автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.10, диссертация на тему:Электротермические системы давления для диффузионной сварки материалов

На правах рукописи

ПЕРЕКРЕСТОВ Андрей Петрович

ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ МАТЕРИАЛОВ

Специальности: 05.09.10 - Электротехнология 05.03.06 - Технологии и машины сварочного производства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов 2004

Работа выполнена в Саратовском государственном техническом университете

Научный руководитель -

Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Конюшков Геннадий Владимирович

Официальные оппоненты:

Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Мусин Ровель Абдулкаримович

кандидат технических наук, доцент Бутовский Константин Георгиевич

Ведущая организация -

Закрытое акционерное общество «Тантал-Наука», г. Саратов

Защита состоится «18»ноября 2004г. в 14:00 часов на заседании диссертационного совета Д212.242.10 при Саратовском государственном техническом университете по адресу: 410054, Саратов, ул. Политехническая, 77, Саратовский государственный технический университет, корп._1_, ауд. 319.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Саратовского государственного технического университета.

Автореферат разослан « IÖ ». октября 2004 г.

«18» (

Ученый секретарь диссертационного совета А.А. Казинский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования.

Работоспособность изделий машиностроения, электроэнергетики, приборостроения, электронной техники и других отраслей промышленности во многом зависит от качества соединения их деталей. В настоящее время известно более двух десятков видов сварок термического, механического и термомеханического классов. При этом диффузионная сварка обеспечивает получение наиболее качественных неразъёмных соединений широкой номенклатуры материалов.

Однако необходимость применения дорогостоящего специального оборудования для диффузионной сварки с гидравлической, механической или пневматической системами давления сдерживает широкое внедрение этого процесса. Данного недостатка можно избежать за счёт применения электротермических систем давления (ЭТСД). В этом случае процесс соединения заготовок производится в обыкновенных электронагревательных установках с защитными технологическими средами.

Значительные успехи в исследовании и разработке процессов диффузионной сварки материалов достигнуты благодаря работам отечественных учёных и специалистов: Н.Ф.Казакова, Э.СКаракозова, Г.В.Конюшкова, Р.А.Мусина, И.М.Мухи, М.Н.Довбищука, Г.А.Щепетиной, В.С.Самойлова, Э.Р.Галинского, И.С.Гришина, П.А.Бордакова, ЯБ.Лямина, ВА.Кархина и др.

Однако в работах этих специалистов не имеется достаточных сведений по технологии диффузионной сварки материалов в печах с ЭТСД. Поэтому данный вопрос требует проведения систематических, комплексных исследований.

Работа выполнялась в соответствии с программой Министерства образования Российской Федерации "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" - подпрограмма 201, раздел 201.07, проект "Разработка физико-технологических основ теории, технологических моделей и оборудования диффузионной сварки металлов и неметаллов со специальными свойствами за счёт активирования процесса при уменьшенных давлениях и температурах" в 2001-2002гг. и Областной адресной инвестиционной программой на 2003г. Саратовской области, раздел "Промышленность: получение прямого бюджетного кредитования", проект "Исследование физических свойств материалов и создание технологических процессов диффузионной сварки деталей и изделий электронной техники".

Целью работы является: — повышение качества сварных изделий на основе совершенствования технологии соединения материалов за счёт применения электротерми-

ческих систем давления;

— создание методик расчёта конструкций термокомпрессионных устройств и технологических режимов диффузионной сварки с электротермическими системами давления, а также разработка на их основе новых технологий для получения композиций материалов с заданными эксплуатационными свойствами.

Достижение этой цели потребовало решения следующих задач:

— исследовать возможность диффузионной сварки деталей в электронагревательных установках с защитными средами за счёт использования ЭТСД;

— разработать методику расчёта и оптимизации конструкций термокомпрессионных устройств с учётом различных предельных деформированных состояний материалов;

— разработать методику расчёта параметров технологического процесса диффузионной сварки материалов в печах с ЭТСД;

— выбрать с учётом особенностей технологии изготовления и условий эксплуатации изделий материалы для изготовления с использованием ЭТСД армированных твёрдым сплавом пуансонов и матриц вырубных штампов и комбинированных контактных наконечников дугогаситель-ных камер вакуумных выключателей;

— разработать термокомпрессионные устройства для диффузионной сварки с ЭТСД элементов инструмента вырубных штампов, армированного твёрдым сплавом, и контактов вакуумных выключателей с наконечником из композиционного материала;

— разработать технологические режимы процессов диффузионной сварки с ЭТСД элементов армированного твёрдым сплавом штампового инструмента и биметаллических контактов вакуумных выключателей;

— внедрить в производство разработанные при помощи созданных методик технологические процессы и обеспечение.

Методы исследований.

В работе использованы методы испытания материалов на механическую прочность и металлографический анализ; численные методы нахождения экстремума функции и коэффициентов уравнения регрессии для построения аналитических зависимостей при разработке методики оптимизации конструкций термокомпрессионных устройств и решения системы дифференциальных уравнений при разработке параметров технологических процессов диффузионной сварки с ЭТСД элементов армированных твёрдым сплавом пуансонов и матриц вырубных штампов, а также биметаллических контактов вакуумных выключателей.

На защиту выносятся следующие научные положения: 1. Необходимое для получения качественного соединения материалов удельное усилие (как правило, величиной ~107Па) создаётся за счёт применения .электротермических систем давления одноосного сжатия,

состоящих из следующих элементов: а) системы электронагрева;

б) термокомпрессионного устройства со стягивающими элементами, имеющими меньший температурный коэффициент линейного, расширения (ТКЛР), чем приведённый ТКЛР сжимаемого пакета деталей; и

в) установленных в устройстве свариваемых заготовок.

2. Технологический зазор определённой величины, устанавливаемый при помощи клиновой системы термокомпрессионного устройства, обеспечивает при контролируемом нагреве ЭТСД создание усилия заданной величины (как правило, 102- 10ш), действующего в течение заданного времени (обычно ~103с) подъёма температуры в заданном диапазоне значений (в большинстве случаев находящемся в пределах 0,4-М),7 по гомологической шкале наименее жаропрочного материала), что необходимо для образования между свариваемыми образцами полного физического контакта.

3. Разработанная методика расчёта конструкций и составленные базы данных жаропрочных материалов для деталей термокомпрессионных устройств для соединения в электропечах заготовок с габаритными размерами от ~10°мм до ~102мм позволяют при температурах (1,О-И,5)-1О3К проектировать, используя критерий минимума объёма, оптимальные конструкции различных типов термокомпрессионных устройств одноосного сжатия с клиновой системой установки начального зазора.

4. На основе предложенной феноменологической механической модели деформируемого твёрдого тела разработана методика, которая позволяет (при относительных деформациях деталей не более ~10"2) расчётным путём определять технологические параметры процесса диффузионной сварки с ЭТСД материалов.

5. Применение ЭТСД и разработанных расчётных методик позволяет вести процессы высококачественного соединения материалов без применения припоев из драгметаллов и специального оборудования в электрических печах с защитными технологическими средами, оптимизировать конструкции термокомпрессионных устройств и разрабатывать технологии изготовления широкой номенклатуры узлов при сокращённом количестве натурных экспериментов.

Научная новизна работы.

Разработана методика оптимизации конструкций и сформированы базы данных материалов для деталей термокомпрессионных устройств, позволяющие проектировать с учётом различных предельных деформированных состояний материалов в широких диапазонах температур и сроков эксплуатации разные типы устройств одноосного сжатия с клиновой системой установки начального зазора (зажима), используя критерий минимума объёма.

Предложена феноменологическая механическая модель деформируемого твёрдого тела, описывающая термомеханическое поведение поликристаллических металлов и сплавов в условиях технологического процесса диффузионной сварки с ЭТСД материалов.

С использованием данной модели разработана методика расчёта технологических параметров процесса диффузионной сварки с ЭТСД материалов. При этом ЭТСД представлена как совокупность деталей термокомпрессионного устройства и соединяемых заготовок с учётом влияния на свойства их материалов режима электронагрева.

Определены марки инструментальных сталей и твёрдых сплавов, обеспечивающие наиболее высокое качество армированного твёрдым сплавом вырубного штампового инструмента, изготовляемого методом диффузионной сварки с применением промежуточных прослоек на никелевой основе и послесварочной закалки узлов на спокойном воздухе.

Получены численные решения системы дифференциальных уравнений, составленной на основе разработанной математической модели технологического процесса диффузионной сварки с ЭТСД материалов.

Установлено, что начальный зазор (величиной, как правило, ~10" мм) обеспечивает при контролируемом электронагреве термокомпрессионных устройств с заготовками получение необходимых режимов диффузионной сварки соединяемых материалов.

Практическая значимость работы.

Результаты работы могут быть использованы в различных отраслях промышленности при изготовлении сварных узлов из разнообразных материалов с использованием электротермических систем давления.

Разработаны термокомпрессионные устройства универсального типа со стойками прямоугольного поперечного сечения, имеющие размеры (здесь и далее - длинахширинахвысота в мм) рабочих зон 130x100x65 и 130x100x98 и габаритные размеры 283(с раздвинутыми клиньями 355)х141х181 и 281(353)х143х223 для, соответственно, последовательной и одновременной диффузионной сварки с ЭТСД элементов пуансонов и матриц вырубных штампов, армированных твёрдым сплавом.

Разработана технология диффузионной сварки с ЭТСД элементов пуансонов и матриц вырубных штампов из инструментальной стали 4Х5МФС и твёрдого сплава марки ВК20-КС через прослойку никеля Н2 толщиной 0,1мм с послесварочной закалкой узлов на спокойном воздухе, позволяющая получать в обыкновенных электропечах соединения с пределами прочности: на срез - (4,04-4,6)-108Па, на кручение - (2,8+3,0)-108Па, на разрыв - (6,0+8,8)- 108Па.

Разработано термокомпрессионное устройство специального типа со стойками круглого поперечного сечения для диффузионной сварки с ЭТСД элементов биметаллических контактов вакуумных выключателей,

имеющее размеры рабочей зоны 65x65x150 и габаритные размеры 170(240)х65х267.

Разработана технология диффузионной сварки с ЭТСД элементов контактов вакуумных выключателей из композиционного материала ХД50В-МП и меди марки МОб, обеспечивающая без применения специального оборудования и драгметаллов получение образцов с высокой механической прочностью на разрыв, высокой электрической прочностью и отключающей способностью, слабой и равномерной эрозией при искрении, низкой упругостью пара и хорошей теплопроводностью.

Апробация работы.

