автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Исследование и разработка технологического процесса многоцикловой прокатки листов из композиционных материалов на основе алюминия и меди с комплексом повышенных конструкционных и функциональных свойств

На правах рукописи

ЕВСЕЕВ ПАВЕЛ СЕРГЕЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА МНОГОЦИКЛОВОЙ ПРОКАТКИ ЛИСТОВ ИЗ композиционных МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И МЕДИ С КОМПЛЕКСОМ ПОВЫШЕННЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ

СВОЙСТВ

Специальность 05.16.05 - «Обработка металлов давлением»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

2 5 ПАР 2015

Москва 2015

005560916

005560916

Работа выполнена на кафедре «Технология обработки металлов давлением» в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «МАТИ — Российский государственный технологический университет имени К. Э. Циолковского».

Научный доктор технических наук, профессор

руководитель: Галкин Виктор Иванович (ФГБОУ ВПО «МАТИ -Российский государственный технологический университет имени К. Э. Циолковского», г. Москва)

Официальные доктор технических наук, профессор оппоненты: Первов Михаил Леонидович (ФГБОУ ВПО «Рыбинский Государственный авиационный технический университет имени П. А. Соловьева», г. Рыбинск)

кандидат технических наук, инженер первой категории Головкин Павел Александрович ( ФГУП ГКНПЦ имени М. В. Хруничева, г. Москва)

Ведущая

организация: ФГУП «НПЦ газотурбостроения «Салют», г. Москва

Защита состоится «_Н» мая 2015 г. в «12» часов 00 мин. на заседании диссертационного совета Д212.110.05 при ФГБОУ ВПО «МАТИ — Российский государственный технологический университет имени К. Э. Циолковского», по адресу: 121552, г. Москва, ул. Оршанская, д. 3, ауд. 523А.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «МАТИ — Российский государственный технологический университет имени К. Э. Циолковского».

Автореферат разослан «/-? У^МСИ) '<? 2015 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, просим присылать по адресу: 121552, г. Москва, ул. Оршанская, д. 3, ФГБОУ ВПО «МАТИ — Российский государственный технологический университет имени К. Э. Циолковского», ученому секретарю диссертационного совета Д212.110.05.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.110.05 ,

кандидат технических наук Палтиевич А. Р.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Развитие машиностроения, авиационной, космической и других отраслей промышленности в той или иной мере связано с использованием полуфабрикатов, получаемых обработкой давлением. К их числу можно отнести прутки, трубы, профили, листы и т.п. Наиболее широкое применение получили листы, производство которых составляет около 60% от всей выпускаемой металлопродукции. Из них почти 40% приходится на элементы конструкций и обшивку.

За последнее время в промышленности ощущается высокая востребованность в листах из композиционных материалов, обладающих комплексом повышенных конструкционных и функциональных свойств, к которым можно отнести композиты слоистого строения, а также композиты, армированные частицами. Перспективными материалами для изготовления таких композиций являются алюминий и медь, обладающие высокими технологическими и эксплуатационными характеристиками. В настоящее время такие материалы уже изготавливаются с использованием жидкофазных и твердофазных методов. Из жидкофазных методов применяется наплавка, а из твердофазных - методы напыления и порошковой металлургии. Однако листы, получаемые перечисленными способами, имеют ряд недостатков. Малоэффективно производство крупногабаритных слоистых листовых композиций, что обуславливается невысокой производительностью данных процессов, особенно, когда речь идет о производстве листов, состоящих из большого количества слоев. В этом случае требуется применение специализированного вакуумного оборудования, с помощью которого достаточно сложно получать крупногабаритные листовые полуфабрикаты. Кроме этого, все эти способы требуют применения подложки (листа основного материала), которую покрывают наплавленным или напыленным слоем другого металла.

Относительно недавно получил свое распространение способ многоцикловой вакуумной прокатки, который может использоваться для производства листов из слоистых заготовок. Данный способ позволяет получать супермногослойные материалы из слоистой сборной заготовки, состоящей из большого количества фольговых слоев, однако для его реализации также требуется дорогостоящее вакуумное оборудование. Как известно, фольговые слои не дают возможность подвергать их интенсивным пластическим деформациям, вследствие чего они плохо соединяются между собой в композите, поэтому более перспективно использовать многоцикловую прокатку сборной заготовки, состоящей из относительно небольшого количества слоев, толщина каждого из которых достаточна для того, чтобы воспринимать интенсивные пластические деформации. За несколько технологических циклов прокатки из таких заготовок можно создать супермногослойные композиции. В зависимости от состава сборной заготовки при многоцикловой прокатке можно получать листовые материалы как с ламинарным течением слоев, так и материалы, армированные частицами.

Данный способ позволяет получать крупногабаритные листовые полуфабрикаты на стандартном промышленном оборудовании. Готовые листы способны обладать комплексом повышенных конструкционных и функциональных свойств. Именно поэтому разработка новых технологических процессов многоцикловой прокатки листов из супермногослойных материалов и материалов, армированных частицами, является актуальной задачей для современной промышленности.

