автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Долговечность и структура алюминия и стали ЭП33 при ультразвуковом воздействии

На правах рукописи

РОЩУПКИН Валерий Михайлович

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И СТРУКТУРА АЛЮМИНИЯ И СТАЛИ ЭПЗЗ ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

Специальность 05.16.01 — Металловедение и термическая обработка металлов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Курск - 2004

Работа выполнена в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете, Курском государственном техническом университете

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Нагин Алексей Стефанович

доктор технических наук, профессор Гадалов Владимир Николаевич

доктор физико-математических наук, профессор

Косилов Александр Тимофеевич; доктор технических наук, профессор Колмыков Валерий Иванович

Ведущая организация

Воронежское акционерное самолетостроительное общество

Защита состоится 19 марта 2004 г. в 1600 часов на заседании диссертационного совета Д 212.105.01 Курского государственного технического университета (305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Курского государственного технического университета.

Ваш отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94, к Г-218, ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета

Локтионова О.Г.

ОБШДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современная техника предъявляет постоянно возрастающие требования к свойствам конструкционных материалов, среди которых важнейшее место занимают металлы и их сплавы. Успех решения проблемы создания новых материалов с заданными свойствами во многом определяются глубиной раскрытия характера структуры и физической сущности процессов, управляющих ее формированием. Имеется много отраслей техники, где высокочастотные механические колебания имеют существенное значение. Интенсивные вибрации деталей могут возникнуть на частотах, находящихся в различных точках звукового диапазона, вплоть до диапазона ультразвуковых частот. В современных летательных аппаратах возбуждение высокочастотных нагрузок в несущих конструкциях может возникнуть из-за аэродинамического взаимодействия с окружающей средой и действия интенсивных акустических полей, создаваемых реактивными двигателями.

Особое место при эксплуатации авиационно-космической техники занимает усталостная долговечность при ультразвуковом нагружении. Усталостная долговечность (число циклов нагружения, которое выдерживает материал перед разрушением при определенном напряжении) и предел выносливости - основные характеристики, определяющие надежность деталей при эксплуатации авиационно-космической техники.

Однако большинство исследований металлов и сплавов при ультразвуковых нагружениях проводилось в условиях интенсивного охлаждения образцов (водой или жидким азотом), в то время как в реальных условиях разрушение деталей (при воздействии ультразвука) может происходить в условиях интенсивного «саморазогрева» на воздухе, когда в металле могут иметь место динамический возврат и динамическая рекристаллизация, существенно изменяющие исходную структуру детали.

Работа выполнена в соответствии с координационным планом научно-исследовательских работ по «Реализации региональных научно-технических программ Центрально-Черноземного района».

Цель работы. Установить пределы изменения усталостной долговечности алюминия марки А999 при ультразвуковом воздействии в условиях «саморазогрева» на воздухе в зависимости от его исходной структуры, а также провести выбор покрытия для конструкционной стали ЭПЗЗ с высокой износостойкостью и жаростойкостью с целью повышения ее усталостной долговечности и предела выносливости. Обе части работы связаны одной целью - достижение высокой усталостной долговечности при ультразвуковом нагружении в условиях «саморазогрева».

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- исследовать влияние ориентации монокристаллов алюминия на их усталостную долговечность при ультразвуковом воздействии;

- изучить методами электронной, оптической микроскопии и рентгено-структурного анализа структуру моно- и поликристаллов после ультразвукового воздействия в зоне разрушения;

- изучить влияние размера зерна и текстуры поликристаллического алюминия на усталостную долговечность образцов при ультразвуковом воздействии;

- рассчитать распределение температуры вдоль алюминиевого стержня в условиях ультразвукового знакопеременного деформирования;

- изучить микроструктуру моно- и поликристаллических образцов алюминия в зависимости от величины напряжений и температуры в различных сечениях этих образцов после ультразвукового нагружения;

- проанализировать физико-механические свойства твердых материалов, применяемых для покрытий стальных деталей. Для конструкционной стали ЭПЗЗ, применяемой в авиационно-космической технике выбрать покрытие с высокой износостойкостью и жаростойкостью, повышающее долговечность деталей при ультразвуковом нагружении.

Объекты и методы исследования. В качестве объекта исследования был выбран алюминий марки А999 и конструкционная сталь ЭПЗЗ.

Усталостная долговечность изучалась на ультразвуковой резонансной установке. Исследование структуры проводилось методами оптической, электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа.

Основные положения, выносимые на защиту:

- результаты экспериментальных исследований усталостной долговечности при ультразвуковом деформировании растяжение-сжатие в условиях «саморазогрева» на воздухе и ее связь с кристаллографической ориентировкой монокристаллов алюминия, размером зерна и присутствием текстуры в поликристаллических образцах;

- исследование механизмов разупрочнения монокристаллов и поликристаллов алюминия при ультразвуковом деформировании растяжение-сжатие в условиях «саморазогрева» на основе изучения микроструктуры образцов методами оптической, электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа;

- выбор покрытия для конструкционной стали ЭПЗЗ с целью повышения ее износостойкости и долговечности.

Достоверность основных положений и выводов диссертационной работы обеспечивается корректностью постановки задачи, обоснованностью используемых теоретических зависимостей, проведением эксперимента по усталостной долговечности с необходимым набором статистических данных и основывается на комплексном использовании взаимодополняющих высокочувствительных стандартных методов оптической, электронной микроскопии и рент-геноструктурного анализа.

Научная новизна: впервые установлено, что в зависимости от кристаллографической ориентировки отожженных монокристаллов алюминия усталостная долговечность их в условиях «саморазогрева» до 500 °С на воздухе при ультразвуковом воздействии и одинаковом значении амплитуды напряжения <*т= 40 МПа (растяжение-сжатие) изменяется примерно в 50 раз.

- долговечность зависит от определенной для каждого монокристалла геометрии скольжения, приводящей к накоплению в них дислокаций с заданными векторами Бюргерса в определенных плоскостях скольжения при деформации на начальной стадии воздействия ультразвука.

- максимальная долговечность наблюдается в монокристаллах, в которых направление приложения напряжения растяжение-сжатие совпадает с направлением <111>.

- в поликристаллах с уменьшением диаметра зерна от 2 мм до 3 мкм долговечность увеличивается в 4 раза. Максимальная долговечность при ультразвуковом воздействии получена в поликристаллах алюминия с аксиальной текстурой и зерном около 1±0,5 мкм. Усталостная долговечность в поликристаллических образцах с текстурой при одинаковом напряжении в 9 раз больше, чем в поликристалле с диаметром зерна 2 мм и в 470 раз больше, чем в монокристалле с одной первичной системой скольжения и осью роста <321>.

- основным процессом, ответственным за разупрочнение монокристаллов перед разрушением, является динамический возврат с интенсивной полигони-зацией в зоне разрушения и вблизи ее, а в поликристаллах в зоне разрушения всегда наблюдается динамическая рекристаллизация, протекающая с высокими скоростями.

Практическая значимость. Для конструкционной стали ЭПЗЗ, применяемой в авиационно-космической технике для повышения усталостной долговечности, износостойкости и жаростойкости использовано покрытие карбидом кремния. Предел выносливости при частоте 19 кГц стали ЭПЗЗ с покрытием карбидом кремния увеличился на 20 %, а долговечность образцов этой же стали с покрытием при в три раза выше, чем долговечность образцов, не

содержащих этого покрытия.

Результаты исследования внедрены на ФГУП «Турбонасос» и получен положительный эффект.

Личный вклад автора. Исследована зависимость долговечности от кристаллографической ориентации отожженных монокристаллов алюминия при ультразвуковом воздействии.

Установлено влияние диаметра зерна и текстуры с осью <111> на долговечность поликристаллического алюминия при ультразвуковом воздействии.

Для повышения усталостной долговечности и предела выносливости стали ЭПЗЗ предложено покрытие карбидом кремния с высокой износостойкостью и жаростойкостью.

Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертации докладывались и обсуждались на Всесоюзном семинаре и Международном симпозиуме «Прочность материалов и элементов конструкций при звуковых и ультразвуковых частотах нагружения» (Киев, 1981, 1984); Всесоюзной конференции «Методика и техника ультразвуковой спектроскопии» (Вильнюс, 1980, 1984); Всесоюзной научно-технической конференции (Запорожье, 1983); Международной научно-технической конференции «Медико-экологические информационные технологии» (Курск, 2001); научно-отчетной конференции

(Воронеж, 2001, 2002); Российской научно-технической конференции «Современные проблемы сварочной науки и техники «Сварка-97»» (Воронеж, 1997); Международной научно-технической конференции «Материалы и упрочняющие технологии» (Курск, 1997); Всероссийской научно-технической конференции «Методы и средства измерений физических величин» (Нижний Новгород, 1998).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 18 печатных работах.

В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит изготовление и усовершенствование ультразвуковой установки [1, 3, 4, 7], планирование и проведение эксперимента, обработка результатов [6, 9, 15] и творческое участие в их анализе, а также написание статей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 143 наименований, приложения. Основная часть работы изложена на 177 страницах, содержит 115 рисунков и 18 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы и сформулирована цель работы.

В первой главе рассмотрена кинетическая концепция прочности и долговечности металлов. Большим количеством работ, выполненных в Ленинградском физико-техническом институте, показано, что при растяжении долговечность металлов (х), измеряемая временем от момента приложения нагрузки до момента разрыва образца, связана с напряжением и абсолютной температурой следующей зависимостью (1):

0)

где - постоянная Больцмана; является энергией активации процесса разрушения; постоянная, совпадающая по порядку величины с периодом тепловых колебаний атомов в твердом теле; структурно-чувствительный коэффициент. Единственный структурно-чувствительный параметр зависит от чистоты, используемого материала, величины зерна. Значение параметра у у монокристаллов максимально. Однако нами не обнаружены работы, в которых бы исследовалось влияние ориентации монокристалла по отношению к оси растяжения на величину параметра

В обзоре отмечены работы, в которых показано, что долговечность алюминия марки А999 при ультразвуковом нагружении (растяжение-сжатие) в ус-

ловиях «саморазогрева» на воздухе описывается именно уравнением (1) при т0 = 10"13 с, у = 1,2 • 10"20 и начальной энергии активации процесса разрушения Чо = 58 Ккал/моль. Следовательно зависимость ^ т или ^ N. где N — число циклов до разрушения, при циклических нагрузках от величины а носит прямолинейный характер, что и наблюдается на кривых Велера в области ограниченной долговечности.