Основные положения работы докладывались на: научно-технической конференции "Проблемы и перспективы электронного приборостроения", посвященной 40-летию ГНПП "Контакт" (Саратов, 1999); седьмой научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов "Вакуумная наука и техника" (Гурзуф, 2000); научно-технической конференции "Перспективы развития электроники и вакуумной техники на период 2001-2006гг." (Саратов, 2001); научно-технической конференции "Электронные приборы и устройства нового поколения" (Саратов, 2002); шестой международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения" АПЭП-2002 (Саратов, 2002); научно-технической конференции "Перспективные направления развития электронного приборостроения" (Саратов, 2003). Публикации.

По теме диссертации опубликовано 10 научных работ. Личное участие автора в этих работах и докладах выразилось в определении цели, разработке методов исследований, проведении экспериментов, анализе и обобщении результатов, формировании научных выводов.

Реализация работы в промышленности.

Результаты работы внедрены на ФГУП «НПП "Контакт"» при производстве узлов вырубных штампов и вакуумных выключателей с годовым экономическим эффектом в размере 425 тыс. руб.

Структура и объём диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов. Изложена на 164 страницах и содержит 18 рисунков, 2 таблицы, список использованной литературы из 214 наименований и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи, а также научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведён анализ опубликованных работ, посвященных решению проблемы совершенствования процесса соединения мате-

риалов, рассмотрены особенности технологии соединения материалов с использованием ЭТСД. Анализ показал, что данная проблема является сложной, комплексной, зависящей от многочисленных факторов. В результате анализа было выявлено, что с точки зрения качества соединения и капитальных затрат на внедрение наиболее перспективным для соединения широкой номенклатуры материалов является метод диффузионной сварки с ЭТСД. Однако к настоящему времени остаётся открытым ряд вопросов, связанных с термомеханическими процессами, происходящими при диффузионном соединении с использованием электротермических систем давления, и особенностями технологии изготовления узлов данным способом.

Недостаточно изучен технологический процесс диффузионной сварки с ЭТСД материалов в электронагревательных установках с защитными средами. В настоящее время отсутствуют методики, позволяющие оптимизировать конструкции термокомпрессионных устройств для диффузионной сварки материалов в электрических печах. Не исследованы условия создания усилия сварки при электронагреве термокомпрессионного устройства с соединяемыми заготовками, кинетика развития данного усилия во времени в зависимости от геометрии и свойств материалов деталей технологического приспособления и свариваемых заготовок, величины начального зазора (зажима) и температурного режима в электропечи. Не предложена модель термомеханического поведения материалов в условиях диффузионной сварки с ЭТСД. Не разработана методика определения технологических параметров процесса диффузионной сварки с ЭТСД материалов. В литературе отсутствуют сведения о технологии диффузионной сварки с ЭТСД твёрдых сплавов со сталями, которая могла бы использоваться при изготовлении армированного твёрдым сплавом инструмента, в частности не определены условия послесварочной закалки узлов. Анализ технической и патентной литературы показал, что в настоящее время неизвестны режимы диффузионной сварки с ЭТСД комбинированных контактных наконечников дугогасительных камер вакуумных выключателей.

В связи с изложенным определены цели и задачи исследования.

Во второй главе определены методы теоретических и экспериментальных исследований, рассмотрены теоретические основы разрабатываемых методик, а также выбраны материалы и универсальное оборудование для исследований.

При разработке методики оптимизации конструкций термокомпрессионных устройств для диффузионной сварки с ЭТСД материалов впервые использован следующий комплекс методов. В основу методики положен критерий минимизации массы (объёма материала) деталей приспособления. Для нахождения минимумов функций по некоторой переменной использованы разновидность метода Ридера (Riddeг) численного дифферен-

цирования и численный метод секущих и его модификация - метод Мюле-ра (Mueller) нахождения корня уравнения. Для нахождения коэффициентов регрессионных зависимостей использовались следующие методы численного решения систем нелинейных уравнений: сопряжённых градиентов; Левенберга-Марквада (Levenberg-Marquadt); квази-Ньютоновский (Quasi-Newton).

Предложена феноменологическая механическая модель деформируемого твёрдого тела для условий диффузионной сварки с ЭТСД и приведены методы численного решения разрабатываемой математической модели для расчёта параметров процесса соединения материалов при помощи электротермических систем давления, а также обоснованы интервалы варьирования значений данных параметров.

Механическая модель построена для компактного, сплошного, мак-рооднородного (гомогенного), структурно стабильного, нормально изотропного, пластически несжимаемого деформируемого твёрдого тела в приближении несвязанной, локальной, безмоментной, линейной задачи (справедливой для не очень больших деформаций и не сильно неоднородного напряжённо-деформированного состояния) в квазистатической постановке из обобщённого принципа суперпозиции (наложения) составляющих деформаций и напряжений различных типов (справедливого для малых деформаций):

или в дифференциальном виде -

где - склерономная составляющая относительной деформации;

реономная составляющая относительной деформации.

Склерономная составляющая, в свою очередь, представлена в виде суммы следующих составляющих:

стическая (необратимая) составляющая деформации. Продольная термоупругая составляющая деформации в рамках принимаемых приближений идеальной термоупругости, когда поле деформаций однозначно определяется текущими полями напряжений и температуры (т.е. существует уравнение состояния), при одноосном напряжённом состоянии и естественном начальном состоянии

(т.е. при времени t=0 имеем G0=0. 5О=0, Т°=Та=293,15Ю будет определяться следующим выражением:

Т

или в дифференциальном виде:

/

б77 =

Е(Т)

а(Т)-

дв(т)

(4)

¿т Е2(Т);

где Е - модуль нормальной (продольной) упругости (модуль Юнга); <Х -температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР). Основываясь на параметрах мгновенного деформирования, в рамках теории пластического течения упрочняющегося упругопластического тела скорость склерономной пластической составляющей представлена в следующем виде:

где

Ек - касательный модуль упрочнения при склерономном деформировании; Р - коэффициент температурной податливости при склерономном деформировании; q - параметр упрочнения при реономном деформировании (учёт данного параметра есть ослабление принципа наложения составляющих деформаций различного типа); р - параметр упрочнения при склерономном деформировании:

[ст, а = р а>К.(а,Т,р,я) ¿(а.Т.р.я), иначе

Р =

(6)

где

де:

*„(»] .1чИ

и^,т,р ы0>т>ч

(7)

Скорость реономной составляющей представлена в следующем ви-

:5ри+8ру+5р*->

(8)

где - обратимая составляющая реономной деформации (носящая

ограниченный характер) - вязкоупругая деформация; необратимая ограниченная составляющая- - вязкопластическая деформация; неограниченная (носящая необратимый характер) - деформация установившегося течения:

5

'А.2(а,Т)-(ф2(а,Т)-я} Ф2(ст,Т)>Ч

(10)

ру

0, иначе

=5у(а,Т),

(И)

где - скорость деформации на установившейся стадии ползучести;

и (р2 - предельные значения, соответственно, обратимой и необратимой ограниченных составляющих реономной деформации; относительные скорости упрочнения материала при реономном деформировании; д - параметр упрочнения при реономном деформировании:

В основу использованных способов численного решения разрабатываемой математической модели для расчёта технологических параметров процесса соединения материалов с использованием ЭТСД положен простейший одношаговый метод первого порядка - метод Эйлера. При интерполяции структурно- и температурнозависимых свойств материалов по дискретным значениям и данных численных решений применён способ численного решения данной задачи - метод кусочно-полиномиальных функций (сплайн-функций или сплайнов).

С учётом особенностей изготовления и условий эксплуатации изделий выбраны материалы для изготовляемых методом диффузионной сварки пуансонов и матриц вырубных штампов и комбинированных контактных наконечников вакуумных выключателей. Применение композиции материалов из инструментальной стали 4Х5МФС и твёрдого сплава марки ВК20-КС с прослойкой никеля Н2 толщиной 0,08-=-0,1мм и послесварочной закалки узла на спокойном воздухе позволяет получать наиболее высокое качество диффузионного соединения элементов армированного твёрдым сплавом штампового инструмента. Использование комбинированных контактов вакуумных выключателей с основанием из меди и рабочими поверхностями из слоя дугостойкого хромо-медно-вольфрамового псевдосплава марки ХД50В-МП толщиной 4-т5мм позволяет обеспечить высокую электрическую прочность и отключающую способность в сочетании с малой привариваемостью контактов; улучшить теплоотвод от рабочих поверхностей; повысить в 5 раз срок службы по сравнению с изготовленными целиком из порошкового псевдосплава; сэкономить дорогие и дефицитные материалы; существенно снизить потери металлов во время производства контактов; решить задачу производства контактных деталей одновременно с контактодержателем и обеспечить более совершенное крепление композиционного рабочего слоя на токоподводящей части контакто-держателя.

4 =

8ру, Ч>2 >Я или <р2 =ч и ф2>г(ст,Т,я) г(<т,Т,я), иначе

(12)

Для определения прочности сваренного инструмента были подготовлены образцы для проведения испытаний на разрывной машине Р-5. Для проведения металлографического анализа и измерения микротвёрдости были изготовлены шлифы из сваренных штампового инструмента и биметаллических контактных наконечников вакуумного выключателя.

В качестве экспериментального оборудования при разработке режимов диффузионной сварки с ЭТСД армированных твёрдым сплавом пуансонов и матриц вырубных штампов и комбинированных контактных наконечников дугогасительных камер вакуумных выключателей была использована универсальная электропечь 0КБ-8085 (водородно-вакуумная).

В третьей главе разработаны методика оптимизации конструкций термокомпрессионных устройств одноосного сжатия с клиновой системой установки начального зазора (зажима) и методика расчёта технологических параметров процесса диффузионной сварки материалов при помощи электротермических систем давления.

Обоснованы приближения, принятые при разработке математической модели для расчёта технологических параметров процесса диффузионной сварки материалов с использованием ЭТСД.

Впервые разработана с учётом различных предельных деформированных состояний материалов методика расчёта параметрически оптимизированных по критерию минимума объёма конструкций термокомпрессионных устройств одноосного сжатия с клиновой системой установки технологического зазора (зажима) для диффузионной сварки с ЭТСД материалов (рис.1). Для использования при проектировании устройств данной методики необходимо располагать следующими исходными данными: большим и меньшим размерами сторон поперечного сечения габаритной прямоугольной четырёхгранной призмы свариваемого пакета; высотой свариваемого пакета (в общем случае включающей сумму высот расположенных последовательно действию усилия свариваемых деталей, а также сепараторов, фиксирующих элементов, концентраторов или компенсаторов при наличии таковых); удельным давлением сварки и температурой его приложения согласно классической технологии диффузионной сварки соединяемых материалов; величинами меньшей стороны и площади (суммарной в случае поперечного расположения нескольких деталей) минимального поперечного действию нагрузки сечения, высоты, условного предела текучести и модуля Юнга при Тсв наименее прочной свариваемой детали (или компенсатора); количеством данных деталей в пакете (т.е. расположенных последовательно действию усилия сварки); а также учитываемыми параметрами предельных деформированных состояний выбранных (согласно приведённым рекомендациям) материалов для деталей разрабатываемых устройств.