Цель работы — разработка научно-обоснованного технологического процесса многоцикловой прокатки листов из слоистых материалов на основе алюминия и меди с комплексом повышенных конструкционных и функциональных свойств.

Для достижения указанной цели решены следующие задачи:

1. Проведен анализ совместимости компонентов, входящих в состав композита.

2. Разработана система критериальных выражений, устанавливающих взаимосвязь между параметрами сборной заготовки, конечного изделия и режимами технологического процесса изготовления листов из супермногослойных композитов и композитов, армированных частицами.

3. Изучено влияние режимов прокатки на процесс формирования прочного соединения компонентов алюмомедного композита.

4. Проведено математическое моделирование процесса прокатки, включающее определение напряженно-деформированного состояния (НДС) прокатываемой сборной заготовки.

5. Осуществлена экспериментальная проверка расчетов по критериальной системе.

6. Разработан технологический процесс получения листов из композиции АД1-М1 методом многоцикловой прокатки.

7. Разработана методика проектирования технологических процессов производства листов из супермногослойных композитов и материалов, армированных частицами.

Научная новнзна:

1. Разработана система критериальных выражений, которая позволяет анализировать процесс деформирования сборной заготовки с учетом характеристик входящих в ее состав компонентов и технологических режимов обработки.

2. Разработана методика проектирования технологических процессов многоцикловой прокатки листовых полуфабрикатов из супермногослойных композитов и материалов, армированных частицами, различных конструкций и составов.

3. С помощью метода конечных элементов установлена функциональная взаимосвязь между параметрами НДС в компонентах сборной заготовки.

4. Предложен и реализован способ многоцикловой прокатки листов из материалов, армированных частицами.

Практическая значимость:

1. Разработан технологический процесс получения алюминиевых листов (АД1), армированных частицами меди (М1).

На способ производства многослойных листов получено положительное решение о выдаче патента РФ на изобретение № 2013130285/02(045123) от 03.07.2013г.

Апробация работы

Тематика работы обсуждалась на Международной научно-технической конференции «Быстрозакаленные материалы и покрытия», Москва, 2011 г.; Международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения», Москва, 2011-2014г.; Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии», Москва, 2012г.; Всероссийской научно-практической конференции «Применение ИПИ-технологий в производстве», Москва, 2011г.; Всероссийской научно-практической конференции «Управление качеством и сертификация», Москва, 2012г.

Публикации

Основные положения диссертации опубликованы в 16 работах - в том числе в 3 статьях в журналах из списка, рекомендованного ВАК РФ. По результатам работы получено положительное решение о выдаче патента РФ на изобретение № 2013130285/02(045123) от 03.07.201 Зг.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов и перечня литературы, включающего 101 наименование. Материал работы изложен на 167 страницах машинописного текста, содержит 67 рисунков, 20 таблиц и приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, поставлены цель и задачи исследований, показаны научная новизна и практическая значимость.

В первой главе на основе анализа состояния вопроса показано, что листовые полуфабрикаты являются наиболее технологичными из всех видов полуфабрикатов, а производимые сегодня листы из традиционных металлов и сплавов уже не способны в полной мере удовлетворить требования, предъявляемые новыми видами техники. На сегодняшний день востребованы листовые полуфабрикаты с комплексом конструкционных и функциональных свойств, в частности композиты слоистого строения, а также армированные частицами, для создания которых часто используют алюминий и медь, как высоко технологичные материалы.

На основании проведенного обзора и анализа научно-технической литературы определены способы производства листов с комплексом повышенных конструкционных и функциональных свойств. Показано, что эффективным способом получения таких листов является многоцикловая вакуумная прокатка сборной заготовки, состоящей из слоев фольговых материалов. Однако с ее помощью весьма сложно получать полуфабрикаты больших габаритов, для реализации этого способа требуется дорогостоящее специализированное оборудование. Предлагается для проведения многоцикловой прокатки использовать стандартное оборудование и сборную заготовку, состоящую из слоев с толщинами, способными воспринимать значительные пластические деформации при прокатке и удобными для сборки, что позволит сделать этот процесс более рациональным и перспективным.

Показано, что при многоцикловой прокатке за каждый отдельный цикл деформируемый материал испытывает большие вытяжки, приводящие к наклепу его поверхности, поэтому прокатываемая заготовка должна отжигаться после каждого цикла. В зависимости от состава компонентов сборной заготовки и режимов проводимого отжига многоцикловая прокатка позволяет получать как супермногослойные материалы, так и материалы, армированные частицами.

Для разработки технологических процессов многоцикловой прокатки и расчета основных параметров процесса рекомендован критериальный подход, рассматривающий во взаимосвязи параметры сборной заготовки, конечного изделия и режимы технологического процесса.