В обзоре рассмотрены работы по влиянию частоты циклического нагру-жения на долговечность. В большом числе работ показано, что усталостная долговечность при ультразвуковом нагружении в несколько раз выше, чем при низкочастотном нагружении. Также рассмотрены основные пути повышения усталостной прочности и долговечности деталей машин при циклических нагрузках. Отмечено, что применение ультразвуковых испытаний для определения влияния покрытия на усталостную прочность и долговечность образцов дает сопоставимые результаты с обычными низкочастотными усталостными испытаниями. В заключение главы сформулированы задачи исследования.

Во второй главе описываются объект и методы исследования. Объектами исследования служили моно- и поликристаллические образцы алюминия марки А999 и сталь ЭПЗЗ промышленной выплавки.

Выращивание монокристаллов алюминия проводилось по методу Степанова. Выращивались монокристаллы с различной ориентировкой оси роста <100>, <211>, <321> и <111> размером 2x5x100 мм. Для получения поликристаллических образцов исходные прутки алюминия подвергались отжигу при 600 °С в течение 4-х часов. Затем в заводских условиях образцы подвергались деформации в условиях разносторонних последовательных обжатий при комнатной температуре для исключения заметной текстуры деформации. Из полученных обжатием заготовок на электроискровом станке вырезались образцы размером 2x5x100 мм. Полученные заготовки отжигались при различных температурах для получения образцов с размером зерна 2 мм, 50 мкм и 3 мкм. Часть прутков протягивалась через фильеры с промежуточными и окончательными отжигами при 100 °С. Такие образцы имели аксиальную текстуру с осью текстуры <111>.

Для устранения наклепанного слоя проводилась электрополировка. Перед испытаниями ультразвуком заготовки образцов стали ЭПЗЗ подвергались стандартной термообработке. Образцы из стали ЭПЗЗ вытачивались на токарном станке, механически полировались и имели форму цилиндра длиной 100 мм и диаметром 5 мм.

Воздействие ультразвуком в режиме растяжение-сжатие проводилось на ультразвуковой резонансной установке с частотой 19 кГц, которая позволяла записывать кинетические кривые ультразвукового деформирования, в координатах амплитуда напряжения время нагружения т до разрушения образца. Одновременно с записью кривых (Тщ - т шла запись температуры образца с по-

мощью микротермопары в зоне максимальных напряжений (область пучности стоячей волны). Микроструктура образцов изучалась методами оптической, электронной микроскопии и методами рентгеноструктурного анализа (методы Дебая, Лауэ, Фудживара и Шульца).

Для нанесения пленки карбида кремния на сталь ЭПЗЗ использовался плазматрон, изготовленный на основе генератора ВЧИ11-63/1.76.

При используемом режиме плазмохимической обработки на поверхности стали получалось сплошное стекловидное пленочное покрытие карбида кремния с хорошей адгезией к материалу при высокой прочности и твердости.

В третьей главе приведены экспериментальные данные усталостной долговечности и структуры моно- и поликристаллов алюминия марки А999, подвергнутых ультразвуковому воздействию.

С помощью ультразвуковой резонансной установки с частотой 19 кГц записаны кинетические кривые ультразвукового деформирования в координатах амплитуды напряжения время нагружения до разрушения монокристаллов с продольной осью (ось роста) вдоль кристаллографических направлений <321>, <211>, <100> и <111>. На кривых от = А[т) в начальный момент наблюдается интенсивный рост напряжения (рис. 1). Плотность дислокаций в монокристаллах увеличивается с 106 см"2 до 108 — 109 см"2. Пока образец -не успевает разогреться, упрочнение монокристаллов является определяющим процессом, поскольку максимальные, значения амплитуд напряжений в зоне пучности стоячей волны в диапазоне 16-70 МПа больше статического предела текучести при комнатной температуре монокристаллов алюминия марки А999.

МПа

10 20 30 т, сек

Рис. 1. Диаграмма амплитуды напряжения и приведенная температура образца - время нагружения монокристаллов алюминия с ориентацией оси роста <111>

Затем с повышением температуры в зоне пучности стоячей волны до (0,45-0,55 Тпл, К) происходит снижение амплитудного значения напряжения с переходом на участок постоянного или почти постоянного значения ат вплоть до разрушения образца. В момент разрушения монокристаллов любых ориентировок при стт > 30 МПа температура в зоне пучности близка к 0,8 Т™, К (— 500 °С). При меньших значениях ст = 15-25 МПа температура образца в зоне пучности в момент разрушения образца составляет 400-450 °С. Температура исследуемых монокристаллов в любой момент времени максимальна в зоне наибольших энерговыделений, совпадающих с центром стоячей волны и измеряется микротермопарой. Распределение температуры вдоль металлического стержня в условиях ультразвукового знакопеременного деформирования вычислялось по программе на ПЭВМ [16].

Оказалось, что температура на свободном конце стержня никогда не бывает меньше 100 °С (0,4 Тщ,,,, К), т.е. динамический возврат мог протекать начиная от зоны пучности стоячей волны до свободного конца стержня (~50мм).

Исследования микроструктуры показывают, что основным процессом ответственным за разупрочнение монокристаллов на установившейся стадии деформирования является динамический возврат с интенсивной полигонизацией в зоне разрушения и вблизи ее.

В зоне интенсивной полигонизации при а = (0,7-0,8) ага Т= 320-400 °С на расстоянии 10-15 мм от зоны разрушения образуются четкие субграницы с размером дислокационных ячеек около 1 мкм.

Полигональная структура сохраняется и в зоне разрушения, и вблизи ее (3-4 мм). Но в зоне разрушения наблюдаются значительные скопления дислокаций вблизи границ субзерен и угол разориентировки субзерен больше. Размер субзерен в зоне разрушения больше и может достигать 10 мкм.

По кр и ват = были построены кривые Велера в области ограниченной долговечности =104-107, циклов) монокристаллов разных ориентировок. Экспериментальные точки в области ограниченной долговечности ложатся на прямые линии, что подтверждает справедливость использования формулы (1) при ультразвуковых испытаниях в условиях «саморазогрева» образцов на воздухе (рис. 2,3).

Минимальная долговечность среди всех монокристаллов (от 1 с при ат = 40 МПа, до 52 с при ат = 16 МПа) у монокристаллах с осью роста <321>, в которых максимальный фактор Шмида (0,47) среди всех ориентировок выбранных для испытаний и действует только одна первичная система скольжения.

В табл. 1 приведены значения отношений Кт долговечности монокристаллов с различной ориентировкой к долговечности монокристалла с осью роста <321> при стга = 30 и 40 МПа.

В табл. 1 приведены также числа первичных эквивалентных систем скольжения для монокристаллов разных ориентировок и величина напряжения сдвига в первичных системах скольжения соответствующих монокристаллов.

Рис. 2. График аш — монокристаллов с осью роста <111>(0-0)и монокристаллов, ось роста которых отклонена от направления <111> 4-7° (® - ®)

Рис. 3. График стт - монокристаллов с осью роста <321> (А); монокристаллов с осью роста <211> (а); монокристаллов с осью роста <100> (V)

Таблица 1

Относительная долговечность монокристаллов алюминия_

Ориентация монокристаллов Число первичных систем скольжения Сдвиговое напряжение при стт = 40 МПа К,

30 МПа 40 МПа

Монокристаллы с осью роста <111> 6 10,8- 22 53

Монокристаллы с продольной осью отклоненной от направления <111>на4-7° Не определено Не определено 9 16

Монокристаллы с осью роста <100> 8 16,4 8 15

Монокристаллы с осью роста <211> 2 16,4 3 3

Монокристаллы с осью роста <321> 1 18,8 1 1

В кристаллах <211> с самого начала нагружения образцов действуют две системы скольжения, накапливаются дислокации типа «леса», что повышает предел текучести и, следовательно, их долговечность по сравнению с кристаллами <321> тоже увеличивается. К тому же значение напряжения сдвига при 40 МПа у кристаллов <211> несколько меньше, чем у монокристаллов <321>.

Монокристаллы с осью роста <100> имеют одинаковое значение напряжения сдвига с монокристаллами <211>, но в них может с самого начала деформации действовать 8 систем скольжения. Дислокации, накапливающиеся в четырех плоскостях скольжения {111}, могут образовывать «сидячие» дислокации Ломера-Коттрелла в двух разных направлениях семейства <110> или так называемые барьеры Ломера-Коттрелла, вектор Бюргерса которых не лежит ни в одной из возможных плоскостей скольжения. Перед барьерами Ломера-Коттрелла скапливаются дислокации. Упругие поля напряжений от таких скоплений обуславливают резкий подъем упрочнения на кривой зависимости -сдвиговое напряжение х от величины сдвига в плоскости скольжения. Поэтому

у таких кристаллов при от = 40 МПа КТ = 15.

В монокристаллах с ориентировкой оси роста вдоль <111> при деформации растяжением с самого начала действуют 6 систем скольжения и могут образовываться барьеры Ломера-Коттрелла в трех разных направлениях семейства <110>; к тому же фактор Шмидау них намного меньше других кристаллов, и поэтому значение напряжения сдвига у монокристаллов <111> минимально, а

Образование пространственной совокупности барьеров Ломера-Коттрелла согласно ряда публикаций затрудняет протекание дислокационного возврата и приводит к сильному упрочнению монокристаллов

<111> при деформации растяжением. Отклонение направления < 111 > от оси роста на 4-7 ° снижает значение в три раза.

