получении по ГОСТ 23409.7-78 в РФ и по DIN, ASF за ее пределами. Однако практика применения существующих стандартов позволяет констатировать наличие серьезных недостатков этой методики, проявляющихся прежде всего в большом разбросе значений измеряемых величин прочности образцов, приготовленных и испытанных в одинаковых условиях. Показано, что при определении предела прочности отвержденных формовочных и стержневых смесей на растяжение 30–40 % испытаний надо повторить, так как не выполняется требование по 10%-ному разбросу показателей от среднего значения трех испытаний. Если это требование выполняется, то средние значения полученных показателей отличаются на 50–60 %. Метод определения величины прочности по среднему из трех показателей не имеет физического обоснования процесса разрушения. В процессе испытания этих образцов можно услышать потрескивания, которые свидетельствует о том, что при приложении нагрузки к образцу практически сразу начался процесс разрушения, но сам образец разрушается не сразу, а после разрушения некоторой части связей между песчинками огнеупорного наполнителя с невысокой прочностью. Предложены методы определения статистической и истинной прочности формовочных и стержневых смесей с учетом физических процессов, проходящих в испытуемых образцах при приложении к ним разрушающей нагрузки. Точность определения прочностных показателей смесей в отвержденном состоянии по статистической прочности значительно выше, чем по существующей методике. Показано, что среднеквадратичное отклонение, определенное по существующей методике, в 2–3 раза выше, чем по статистической и истинной прочности, что свидетельствует о меньшем разбросе прочностных показателей.

1. ГОСТ 23409.7-78. Пески формовочные, смеси формовочные и стержневые. Методы определения прочности при сжатии, растяжении, изгибе и срезе. — Введ. 01.01.1980.
2. IS 1918-1966. Физические методы испытаний литейного песка. — URL: IS 1918 (1966): Methods of physical tests for foundry sands (дата обращения: 15.07.2025)
3. Thomas S. P., Moreni L. Mold & Core Test Handbook: 5th edition. — American Foundry Society, Schaumburg, IL, 2019. 350 p.
4. Edoziuno F. O., Nwaeju C. C., Adediran A. A., Nnuka E. E., Adesina O. S., Nwose S. A. Factorial optimization and predictive modelling of properties of Ukpor clay bonded synthetic moulding sand prepared using River Niger silica sand // Results in Materials. 2021. Vol. 10. 100194. DOI: 10.1016/j.rinma.2021.100194
5. Ikebudu K. O., Onyegirim S. K., Udeorah P. I. Effect of green sand mixture with dextrin additives on mechanical properties of aluminum 6351 // Global Journal of Engineering and Technology Advances. 2021. Vol. 6, Iss. 2. P. 131–141. DOI: 10.30574/gjeta.2021.6.2.0013
6. Коренюгин С. В., Ровин С. Л. Лабораторные методы исследования стержневых смесей при высоких температурах // Литейное производство. 2022. № 6. С. 21–24.
7. Бройтман О. А., Дубова Э. Р. Совершенствование подхода к назначению свойств формовочных смесей при компьютерном моделировании формирования отливок // Литейщик России. 2023. № 10. С. 7–12.
8. Gurevich L.M., Kidalov N. A., Zakharov I. N., Adamova A. S. On validity of the value of tensile strength of dry moulding and core mixtures // CIS Iron and Steel Review. 2024. Vol. 28. P. 33–38.
9. Гутько Ю. И., Войтенко В. В. Способ контроля параметров жидкостекольной стержневой смеси в процессе ее приготовления и применения // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2021. Т. 19, № 4. С. 29–35. DOI: 10.18503/1995-2732-2021-19-4-29-35
10. Свинороев Ю. А. Анализ причин нестабильности качества технологических свойств технических лигносульфонатов, поиск оптимальных технологических решений // Вестник Луганского государственного университета имени Владимира Даля. 2022. № 5(59). С. 231–237.
11. Ettemeyer F., Schweinefuß M., Lechner P., Stahl J. et al. Characterisation of the decoring behaviour of inorganically bound cast-in sand cores for light metal casting // Journal of Materials Processing Technology. 2021. Vol. 296. 117201. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2021.117201
12. Волченко В. Н. Вероятность и достоверность оценки качества металлопродукции. — Москва : Металлургия, 1979. — 88 с.
13. Крылов Н. А., Калашников В. А., Полищук А. М. Радиотехнические методы контроля качества железобетона ; Под общ. ред. д-ра техн. наук проф. Н. А. Крылова. — Ленинград ; Москва : Стройиздат. [Ленингр. Отд-ние], 1966. — 379 с.
14. Панченко Л. А. Определение предела прочности фибробетона // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. 2015. № 4. С. 33–37.
15. Neville A. Core tests: easy to perform, not easy to interpret // Concrete International. November, 2001, pp. 59–68.
16. Enevoldsen I., Ramboll V. Experience with probabilistic-based assessment of bridges // Structural Engineering International. 2001. Vol. 4. P. 251–259.
17. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. — М., 1973. — 831 с.
18. Дорошенко С. П., Кидалов Н. А., Осипова Н. А. Статистическая прочности смеси в упрочненном состоянии // Литейное производство. 1995. № 4–5. С. 35–36.