Создана математическая модель технологического процесса диффузионной сварки с ЭТСД материалов, впервые позволившая определять в течение времени процесса величину сжимающего свариваемые детали усилия (рис.2) в зависимости от геометрии и термомеханических свойств материалов термокомпрессионного устройства и соединяемых заготовок, величины начального зазора (зажима) и температурного режима. Данная модель, полученная с использованием расчётной схемы, по которой термокомпрессионное устройство со свариваемыми заготовками разбивается на сжимаемые и растягиваемые элементы, где за отдельный элемент (сжимаемый или растягиваемый) в условии однородного одноосного напряжённо-деформированного состояния принимаются имеющие одинаковые поперечные сечения части деталей из одного материала, представляет собой систему обыкновенных дифференциальных (по времени) уравнений

Рис.1. Термокомпрессионное устройство одноосного сжатия с клиновой системой установки технологического зазора (зажима) для диффузионного соединения материалов с использованием ТСД

"1......... 1 " "I--г tm Л '- :/\ tmc+ IIII rae

- Pf

i i i i i i i \i i i

I

Рис.2. Расчёт усилия сварки: 1 - время процесса; Р - сжимающее свариваемые детали усилие; хае - время приложения нагрузки по технологии классической диффузионной сварки соединяемых материалов; 1шс - время, при котором Р(1шс)=Р(1:тс+1ае)=Ре; Рте - приведённое усилие сварки

первого порядка (в т.ч. и скоростей деформаций элементов схемы):

иначе

где i-e и j-e - соответственно, растягиваемые и сжимаемые элементы; SK -площадь поперечного действию нагрузки сечения к-го элемента; K=1,2...N (здесь N - общее количество элементов в схеме); Н - функ-

ция Хевисайда, Н(х)=О при х<0, иначе Н(х)=1; 1 - длина элемента; Д -

величина зазора; Р - величина технологического усилия.

Решение данной системы возможно с применением численных методов.

Разработана методика определения значений технологических параметров диффузионной сварки с ЭТСД материалов по данным численного решения математической модели процесса.

В четвёртой главе проведены исследования качества соединений.

Анализ соединения опытных образцов армированного твёрдым сплавом штампового инструмента, полученного диффузионной сваркой по применявшейся ранее технологии, показал неудовлетворительное качество сварки и необходимость разработки новой технологии, а также выбора других материалов.

Экспериментальные исследования также показали низкое качество соединения элементов комбинированных контактных наконечников дуго-гасительных камер вакуумных выключателей при применении производственной технологии.

В результате ультразвуковой дефектоскопии промышленных образцов из сваренных по разработанной технологии в печи с ЭТСД твёрдого сплава марки ВК20-КС и стали 4Х5МФС через прослойку никеля Н2 толщиной 0,1мм дефекты в зоне соединения и в твёрдом сплаве выявлены не были.

Не обнаружено расслоений в зоне соединения после механообработки сваренных по разработанной технологии образцов контактов вакуумных выключателей.

В пятой главе приведены результаты разработки и внедрения в производство технологий соединения материалов с использованием электротермических систем давления.

Разработаны термокомпрессионные устройства одноосного сжатия с клиновой системой установки начального зазора (зажима) универсального типа со стягивающими элементами прямоугольного поперечного сечения для последовательной сварки и с возможностью одновременной сварки элементов пуансонов и матриц для изготовления армированного твёрдым сплавом инструмента вырубных штампов, имеющие размеры (здесь и далее - длинахширинахвысота в мм) рабочих зон 130x100x65 и 130x100x98 и габаритные размеры 275(с раздвинутыми клиньями 375)х 141x180 и 273(373)х143х223.

Разработано термокомпрессионное устройство одноосного сжатия с клиновой системой установки начального зазора (зажима) специального типа со стягивающими элементами круглого поперечного сечения для изготовления биметаллических контактов вакуумных выключателей, имеющее размеры рабочей зоны 65x65x150 и габаритные размеры 162x65x267.

Разработаны технологические процессы диффузионной сварки с ЭТСД элементов армированных твёрдым сплавом пуансонов и матриц вырубных штампов для обоих термокомпрессионных устройств, а также рекомендованы режимы послесварочной закалки образцов на спокойном воздухе.

Разработан технологический процесс диффузионной сварки с ЭТСД элементов контактов вакуумных выключателей с учётом режимов, определённых при помощи разработанной расчётной методики.

В приложении приводятся акты внедрения результатов работы в производство.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Обоснована актуальность работы по изготовлению изделий из широкой номенклатуры материалов методом диффузионной сварки с электротермическими системами давления, позволяющим исключить применение драгметаллов и специального оборудования. Выполнены теоретические и технологические исследования механизма создания давления, необходимого для качественного соединения материалов в электрических печах с защитными технологическими средами, за счёт применения термокомпрессионных устройств с клиновой системой установки начального зазора (зажима) и определённых режимов электронагрева. В результате проведённой работы:

1. Обоснована возможность определения при применении ЭТСД одноосного сжатия необходимых для получения качественного соединения заготовок температурного режима электронагрева и технологического зазора (зажима), устанавливаемого при помощи клиновой системы термокомпрессионного устройства, за счёт учёта геометрии и свойств материалов деталей устройства и свариваемых узлов.

2. Разработана методика оптимизации конструкций и сформированы базы данных материалов для деталей термокомпрессионных устройств, позволяющие проектировать с учётом различных предельных деформированных состояний материалов в широком диапазоне температур и сроках эксплуатации разные типы устройств одноосного сжатия с клиновой системой установки начального зазора (зажима), используя критерий минимума объёма.

3. При помощи данной методики разработаны технологические приспособления универсального типа со стойками прямоугольного поперечного сечения для последовательной и одновременной технологий диффузионной сварки с ЭТСД элементов пуансонов и матриц вырубных штампов, армированных твёрдым сплавом, и термокомпрессионное устройство специального типа со стойками круглого поперечного се-

чения для диффузионной сварки с ЭТСД контактов вакуумных выключателей.

4. Предложена феноменологическая механическая модель деформируемого твёрдого тела, описывающая термомеханическое поведение поликристаллических металлов и сплавов в условиях диффузионной сварки, на основании которой разработана методика расчёта режимов технологического процесса соединения материалов с использованием электротермических систем давления.

5. Определены марки инструментальных сталей и твёрдых сплавов, обеспечивающие наиболее высокое качество изделия при изготовлении методом диффузионного соединения армированных твёрдым сплавом пуансонов и матриц вырубных штампов с применением промежуточной прослойки на никелевой основе и послесварочной закалки узла на спокойном воздухе.

6. По полученным численным решениям системы дифференциальных уравнений, составленной на основе разработанной математической модели технологического процесса, и экспериментальным данным определены технологические режимы диффузионной сварки с ЭТСД: последовательной и одновременной элементов армированных твёрдым сплавом пуансонов и матриц вырубных штампов (из выявленных марок инструментальной стали 4Х5МФС и твёрдого сплава ВК20-КС) через промежуточную прослойку никеля Н2 толщиной 0,1мм в электрических вакуумных печах при вакууме не хуже 10'2Па и послесва-рочной закалки узлов на спокойном воздухе; элементов комбинированных контактных наконечников дугогасительных камер вакуумных выключателей из композиционного материала ХД50В-МП и меди марки МОб в электрических водородных печах.

7. Установлено, что применение ЭТСД и разработанных расчётных методик позволяет вести процессы высококачественного соединения материалов без применения припоев из драгметаллов и специального оборудования в электрических печах с защитными технологическими средами, оптимизировать конструкции технологических приспособлений, сокращать количество натурных экспериментов и разрабатывать технологии изготовления широкой номенклатуры узлов.

Результаты работы внедрены на ФГУП «Hi111 "Контакт"» при производстве узлов вырубных штампов и вакуумных выключателей с годовым

экономическим эффектом в размере 425 тыс. руб.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ РАБОТЫ

1. Герметизация вакуумных дугогасительных камер при бесштенгельной откачке / А.Я. Зоркий, СВ. Семёнов, А.В. Гаранин, А.П. Перекрестов // Электронная промышленность. Наука. Технологии. Изделия: Материа-

лы науч.-техн. конф. // Проблемы и перспективы электронного приборостроения. 1999. - №4. - С.52-53.

2. Зоркий А.Я., Конюшков Г.В., Перекрестов А.П. Модель процесса диффузионной сварки в вакууме за счёт разности ТКЛР материалов // Вакуумная наука и техника: Материалы VII науч.-техн. конф. с участием зарубеж. специалистов. - М.: МГИЭМ, 2000. - С.35-40.

3. Моделирование процесса диффузионной сварки электродов вакуумных дугогасительных камер и их герметизация / Г.В. Конюшков, А.Я. Зор-кин, А.П. Перекрестов, СВ. Семёнов // Сварочное производство. 2000. -№10.-С.14-17.

4. Конюшков Г.В., Зоркий А.Я., Перекрестов А.П. Моделирование процесса диффузионной сварки материалов за счёт разности ТКЛР // Автоматизация и управление в машино- и приборостроении: Межвуз. науч. сб. - Саратов, 2000. - С.69-72.

5. Зоркий А.Я., Конюшков Г.В., Перекрестов А.П. Модель процесса диффузионной сварки за счёт разности тепловых коэффициентов расширения материалов // Перспективы развития электроники и вакуумной техники на период 2001-2006гг.: Материалы науч.-техн. конф. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2001. - С.188-190.

6. Modelling the process of diffusion bonding electrodes of vacuum arc-extinguishing chambers and methods of sealing them / G.V. Konyushkov, A.Ya. Zorkin, A.P. Perekrestov, S.V. Semenov // Welding International. 2001.-№3.-P.231-234.

7. Конюшков Г.В., Перекрестов А.П. Анализ технологических параметров диффузионной сварки с термическими системами давления // Актуальные проблемы электронного приборостроения и машиностроения: Сб. науч. статей в рамках VI Междунар. науч.-техн. конф. АПЭП-2002 - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2002. - С.173-178.