Последнее обусловлено тем, что отклонение от оси на 4-7 ° сразу снижает число эквивалентных систем скольжения, и как следствие снижает вероятность образования барьеров Ломера-Коттрелла. Только у монокристаллов с осью роста <111> отклонение оси роста от направления <111> значительно изменяет фактор Шмида. Так при отклонении оси растяжения от направления < 111 > на 20 ° фактор Шмида увеличивается с 0,27 до 0,4.

Поэтому решающую роль в понижении долговечности образцов при отклонении оси роста на 4-7 ° от направления < 111 > играет фактор снижения числа эквивалентных первичных систем скольжения.

Определенная для каждого монокристалла геометрия скольжения приводит к накоплению в них дислокаций с заданными векторами Бюргерса в определенных плоскостях скольжения. Это предопределяет дислокационные реакции, возникновение сидячих дислокаций, сеток Франка и малоугловых границ заданного типа, что позволяет получать монокристаллы с различной долговечностью. При снижении амплитуды напряжения до 30 МПа и ниже увеличивается долговечность и уменьшается различие в долговечности кристаллов <111> и <100> относительно долговечности монокристаллов <321>.

Последнее, вероятно, обусловлено тем, что при повышении долговечности от 1-5 с до 100-500 с при снижении амплитуды напряжения с 50-70 МПа до 15-20 МПа в условиях «саморазогрева» при ультразвуковом воздействии в значительной мере нивелирует различие в исходной дислокационной структуре разных кристаллов, созданной на стадии упрочнения холодного образца.

Для установления закономерности влияния на долговечность монокристаллов алюминия развитой субструктуры, полученной до нагружения образцов ультразвуком, кристаллы с осью роста <111> и <211> были подвергнуты предварительной деформации растяжением при 480 °С. Степень деформации образцов была равна 7 %. Угол разориентировки соседних субзерен таких кристаллов составлял 10-20', а размер порядка 10 мкм.

Коэффициент Кт у двух таких монокристаллов с осью роста <211> оказался на 30 % больше, чем у монокристаллов <211> не подвергнутых предварительной деформации при высоких температурах.

Коэффициент у двух таких же монокристаллов с осью роста <111> оказался в среднем на 20 % больше, чем у монокристаллов <111>, не подвергнутых предварительной деформации при высоких температурах.

В табл. 2 приведены значения отношений Кт долговечности поликристаллов с различным размером диаметра зерна в исходном состоянии к долговечно-

сти монокристаллов с осью роста

<321>. Значение К, =

определено для

значений ст = 40 МПа. В этой же таблице дано также значение при стт= = 60 МПа.

Таблица 2

Образцы Г<321> стт = 40 МПа 2мм ога = 60 МПа

Крупнокристаллические поликристаллы с зерном около 2 мм 50 1

Поликристаллы с зерном 50 мкм 115 2,3

Поликристаллы с зерном около 3 мкм 242 3,8

Поликристаллы с текстурой <1 П> с зерном около 1±0,5 мкм 473 9,2

Долговечность крупнокристаллических образцов алюминия с зерном около 2 мм близка к долговечности монокристаллов с осью роста <111>, как при = 40 МПа, так и при = 60 МПа.

Большинство экспериментальных точек на кривой Велера в области ограниченной долговечности крупнокристаллических образцов расположено на прямой линии. Но некоторые точки значительно (до 15 %) отстоят от прямой.

Так как образцы крупнокристаллические, то в одном поперечном сечении в зоне разрушения образца находилось 3-5 зерен. И если большинство этих зерен имеет фактор Шмида близкий к 0,5, то такой образец имел малый предел текучести, поэтому разрушался при меньшем значении ога и меньшем числе циклов. Диаграммы всех поликристаллов идентичны и похожи на гра-

фики монокристаллов.

Итак, как показывают структурные исследования, основными процессами, ответственными за разрушение при ультразвуковом воздействии и сопутствующем ему нагреве крупнокристаллических образцов, являются динамический возврат и динамическая рекристаллизация с одной стороны, и трещинооб-разование с другой.

Кривые Велера в области ограниченной долговечности = 105 - 107, циклов) поликристаллов с размером зерна 50 мкм, 3 мкм и 1+0,5 мкм с аксиальной текстурой параллельны друг другу. При циклов в связи с приближением к пределу усталости начинает уменьшатся угол наклона кривых Ве-лера.

Как видно из таблицы 2 долговечность образцов с размером зерна 50 мкм вдвое, а с зерном около 3 мкм в 4 раза больше, чем у крупнокристаллических образцов с зерном 2 мм. Долговечность поликристаллов с зерном 50 и 3 мкм по отношению к долговечности монокристаллов с осью роста <321>в100и 240 соответственно больше.

Кинетические кривые ультразвукового деформирования а - х мелкозернистых образцов почти не отличаются от таковых для крупно- и монокристаллических образцов. Отличие заключается в значении времени нагружения до разрушения при одинаковых нагрузках. Температура в зоне разрушения снижается до 340 °С при ат = 50-70 МПа и 250 °С при ат = 30-40 МПа. Но температура на свободном конце стержня остается попрежнему равной примерно 100 °С ввиду большой долговечности образцов.

Определение размера кристаллов по длине стержня с исходным размером зерна 50 мкм показало, что в зоне разрушения размер зерна равен 30 мкм. По мере удаления от зоны разрушения на расстояние 18 мм диаметр зерна постепенно увеличивается до 50 мкм. Уменьшение размера зерна по сравнению с исходными как в зоне разрушения, так и на расстоянии 15-18 мм обусловлено именно динамической рекристаллизацией, а не дроблением исходных зерен вследствие динамического нагружения. Таким образом, в разупрочнении поликристаллов с размером зерна 50 мкм и меньше, при воздействии ультразвука решающую роль играет динамическая рекристаллизация, которая наблюдается в зоне разрушения и не далее 18 мм от нее. Динамический возврат обнаруживается только с помощью электрономикроскопических исследований вдали от области динамической рекристаллизации. Оказалось, что процесс динамической рекристаллизации в зоне разрушения как в монокристаллах, так и в поликристаллах с зерном 3 мкм-2 мм, приводит к образованию зерен примерно одинаковой величины (30 мкм). Их величина слабо зависит от амплитуды напряжения и, по-видимому, определяется динамикой ультразвукового нагружения при 19 кГц.

Максимальной долговечностью при ультразвуковом воздействии обладают образцы алюминия с аксиальной текстурой <111> и размером зерна

Г т

1±0,5 мкм. Значение

<321> Т2мм

при Сщ = 60 МПа. Здесь Т2мм - долговечность крупнокристаллических образцов с зерном около 2 мм (табл.2).

Очевидно и детали с зерном около 1 мкм и аксиальной текстурой <111> должны обладать максимальной усталостной долговечностью при циклической нагрузке вдоль оси текстуры в условиях растяжение-сжатие.

Ось текстуры должна быть направлена именно вдоль направления <111>, так как монокристаллы алюминия обладают максимальной долговечностью при ультразвуковом нагружении вдоль кристаллографического направления <111>.

В четвертой главе изучена долговечность конструкционной стали ЭПЗЗ при ультразвуковом нагружении. Сталь испытывалась после термообработки по стандартной технологии. Стали с дисперсионным твердением слабо рассеивают энергию ультразвуковых колебаний и не претерпевают значительного (> 100 °С) разогрева. При разрушении этих сталей образуется трещина, перпендикулярная действию приложенной нагрузки, и прохождение ее сопровождается резким скачком температуры. Зона термического воздействия меньше 1 мм. Металлографические исследования продольных шлифов стали ЭПЗЗ не обнаруживают значительных изменений в зоне разрушения по сравнению с исходной сталью.

Проведен выбор покрытия для стали ЭПЗЗ. Для этого проанализированы физико-механические свойства твердых материалов, применяемых для покрытий.

Для стали ЭПЗЗ, применяемой в авиационно-космической технике, выбрано покрытие карбидом кремния Карбид кремния имеет твердость по шкале Мооса 9,15 - 9,50, не окисляется до 1400 °С. Заметное испарение с разложением начинается выше 1700 °С. Карбид кремния обладает исключительной химической стойкостью. При температуре выше 1500 °С реагирует с парами воды и водородом. Покрытие наносилось плазмохимическим напылением. Применялось дискретное трехкратное напыление по 10 с. с охлаждением после каждого цикла до комнатной температуры.

Получаемая пленка имела толщину около 1 мкм и имела поликристаллическую аксиальную текстуру, ось которой была перпендикулярна плоскости подложки. Граница раздела пленка-подложка имеет аморфную структуру. Плазмохимическая обработка не ухудшает показатели шероховатости обрабатываемых образцов стали ЭПЗЗ. После нанесения пленки карбида кремния интегральная микротвердость поверхности возрастала в 1,3-1,4 раза.

Увеличение времени напыления до 2 мин. увеличивает толщину покрытия, но приводит к появлению несплошностей в покрытии.

По результатам ультразвукового нагружения образцов стали ЭПЗЗ с покрытием и без покрытия были построены кривые Велера. Предел выносливости при частоте 19 кГц стали ЭПЗЗ с покрытием карбидом кремния увеличился на 20 %, а усталостная долговечность этой же стали с покрытием при ст = = 500 МПа в три раза выше, чем долговечность образцов, не содержащих этого покрытия.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Доказано, что в зависимости от кристаллографической ориентировки монокристаллов алюминия марки А999 с ориентациями продольной оси вдоль направлений <321>, <211>, <100> и <111> усталостная долговечность измеренная с помощью ультразвуковой резонансной установки при частоте 19 кГц в условиях «саморазогрева» на воздухе до 500 °С при одинаковых значениях амплитуды напряжения (40 МПа) изменяется примерно в 50 раз, а при снижении амплитуды напряжения до 30 МПа различие в долговечности монокристаллов снижается до 22 раз.

