<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">nznistu</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Науки о Земле и недропользование</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Earth sciences and subsoil use</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2686-9993</issn><issn pub-type="epub">2686-7931</issn><publisher><publisher-name>Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Irkutsk National Research Technical University"</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21285/2686-9993-2022-45-3-265-274</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">nznistu-236</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Геология, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>Geology, Prospecting and Exploration of Mineral Deposits</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Получение имитаций самородков золота  с использованием медных сплавов</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Producing gold nugget simulants using copper alloys</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Сорокина</surname><given-names>В. Е.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Sorokina</surname><given-names>V. E.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Сорокина Вера Евгеньевна - кандидат технических наук, доцент кафедры ювелирного дизайна и технологий, Институт недропользования.</p><p>Иркутск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Vera E. Sorokina, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Jewelry Design and Technologies, Institute of Subsoil Use.</p><p>Irkutsk</p></bio><email xlink:type="simple">vs_kina@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Константинова</surname><given-names>М. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Konstantinova</surname><given-names>M. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Константинова Марина Витальевна - кандидат химических наук, доцент, доцент кафедры материаловедения, сварочных и аддитивных технологий, Институт авиамашиностроения и транспорта.</p><p>Иркутск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Marina V. Konstantinova - Cand. Sci. (Chem.), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Materials Science, Welding and Additive Technologies, Institute of Aircraft Engineering and Transport.</p><p>Irkutsk</p></bio><email xlink:type="simple">mavikonst@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Иркутский национальный исследовательский технический университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Irkutsk National Research Technical University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2022</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>09</day><month>10</month><year>2022</year></pub-date><volume>45</volume><issue>3</issue><fpage>265</fpage><lpage>274</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Сорокина В.Е., Константинова М.В., 2022</copyright-statement><copyright-year>2022</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Сорокина В.Е., Константинова М.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Sorokina V.E., Konstantinova M.V.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.nznj.ru/jour/article/view/236">https://www.nznj.ru/jour/article/view/236</self-uri><abstract><p>Имитации самородков золота являются материалом, представляющим в наши дни высокий интерес в области концептуального дизайна ювелирных изделий. Технология получения этого материала основана на литье расплавленной латуни в охлаждающую жидкость. Цель данного исследования заключалась в выявлении наиболее благоприятных технологических процессов для получения качественных имитаций самородков золота. В работе представлены результаты экспериментального исследования с использованием латуни марки Л63. Были установлены наиболее благоприятные технологические параметры: доведение температуры расплава до 970±5 °C и использование в качестве охлаждающей жидкости воды температурой не более 20–25 °С. Соблюдение этих основных условий обеспечивает формирование отливок, внешне схожих с природными самородками золота, встречающимися в россыпных месторождениях. Образование сложных форм и неровного рельефа отливок, обеспечивающих данное сходство, связано со специфическими условиями кристаллизации латуни, отличающимися от условий кристаллизации при традиционном литье. В ходе исследования был проведен анализ химического состава образцов используемого сплава до испытаний и образцов, полученных в результате литья. В сплаве после обработки обнаружено незначительное уменьшение процентного содержания цинка и увеличение примесей, а именно кремния, серы, железа и хрома. Металлографический анализ показал однофазную микроструктуру в исходном образце латуни Л63, представляющую собой твердый раствор замещения цинка в меди. При аналогичном исследовании отливок, полученных в ходе эксперимента, помимо α-твердого раствора в их структуре было обнаружено наличие β-фазы, являющейся твердым раствором на базе химического соединения CuZn, которое положительно влияет на механические свойства латуни. Такая микроструктура характерна для сплавов, претерпевших ускоренное охлаждение, которое качественно меняет процесс превращения расплава в твердое вещество.