8. Конюшков Г.В., Перекрестов А.П. Особенности технологического ' процесса диффузионной сварки с термическими системами давления //

Электронные приборы и устройства нового поколения: Материалы на-уч.-техн. конф. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2002. - С. 17-19.

9. Диффузионная сварка узлов вакуумных дугогасительных камер / Г.В. Конюшков, А.С. Семёнов, А.Я. Зоркий, А.П. Перекрестов // Перспективные направления развития электронного приборостроения: Материалы науч.-техн. конф. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2003. -С.80-86.

10. Конюшков Г.В., Перекрестов А.П. Принципы разработки технологического процесса диффузионной сварки с ТСД твердосплавных штампов // Перспективные направления развития электронного приборостроения: Материалы науч.-техн. конф. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2003.-С.119-126.

Лицензия ИД №06268 от 14.11.01

Подписано в печать 01.10.04 Формат 60x84 1/16

Бум. тип. Усл. печ. л. 1,0 Уч.-изд. л. 1,0

Тираж 100 экз. Заказ 395 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет 410054 г. Саратов, ул. Политехническая, 77 Копипринтер СГТУ, 410054 г. Саратов, ул. Политехническая, 77

№120 6 78

Введение.

1 .Основные методы неразъёмного соединения материалов в твёрдом состоянии и способы создания давления.

1.1.Методы твердофазного соединения материалов.

1.2.Основные сведения о процессе диффузионного соединения материалов и создании технологического усилия в электрических печах.

1.3.Особенности технологии соединения материалов с использованием ЭТСД и обоснование основного направления исследований.

Выводы, формулировка цели и задачи исследований.

2. Обоснование методов теоретических и экспериментальных исследований

2.1.Выбор материалов и подготовка образцов к соединению.

2.2. Экспериментальное технологическое оборудование.

2.3.Выбор методов и изготовление образцов для анализа диффузионного соединения и особенности технологии сварки опытных партий деталей

2.4. Используемые методы при разработке методики оптимизации конструкций термокомпрессионных устройств для диффузионной сварки материалов с применением ЭТСД.

2.5. Теоретические основы и методы численного решения разрабатываемой математической модели для расчёта параметров процесса диффузионной сварки материалов при помощи ЭТСД.

2.6. Выбор интервалов варьирования основных параметров при разработке режимов сварки.

Выводы.

3.Разработка методик оптимизации конструкций термокомпрессионных устройств и расчёта параметров процесса диффузионной сварки материалов в печах с ЭТСД.

3.1.Основные принятые приближения.

3.2. Расчёт и оптимизация конструкций термокомпрессионных устройств

3.3.Математическая модель и методика расчёта параметров технологического процесса сварки материалов с использованием ЭТСД.

Выводы.

4.Исследование качества полученных соединений.

4.1.Металлографический анализ зоны соединения.

4.2.Испытания на прочность и ультразвуковая дефектоскопия соединённых образцов.

4.3.Измерение микротвёрдости в зоне соединения.

Выводы.

5. Разработка ЭТСД и режимов сварки и их внедрение.

5.1.Разработка термокомпрессионного устройства для диффузионной сварки с ЭТСД деталей твёрдосплавного штампового инструмента

5.2.Разработка термокомпрессионного устройства для диффузионной сварки с ЭТСД элементов контактных наконечников вакуумных выключателей

5.3.Разработка технологического процесса диффузионной сварки в печах с ЭТСД элементов армированного твёрдым сплавом штампового инструмента

5.4.Разработка технологического процесса диффузионной сварки в печах с ЭТСД деталей контактных наконечников вакуумных выключателей.

Выводы.

Работоспособность изделий машиностроения, электроэнергетики, приборостроения, электронной техники и др. отраслей промышленности во многом зависит от качества соединения их деталей. Развитие современной науки и техники требует применения новых материалов (металлов, стекла, керамики, углерода, псевдосплавов и др.), обладающих высокими механическими и специальными свойствами, а также использования изделий со сложной конфигурацией деталей из таких материалов. Многие из этих материалов малопластичны, тугоплавки, нерастворимы друг в друге, либо образуют между собой хрупкие интерметаллические соединения. Получить качественные соединения, как разнородных, так и однородных композиций данных материалов довольно трудно. Для этого применяют высокотехнологичные методы соединения, среди которых одним из самых перспективных является диффузионная сварка, обеспечивающая получение наиболее качественных неразъёмных соединений широкой номенклатуры материалов.

Особенно большое значение диффузионная сварка имеет для инструментального производства, в частности штампового, при соединении твёрдых сплавов со сталями, а также для электроэнергетики при получении узлов с низким электрическим сопротивлением и соединении тугоплавких материалов.

Низкая стойкость инструмента и его интенсивный износ резко снижают производительность процесса штамповки в результате простоев оборудования во время смены инструмента, а также требуют дополнительных затрат на его изготовление. Значительное повышение эксплуатационной стойкости вырубных, вытяжных и высадочных штампов (в 30^-50 раз [13]) достигается за счёт оснащения их твердосплавными рабочими элементами, обладающими большой износостойкостью и невосприимчивостью к налипанию частиц металла. При изготовлении штампов, в частности для вырубки листовых магнитопроводов, широко используются твёрдые сплавы вольфрамокобальтовой группы. Эти материалы имеют высокий показатель стойкости, но являются дорогостоящими. Поэтому перспективным представляется изготовление штампового инструмента, у которого рабочая поверхность выполнена из твердосплавной вставки, присоединённой к стальному основанию. Работоспособность такого инструмента, являющегося одним из наиболее ответственных узлов технологической оснастки, находится в большой зависимости от качества соединения "твёрдый сплав - сталь". Поэтому процесс соединения твёрдого сплава и стального основания можно считать определяющим в технологии изготовления твердосплавных штампов. Крепление твердосплавных деталей к стальным держателям должно обеспечивать надёжность, прочность и жёсткость в течение всего срока службы. Как показывают результаты экспериментов [15], диффузионная сварка в вакууме даёт более прочное соединение по сравнению с пайкой: на 80-И 00% при испытании на сдвиг и на 25% при испытании на кручение.

В электроэнергетике в последнее время интенсивно развиваются конструкции вакуумных выключателей. Их отличительная особенность - гашение дуги при первом же переходе тока через нуль (после расхождения контактов). Вакуумные выключатели - это устройства, в которых операции включения и выключения сильноточных электрических цепей осуществляются в вакууме т порядка 10 Па и выше. Они обладают преимуществами компактности, произвольности рабочего положения, низкого энергопотребления механизма управления, пожаро- и взрывобезопасности, быстрого и надёжного срабатывания, широкого диапазона допустимой температуры окружающей вакуумную дуго-гасительную камеру среды (—70-г-200°С), повышенной износостойкости контактов и стойкости к ударным и вибрационным нагрузкам, бесшумности и отсутствия выбросов продуктов горения дуги. Кроме того, вакуумные выключатели характеризуются автономностью, большим сроком службы и не нуждаются в ремонте, что обусловливает их широкое применение для выключения цепей при напряжениях от 3,3 до 35кВ, в т.ч. в условиях частых коммутаций. Главными компонентами выключателя являются контактные наконечники, непосредственно на которых происходит размыкание и замыкание электрической цепи. Основные трудности, которые сдерживают развитие вакуумных выключателей по параметрам, связаны с теплоотводом от контактов, как при рабочем токе, так и в процессе дугогашения. Для улучшения теплоотвода от рабочих поверхностей контактных деталей их основание выполняется из меди, а рабочие поверхности образованы слоем дугостойкого псевдосплава толщиной 4н-5мм. Такая комбинированная (биметаллическая) деталь обладает в 5 раз большим сроком службы, чем изготовленная целиком из порошкового композиционного материала [44-49]. При использовании этого типа контактов реализуется возможность экономии дорогих и дефицитных материалов. При этом существенно снижаются потери металлов во время производства контактов, решается задача производства контактных деталей одновременно с контакто-держателем и обеспечивается более совершенное крепление композиционного рабочего слоя на токоподводящей части контактодержателя. Существует много методов формирования биметаллических контактов. Их определяет требуемая форма и распределение на контактах рабочего слоя. Одним из самых универсальных в этом смысле методов является диффузионная сварка в вакууме или в среде восстановительных газов.

Однако в условиях рыночной экономики предъявляются требования, как к повышению качества, так и к снижению себестоимости изготовления изделий. Необходимость применения дорогостоящего специального оборудования для диффузионной сварки сдерживает широкое внедрение этого процесса. Данный недостаток можно избежать за счёт применения электротермических систем давления (ЭТСД). В этом случае процесс соединения заготовок производится в обыкновенных электрических печах с защитными технологическими средами.

Значительные успехи в исследовании и разработке процессов соединения широкой номенклатуры материалов достигнуты благодаря работам отечественных учёных и специалистов (Н.Ф. Казакова, Э.С. Каракозова, Г.В. Конюшкова, Р.А. Мусина, И.М. Мухи, М.Н. Довбищука, Г.А. Щепетиной, B.C. Самойлова, Э.Р. Галинского, И.С. Гришина, П.А. Бордакова, Я.В. Лямина, В.А. Кар-хина и др.).

Однако в работах этих специалистов не имеется достаточных сведений по технологии диффузионной сварки материалов, в частности твёрдых сплавов со сталями и меди с композиционными материалами (с каркасом из тугоплавких металлов), в печах с ЭТСД. Поэтому этот вопрос требует проведения систематических комплексных исследований.

Работа выполнялась в соответствии с программой Министерства образования Российской Федерации "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" - подпрограмма 201, раздел 201.07, проект "Разработка физико-технологических основ теории, технологических моделей и оборудования диффузионной сварки металлов и неметаллов со специальными свойствами за счёт активирования процесса при уменьшенных давлениях и температурах" в 2001-2002гг. и Областной адресной инвестиционной программой на 2003г. Саратовской области - раздел "Промышленность: получение прямого бюджетного кредитования" - проект "Исследование физических свойств материалов и создание технологических процессов диффузионной сварки деталей и изделий электронной техники".

