Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия

Е. М. Коляда, профессор кафедры материаловедения и технологии художественных изделий, докт. искусствоведения, эл. почта: ekaterinkolyada@yandex.ru

В. О. Емельянов, доцент кафедры материаловедения и технологии художественных изделий, канд. техн. наук, эл. почта: vo-emelianov@inbox.ru

На исторических примерах показана актуальность технологии чугунного литья по выплавляемым моделям при создании произведений скульптуры и декоративно-прикладного искусства. Процесс формирования контактной поверхности при песчано-глинистой формовке с использованием облицовочной смеси представлен как отправная точка изготовления высокохудожественных изделий из серого и высокофосфористого чугуна. В качестве действующего способа получения точных отливок технического художественного назначения рассмотрено литье по выплавляемым моделям с использованием этилсиликата. Применение водного раствора кремнезоля в качестве отвердителя для эфира ортокремниевой кислоты рассмотрено как перспективное направление изготовления художественных отливок с развитым макрорельефом и высоким качеством литой поверхности. Представлен механизм формирования шероховатости чугунных отливок при литье по выплавляемым моделям. Показано влияние способов отверждения и состава золя кремнекислоты. Приведены параметры образования контактной поверхности керамических форм. Рассмотрены варианты развитой и подавленной пористости. Выделены критические операции при изготовлении первого слоя литейной керамики. Показано влияние параметров массообмена при технологической операции отверждения. Анализ механизма структурообразования выполнен на основе принципов неравновесной динамики. Минимальный прирост энтропии в ходе гелеобразования представлен в виде скриншотов динамического процесса и конфигурации конечных структур. Представлены экспериментальные данные по процессам сегрегации компонентов литейной формы. Модель массопереноса учитывает деградацию жидкой фазы как движущей силы. Модель предполагает конечную скорость испарения, воды или органического растворителя с поверхности керамической формы. Обозначена актуальность получения художественных отливок из чугуна с развитым макрорельефом и низкой шероховатостью.