2. В результате анализа экспериментальных кривых стт-т в начальный момент ультразвукового деформирования выявлен интенсивный рост напряжения. Это подтверждает, что процесс упрочнения в монокристаллах алюминия является определяющим. Установлено, что плотность дислокаций в монокристаллах увеличивается при этом с 106 см"2 до 108-10® см"2.

Получено, что с повышением температуры до (0,45-0,55)ТПЛК происходит небольшое снижение амплитудного значения напряжения с переходом на установившуюся стадию деформирования с постоянным или почти постоянным значением стт вплоть до разрушения образца

3. Методами оптической, электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа показано, что основным процессом, ответственным за разупрочнение монокристаллов на установившейся стадии деформирования, является динамический возврат с интенсивной полигонизацией в зоне разрушения и вблизи ее.

4. В результате испытаний установлено, что усталостная долговечность монокристаллов слабо зависит от величины фактора Шмида и сильно - от геометрии скольжения при ультразвуковом деформировании в условиях растяжение-сжатие.

На основе анализа геометрии скольжения монокристаллов разных ориентации и различных вариантов образования сидячих дислокаций, а также результатов циклических испытаний было показано, что величина долговечности минимальна в тех случаях (монокристаллы ориентации <321>, <211>), когда геометрия скольжения не допускает образование сидячих дислокаций Ломера-Коттрелла и максимальна, когда создается принципиальная возможность их образования (монокристаллы ориентации <100>,<111>).

5. Показано, что усталостная долговечность поликристаллических образцов алюминия увеличивается примерно в 4 раза с уменьшением величины зерна от 2 мм до 3 мкм. Максимальная долговечность при от = 40 МПа была получена на поликристаллах с аксиальной текстурой <111> и зерном около 1 мкм. Она в 9 раз больше, чем в поликристаллах с диаметром зерна 2 мм и в 470 раз больше, чем в монокристаллах с осью роста <321>.

6. Установлено, что основным процессом, ответственным за разупрочнение поликристаллов, является динамическая рекристаллизация в зоне разрушения и вблизи ее. В остальных частях образца протекает динамический возврат.

7. При исследовании структуры деформированных ультразвуком образцов алюминия обнаружено, что процесс динамической рекристаллизации в зоне разрушения, как в отдельных монокристаллах, так и во всех поликристаллах с зерном 3 мкм-2 мм приводит к образованию зерен примерно одинаковой величины 30 мкм. Их величина слабо зависит от амплитуды напряжения и, по-видимому, определяется динами-

кой ультразвукового нагружения при 19 кГц. Динамическая рекристаллизация происходит с большой скоростью и полностью заканчивается за 3-5 с. при 500 °С и 58 мин. при 170 °С.

8. Проанализированы физико-механические свойства разных твердых материалов, применяемых для покрытий. Для конструкционной стали ЭПЗЗ, применяемой в авиационно-космической технике выбрано покрытие карбидом кремния. Карбид кремния имеет высокую износостойкость и жаростойкость. Покрытие наноси-

лось плазмохимическим напылением и имело гладкую, не содержащую заметных микротрещин поверхность. Исследования показали, что предел выносливости при частоте 19 кГц стали ЭПЗЗ с покрытием карбидом кремния увеличился на 20 %, а долговечность образцов этой же стали с покрытием при Од = 500 МПа в 3 раза выше, чем долговечность образцов, не содержащих этого покрытия.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Упрочнение и разупрочнение кристаллов меди и алюминия / А.М.Беликов, А.С.Борсяков, Ф.Н.Рыжков, В.М.Рощупкин: Монография. Воронеж: Воронеж, гос. технол. акад., 2001. -102 с.

2. Долговечность и структура алюминия и сталей ЭП288 и ЭПЗЗ при ультразвуковом воздействии / В.М.Рощупкин, А.М.Беликов, А.С.Борсяков, В.Б.Тригуб, А.А.Лукин: Монография. Воронеж: Воронеж, гос. техн. акад., 2003. -182 с.

3. Балалаев Ю.Ф., Мешков Н.К., Рощугасин В.М. Спектрально-корреляционный анализ случайных процессов в ультразвуковом поле конечной амплитуды и его применение для изучения дислокационной деформации и разрушения // Методика и техника ультразвуковой спектроскопии: Тез. докл. IV Всесоюз. конф. Вильнюс: Каунасский политехнический институт, 1980. - С.77.

4. Балалаев Ю.Ф., Мешков Н.К., Рощупкин В.М. Методика ультразвуковой спектроскопии для исследования механических свойств материалов в зависимости от температуры // Прочность материалов и элементов конструкций при звуковых и ультразвуковых частотах нагружения: Тез.докл. III Всесоюз. семинара Киев, 1981. - С.31.

5. Беликов А.М., Мешков Н.К., Рощупкин В.М. Циклическая прочность жаропрочных сплавов, полученных методом порошковой металлургии // Новые конструкционные стали и сплавы и методы их обработки для повышения надежности и долговечности изделий: Тез. докл. II Всесоюз. науч.-техн. конф. Запорожье: Машиностроительный институт, 1983. - С.58-59.

6. Трофимов В.Т., Мешков Н.К., Рощупкин В.М. Сопротивление усталости конструкционных материалов, полученных методом порошковой металлургии, при ультразвуковых частотах нагружения // Прочность материалов и элементов конструкций при звуковых и ультразвуковых частотах нагружения: Тез.докл. Междунар. симпозиума. Киев: Наукова думка, 1984. - С. 19-20.

7. Семичев А.Н., Трофимов В.Т., Рощупкин В.М. Ультразвуковой резонансный спектрометр с АВМ и приставками для обработки материалов и высокоскоростной регистрации быстротекущих процессов деформации и разрушения металлических кристаллов // Методика и техника ультразвуковой спектроскопии: Тез. докл. V Все-союз. конф. Вильнюс: Каунасский политехнический институт, 1984. - С.64.

8. Гадалов В.Н., Рощупкин В.М., Попов А.Д. Повышение эксплуатационных характеристик композиционного материала за счет модифицирующего воздействия электроакустической обработки // Прогрессивные методы получения и обработки

конструкционных материалов и покрытий, повышающих долговечность деталей машин: Тез. докл.науч.-техн. конф. Волгоград: ВолГТУ, 1996. - С. 158-159.

9. Гадалов В.Н., Рощупкин В.М. О применении электроакустического способа получения покрытия из высокохромистых никелевых сплавов // 3-е собрание металловедов России: Тез.докл. науч.-техн.конф. Рязань, 1996. - С. 24-27.

10. Возможности электроакустического способа получения покрытий специального назначения для жаропрочных никелевых сплавов / В.Н.Гадалов, В.М.Рощупкин, Е.В.Селезнева и др. // Современные проблемы сварочной науки и техники «Сварка-97»: Материалы Российской науч.-техн. конф. Воронеж: ВГАСА, 1997.-С. 155.

11. Гадалов В.Н., Селезнева Е.В., Рощупкин В.М. Исследование и оптимизация технологии электроакустического способа нанесения покрытий из жаропрочных никелевых сплавов путем математического моделирования // Материалы и упрочняющие технологии - 97; V Междунар. науч.-техн. конф. Курск: КГТУ, 1997. - С.38-39.

12. Гадалов В.Н., Джанчатова Н.В., Рощупкин В.М. Получение и исследование комбинированных электроискровых покрытий на жаропрочных сплавах типа ЖС // Материалы и упрочняющие технологии - 97: V Междунар. науч.-техн. конф. Курск, 1997.-С.52-55.

13. Определение демпфирующих свойств материалов с защитными электроакустическими покрытиями из жаропрочных литыу никелевых сплавов / В.Н.Гадалов, В.М.Рощупкин, Е.В.Селезнева и др. // Методы и средства измерений физических величин: Тез. докл. III Всерос. науч.-техн. конф. Нижний Новгород, 1998.4.8. - С. 18.

14. Гадалов В.Н., Паатов И.В., Рощупкин В.М. Применение экологических композиционных покрытий для повышения стойкости деталей прессового оборудования // Медико-экологические информационные технологии — 2001: IV Междунар. науч.-техн. конф. Курск, 2001. - С.292-296.

15. Беликов A.M., Трутнева Л.П., Рощупкин В.М. Циклическая прочность поликристаллического никеля под воздействием ультразвуковых колебаний // Материалы XXXIX отчетной научной конференции за 2000 год. Воронеж, 2001.4.2. - С.86.

16. Нестационарное температурное поле металлического стержня в условиях ультразвукового знакопеременного деформирования / А.А.Лукин, Н.В.Лосев,

B.В.Макаров, В.М.Рощупкин // Вестник ВГТУ. Сер. Материаловедение. Воронеж, 2001. Вып. 1.10.-С.59.

17. Борсяков А.С., Беликов A.M., Рощупкин В.М. Механизмы трещинообразо-вания в диффузионных боридных покрытиях на металлах и сплавах подгруппы железа // Материалы XL отчетной научной конференции за 2001 год. Воронеж, 2002. 4.2. -

C. 173.

18. Рощупкин В.М. Долговечность монокристаллов алюминия при ультразвуковом воздействии // Вестник ВГТУ. Сер. Материаловедение. Воронеж, 2003. Вып. 1.13.-С. 72-75.