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Today the imitations of gold nuggets are highly promising materials in conceptual jewelry design. The manufacturing technology of these materials is based on melted brass casting in a cooling liquid. The purpose of this research is to identify the most favorable technological processes to obtaining high-quality simulants of gold nuggets. The article presents the results of the experimental studies of CW508L brass. The most favorable technological parameters have been identified. They include the melt temperature up to 970±5 °C and use of water with the temperature not higher than 20–25 °C as a cooling liquid. Adherence to the specifications allows to obtain the casts, which superficially resemble natural gold nuggets found in alluvial gold deposits. The casts’ intricate shape and uneven relief providing this resemblance are due to the specific crystallization conditions of brass that differ from the crystallization conditions under conventional casting. The research involved the analysis of the chemical composition of the alloy samples before tests and the samples obtained after casting. After processing the alloy has featured an insignificant decrease in the zinc percentage, and an increase in the impurity content (silica, sulfur, iron, and chrome). The metallographic analysis of the initial sample of CW508L brass has shown a single-phase microstructure that is a solid solution of zinc substitution by copper. The similar study of the casts obtained in the experiment has shown the presence of a β-phase in their structure (along with an α solid solution) that is a CuZn-based solid solution having a positive effect on brass mechanical properties. This microstructure is typical of the alloys undergone accelerated cooling that qualitatively changes the process of melt converting into a solid substance.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>латунь</kwd><kwd>кристаллизация сплава</kwd><kwd>структура</kwd><kwd>имитации самородков золота</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>brass</kwd><kwd>alloy crystallization</kwd><kwd>structure</kwd><kwd>gold nugget simulants</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Олвер Э. Искусство ювелирного дизайна: от идеи до воплощения / пер. с англ. Омск: Дедал-Пресс, 2008. 172 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Olver E. The art of jewelry design: from idea to reality; 2002. 160 p. (Russ. ed.: Iskusstvo yuvelirnogo dizaina. ot idei do voploshcheniya. Omsk: Dedal-Press; 2008. 172 p.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Петровская Н. В. Золотые самородки. М.: Наука, 1993. 190 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Petrovskaya N. V. Gold nuggets. Moscow: Nauka; 1993. 190 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Потемкин С. В. Благородный 79-й: очерк о золоте. М.: Недра, 1988. 176 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Potemkin S. V. Noble 79th: an essay on gold. Moscow: Nedra; 1988. 176 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зябнева О. А., Лившиц В. Б., Комиссарова Л. А. Изготовление художественных изделий из медных сплавов // Литейное производство. 2022. № 2. С. 32–34.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zyabneva O. A., Livshits V. B., Komissarova L. A. Manufacturing of artistic ware from copper alloys. Liteinoe proizvodstvo = Foundry. Technologies and Equipment. 2022;2:32-34. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сорокина В. Е., Лобацкая Р. М. Эксперименты по получению имитаций самородных металлов для использования в ювелирном дизайне // Дизайн. Теория и практика. 2014. № 15. C. 53–64.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sorokina V. E., Lobatskaya R. M. Experiments on making simulants of native metals for jewelry design. Dizain. Teoriya i praktika. 2014;15:53-64. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">McCreight T. Jewelry: fundamentals of metalsmithing. Rockport: Hand Books Press, 1997. 140 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">McCreight T. Jewelry: fundamentals of metalsmithing. Rockport: Hand Books Press; 1997. 140 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сорокина В. Е. О формировании отливок из сплава Cu-Zn в условиях ускоренного охлаждения // Литейное производство. 2017. № 9. С. 18–21.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sorokina V. E. Оn formation of Cu-Zn alloy castings under accelerated cooling. Liteinoye proizvodstvo. 2017;9:18-21. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сорокина В. Е. Особенности кристаллизации латуни в охлаждающей жидкости // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21. № 6. С. 128–134. https://doi.org/10.21285/18143520-2017-6-128-134.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sorokina V. E. Features of brass crystallization in cooling liquid. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2017;21(6):128-134. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/1814-3520-2017-6-128-134.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gray L. Zinc. Tarrytown: Marshall Cavendish, 2006. 425 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gray L. Zinc. Tarrytown: Marshall Cavendish; 2006. 425 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ammen C. W. Metalcasting. New York: McGrawHill, 2000. 450 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ammen C. W. Metalcasting. New York: McGrawHill; 2000. 450 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кусаинов Е. Н., Константинова М. В., Сорокина В. Е. Особенности формирования структуры сплавов в условиях ускоренного охлаждения // Перспективы развития технологии переработки углеводородных и минеральных ресурсов: материалы VI Всерос. науч.практ. конф. с междунар. участием. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2016. С. 34–36.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kusainov E. N., Konstantinova M. V., Sorokina V. E. Alloy structure formation features under accelerated cooling. In: Perspektivy razvitiya tekhnologii pererabotki uglevodorodnykh i mineral'nykh resursov: materialy VI Vseros. nauch.-prakt. konf. s mezhdunar. uchastiem = Development prospects of processing technologies for hydrocarbon and mineral resources: materials of the 6th All-Russian scientific and practical conference with international participation. Irkutsk: Irkutsk State Technical University; 2016,  p. 34–36. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов / пер. с нем. В 2 т. М.: Металлургиздат, 1962. 1488 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hansen M. Der Aufbau der Zweistofflegierungen; 1936. 1100 s. (Russ. ed.: Struktury dvoinykh splavov. Moscow: Metallurgizdat; 1962. 1488 p.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лившиц В. Б. Технология литья художественных изделий. М.: ЛЕНАНД, 2014. 260 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Livshits V. B. Technology of ornamental castings. Moscow: LENAND; 2014. 260 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sorokina V. E. Technology of obtaining gold and silver imitation nuggets for jewelry design purposes // IOP Conference. Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 229. P. 012004. https://doi.org/10.1088/17551315/229/1/012004.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sorokina V. E. Technology of obtaining gold and silver imitation nuggets for jewelry design purposes. IOP Conference. Series: Earth and Environmental Science. 2019;229:012004. https://doi.org/10.1088/1755-1315/229/1/012004.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чернега Д. Ф., Бялик О. М., Иванчук Д. Ф., Ремизов Г. А. Газы в цветных металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1982. 176 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chernega D. F., Byalik O. M., Ivanchuk D. F., Remizov G. A. Gases in non-ferrous metals and alloys. Moscow: Metallurgiya; 1982. 176 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sar-el H. Z. A new technique for the determination of gases in metals // Applications of Surface Science. 1978. Vol. 1. Iss. 3. P. 414–417. https://doi.org/10.1016/03785963(78)90042-9.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sar-el H. Z. A new technique for the determination of gases in metals. Applications of Surface Science. 1978;1(3):414-417. https://doi.org/10.1016/0378-5963(78)90042-9.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Scott D. A. Copper and bronze in art: corrosion, colorants, conservation. Los Angeles: Getty Publications, 2002. 533 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Scott D. A. Copper and bronze in art: corrosion, colorants, conservation. Los Angeles: Getty Publications; 2002. 533 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кнорозов Б. В., Усова Л. Ф., Третьяков А. В., Китаев Я. А., Филькин В. М., Шевченко А. А. [и др.]. Технология металлов и материаловедение. М.: Металлургия, 1987. 800 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Knorozov B. V., Usova L. F., Tret'yakov A. V., Kitaev Ya. A., Fil'kin V. M., Shevchenko A. A., et al. Technology of metals and materials science.  Moscow: Metallurgiya; 1987. 800 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Коттрелл А. Х. Строение металлов и сплавов / пер. с англ. М.: Металлургиздат, 1961. 288 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Cottrell A. H. Theoretical structural metallurgy; 1961. 288 p. (Russ. ed.: Stroenie metallov i splavov. Moscow: Metallurgizdat; 1961. 288 p.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ефремов Б. Н. Латуни. От фазового строения к структуре и свойствам: монография. М.: ИНФРА-М, 2014. 312 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Efremov B. N. Brass. From phase organization to structure and properties. Moscow: INFRA-M; 2014. 312 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