Целью работы является: повышение качества сварных изделий на основе совершенствования технологии соединения материалов за счёт применения электротермических систем давления; создание методик расчёта конструкций термокомпрессионных устройств и технологических режимов диффузионной сварки с электротермическими системами давления, а также разработка на их основе новых технологий для получения композиций материалов с заданными эксплуатационными свойствами.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи: исследовать возможность диффузионной сварки деталей в электронагревательных установках с защитными средами за счёт использования ЭТСД; разработать методику расчёта и оптимизации конструкций термокомпрессионных устройств с учётом различных предельных деформированных состояний материалов; разработать методику расчёта параметров технологического процесса диффузионной сварки материалов в печах с ЭТСД; выбрать с учётом особенностей технологии производства и условий эксплуатации изделий материалы для изготовления при помощи ЭТСД армированных твёрдым сплавом пуансонов и матриц вырубных штампов и комбинированных контактных наконечников дугогасительных камер вакуумных выключателей; разработать термокомпрессионные устройства для диффузионной сварки с ЭТСД элементов инструмента вырубных штампов, армированного твёрдым сплавом, и контактов вакуумных выключателей с рабочим слоем из композиционного материала; разработать технологические режимы процессов диффузионной сварки с ЭТСД элементов армированного твёрдым сплавом вырубного штампового инструмента и биметаллических контактов вакуумных выключателей; внедрить разработанные при помощи созданных методик технологические процессы и обеспечение в производство.

Методы исследований.

В работе использованы методы испытания материалов на механическую прочность и металлографический анализ; численные методы нахождения экстремума функции и коэффициентов уравнения регрессии для построения аналитических зависимостей при разработке методики оптимизации конструкций термокомпрессионных устройств и решения системы дифференциальных уравнений при разработке параметров технологических процессов диффузионной сварки с ЭТСД элементов армированного твёрдым сплавом вырубного штампового инструмента и биметаллических контактов вакуумных выключателей.

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Необходимое для получения качественного соединения материалов удельное усилие (как правило, величиной ~10 Па) создаётся за счёт применения электротермических систем давления одноосного сжатия, состоящих из следующих элементов: а) системы электронагрева; б) термокомпрессионного устройства со стягивающими элементами, имеющими меньший температурный коэффициент линейного расширения (TKJ1P), чем приведённый TKJ1P сжимаемого пакета деталей; и в) установленных в устройстве свариваемых заготовок.

2. Технологический зазор определённой величины, устанавливаемый при помощи клиновой системы термокомпрессионного устройства, обеспечивает при контролируемом нагреве ЭТСД создание усилия заданной величины

2 6 как правило, 10-^10 Н), действующего в течение заданного времени (обычно, ~10 с) подъёма температуры в заданном диапазоне значений (в большинстве случаев находящемся в пределах 0,44-0,7 по гомологической шкале наименее жаропрочного материала), что необходимо для образования между свариваемыми образцами полного физического контакта.

3. Разработанная методика расчёта конструкций и составленные базы данных жаропрочных материалов для деталей термокомпрессионных устройств для соединения в электропечах заготовок с габаритными размерами от ~10°мм

2 3 до ~10 мм позволяют при температурах (1,0н-1,5)Т0 К проектировать, используя критерий минимума объёма, оптимальные конструкции различных типов термокомпрессионных устройств одноосного сжатия с клиновой системой установки начального зазора.

4. На основе предложенной феноменологической механической модели деформируемого твёрдого тела разработана методика, которая позволяет (при 2 относительных деформациях деталей не более ~10 ) расчётным путём определять технологические параметры процесса диффузионной сварки с ЭТСД материалов.

5. Применение ЭТСД и разработанных расчётных методик позволяет вести процессы высококачественного соединения материалов без применения припоев из драгметаллов и специального оборудования в электрических печах с защитными технологическими средами, оптимизировать конструкции термокомпрессионных устройств и разрабатывать технологии изготовления широкой номенклатуры узлов при сокращённом количестве натурных экспериментов.

Научная новизна.

Разработана методика оптимизации конструкций и сформированы базы данных материалов для деталей термокомпрессионных устройств, позволяющие проектировать с учётом различных предельных деформированных состояний материалов в широких диапазонах температур и сроков эксплуатации разные типы устройств одноосного сжатия с клиновой системой установки начального зазора (зажима), используя критерий минимума объёма.

Предложена феноменологическая механическая модель деформируемого твёрдого тела, описывающая термомеханическое поведение поликристаллических металлов и сплавов в условиях технологического процесса диффузионной сварки с ЭТСД материалов.

С использованием данной модели разработана методика расчёта технологических параметров процесса диффузионной сварки с ЭТСД материалов. При этом ЭТСД представлена как совокупность деталей термокомпрессионного устройства и соединяемых заготовок с учётом влияния на свойства их материалов режима электронагрева.

Определены марки инструментальных сталей и твёрдых сплавов, обеспечивающие наиболее высокое качество армированного твёрдым сплавом вырубного штампового инструмента, изготовляемого методом диффузионной сварки с применением промежуточных прослоек на никелевой основе и послесвароч-ной закалки узлов на спокойном воздухе.

Получены численные решения системы дифференциальных уравнений, составленной на основе разработанной математической модели технологического процесса диффузионной сварки с ЭТСД материалов.

Установлено, что начальный зазор (величиной, как правило, ~10~'мм) обеспечивает при контролируемом электронагреве термокомпрессионных устройств с заготовками получение необходимых режимов диффузионной сварки соединяемых материалов.

Практическая ценность.

Результаты работы могут быть использованы в различных отраслях промышленности при изготовлении сварных узлов из разнообразных материалов с использованием электротермических систем давления.

Разработаны термокомпрессионные устройства универсального типа со стойками прямоугольного поперечного сечения, имеющие размеры (здесь и далее - длинахширинахвысота в мм) рабочих зон 130x100x65 и 130x100x98 и габаритные размеры 283(с раздвинутыми клиньями 355)х141х181 и 281(353)х143х223, для, соответственно, последовательной и одновременной диффузионной сварки с ЭТСД элементов пуансонов и матриц вырубных штампов, армированных твёрдым сплавом.

Разработана технология диффузионной сварки с ЭТСД элементов пуансонов и матриц вырубных штампов из инструментальной стали 4Х5МФС и твёрдого сплава марки ВК20—КС через прослойку никеля Н2 толщиной 0,1мм с послесварочной закалкой узлов на спокойном воздухе, позволяющая получать в обыкновенных электропечах соединения с пределами прочности: на срез - (4,0-4,6)- 108Па, на кручение - (2,8-кЗ,0> 108Па, на разрыв - (6,0-н8,8)-108Па [15].

Разработано термокомпрессионное устройство специального типа со стойками круглого поперечного сечения для диффузионной сварки с ЭТСД элементов биметаллических контактов вакуумных выключателей, имеющее размеры рабочей зоны 65x65x150 и габаритные размеры 170(240)х65х267.

Разработана технология диффузионной сварки с ЭТСД элементов контактов вакуумных выключателей из композиционного материала ХД50В—МП и меди марки МОб, обеспечивающая без применения специального оборудования и драгметаллов получение образцов с высокой механической прочностью на разрыв, высокой электрической прочностью и отключающей способностью, слабой и равномерной эрозией при искрении, низкой упругостью пара и хорошей теплопроводностью [17].

Апробация работы.

Основные положения работы докладывались на: научно-технической конференции "Проблемы и перспективы электронного приборостроения", по-свящённой 40-летию ГНПП "Контакт" (г. Саратов, 1999); седьмой научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов "Вакуумная наука и техника" (г. Гурзуф, 09.2000); научно-технической конференции "Перспективы развития электроники и вакуумной техники на период 2001-2006гг." (г. Саратов, 02.2001); научно-технической конференции "Электронные приборы и устройства нового поколения" (г. Саратов, 02.2002); шестой международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения" АПЭП-2002 (г. Саратов, 06.2002); научно-технической конференции "Перспективные направления развития электронного приборостроения" (г. Саратов, 09.2003).

Реализация работы в промышленности.

Результаты работы внедрены на ФГУП "НПП "Контакт"" при производстве узлов вырубных штампов и вакуумных выключателей с годовым экономическим эффектом в размере 425 тыс. руб.

Результаты работы внедрены на ФГУП "НПП "Контакт"" при производстве узлов вырубных штампов и вакуумных выключателей с годовым экономическим эффектом в размере 425 тыс. руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обоснована актуальность работы по проблеме изготовления изделий из широкой номенклатуры материалов методом диффузионной сварки в печах с ЭТСД, позволяющим исключить применение драгметаллов и специального оборудования. Выполнены теоретические и технологические исследования механизма создания сварочного давления за счёт применения термокомпрессионных устройств с клиновой системой установки начального зазора (зажима) и определённых режимов электронагрева. В результате проведённой работы:

1. Установлена возможность создания в электрических печах необходимого для получения качественного диффузионного соединения материалов термомеханического нагружения за счёт применения электротермических систем давления одноосного сжатия, представляющих собой помещённые в электронагревательные установки термокомпрессионные устройства (технологические приспособления, оснастки) из жаропрочных материалов (причём таких, что стягивающие элементы устройств имеют меньший ТКЛР, чем приведённый ТКЛР сжимаемого пакета деталей) с установленными в них свариваемыми заготовками. Требуемые параметры нагружения достигаются за счёт установки начального технологического зазора при помощи клиновой системы и подбора материалов и геометрии деталей устройства, а также применения определённого режима электронагрева.

2. Разработана методика оптимизации конструкций и сформированы базы данных материалов для деталей термокомпрессионных устройств, позволяющие проектировать с учётом различных предельных деформированных состояний материалов в широком диапазоне температур и сроков эксплуатации разные типы устройств одноосного сжатия с клиновой системой установки начального зазора (зажима), используя критерий минимума объёма.

3. При помощи данной методики разработаны термокомпрессионные устройства универсального типа со стойками прямоугольного поперечного сечения для технологий последовательной и одновременной диффузионных сварок с использованием ЭТСД армированных твёрдым сплавом пуансонов и матриц вырубных штампов и термокомпрессионное устройство специального типа со стойками круглого поперечного сечения для диффузионной сварки при помощи ЭТСД биметаллических контактов дугогасительных камер вакуумных выключателей.

4. Предложена феноменологическая механическая модель деформируемого твёрдого тела, описывающая термомеханическое поведение поликристаллических металлов и сплавов в условиях диффузионной сварки, на основании которой разработана методика расчёта режимов технологического процесса соединения материалов с использованием ЭТСД.

5. Определены марки инструментальных сталей и твёрдых сплавов, обеспечивающие наиболее высокое качество изделия при изготовлении методом диффузионной сварки армированного твёрдым сплавом вырубного штампового инструмента с применением промежуточной прослойки на никелевой основе и послесварочной закалки узла на спокойном воздухе.