ЛР № 066815 от 25.08.99. Подписано в печать 12.02.2004. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл.печл. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №

Воронежский государственный технический университет 394026 Воронеж, Московский просп., 14

* -38 12

ВВЕДЕНИЕ

1. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ

1.1. Кинетическая концепция прочности и долговечности металлов

1.2. Влияние частоты циклического нагружения на долговечность

1.3. Основные пути повышения усталостной прочности и долговечности деталей машин при циклических нагрузках

2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Методика выращивания монокристаллов

2.2. Методика изготовления поликристаллических образцов алюминия

2.3. Методика ультразвуковых испытаний

2.4. Методика изготовления образцов для электронномикроскопиче-ских исследований

2.5. Методики рентгенографических исследований

2.6. Методика получения покрытия БЮ на поверхности стали ЭПЗЗ

3. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И СТРУКТУРА МОНОКРИСТАЛЛОВ АЛЮМИНИЯ ПОДВЕРГНУТЫХ УЛЬТРАЗВУКОВОМУ НАГРУЖЕНИЮ

3.1. Структура исходных монокристаллов алюминия

3.2. Долговечность монокристаллов при ультразвуковом нагружении

3.3. Распределение температуры вдоль металлического стержня в условиях ультразвукового знакопеременного деформирования

3.4. Субструктура монокристаллов после ультразвукового нагружения

3.5. Долговечность крупнокристаллических образцов при ультразвуковом деформировании

3.6. Структура крупнокристаллического алюминия после ультразвукового нагружения

3.7. Долговечность и структура поликристаллического алюминия с зерном диаметром 50 мкм и меньше 138 4. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ СТАЛИ ЭПЗЗ ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОМ

НАГРУЖЕНИИ

4.1. Сталь ЭПЗЗ

4.2. Выбор покрытия для стали ЭПЗЗ 165 Основные результаты и выводы 175 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность темы. Современная техника предъявляет постоянно возрастающие требования к свойствам конструкционных материалов, среди которых важнейшее место занимают металлы и их сплавы. Успех решения проблемы создания новых материалов с заданными свойствами во многом определяются глубиной раскрытия характера структуры и физической сущности процессов, управляющих ее формированием. Имеется много отраслей техники, где высокочастотные механические колебания имеют существенное значение. Интенсивные вибрации деталей могут возникнуть на частотах, находящихся в различных точках звукового диапазона, вплоть до диапазона ультразвуковых частот. В современных летательных аппаратах возбуждение высокочастотных нагрузок в несущих конструкциях может возникнуть из-за аэродинамического взаимодействия с окружающей средой и действия интенсивных акустических полей, создаваемых реактивными двигателями.

Особое место при эксплуатации авиационно-космической техники занимает усталостная долговечность при ультразвуковом нагружении. Усталостная долговечность (число циклов нагружения, которое выдерживает материал перед разрушением при определенном напряжении) и предел выносливости - основные характеристики, определяющие надежность деталей при эксплуатации авиационно-космической техники.

Однако большинство исследований металлов и сплавов при ультразвуковых нагружениях проводилось в условиях интенсивного охлаждения образцов (водой или жидким азотом), в то время как в реальных условиях разрушение деталей (при воздействии ультразвука) может происходить в условиях интенсивного «саморазогрева» на воздухе, когда в металле могут иметь место динамический возврат и динамическая рекристаллизация, существенно изменяющие исходную структуру детали.

Работа выполнена в соответствии с координационным планом научно-исследовательских работ по «Реализации региональных научно-технических программ Центрально-Черноземного района».

Цель работы. Установить пределы изменения усталостной долговечности алюминия марки А999 при ультразвуковом воздействии в условиях «саморазогрева» на воздухе в зависимости от его исходной структуры, а также провести выбор покрытия для конструкционной стали ЭПЗЗ с высокой износостойкостью и жаростойкостью с целью повышения ее усталостной долговечности и предела выносливости. Обе части работы связаны одной целью - достижение высокой усталостной долговечности при ультразвуковом нагружении в условиях «саморазогрева».

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- исследовать влияние ориентации монокристаллов алюминия на их усталостную долговечность при ультразвуковом воздействии;

- изучить методами электронной, оптической микроскопии и рентгеноструктурного анализа структуру моно- и поликристаллов после ультразвукового воздействия в зоне разрушения;

- изучить влияние размера зерна и текстуры поликристаллического алюминия на усталостную долговечность образцов при ультразвуковом воздействии;

- рассчитать распределение температуры вдоль алюминиевого стержня в условиях ультразвукового знакопеременного деформирования;

- изучить микроструктуру моно- и поликристаллических образцов алюминия в зависимости от величины напряжений и температуры в различных сечениях этих образцов после ультразвукового нагружения;

- проанализировать физико-механические свойства твердых материалов, применяемых для покрытий стальных деталей. Для конструкционной стали ЭПЗЗ, применяемой в авиационно-космической технике выбрать покрытие с высокой износостойкостью и жаростойкостью, повышающее долговечность деталей при ультразвуковом нагружении.

Объекты и методы исследования. В качестве объекта исследования был выбран алюминий марки А999 и конструкционная сталь ЭГТЗЗ.

Усталостная долговечность изучалась на ультразвуковой резонансной установке. Исследование структуры проводилось методами оптической, электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа.

Основные положения, выносимые на защиту: результаты экспериментальных исследований усталостной долговечности при ультразвуковом деформировании растяжение-сжатие в условиях «саморазогрева» на воздухе и ее связь с кристаллографической ориентировкой монокристаллов алюминия, размером зерна и присутствием текстуры в поликристаллических образцах; исследование механизмов разупрочнения монокристаллов и поликристаллов алюминия при ультразвуковом деформировании растяжение-сжатие в условиях «саморазогрева» на основе изучения микроструктуры образцов методами оптической, электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа;

- выбор покрытия для конструкционной стали ЭПЗЗ с целью повышения ее долговечности и износостойкости.

Достоверность основных положений и выводов диссертационной работы обеспечивается корректностью постановки задачи, обоснованностью используемых теоретических зависимостей, проведением эксперимента по усталостной долговечности с необходимым набором статистических данных и основывается на комплексном использовании взаимодополняющих высокочувствительных стандартных методов оптической, электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа.

Научная новизна; впервые установлено, что в зависимости от кристаллографической ориентировки отожженных монокристаллов алюминия усталостная долговечность их в условиях «саморазогрева» до 500 °С на воздухе при ультразвуковом воздействии и одинаковом значении амплитуды напряжения стт= 40 МПа (растяжение-сжатие) изменяется примерно в 50 раз.

- долговечность зависит от определенной для каждого монокристалла геометрии скольжения, приводящей к накоплению в них дислокаций с заданными векторами Бюргерса в определенных плоскостях скольжения при деформации на начальной стадии воздействия ультразвука.

- максимальная долговечность наблюдается в монокристаллах, в которых направление приложения напряжения растяжение-сжатие совпадает с направлением <111>.

- в поликристаллах с уменьшением диаметра зерна от 2 мм до 3 мкм долговечность увеличивается в 4 раза. Максимальная долговечность при ультразвуковом воздействии получена в поликристаллах алюминия с аксиальной текстурой и зерном около 1±0,5 мкм. Усталостная долговечность в поликристаллических образцах с текстурой при одинаковом напряжении в 9 раз больше, чем в поликристалле с диаметром зерна 2 мм и в 470 раз больше, чем в монокристалле с одной первичной системой скольжения и осью роста <321>.

- основным процессом, ответственным за разупрочнение монокристаллов перед разрушением, является динамический возврат с интенсивной полигонизацией в зоне разрушения и вблизи ее, а в поликристаллах в зоне разрушения всегда наблюдается динамическая рекристаллизация, протекающая с высокими скоростями.

Практическая значимость. Для конструкционной стали ЭПЗЗ, применяемой в авиационно-космической технике для повышения усталостной долговечности, износостойкости и жаростойкости использовано покрытие карбидом кремния. Предел выносливости при частоте 19 кГц стали ЭПЗЗ с покрытием карбидом кремния увеличился на 20 %, а долговечность образцов этой же стали с покрытием при стт=500 МПа в три раза выше, чем долговечность образцов, не содержащих этого покрытия.

Результаты исследования внедрены на ФГУП «Турбонасос» и получен положительный эффект.

Личный вклад автора. Исследована зависимость долговечности от кристаллографической ориентации отожженных монокристаллов алюминия при ультразвуковом воздействии.

Установлено влияние диаметра зерна и текстуры с осью <111> на долговечность поликристаллического алюминия при ультразвуковом воздействии.

Для повышения усталостной долговечности и предела выносливости стали ЭГТЗЗ предложено покрытие карбидом кремния SiC с высокой износостойкостью и жаростойкостью.

Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертации докладывались и обсуждались на Всесоюзном семинаре и Международном симпозиуме «Прочность материалов и элементов конструкций при звуковых и ультразвуковых частотах нагружения» (Киев, 1981, 1984); Всесоюзной конференции «Методика и техника ультразвуковой спектроскопии» (Вильнюс, 1980, 1984); Всесоюзной научно-технической конференции (Запорожье, 1983); Международной научно-технической конференции «Медико-экологические информационные технологии» (Курск, 2001); научно-отчетной конференции (Воронеж, 2001, 2002); Российской научно-технической конференции «Современные проблемы сварочной науки и техники «Сварка-97»» (Воронеж, 1997); Международной научно-технической конференции «Материалы и упрочняющие технологии» (Курск, 1997); Всероссийской научно-технической конференции «Методы и средства измерений физических величин» (Нижний Новгород, 1998).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 18 печатных работах.

В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит изготовление и усовершенствование ультразвуковой установки [1, 3, 4, 7], планирование и проведение эксперимента, обработка результатов [6, 9, 15] и творческое участие в их анализе, а также написание статей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 143 наименований, приложения. Основная часть работы изложена на 177 страницах, содержит 115 рисунков и 18 таблиц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Доказано, что в зависимости от кристаллографической ориентировки монокристаллов алюминия марки А999 с ориентациями продольной оси вдоль направлений <321>, <211>, <100> и <111>, усталостная долговечность измеренная с помощью ультразвуковой резонансной установки при частоте 19 кГц в условиях «саморазогрева» на воздухе до 500 °С при одинаковых значениях амплитуды напряжения (40 МПа) изменяется примерно в 50 раз, а при снижении амплитуды напряжения до 30 МПа различие в долговечности монокристаллов снижается до 22 раз.