1. Litvinenko V. S., Petrov E. I., Vasilevskaya D. V., Naumov I. A. et al. Assessment of the role of the state in the management of mineral resources. Journal of Mining Institute. 2023. Vol. 259. pp. 95–111.
2. Dorofeev D. Yu., Borovkova N. V., Vasilyeva M. A. Mining Museum as a space of science and education of the Mining University. Zapiski Gornogo instituta. 2023. Vol. 263. pp. 674–686.
3. Litvinenko V. S., Pashkevich N. V., Polyarnaya Zh. A. et al. Mining equipment, art casting. Mining Museum. Book 2. Saint Petersburg : Izdatelstvo Galart, 2008. 192 p.
4. Tarakanova E. S., Polyarnaya Zh. A. History of metallurgy and metalworking in the collections of the Mining museum. Metallurg. 2009. No. 1. pp. 81–86.
5. Borovkova N., Pilipenko A., Yakimakha M. From England to Russia: fluorite vases of the second half of the 18^th – early 19^th centuries. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta. Iskusstvovedenie. 2022. Vol. 12. No. 2. pp. 380–395. DOI: 10.21638/spbu15.2022.208
6. Arsentyev N. M., Arsentyev V. M. Moscow-area mining district in the history of industrialization of the country. Uralskiy istoricheskiy vestnik. 2020. Vol. 1(66). pp. 83–92.
7. Borovkova N. V. Stone-cutting art of the Urals and Altai in the late 18^th–19^th centuries: national phenomenon and Western European influence. Izvestiya Uralskogo federalnogo universiteta. 2021. Vol. 23. No. 3. pp. 291–303. DOI: 10.15826/izv2.2021.23.3.060
8. Borovkova N. V. Sketch as a documentary source of attribution of Altai stone-cutting products of the late 18th century. Izvestiya Uralskogo federalnogo universiteta. Seriya 2: Gumanitarnye nauki. 2022. Vol. 24. No. 2. pp. 223–243. DOI: 10.15826/izv2.2022.24.2.036
9. Volokhov S. N. Small plastic art. On the question of definition. Izvestiya Rossiyskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta imeni A. I. Gertsena. 2008. No. 65. pp. 70–73.
10. Living cast iron: Kasli artistic casting of the 19^th–21^st centuries. Scientific editor V. M. Andrianova. Chelyabinsk : Avto Graf, 2013. 271 p.
11. Andrianova V. M. et al. Russian miracle: Kasli artistic cast iron. Moscow : Izdatelskiy dom Tonchu, 2014. 365 p.
12. Kasli cast iron pavilion: creation and revival. Author of texts O. P. Gubkin. Yekaterinburg: Artefakt, 2013. 239 p.
13. Kasli cast iron pavilion. Proceedings of the scientific conference dedicated to the 100th anniversary of the Kasli cast iron pavilion. April 27, 2000. Yekaterinburg : Izdatelstvo Uralskogo universiteta, 2001. 132 p.
14. Kolyada E. M., Kramarenko D. D. Artistic casting from cast iron of the XIX-XX centuries. Science and education in the field of technical aesthetics, design and technology of artistic processing of materials: proceedings of the XV International scientific and practical conference of universities of Russia. St. Petersburg: FGBOUVO “SPbGUPTD“, 2023. pp. 636–645.
15. Neklyudov E. G. Mining and metallurgy industry in Russia in the second half of the 19th – early 20th century: choosing an organizational model. Uralskiy istoricheskiy vestnik. 2020. No. 1 (66). pp. 93–102.
16. Babich A., Senk D. Coke in the iron and steel industry. New trends in coal conversion: combustion, gasification, emissions, and coking. 2018. pp. 367–404.
17. Amiaga J., Ramos-Velazquez A., Vologzhanina S. Laser oxide reduction during multipass relief forming on carbon steel surface. Opt Quant Electron. 2023. Vol. 55, Iss. 6. 522.
18. Banken R. The diffusion of coke smelting and puddling in germany 1796–1860. The Industrial Revolution in Iron: The Impact of British Coal Technology in Nineteenth-Century Europe. London : Rout ledge, 2017. pp. 55–73.
19. Di Lorenzo G., Formisano A., Terracciano G., Landolfo R. Iron alloys and structural steels from XIX century until today: Evolution of mechanical properties and proposal of a rapid identification method. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 302, Iss. 8. 124132.
20. Ganzulenko O. Y., Emelyanov A. V. Destruction features of the cylindrical samples with the annular notching at cyclic loading. Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1431, Iss. 1. 012013. DOI: 10.1088/1742-6596/1431/1/012013
21. Shakhnazarov K., Pryakhin E. Detection of intermediate phases in metal alloys. Key Engineering Materials. 2020. Vol. 854. pp. 23–29. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.854.23
22. Shakhnazarov K. Y., Pryakhin E. I., Troshina E. Y. Rationale for signs of transformation in iron near 200 °C. Lett. Mater. 2022. Vol. 12, Iss. 4. pp. 298–302.
23. Sharapova D. M., Sharapov M. G., Sharonov N. I. Structure formation of butt joints made of aluminum alloys to ensure the quality of mechanical engineering products. Materials Science Forum. 2021. Vol. 1022 MSF. pp. 119–126. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.1022.119
24. Pryakhin E., Sharapova D. Repair ability of low-alloyed steel strength of K70 (X90) class. Key Engineering Materials. 2020. Vol. 836. pp. 131–135. DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.836.131
25. Pryakhin E. I., Sharapova D. M. Understanding the structure and properties of the heat affected zone in welds and model specimens of high-strength low-alloy steels after simulated heat cycles. CIS Iron and Steel Review. 2020. Vol. 19. pp. 60–65.
26. Morgunova N. L., Faizullin A. A. New data about the initiate time of the pre-ural (Kargaly) mining and metallurgical center. Nizhnevolzhskiy Arkheologicheskiy Vestnik. 2021. Vol. 20, No. 1. pp. 5–19.
27. Kotova O. B., Ustyugov V. A., San Sh., Ponaryadov A. V. Obtaining mullite: phase transformations of kaolinite, thermodynamics of the process. Zapiski Gornogo instituta. 2022. Vol. 254. pp. 129–135. DOI: 10.31897/PMI.2022.43
28. Litvinenko V. Foreword: sixty-year Russian history of Antarctic sub-glacial lake exploration and Arctic natural resource development. Geochemistry. 2020. Vol. 80, Iss. 3. 125652. DOI: 10.1016/j.chemer.2020.125652
29. Ivanov V. V., Dzyurich D. O. Validation of the technological scheme parameters for development of flooded deposits of building sand. Zapiski Gornogo instituta. 2022. Vol. 253. pp. 33–40. DOI: 10.31897/PMI.2022.3
30. Gembitskaya I. M., Gvozdetskaya M. V. Transformation of grains of technological raw materials in the production of fine powders. Zapiski Gornogo instituta. 2021. Vol. 249. pp. 401–407. DOI: 10.31897/PMI.2021.3.9
31. Smirnyakov V. V., Rodionov V. A., Smirnyakova V. V., Orlov F. A. Influence of shape and size of dust fractions on their distribution and accumulation in mine workings when changing the structure of the air flow. Zapiski Gornogo instituta. 2022. Vol. 253. pp. 71–81. DOI: 10.31897/PMI.2022.12
32. Bazhin V. Yu., Aleksandrova T. A., Kotova E. L., Suslov A. P. Modern view on anomalies in metal groups of the D. I. Mendeleyev`s Periodic Table. Zapiski Gornogo instituta. 2016. Vol. 239. pp. 520–527.
33. Pashkevich M. A., Danilov A. S. Environmental safety and sustainable development. Zapiski Gornogo instituta. 2023. Vol. 260. pp. 153–154.
34. Kotova O. B., Ozhogina E. G., Ponaryadov A. V. Technological mineralogy: development of a comprehensive assessment of titanium ores (using the Pizhemskoye deposit as an example). Zapiski Gornogo instituta. 2022. Vol. 256. pp. 632–641.
35. Baryakh A. A., Devyatkov S. Yu., Denkevich E. T. Mathematical modeling of the displacement process development during the mining of potash ores by longwall faces. Zapiski Gornogo instituta. 2023. Vol. 259. pp. 13–20. DOI: 10.31897/PMI.2023.11
36. Yemelyanov V. O. Structuring of a ceramic mold in investment casting. Liteynoe proizvodstvo. 2007. No. 7. pp. 21–22.
37. Prigozhin I. Introduction to thermodynamics of irreversible processes. Translated from English by V. V. Mikhaylov, Candidate of Chemical Sciences, edited by N. S. Akulov, Academician. Moscow : Izdatelstvo inostrannoy literatury, 1960. 127 p.
38. Tkachenko S. S., Emelianov V. O., Martynov K. V. Conditions and features of formation of artistic castings relief. Liteynoe proizvodstvo. 2017. No. 12. pp. 18–20.