6. При помощи созданной методики расчёта технологических режимов разработаны процессы диффузионной сварки с использованием спроектированных термокомпрессионных устройств: последовательной и одновременной элементов армированных твёрдым сплавом пуансонов и матриц вырубных штампов (из выявленных марок инструментальной стали 4Х5МФС и твёрдого сплава ВК20—КС) через промежуточную прослойку никеля Н2 толо щиной 0,1мм в вакуумных электропечах при вакууме не хуже 10 Па и с послесварочной закалкой узлов на спокойном воздухе; элементов комбинированных контактных наконечников дугогасительных камер вакуумных выключателей из композиционного материала ХД50В—МП и меди марки МОб в водородных электропечах.

7. Установлено, что применение ЭТСД и разработанных расчётных методик позволяет вести процессы высококачественного соединения материалов без применения припоев из драгметаллов и специального оборудования в электрических печах с защитными технологическими средами, оптимизировать конструкции термокомпрессионных устройств и разрабатывать технологии изготовления широкой номенклатуры узлов при сокращённом количестве натурных экспериментов.

1. Теория, технология и оборудование диффузионной сварки. /Учебник для вузов. /Под общ. ред. В.А. Бачина. М.: Машиностроение, 1991. - 352с.

2. Лариков Л.Н., Рябов В.Р., Фальченко В.М. Диффузионные процессы в твёрдой фазе при сварке. М.: Машиностроение, 1975. - 192с.

3. Гельман А.С. Основы сварки давлением. М.: Машиностроение, 1970. -312с.

4. Каракозов Э.С. Соединение металлов в твёрдой фазе. М.: Металлургия, 1976. - 264с.

5. Каракозов Э.С. Сварка металлов давлением. М.: Машиностроение, 1986. - 280с.

6. Казаков Н.Ф. Диффузионная сварка материалов. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1976. - 312с.

7. Диффузионная сварка жаропрочных сплавов. /Мусин Р.А., Анциферов В.Н., Квасницкий В.Ф. М.: Металлургия, 1979. - 208с.

8. Технология прецизионной диффузионной сварки в точном приборостроении. /АТ. Щербак, В.Г. Кедров. СПб: ГНЦ РФ - ЦНИИ "Электроприбор", 1997. - 166с.

9. Щербак А.Г. Прецизионная технология диффузионной сварки узлов точного приборостроения: Дис. на соискание учёной степени д-ра техн. наук. -СПб, 1994.-273 с.

10. Диффузионная сварка металлов, сплавов и неметаллических материалов. /Тезисы докладов. /Под ред. Н.Ф. Казакова. М.: ПНИЛДСВ, 1968. - 112с.

11. Диффузионное соединение в вакууме металлов, сплавов и неметаллических материалов. /Сб. науч. тр. /Под ред. Н.Ф. Казакова. М.: ПНИЛДСВ, 1968. - 366с.

12. Диффузионное соединение в вакууме металлов, сплавов и неметаллических материалов. /Сб. науч. тр. /Под ред. Н.Ф. Казакова. М.: ПНИЛДСВ, 1971. -276с.

13. Муха И.М., Любимов В.Е. Технология изготовления твердосплавных деталей и инструмента. К.: Техника, 1980. - 191с.

14. Диффузионное соединение в вакууме металлов, сплавов и неметаллических материалов. /Сб. науч. тр. VII всесоюз. науч-техн. конференции №5. /Под ред. Н.Ф. Казакова. М.: ПНИЛДСВ, 1973. - 176с.

15. Диффузионное соединение в вакууме металлов, сплавов и неметаллических материалов. /Сб. науч. тр. VII всесоюз. науч-техн. конференции №6. /Под ред. Н.Ф. Казакова. М.: ПНИЛДСВ, 1973. - 260с.

16. Диффузионная сварка материалов: Справочник. /Под ред. Н.Ф. Казакова. -М.: Машиностроение, 1981. 271с.

17. Сысоев А.П., Сергеев А.В., Казаков Н.Ф. Диффузионная сварка медно-хромового псевдосплава с медью. // Порошковая металлургия. 1984. -№10. -с.45-47.

18. Гегузин Я.Е. Очерки о диффузии в кристаллах. М.: Наука, 1974. - 256с.

19. Маннинг Дж. Кинетика диффузии атомов в кристаллах. /Пер. с англ. Под ред Б .Я. Любова. М.: Мир, 1971. - 280с.

20. Старк Дж. П. Диффузия в твёрдых телах. /Пер. с англ. Под ред. Л.И. Тру-сова. М.: Энергия, 1980. - 240 с.

21. Процессы взаимной диффузии в сплавах. /И.Б. Боровский, К.П. Гуров, И.Д. Марчукова и Ю.Э. Угасте. М.: Наука, 1973.- 360с.

22. Каур И. И Густ В. Диффузия по границам зёрен и фаз. /Пер. с англ. Под ред. Л.С. Швиндлермана. М.: Машиностроение, 1991. - 448с.

23. Химическая диффузия в твёрдых телах. /Чеботин В.Н. М.: Наука, 1989. -208с.

24. Гуляев А.П. Термическая обработка стали. -М.: Машгиз, 1960. 496с.

25. Металловедение и термическая обработка стали: Справочник. /В 3-х т.

26. Под ред. Бернштейна M.JL, Рахштадта А.Г. М.: Металлургия, 1983.

27. Шмыков А.А. Справочник термиста. М.: Машгиз, 1961. - 392с.

28. Филинов С.А., Фиргер И.В. Справочник термиста. Л.: Машиностроение, 1969. - 320с.

29. Тылкин М.А. Справочник термиста ремонтной службы. М.: Металлургия, 1981. - 648с.

30. Йех Я. Термическая обработка стали: Справочник. /Пер. с чеш. Под ред. Ю.Г. Андреева и В.Б. Фридман. М.: Металлургия, 1979. - 264с.

31. Качанов Н.Н. Прокаливаемость стали. М.: Металлургия, 1978. - 192с.

32. Гуляев А.П. и др. Инструментальные стали: Справочник. М.: Машиностроение, 1975. - 272с.

33. Бетанели А.И. Прочность и надёжность режущего инструмента. Тбилиси: Сабчота Сакартвело, 1973. - 304с.

34. Малинкина Е.И., Ломакин В.Н. Прокаливаемость стали. М.: Машиностроение, 1969. - 179с.

35. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1983. - 527с.

36. Штамповые стали. Состав, свойства, термическая обработка. /Под ред. Н.Т. Деордиева, Л.А. Позняка. М.: Машиностроение, 1964. - 128с.

37. Штампы для горячего деформирования металлов. /Уч. пособие для вузов. /Под ред. М.А. Тылкина. М.: Высш. шк., 1977. - 496с.

38. Трусов А.А. Твердосплавный инструмент: Справочник. М.: Машиностроение, 1966. - 276с.

39. Баженов М.Ф., Байчман С.Г., Карпачев Д.Г. Твёрдые сплавы: Справочник. М.: Металлургия, 1978. - 184с.

40. Металлообрабатывающий твердосплавный инструмент: Справочник. B.C. Самойлов и др. М.: Машиностроение, 1988. - 368с.

41. Туманов В.И. Свойства сплавов системы карбид вольфрама карбид титана - карбид тантала - карбид ниобия - кобальт. - М.: Металлургия, 1973.- 184с.

42. Ермаков С.С., Вязников Н.Ф. Металлокерамические детали в машино-стрении. Л.: Машиностроение, 1975. - 232с.

43. Самсонов Г.В., Портной К.И. Сплавы на основе тугоплавких соединений.- М.; Оборонгиз, 1961. 304с.

44. Андриевский Р.А., Ланин А.Г. Прочность тугоплавких соединений. М.: Металлургия, 1974. - 232с.

45. Электротехнический справочник. В 3-х т. /Гл. ред. И.Н. Орлова. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 488с.

46. Электротехнические материалы: Справочник. /В.Б. Берёзин и др. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 504с.

47. Усов В.В. Металловедение электрических контактов. М.-Л.: ГЭИ, 1963. -208с.

48. Справочник по электротехническим материалам. В 3-х т. /Под ред. Ю.В. Корицкого и др. М.: Энергоатомиздат, 1986.

49. Электрические аппараты высокого напряжения. /Учеб. пособие для вузов. /Под ред. Г.Н. Александрова. Л.: Энергоатомиздат, 1989. - 344с.

50. Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения. /Под ред. В.В. Афанасьева. Л.: Энергоатомиздат, 1987. - 544с.

51. Вонсовский С.В. и Кацнельсон М.И. Квантовая физика твёрдого тела. -М.: Наука, 1983. -336с.

52. Харрисон У. Электронная структура и свойства твёрдых тел: Физика химической связи. /Пер. с англ. М.: Мир, 1983. - В 2-х т.

53. Киттель Ч. Введение в физику твёрдого тела. /Пер. с англ. Под ред. А.А. Гусева. М.: Наука, 1978. - 790с.

54. Маделунг О. Теория твёрдого тела. /Пер. с нем. Под ред. А.И. Ансельма. -М.: Наука, 1980. -416с.

55. Базаров И.П. Статистическая теория кристаллического состояния. М.:

56. Изд. Моск-го ун-та, 1972. 120с.

57. Косевич A.M. Теория кристаллической решётки. (Физическая механика кристаллов.) /Учеб. пособие для физ. и физ.-техн. спец. вузов. X.: Вища шк., 1988. -304с.

58. Смирнов А.А. Молекулярно-кинетическая теория металлов. М.: Наука, 1966. -488с.

59. Упорядоченные сплавы в металлических системах. /Н.М. Матвеева, Э.В. Козлов. М.: Наука, 1989. - 247с.

60. Козлов Э.В. и др. Структуры и стабильность упорядоченных фаз. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1994. - 248с.

61. Физическое металловедение. /Под ред. Р.У. Кана, П. Хаазена. В 3-х т. /Пер. с англ. Н.В. Абросимова и др. М.: Металлургия, 1987.

62. Кристиан Дж. Теория превращений в металлах и сплавах. /Пер. с англ. Под ред. А.Л. Ройтбурда. М.: Мир, 1978. - 808с.

63. Семенченко В.К. Поверхностные явления в металлах и сплавах. М.: ГИТТЛ, 1957.-492с.

64. Жарков В.Н., Калинин В.А. Уравнения состояния твёрдых тел при высоких давлениях и температурах. М.: Наука, 1968. - 312с.

65. Твёрдые тела под высоким давлением. /Под ред. В. Пол, Д. Варшауэр. /Пер. с англ. Под ред. А.П. Виноградова. М.: Мир, 1966. - 524с.

66. Шиняев А.Я. Фазовые превращения и свойства сплавов при высоком давлении. М.: Наука, 1973.- 153с.

67. Механические свойства материалов под высоким давлением. /Под ред. Х.Л. Пью /Пер. с англ. Под общ. ред. Л.Ф. Верещагина. М.: Мир, 1973.