2. В результате анализа экспериментальных кривых сгт-т в начальный момент ультразвукового деформирования выявлен интенсивный рост напряжения. Это подтверждает, что процесс упрочнения в монокристаллах алюминия является определяющим. Установлено, что плотность дислокаций в монокристаллах увеличивается при этом с 106 см"2 до 108-109 см'2.

Получено, что с повышением температуры до (0,45-0,55)ТПЛК происходит небольшое снижение амплитудного значения напряжения с переходом на установившуюся стадию деформирования с постоянным или почти постоянным значением сгт вплоть до разрушения образца.

3. Методами оптической, электронной микроскопии и рентгенострутурного анализа показано, что основным процессом ответственным за разупрочнение монокристаллов на установившейся стадии деформирования является динамический возврат с интенсивной полигонизацией в зоне разрушения и вблизи ее.

4. В результате испытаний установлено, что усталостная долговечность монокристаллов слабо зависит от величины фактора Шмида и сильно - от геометрии скольжения при ультразвуковом деформировании в условиях растяжение-сжатие.

На основе анализа геометрии скольжения монокристаллов разных ориентаций и различных вариантов образования сидячих дислокаций, а также результатов циклических испытаний было показано, что величина долговечности минимальна в тех случаях (монокристаллы ориентации <321>, <211>) когда геометрия скольжения не допускает образование сидячих дислокаций Ломера-Коттрелла и максимальна, когда создается принципиальная возможность их образования (монокристаллы ориентации <100>, <111>).

5. Показано, что усталостная долговечность поликристаллических образцов алюминия увеличивается, примерно, в 4 раза с уменьшением величины зерна от 2 мм до 3 мкм. Максимальная долговечность при стт = 40 МПа была получена на поликристаллах с аксиальной текстурой <111> и зерном около 1 мкм. Она в 9 раз больше, чем в поликристаллах с диаметром зерна 2 мм и в 470 раз больше, чем в монокристаллах с осью роста <321>.

6. Установлено, что основным процессом ответственным за разупрочнение поликристаллов является динамическая рекристаллизация в зоне разрушения и вблизи ее. В остальных частях образца протекает динамический возврат.

7. При исследовании структуры деформированных ультразвуком образцов алюминия обнаружено, что процесс динамической рекристаллизации в зоне разрушения, как в отдельных монокристаллах, так и во всех поликристаллах с зерном 3 мкм-2 мм приводит к образованию зерен примерно одинаковой величины 30 мкм. Их величина слабо зависит от амплитуды напряжения и, по-видимому, определяется динамикой ультразвукового нагружения при 19 кГц. Динамическая рекристаллизация происходит с большой скоростью и полностью заканчивается за 3-5 с при 500 °С и 5-8 мин при 170 °С.

8. Проанализированы физико-механические свойства разных твердых материалов, применяемых для покрытий. Для конструкционной стали ЭПЗЗ, применяемой в авиационно-космической технике выбрано покрытие карбидом кремния. Карбид кремния (8гС) имеет высокую износостойкость и жаростойкость. Покрытие наносилось плазмохимическим напылением и имело гладкую не содержащих заметных микротрещин поверхность. Исследования показали, что предел выносливости при частоте 19 кГц стали ЭПЗЗ с покрытием карбидом кремния увеличился на 20 %, а долговечность образцов этой же стали с покрытием при стт = 500 МПа в 3 раза выше, чем долговечность образцов, не содержащих этого покрытия.

1. A.C. № 1250103 СССР, И 01 L 21/31. Способ получения пленок карбида кремния на подложке / В.И.Петраков, В.М.Рубинштейн, И.С.Суровцев. -Опубл. 06.12.84.

2. A.C. № 217552 СССР. Способ плазменного напыления пленок / Э.В.Гончаров, В.А.Гольдфарб и др.

3. Балтер М.А. Упрочнение деталей машин. М.: Машиностроение, 1978. -184 с.

4. Базелюк Г.Я., Полоцкий И.Г. Действие ультразвукового облучения на дислокационную структуру и микротвердость монокристаллов меди // Украинский физический журнал. 1974. - Т. 19. № 2. - С.208-210.

5. Балалаев Ю.Ф. К изучению ультразвукового нагрева стержней // Теплофизика высоких температур. 1970. - Т.8. № 4. - С. 859-862.

6. Беликов A.M., Макаров В.В., Рощупкин A.M. Изменение структуры и кинетические особенности поведения поликристаллического алюминия при ультразвуковом воздействии // АН СССР. Физика металлов и металловедение. -1989. Т. 67. № 6. - С. 1209-1211.

7. Беликов A.M., Трофимов В.Т., Семичев А.Н. Влияние лазерной обработки конструкционных сталей на сопротивляемость динамическим нагрузкам // Структура и свойства деформированных материалов: Сб. тр. Куйбышев: КПИ, 1984. С.48-51.

8. Ю.Беликов A.M., Олейникова К.Б., Работкина Н.С. Способ контроля величины зерна в крупнодисперсных сплавах на основе титана // Научно-технические достижения: Сб. науч. тр. ВИМИ. -1989. -№ 4. С. 53-55.

9. Беликов A.M., Трутнева Л.П., Лукин A.A. Структура деформированных и отожженных монокристаллов меди / Воронеж: Воронеж, гос. технол. акад., 1996. 96 с.

10. Беликов A.M., Трутнева Л.П., Рощупкин В.М. Циклическая прочность поликристаллического никеля под воздействием ультразвуковых колебаний // Материалы XXXIX отчетной научной конференции за 2000 год. Воронеж, 2001. 4.2. С.86-88.

11. Беликов A.M., Борсяков A.C., Рощупкин В.М. Влияние боридных покрытий на внутреннее трение никеля и его сплавов // Материалы XL отчетной научной конференции за 2001 год. Воронеж, 2002. 4.2. С. 188-190.

12. Бернштейн М.П., Пустовой В.Н. Термическая обработка стальных изделий в магнитном поле. М.: Машиностроение, 1987. - 256 с.

13. Бернер Р., Кронмюлер Г. Пластическая деформация монокристаллов. -М.: Мир, 1969.-272 с.

14. Бетехтин В.И., Журков С.Н., Савицкий A.B. Влияние примесей на температурно-временную зависимость прочности металлов // АН СССР. Физика металлов и металловедение. 1960.-Т. 10. № 3. - С. 453-461.

15. Бетехтин В.И., Савельев В.Н., Петров А.И. Кинетика накопления микроскопических разрывов сплошности в процессе испытания алюминия на долговечность и ползучесть // АН СССР. Физика металлов и металловедение. -1974. -Т. 38. №4.-С. 834-836.

16. Бетехтин В.И., Мышляев М.М. Структура алюминия при испытаниях на долговечность и ползучесть // АН СССР. Физика металлов и металловедение.- 1967.- Т. 24. №3.-С. 1069-1073.

17. Биргер H.A. Остаточные напряжения. М.: Машгиз, 1963.- 232 с.

18. Борсяков A.C., Беликов А.М., Рощупкин В.М. Механизмы трещинообразования в диффузионных боридных покрытиях на металлах и сплавах подгруппы железа // Материалы XL отчетной научной конференции за 2001 год. Воронеж, 2002. 4.2. С. 173-175.

19. Вербкина В.И., Зилинг К.К., Покровский Л.Д. Влияние структуры конденсированных пленок меди на ползучесть // АН СССР. Физика металлов и металловедение. 1975.-Т. 39. №5.-С. 1086-1091.

20. Владимирова Г.В., Лихачев В.А. К вопросу о величине энергии активации процесса ползучести металлов // АН СССР. Физика металлов и металловедение. 1969.-Т.28. - С. 731-733.

21. Владимиров В.И. Автореф. дис. д-ра физ.-мат. наук / ЛФТИ. им. А.Ф.Иоффе АН СССР. Л., 1973. 32 с.

22. Владимиров В.И., Орлов А.Н. Энергия активации зарождения микротрещин в голове скопления дислокаций // АН СССР. Физика твердого тела. 1969. - Т. 11. № 2. - С. 370-378.

23. Влияние диффузионных покрытий на прочность стальных изделий: Сб. науч. тр. Киев: Наук, думка, 1971. - 168 с.

24. Влияние масштабного фактора и температуры на пластическую деформацию нитевидных кристаллов меди / А.М.Беликов, В.С.Постников, А.Г.Косилов, В.Б.Шепилов // АН СССР. Физика и химия обработки материалов. 1972.-№. 4.-С. 80.

25. Влияние примесей на структуру нитевидных кристаллов меди / А.М.Беликов, О.А.Киселева, В.И.Колтунов, В.В.Жигунов, В.Б.Шепилов // Нитевидные кристаллы и тонкие пленки: Матер. 1-ой Всесоюзной конф. — Воронеж, 1970. -С. 161-162.

26. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. М.: Металлургия, 1984. - 280 с.

27. Гадалов В.Н., Рощупкин В.М. О применении акустического способа получения покрытия из высокохромистых никелевых сплавов // 3-е собрание металловедов России: Тез.докл. науч.-техн.конф. Рязань, 1996. С. 21-22.

28. Гадалов В.Н., Джанчатова Н.В., Рощупкин В.М. Получение и исследование комбинированных электроискровых покрытий на жаропрочных сплавах типа ЖС // Материалы и упрочняющие технологии 97: V Междунар. науч.-техн. конф. Курск, 1997. - С.52-55.

29. Гарофало Ф. Законы ползучести и длительной прочности металлов. -М.: Металлургия, 1968. 304 с.

30. Гнесин Г.Г. Карбидокремниевые материалы. М.: Металлургия, 1977. -215 с.