68. Структура межкристаллитных и межфазных границ. /В.М. Косевич, В.М. Иевлев, Л.С. Палатник и А.И. Федоренко.- М.: Металлургия, 1980.- 256с.

69. Поверхностная энергия твёрдых металлических фаз. /Д.М. Скоров, А.И. Дашковский, В.Н. Маскалец, В.К. Хижный. М.: Атомиздат, 1973. - 172с.

70. Коттрел А. Теория дислокаций. /Пер. с англ. Под ред. A.JI. Ройтбурда. -М.: Мир, 1969. 96с.

71. Введение в дислокации. /Д. Халл. М.: Атомиздат, 1968. - 280с.

72. Хирт Дж. и Лоте И. Теория дислокаций. /Пер. с англ. Под ред. Э.М. Над-горного и Ю.А. Осипьяна. М.: Атомиздат, 1972. - 600с.

73. Соколов Л.Д. Дислокации и свойства металлов. /Курс лекций для студентов металлургических специальностей. Горький, 1973. - 148с.

74. Миркин Л.И. Физические основы прочности и пластичности (Введение в теорию дислокаций). М.: Изд. Моск. Ун-та, 1968. - 540с.

75. Введение в микромеханику. /Под ред. Онами М. /Пер. с япон. Под ред. Гуна Г .Я. М.: Металлургия, 1987. - 280с.

76. Панин В.Е., Дударев Е.Ф., Бушнев Л.С. Структура и механические свойства твёрдых растворов замещения. М.: Металлургия, 1971. - 208с.

77. Жермен П. Курс механики сплошных сред. Общая теория. /Пер. с фр. В.В. Федулова. М.: Высш. шк., 1983. - 399с.

78. Трусделл К. Первоначальный курс рациональной механики сплошных сред. /Пер. с англ. Под ред. П.А. Жилина и А.И. Лурье. М.: Мир, 1975. -592с.

79. Седов Л.И. Механика сплошной среды. М.: Наука, 1976. - 576с.

80. Годунов С.К. Элементы механики сплошной среды. М.: Наука, 1978. -304с.

81. Успехи механики деформируемых сред. /Отв. ред. А.Ю. Ишлинский. М.: Наука, 1975. - 576с.

82. Механика деформируемых сред. /Межвуз. сб. /Отв. ред. Д.Д. Ивлев. Куйбышев: КГУ, 1979. - 141с.

83. Фелтам П. Деформация и прочность материалов. /Пер. с англ. Под ред. М.Г. Лозинского. М.: Металлургия, 1968. - 120с.

84. Механика в СССР за 50 лет. /Сб. ст. /Гл. ред. Л.И. Седов. Т.З. Механикадеформируемого твёрдого тела. М.: Наука, 1972. - 480с.

85. Проблемы механики твёрдого деформированного тела. /Сб. ст. /Отв. ред. Л.И. Седов. Л.: Судостроение, 1970. - 512с.

86. Механика деформируемых тел и конструкций. /Сб. ст. /Отв. ред. В.В. Новожилов. М.: Машиностроение, 1975. - 560с.

87. Механика деформируемого твёрдого тела. /Гл. ред. Л.И. Седов. Т.12. М.: ВИНИТИ, 1978. - 196с.

88. Механика деформируемого твёрдого тела. /Гл. ред. А.И. Михайлов. Т.13. -М.: ВИНИТИ, 1980. 300с.

89. Механика деформируемого твёрдого тела. /Гл. ред. П.В. Нестеров. Т.21. -М.: ВИНИТИ, 1990. 200с.

90. Механика деформируемого твёрдого тела. /Гл. ред. А.И. Михайлов. Т.22. -М.: ВИНИТИ, 1991. 136с.

91. Проблемы механики деформируемого твёрдого тела. /Межвуз. сб. науч. тр. /Отв. ред. Зубчанинов В.Г. Калинин: КГУ, 1986. - 176с.

92. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением. /Уч. для вузов. М.: Металлургия, 1986. - 688с.

93. Фрейденталь А., Гейрингер X. Математические теории неупругой сплошной среды. /Пер. с англ. Под ред. Э.И. Григолюка. М.: Физматгиз, 1962. -432с.

94. Новожилов В.В., Кадашевич Ю.И. Микронапряжения в конструкционных материалах. Л.: Машиностроение, 1990. - 223с.

95. Прочность материалов и конструкций. /Отв. ред. Г.С. Писаренко. Киев: Наук, думка, 1975. - 384с.

96. Термопрочность деталей машин. /Под ред. И.А. Биргера и Б.Ф. Шорра. -М.: Машиностроение, 1975. 455с.

97. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. В 2 ч. М.: Машиностроение, 1974.

98. Амбарцумян С.А. Разномодульная теория упругости. М.: Наука, 1982. -320с.

99. Розин JI.A. Задачи теории упругости и численные методы их решения. -СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1998. 532с.

100. Контактные задачи математической теории упругости. /Моссаковский В.И, и др.- Киев: Наук, думка, 1985. 176с.

101. Коренев Б.Г. Задачи теории теплопроводности и термоупругости. М.: Наука, 1980. - 400с.

102. Подстригач Я.С., Ломакин В.А., Коляно Ю.М. Термоупругость тел неоднородной структуры. М.: Наука, 1984. - 368с.

103. Механика связанных полей в элементах конструкций. Т.1. Термоупругость. /Мотовиловец И.А., Козлов В.И. /Под общ. ред. А.Н. Гузя Киев: Наук, думка, 1987. - 264с.

104. Александров А.В., Потапов В.Д. Основы теории упругости и пластичности. /Учеб. для строит, спец. вузов.- М.: Высш. шк., 1990.-400с.

105. ЮЗ.Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. /Пер. с англ. Под ред Б.Я. Любова. М.: Мир, 1972. - 408с.

106. Ивлев Д.Д. Теория идеальной пластичности. М.: Наука, 1966. - 232с.

107. Ерхов М.И. Теория идеально пластических тел и конструкций. М.: Наука, 1978. - 352с.

108. Ильюшин А.А. Пластичность. Основы общей математической теории. -М.: АН СССР, 1963.-272с.

109. Соколовский В.В. Теория пластичности. М.: Высш. шк., 1969. - 608с.

110. Джонсон У., Меллор П. Теория пластичности для инженеров. /Пер. с англ. А.Г. Овчинникова.- М.: Машиностроение, 1979.- 567с.

111. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. Л.: Машиностроение, 1978. - 368с.

112. Шалин В.Н. Расчёты упрочнения изделий при их пластической деформации. Л.: Машиностроение, 1971. - 192с.

113. Кузьменко В.И., Балакин В.Ф. Решение на ЭВМ задач пластического деформирования: Справочник. К.: Тэхника, 1990. - 136с.

114. Кайбышев О.А. Сверхплакстичность промышленных сплавов. М.: Металлургия, 1984. - 264с.

115. Проблемы высоких температур в авиационных конструкциях. /Сб. статей. /Пер. с англ. Под ред. Г.В. Ужика. М.: ИЛ, 1961. - 596с.

116. Ползучесть и возврат. /Пер. с англ. М.Б. Гутермана. М.: Металлургиздат, 1961.-412с.

117. Механические свойства материалов при повышенных температурах. /Под ред. Дж. Дорна/ Пер. с англ. Под ред. Л.Б. Гецова. М.: Металлургия, 1965. - 296с.

118. Сазонова Н.Д. Испытание жаропрочных материалов на ползучесть и длительную прочность. М.: Машиностроение, 1965. - 266с.

119. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. М.: Наука, 1966. -752с.

120. Новые материалы и методы исследования металлов и сплавов. /Пер. с англ. Под ред. И.И. Корнилова. М.: Металлургия, 1966. - 328с.

121. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. М.: Высш. шк., 1968. - 512с.

122. Пэжина П. Основные вопросы вязкопластичности. /Пер. с англ. Под ред Г.С. Шапиро. М.: Мир, 1968. - 176с.

123. Гарофало Ф. Законы ползучести и длительной прочности металлов и сплавов. /Пер. с англ. Под ред. В.М. Розенберга. М.: Металлургия, 1968. - 304с.

124. Ржаницын А.Р. Теория ползучести. М.: Стройиздат, 1968. - 416с.

125. Надаи А. Пластичность и разрушение твёрдых тел. Т2. /Пер. с англ. Под ред. Г.С. Шапиро. М.: Мир, 1969. - 864с.

126. Работнов Ю.Н., Милейко С.Т. Кратковременная ползучесть. М.: Наука, 1970. - 224с.

127. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. /Уч. для студентов вузов. М.: Машиностроение, 1975. - 400с.

128. Колтунов М.А. Ползучесть и релаксация. /Уч. пособие для вузов. М.: Высш. шк., 1976. - 277с.

129. Малинин Н.Н. Технологические задачи пластичности и ползучести. /Учеб. Пособие для студентов машиностр. спец. вузов. М.: Высш. шк., 1979. -119с.

130. Можаровский Н.С. и др. Ползучесть и долговечность материалов при программном нагружении. Киев: Вища шк., 1982. - 136с.

131. Закономерности ползучести и длительной прочности: Справочник. /Под общ. ред. С.А. Шестерикова. М.: Машиностроение, 1983. - 101с.

132. Ползучесть элементов машиностроительных конструкций. /Под ред. А.Н. Подгорного. Киев: Наук. Думка, 1984. - 264с.

133. Теоретико-экспериментальный метод исследования ползучести в конструкциях. /Сб. науч. тр. Куйбышев: КПтИ, 1984. - 196с.

134. Гохфельд Д.А., Садаков О.С. Пластичность и ползучесть элементов конструкций при повторных нагружениях. М.: Машиностроение, 1984. -256с.

135. Бойл Дж., Спенс Дж. Анализ напряжений в конструкциях при ползучести. /Пер с англ. М.: Мир, 1986. - 360с.

136. Ползучесть и длительная прочность конструкций. /Сб. науч. тр. Куйбышев: КПтИ, 1986. - 164с.

137. Чадек Й. Ползучесть металлических материалов. /Пер. с чешек. Под ред. В.Р. Регеля. М.: Мир, 1987. - 304с.

138. Механика связанных полей в элементах конструкций. Т.2. Термовязко-пластичность. /Шевченко Ю.Н., Савченко В.Г. /Под общ. ред. А.Н. Гузя

139. Киев: Наук, думка, 1987. 264с.

140. Цвелодуб И.Ю. Постулат устойчивости и его приложения в теории ползучести металлических материалов. Новосибирск, 1991. - 202с.

141. Стечкин С.Б., Субботин Ю.Н. Сплайны в вычислительной математике. -М.: Наука, 1976. 248с.

142. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. /Уч. для втузов. М.: Наука, 1986.- 512с.

143. Биргер И.А., Мавлютов P.P. Сопротивление материалов. /Учеб. пособие. -М.: Наука, 1986. 560с.

144. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. /Учеб. для вузов. М.: Высш. шк., 1995. - 560с.

145. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. Киев: Наук, думка, 1975. - 704с.

146. Гуле Ж. Сопротивление материалов. /Пер. с фр. А.С. Кравчука. М.: Высш. шк., 1985. - 192с.

147. Фесик С.П. Справочник по сопротивлению материалов. Киев: Буд1вель-ник, 1982. - 280с.

148. Справочник по сопротивлению материалов. /Е.Ф. Винокуров и др. Мн.: Наука и техника, 1988. - 464с.

149. Тимошенко С.П., Гере Дж. Механика материалов. /Пер. с англ. Под ред. Э.И. Григолюка. М.: Мир, 1976. - 672с.

150. Пикуль В.В. Прикладная механика деформируемого твёрдого тела. М.: Наука, 1989. -221с.

151. Филин А.П. Прикладная механика твёрдого деформируемого тела: Сопротивление материалов с элементами теории сплошных сред и строительной механики. М. Наука, 1978. - 616с.

152. Справочник металлиста. В 3-х т. /Под общ. ред. Н.С. Ачеркана. М.: Машиностроение, 1965. - 1028с.

153. Справочник металлиста. В 5-и т. /Под ред. С.А. Чернавского и В.Ф. Рещи-кова. М.: Машиностроение, 1976.

154. Козлов Ю.С. Материаловедение. /Учеб. пособие. М.: Высш. шк., 1983. -80с.

155. Материаловедение. /Учебник для вузов. /О.В. Травин, Н.Т. Травина М.: Металлургия, 1989. - 384с.

156. Материаловедение и технология металлов. /Учебник для вузов. /Т.П. Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюнин и др. М.: Высш. шк., 2000. - 638с.

157. Гуляев А.П. Металловедение. /Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1986.-544с.

158. Колачев Б.А. Водородная хрупкость металлов. М.: Металлургия, 1985. -216с.

159. Садовский В.Д. Структурная наследственность в стали. М.: Металлургия, 1973. -208с.

160. Справочник по практическому металловедению. /B.JI. Пилюшенко и др. -К.: Техшка, 1984. 135с.

161. МакЛин Д. Механические свойства металлов. /Пер. с англ. Под ред. Я.Б. Фридмана. М.: Металлургия, 1965. - 432с.

162. Испытание материалов: Справочник. /Под. ред. X. Блюменауэра. /Пер. с нем. Под ред. М.Л. Бернштейна. М.: Металлургия, 1979. - 448с.

163. Агеев Н.П., Каратушин С.И. Механические испытания металлов при высоких температурах и кратковременном нагружении. М.: Металлургия, 1968.-280с.

164. Полухин П.И., Гун Г.Я., Галкин A.M. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов: Справочник. М.: Металлургия, 1983. -352с.

165. Конструкционные материалы: Справочник. /Под общ. ред. Б.Н. Арзамасо-ва. М.: Машиностроение, 1990. - 688с.

166. Марочник сталей и сплавов. /Под общ. ред. В.Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989. - 640с.

167. Третьяков А.В., Трофимов Г.К., Гурьянова М.К. Механические свойства сталей и сплавов при пластическом деформировании: Справочник. М.: Машиностроение, 1971. - 64с.

168. Третьяков А.В., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1973. - 224с.

169. Жуков А.А. Машиностроительные материалы: Карманный справочник. -М.: Машиностроение, 1967. 192с.

170. Машиностроительные материалы: Краткий справочник. /Под ред. В.М. Раскатова. М.: Машиностроение, 1980. - 511с.

171. Журавлёв В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали: Справочник. М.: Машиностроение, 1992. - 480с.

172. Бобылев А.В. Механические и технологические свойства металлов: Справочник. М.: Металлургия, 1987. - 208с.

173. Свойства и применение металлов и сплавов для электровакуумных приборов. /Справ, пособие. /Под общ. ред. Р.А. Нилендера. М.: Энергия, 1973.-336с.

174. Прецизионные сплавы: Справочник. /Под ред. Б.В. Молотилова. М.: Металлургия, 1974. - 448с.

175. Борисенко В.А. Твёрдость и прочность тугоплавких материалов при высоких температурах. Киев.: Наук, думка, 1984. - 212с.

176. Захаров А.И. Физика прецизионных сплавов с особыми тепловыми свойствами. М.: Металлургия, 1986. - 239с.

177. Габриэлян Д.И. Прецизионные сплавы (металлургия и свойства). М.: Металлургия, 1972. - 104с.

178. Марочник литейных цветных сплавов. /Под ред. И.Р. Крянина, Б.С. Мильман, Е.Т. Долбенко. М.: ЦНИИТМАШ, 1971. - 172с.

179. Смирягин А.П., Смирягина Н.А., Белова А.В. Промышленные цветные металлы и сплавы. М.: Металлургия, 1974. 488с.

180. Богатин Д.Е. Порошки цветных металлов. М.: Металлургия, 1970. - 104с.

181. Ма Б.М. Материалы ядерных энергетических установок. /Пер. с англ. Под ред. Ю.Ф. Чернилина. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 408с.

182. Электротермическое оборудование: Справочник. /Под. общ. ред. А.П. Альтгаузена. М.: Энергия, 1980. - 416с.

183. Материалы для электротермических установок: Справ, пособие. /Под ред. М.Б. Гутмана. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 296с.

184. Келли А. Высокопрочные материалы. /Пер. с англ. С.Т. Милейко. М.: Мир, 1976.-264с.

185. Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства, области применения: Справочник. /Отв. ред. И.М. Федорченко. Киев: Наук, думка, 1985. - 624с.

186. Порошковая металлургия. Спечённые и композиционные материалы. /Под ред. В. Шатта. /Пер. с нем. Под ред. Р.А. Андриевского. М.: Металлургия, 1983. - 520с.

187. Раковский B.C., Саклинский В.В. Порошковая металлургия в машиностроении: Справ, пособие. М.: Машиностроение, 1972. - 126с.

188. Композиционные материалы. В 8-ми т. /Редакторы Л.Браутман, Р. Крок. /Пер. с англ. 1978.

189. Композиционные материалы в технике. /Д.М. Карпинос и др. К.: Техш-ка, 1985. - 152с.

190. Структура и свойства композиционных материалов. /К.И. Портной и др. -М.: Машиностроение, 1979. 255с.

191. Порошковая металлургия и высокотемпературные материалы. /Под ред. П. Рамакришнана /Пер. с англ. А.Н. Штейнберга. Челябинск: Металлургия, 1990. - 352с.

192. Портной К.И., Бабич Б.Н. Дисперсноупрочнённые материалы. М.: Металлургия, 1974. - 200с.

193. Волоконные композиционные материалы. /Под ред. Дж. Уитона, Э. Скала./ Пер. с англ. Под ред. А.Ф. Белова. М.: Металлургия, 1978. - 240с.

194. Либерман Л.Я. Материалы, применяемые в энергомашиностроении. М.: ЦИНТИМАШ, 1961. - 184с.

195. Строение и свойства авиационных материалов. /Уч. для вузов. /Под ред. Белова А.С., Николенко В.В. М.: Металлургия, 1989. - 368с.

196. Михайлов-Михеев П.Б. Справочник по металлическим материалам тур-бино- и моторостроения. М.-Л.: Машгиз, 1961. - 840с.

197. Гецов Л.Б. Материалы и прочность деталей газовых турбин. Л.: Машиностроение, 1973. - 296с.

198. Маевский И.Л. Обработка давлением жаропрочных сплавов. М.-Л.: Машиностроение, 1964. - 124с.

199. Жаропрочные сплавы при изменяющихся температурах и напряжениях. /Сб. статей/ Под ред. Л.Б. Гецова, М.Г. Таубиной. 1960. - 288с.

200. Химушин Ф.Ф. Жаропрочные стали и сплавы. М.: Металлургия, 1964. -672с.

201. Масленков С.Б. Жаропрочные стали и сплавы: Справ, издание. М.: Металлургия, 1983. - 192с.

202. Захаров М.В., Захаров A.M. Жаропрочные сплавы. М.: Металлургия, 1972. - 384с.

203. Структура и свойства жаропрочных металлических материалов. /Доклады на 26 сессии по проблеме жаропрочности./ Отв. ред. Н.В. Агеев. М.: Наука, 1973.-264с.

204. Борздыка A.M., Цейтлин В.З. Термическая обработка жаропрочных сталей и сплавов. М.: Машиностроение, 1964. - 248с.

205. Курц В., Зам П.Р. Направленная кристаллизация эвтектических материалов. /Пер. с нем. Под ред. Ю.Н. Тарана. М.: Металлургия, 1980. - 272с.

206. Елютин В.П., Павлов Ю.А. Высокотемпературные материалы. М.: Металлургия, 1972. - 264с.

207. Квасницкий В.Ф. Сварка и пайка жаропрочных сплавов в судостроении. -Л.: Судостроение, 1986. 224с.

208. Тугоплавкие материалы в машиностроении: Справочник. /Под ред. А.Т. Туманова и К.И. Портного. М.: Машиностроение, 1967. - 392с.

209. Зеликман А.Н. Молибден. М.: Металлургия, 1970. - 440с.

210. Производство отливок из сплавов цветных металлов. /Учебник для вузов. /Курдюмов А.В. и др. М.: Металлургия, 1986. - 416с.

211. Металлургия и технология сварки тугоплавких металлов и сплавов на их основе./Под ред. С.М. Гуревича. Киев: Наук, думка, 1982. - 304с.

212. Физико-механические и теплофизические свойства металлов. /Сб. ст./Отв. ред. Н.Н. Рыкалин. М.: Наука, 1976. - 214с.

213. Чертов А.Г. Физические величины (терминология, определения, обозначения, размерности, единицы): Справ, пособие. М.: Высш. шк., 1990. -335с.

214. Чиркин B.C. Теплофизические свойства материалов: Справочное руководство. М.: Физмат, 1959. - 356с.

215. Чиркин B.C. Теплофизические свойства материалов ядерной техники: Справочник. М.: Атомиздат, 1968. - 484с.

216. Физические свойства сталей и сплавов, применяемых в энергетике: Справочник. /Под ред. Б.Е. Неймарк М.-Л.: Энергия, 1967. - 240с.

217. Физические величины: Справочник. /Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мей-лихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1232с.