31. Головин Г.Ф. Остаточные напряжения, прочность и деформации при поверхностной закалке токами высокой частоты. М.: Машиностроение, 1973. -144 с.

32. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев JI.H. Рентгенографический и электроннооптический анализ. Учебное пособие для вузов. 4-ое изд. М.: МИСИС, 2002.-360 с.

33. Гришаков C.B. Исследование выносливости нержавеющих сталей Х18Н10Т и 000Х20Н16АГ6 при высокочастотном нагружении в условиях низкой (-196 °С) и комнатной температур // Проблемы прочности. 1974. -№ 10.-С. 113-116.

34. Григорьянц А.Г., Сафонов А.Н. Методы поверхностной лазерной обработки. М.: Высшая школа, 1987. - 191 с.

35. Дж. Виртман. Физическое металловедение. Т. 3.- М.: Мир, 1968. 149с.

36. Долговечность и структура алюминия и сталей ЭП288 и ЭПЗЗ при ультразвуковом воздействии / В.М. Рощупкин, A.M. Беликов, A.C. Борсяков, В.Б. Тригуб, А.А.Лукин // Монография. Воронеж: Воронеж, гос. технол. акад., 2003.- 182 с.

37. Журков С.Н., Бетехтин В.И. Закономерность разрушения металлов с различными типами кристаллической решетки // АН СССР. Физика металлов и металловедение. 1967. - Т.24. - С. 940-942.

38. Журков С.Н., Бетехтин В.И., Слуцкер А.И. Временная зависимость прочности двухфазных сплавов на основе алюминия // АН СССР. Физика металлов и металловедение. 1964. - Т. 17. № 4. - С. 564-571.

39. Журков С.Н., Санфирова Т.П. Изучение временной и температурной зависимости прочности // АН СССР. Физика твердого тела. 1960. - Т. 2. № 6. -С. 1033-1035.

40. Журков С.Н., Бетехтин В.И., Слуцкер А.И. Разориентация блоков и прочность металлов // АН СССР. Физика твердого тела. 1963. - Т. 5. - С. 13261327.

41. Журков С.Н., Бетехтин В.И., Петров А.И. К вопросу о связи прочности металлов с разориентацией блоков мозаики и размером кристаллов // АН СССР. Физика металлов и металловедение. 1967. - Т. 23. - С. 1101-1103.

42. Журков С.Н., Бетехтин В.И., Петров А.И. Температурно-временная зависимость прочности металлов и сплавов в неравновесном состоянии. I. Металлы. // АН СССР. Физика металлов и металловедение. 1967. - Т. 24. № 1. -С. 161-170.

43. Журков С.Н., Бетехтин В.И., Бахтибаев А.И. Временная и температурная зависимость прочности монокристаллов // АН СССР. Физика твердого тела. 1969. - Т. 11. № 3. - С. 690-699.

44. Журков С.Н., Санфирова Т.П. Связь между прочностью и ползучестью металлов и сплавов // АН СССР. ЖТФ. 1958. - Т. ХХУШ. № 8. -С. 1719-1721.

45. Журков С.Н., Левин Б.Я., Санфирова Т.П. Температурно-временная зависимость прочности хлористого серебра // АН СССР. Физика твердого тела. 1960. - Т. 2. № 6. - С. 1040-1042.

46. Журков С.Н., Томашевский Э.Е., Закревский В.А. Изучение микрорадикалов, образующихся при механическом разрушении полимеров // АН СССР. Физика твердого тела. 1961. - Т. 3. № 9. - С. 2841-2847.

47. Журков С.Н., Санфирова Т.П. Температурно-временная зависимость прочности чистых металлов // Доклады Академии наук СССР. 1955.- Т. 101. № 2.- С.23 7-240.

48. Изменение разориентации блоков в металлах при ползучести / С.Н.Журков, В.И.Бетехтин, А.И.Петров, А.И.Слуцкер // АН СССР. Физика металлов и металловедение. 1964. - Т. 18. № 2. - С. 270-276.

49. Изучение разрушения алюминия методом измерения плотности / Б.Я.Левин, В.И.Бетехтин, В.И.Владимиров и др. // АН СССР. Физика твердого тела. 1970. - Т. 12. № 9. - С. 2660-2665.

50. Илясов В.М., Бетехтин В.И., Вотинов С.Н. Долговечность и ползучесть облученных металлов // АН СССР. Физика металлов и металловедение,- 1971.- Т. 31. № 4. С. 765-772.

51. Инденбом В.Л. Межузельный механизм пластической деформации и разрушения / // Письма в ЖЭТФ.- 1970.-Т.12. №11.-С.526-528.

52. Карпенко Г.Д., Лейко В.А., Гаркавая Т.Г. Износостойкие покрытия на основе тугоплавких соединений титана // Порошковая металлургия. Минск: Высшая школа, 1986. № 10. - С. 65-69.

53. Кинетика деформирования и разрушения металлов в условиях двухосного растяжения / Б.И.Блайвас, Н.Н.Демиховская, А.В.Киселев и др. // Тез. докл. VIII Всесоюзной конф. по физике, прочности и пластичности металлов и сплавов. Куйбышев, 1976. С. 265-266.

54. Козырский Г.Я., Окраинец П.Н., Пищак В.К. Изменение разориентировки структуры меди при деформации в широком интервале температур//АН СССР. Физика металлов и металловедение. 1972.- Т. 33. № 1.-С. 173-178.

55. Коцаньда С. Усталостное разрушение металлов. М.: Металлургия, 1976.-456 с.

56. Кржижановский P.E., Штерн З.Ю. Теплофизические свойства неметаллических материалов. Карбиды. JI.: Энергия, 1976. -120 с.

57. Кудинов В.В. Плазменные покрытия. М.: Наука, 1977. - 184 с.

58. Кузьменко В.А. Звуковые и ультразвуковые колебания при динамических испытаниях металлов. Киев: Изд-во АН УССР, 1963. - 152 с.

59. Кузьменко В.А., Гришаков C.B. О влиянии частоты нагружения на выносливость ряда конструкционных сплавов при низкой (-196 °С) и комнатной температурах // Проблемы прочности.- 1974. № 10. - С. 31-36.

60. Кулемин A.B. Ультразвук и диффузия в металлах. -М.: Металлургия, 1978.- 199 с.

61. Куров И.Е., Самойлович С.С., Степанов В.А. Температурно-временная зависимость прочности стали Х18Н22В2Т2 с микродобавками лантана и церия //АН СССР. Физика металлов и металловедение,- 1971.- Т. 32. № 3. С. 646-649.

62. Куров И.Е., Степанов В.А. Долговечность металлов при кручении // АН СССР. Физика твердого тела.- 1962.-Т. 4. № 1. С. 191-201.

63. Куров И.Е. Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук / ЛФТИ им. А.Ф.Иоффе АН СССР. Л., 1964. 16 с.

64. Куров И.Е., Самойлович С.С., Степанов В.А. Влияние вида напряженного состояния на электросопротивление металлов при испытании на ползучесть / // АН СССР. Физика металлов и металловедение. 1972. - Т. 33. № 4. - С. 860-864.

65. Лихачев В.А., Владимирова Т.В. О структурном состоянии в процессе ползучести // АН СССР. Физика металлов и металловедение. 1970. - Т. 29. № 6.-С. 1309-1311.

66. Лыков A.B. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. 600с.

67. Мак Лин Д. Вакансии и другие точечные дефекты в металлах и сплавах. -М.: Металлургия, 1961. 236 с.

68. Механические свойства металлов при повышенных температурах: Сб. науч. тр. М.: Металлургия, 1965.- 270 с.

69. Мышляев М.М. Ползучесть полигонизированных структур // Несовершенства кристаллического строения и мартенситные превращения: Сб. науч. тр. М.: Наука, 1972. - С. 194-196.

70. Мышляев М.М. О дислокационной структуре алюминия в процессе ползучести // АН СССР. Физика твердого тела. 1965. - Т. 7. - С. 591-593.

71. Мышляев М.М., Бетехтин В.И. Сопоставление электронномикроскопических и рентгенографических данных о разориентацииблоков в деформированном алюминии // АН СССР. Физика металлов и металловедение. 1966.-Т. 22. № 1.-С. 142-144.

72. Мышляев М.М. Изучение блочной структуры алюминия в процессе ползучести // АН СССР. Физика твердого тела. 1967. - Т. 9. - С. 1203-1205.

73. Научные основы формирования диффузионных борсодержащих покрытий на металлах и сплавах подгруппы железа / А.С.Борсяков,

74. A.М.Беликов, Ф.Н.Рыжков, В.Н.Гадалов. Воронеж: Воронеж, гос. технол. акад., 2000.-366 с.

75. Нименко Н.Г., Новодран А.Н., Гольдман Л.Д. Увеличение стойкости деталей термоупрочнением // Металлургия.- 1979. № 11. С. 43-44.

76. Ориентационная зависимость кривых упрочнения нитевидных кристаллов меди при деформации растяжением и кручением / A.M. Беликов,

77. B.Б.Шепилов, В.В.Макаров и др. // Кристаллография. М., 1972. Т. 17. № 6.1. C.1194-1199.

78. Орлов П.И. Основы конструирования: Справоч. метод, пособие: В 3-х кн.- М.: Машиностроение, 1971. 590 с.

79. Отжиг нарушений сплошности в деформированном алюминии / А.И.Петров, И.П.Добровольская, В.Н.Савельев и др. // АН СССР. Физика металлов и металловедение. 1972. - Т. 34. № 6. - С. 1319-1321.

80. Пинес Б.Я., Сиренко А.Ф. Неравновесные состояния и диффузионная ползучесть металлокерамических тел // АН СССР. Физика металлов и металловедение. 1959. - Т. 7. № 5. - С. 766-776.

81. Плазмохимическое напыление как перспективный метод повышения функциональных характеристик инструментальных материалов В.Б.Тригуб,

82. И.С.Суровцев, А.М.Беликов. Воронеж: Воронеж, гос. технол. акад., 2003. 157 с.

83. Пластическая деформация и разрушение кристаллических тел. Сообщение 2. Деформация и развитие микротрещин / В.И.Бетехин, Б.И.Владимиров, А.Г.Кадомцев и др. // Проблемы прочности. -1979. -№ 3. С. 51-53.

84. Повышение надежности цементуемых деталей: Сб. науч. тр. М.: Машиностроение, 1975. - 215 с.

85. Ползучесть алюминия при кручении / Г.В.Владимирова, В.А.Лихачев, М.М.Мышляев и др. // АН СССР. Физика металлов и металловедение. 1971. -Т. 31. № 1.-С. 177-182.

86. Ползучесть и возврат: Сб. науч. тр. М.: Госнаучтехиздат, 1961.- 185 с.

87. Получение профилированных монокристаллов и изделий способом Степанова / П.И.Антонов, Л.М.Замуловский, А.С.Костыгов и др. Л.: Наука, 1981.-280 с.

88. Прогрессивные методы химико-термической обработки / Под. ред. Г.Н.Дубинина, Я.Д.Когана. М.: Машиностроение, 1979. - 184 с.

89. Проников A.C. Надежность машин. М.: Машиностроение, 1978. - 529с.

90. Пукас В.В., Петко И.В., Мурато И.Е. Прогрессивные технологические способы повышения долговечности деталей машин. М.: Техника, 1978. - 80 с.

91. Пшеничнов Ю.П. Выявление тонкой структуры кристаллов / Справочник. М.: Металлургия, 1974. 528 с.

92. Ю1.Регель В.Р., Муинов Т.М., Поздняков О.Ф. Применение метода масс-спектрометрии для исследования механического разрушения полимеров // АН СССР. Физика твердого тела . 1962. - Т. 4. № 9. - С. 2468-2473.

93. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа твердых тел. — М.: Наука, 1974 560 с.

94. Рощупкин В.М. Долговечность монокристаллов алюминия при ультразвуковом воздействии // Вестник ВГТУ. Сер. Материаловедение. Воронеж, 2003. Вып. 1.13. С. 72-75.

95. Рыжков Ф.Н., Беликов A.M., Гадал ов В.Н. Полигонизация и рекристаллизация в микрокристаллах меди. / Курский гос. ун-т. Курск: Курский гос. ун-т, 1999. - 83 с.

96. Самсонов Г.В., Эшек А.П. Тугоплавкие покрытия. М.: Металлургия, 1973.-400 с.

97. Санфирова Т.П., Томашевский Э.Е., Шураков С.А. Об уширении линий парамагнитного резонанса, вызываемого косвенными обменными взаимодействиями // АН СССР. Физика твердых тел. 1963. - Т. 5. № 6. - С. 1700-1705.

98. Связь разориентации блоков с сопротивлением разрушению в кристаллах NaCl / В.И.Бетехтин, А.Н.Бахтибаев, А.Зарипов и др. // АН СССР. Физика твердого тела. 1973.-Т. 37. № 15.-С. 1039-1049.

99. Связь структурного состояния меди и серебра с закономерностями их ползучести / М.М.Мышляев, С.С.Олевский, И.М.Аристова и др. // АН СССР. Физика металлов и металловедение. 1974. - Т. 37. № 5. - С. 1013-1019.

100. Спектральные исследования пленок карбида кремния, полученных в потоке индукционной плазмы / Н.Н.Макеева, И.С.Суровцев, В.М.Рубинштейн и др. // Физико-химия гетерогенных систем: Сб.науч.тр. Воронеж: ВГУ, 1985. -С. 15-18.

101. Способ получения кристаллической пленки кремния. Заявка № 483872 Япония, МКИ5 С 23 С16/24. Кавасэ Рюити; Топпан Инсацу к.к. -№ 2. -200960; Заявл. 27.07.90; Опубл. 17.03.92 // Кокай Токке Кохо. Сер. 3(4). -1992. -23. -С.463-466. Япония.

102. Справочник по электротехническим материалам: В 3-х т. / Под ред. Ю.В.Корецкого и др. Ашхабад: Энергия, 1976. Т. 3- 896 с.

103. П.Степанов В.А., Шмелев А.Г., Шпейзман В.В. Влияние температуры на энергию активации процесса разрушения металлов // АН СССР. Физика металлов и металловедение. 1967. - Т. 24. № 6. - С. 1099-1103.

104. Н.Степанов В.А., Куров И.Е., Шпейзман В.В. Долговечность металлов при кручении // АН СССР. Физика твердых тел. 1964. - Т. 6. № 9. - С. 26102617.

105. Степанов В.А., Шпейзман В.В. Ползучесть металлов при растяжении и сжатии // АН СССР. Физика металлов и металловедение. — 1970. Т. 29. № 2. — С. 375-380.

106. Степнов М.Н. Статистическая обработка результатов механических испытаний. М.: Машиностроение, 1973. - 317 с.

107. Степанов Ю.Н., Алехин В.П. Диффузионно-дислокационный механизм разрушения пластичных образцов при ультразвуковом озвучивании // Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений: Материалы II Междунар. конф. Тамбов, 2000. - С. 185-186.

108. Техника электронной микроскопии / Под ред. Кэя Д. М.: Мир, 1965. -407 с.

109. Ткачев В.Н. Методы повышения долговечности деталей машин. М.: Машиностроение, 1971.-271 с.

110. Троян H.A., Шевчук А.Д., Цимбалистый Я.И. О температурных напряжениях, возникающих при высокочастотных усталостных испытаниях // Проблемы прочности. 1973. - № 2. - С. 65-69.

111. Троян И. А. Исследование влияния частоты нагружения на выносливость сталей марок 45 и ЭИ612 // Завод, лаб. 1965, 31. № 7.- С. 862864.

112. Уманский Я.С. Рентгенография металлов. М.: Металлургия, 1967. -235 с.

113. Уманский Я.С. Рентгенография металлов и полупроводников. М.: Металлургия, 1969. 408 с.

114. Упрочнение и разупрочнение кристаллов меди и алюминия /

115. A.М.Беликов, А.С.Борсяков, Ф.Н.Рыжков, В.М.Рощупкин // Монография. Воронеж: Воронеж, гос. технол. акад., 2001.-102 с.

116. Усталостные испытания на высоких частотах нагружения / Под. ред.

117. B.А.Кузьменко. Киев: Наук, думка, 1979. - 336 с.

118. Фридман Л.Б. Механические свойства металлов. 4.2. Механические испытания, конструкционная прочность. М.: Машиностроение, 1974. - 368 с.

119. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. М.: Мир, 1972. -408 с.

120. Цапко В.К., Касьяненко С.Н. Поверхностная упрочняющая обработка деталей металлургического оборудования // Надежность и долговечность машин и сооружений: АН УССР, Республиканский межвед. сб. науч. тр. -Киев.-1983.-№4.-С. 82-85.

121. Шпейзман В.В. Атореф. дис. канд. физ.-мат. наук / ЛФТИ им. А.Ф.Иоффе АН СССР. Л., 1969. 16 с.

122. Юдин А.А., Рыбакова Ю.А., Крянин М.И. Об активационном объеме процесса длительного разрушения дисперсионно твердеющих жаропрочных сплавов // АН СССР. Физика металлов и металловедение. -1969.- Т. 27. №6.-С. 1078-1083.

123. Янушкевич В.А., Иванов Л.И. К теории восхождения краевых дислокаций // Свойства и применение жаропрочных сплавов: Сб. науч. тр. М.: Наука.- 1966.-С. 253-255.

124. A Kinetic Approach to Fraktureof Solids (II) / A.N.Orlov, V.A.Petrov, V.I. Vladimirov // Physica Status solidi (b).-Berlin, 1971.-V.47.-№ 1.- S. 293-303.

125. Ioshikawa A., Sugeno T. Factors responsible for the limit in iron and steel. -Trans. Met. Soc. AIME, 1965. №2. V.33. P. 1314-1317.

126. Kikukawa M., Ohji K., Ogura K. On the high frequency push-pull fatigue strength of 0,2 percent carbon steel: In Proc. 6th Jap. Congr. test, mater, Kyoto, 1962, Kyoto, 1963. P. 4-9.

127. Kikukawa M., Ohji K., Ogura K. High frequency push-pull fatigue strength of metals up to 49,7 kc/s.: Proc. 7th Jap. Congr. test, mater, Tokyo, 1963, Kyoto, 1964.-P. 7-9.

128. Kikukawa M., Ohji K., Ogura K. Push-pull fatigue strength of mild steel at very high frequencies of stress up tu 100 kc/s. Trans. ASME, D, 1965. V.87. № 4. -P. 957-864.

129. Kikukawa M., Ohji K., Ogura K., Kajio G. Relationship between frequency and temperature: effects on fatigue. In: ISME semi - int. sympos. pap. Tokyo, 1967. Vol.1. - P. 55-64.

130. Thiruvengadam A., Conn A.f. On high-frequency fatigue and dynamic properties at elevated temperature. Exp. Mech., 1971. V.l 1. - P. 315-320.

131. Weiss В., Stickler R. Ultrasonic fatigue testing of thimvalled stainless steel tubes. Met. Trans., 1970. V.I. №4. - P. 1057-1058.

132. Weiss B. Ultra shall Wechselverformung.-Aluminium, 1972. V. 48. № 11. P. 741-748; № 12. P. 811-815; 1973. V. 49. № 2. P.165-169.

133. Weiss B., Stickler R. The high frequency fatigue test method, its application and limitations in materials testing. In. Proc. 2nd Int. Conf. Mech. behad. Mater. Boston, Mass., 1976, s.I, 1976. - P.1584-1586.

134. Willertz L.E. Ultrasonic fatigue. Int. Met. Rev., -1980. -V. 25. № 2. -P.65-66.