Во второй главе приведены характеристики применяемых материалов: технического алюминия АД1 и меди М1; отражены методы экспериментальных и теоретических исследований, а также используемое оборудование. Рассмотрен метод конечных элементов, реализованный в программном пакете моделирования DEFORM 2D для анализа процесса прокатки.

В третьей главе представлен анализ технологического процесса многоцикловой прокатки листов из супермногослойных материалов и материалов, армированных частицами, с позиций критериального подхода.

Для процесса многоцикловой прокатки предложены три критериальных условия. Первое условие определяет температурный интервал деформации сборной заготовки

Для создания супермногослойного материала его компоненты должны деформироваться при температуре, обеспечивающей прохождение процессов рекристаллизации во всех компонентах (рис.1, а).

Этому условию в полной мере удовлетворяет материал, состоящий из однородных компонентов, моделью которого послужил композит из слоистого алюминия АД1.

Для получения материала, армированного частицами, должны использоваться компоненты, имеющие значительную разницу температур деформирования. Для исследований выбраны технические чистые алюминий АД1 и медь М1. Температура прокатки сборной заготовки выбирается в интервале температур деформирования менее тугоплавкого из компонентов (АД1), называемого матрицей (рис. 1, б).

7ТТТТтъ

т

«Н1

^гди2 ^глк1 ^пп 1 тш2 Т; К

Ттп . Гт1 Т„

т т

"гдн1 ""и"™" тлн2 'ГЛд 'пл?

а б

Рис. 1 Температурные интервалы совместного деформирования компонентов: а) для создания супермногослойного композита; б) для создания материала, армированного частицами Тгд ; ГГДк1- соответственно температуры начала и конца интервала горячей

деформации для компонента 1;

Ггд ; ГГДк2- соответственно температуры начала и конца интервала горячей деформации для компонента 2;

ТПЛ1; ТЛЛ2-температуры плавления компонентов 1 и 2 соответственно.

Второе условие определяет формирование прочной связи между компонентами сборной заготовки и может использоваться как при получении супермногослойного материала, так и для материала, армированного частицами. Прочное соединение компонентов зависит от температурно-скоростных и деформационных режимов прокатки и достигает максимального значения при полном прохождении адгезионных процессов, определяемых временем активации (рис. 2). При этом степень деформации,

обеспечивающая образование прочного соединения компонентов (£соедХ определялась при опытной прокатке композита из слоистого алюминия и

алюмомедного композита и составила 50% на первом приварочном проходе. Для прокатки в заданном

температурном режиме второе Сд Г,' условие сформулировано в виде Рис. 2 Кинетика изменения прочности взаимосвязи степени деформации и

Г; К

'согдт(и

соединения компонентов

времени активации:

Есоед "О "В

^А =

где Дв - радиус валков прокатного стана, мм;

N - частота вращения валков прокатного стана, с" ;

Н0 - начальная толщина сборной заготовки, мм.

Третье условие определяет сохранение сплошности компонентов при получении супермногослойного композита, и разрушение одного из компонентов при создании материала, армированного частицами. Учитывая, что при прокатке слоистой склепанной заготовки деформирование слоев проходит с одинаковыми вытяжками, и возникающие в них напряжения различаются (ст( су) (рис. 3), то для получения супермногослойного материала

необходимо, чтобы во всех его Рис. 3 График напряжения-

деформации при прокатке компонентах в процессе прокатки т г

^ разнородных компонентов

возникающие напряжения не превышали композита предела прочности материала компонентов:

^

а

где а! - реальные (фактические) напряжения, возникающие на у - том

1соед

цикле, в слоях /' - того компонента под действием внешнего усилия со стороны валков при £ = есоед;

ав. — предел прочности материала *' компонента.

При создании композита, армированного частицами, на первом цикле прокатки формируется слоистая заготовка, для которой должно выполняться условие сплошности для обоих компонентов:

для матричного компонента а1

< а*.

• для армирующего компонента оу^ < <тВа.

где <тВм; <тВа — предел прочности материала матричного и армирующего компонентов, соответственно.

По мере утраты всего запаса пластичности армирующего компонента, он разрушается, образуя материал, армированный частицами. Для него выполняется условие разрушения сплошности:

а- > <7В

'соед а

Для расчета критериального выражения определялся уровень послойных напряжений в каждом типе создаваемого композита. С этой целью проводилось математическое моделирование в программе DEFORM 2D, в которой создавались геометрические модели слоистых заготовок для каждого из композитов (пример геометрической модели слоистой заготовки из алюминия и меди на рис. 4). Моделируемый объект разбивался на конечные элементы, которым задавались начальные и граничные условия по температуре и скорости.

1 Изучение напряженно-

-АД1 деформированного состояния в слоях прокатываемых заготовок

осуществлялось для трех реперных -2 точек. Для каждого типа заготовок точка 1 располагалась на средней

Рис. 4 Геометрическая модель линии периферийного слоя,

трехслойной заготовки из алюминия и контактирующего с верхним валком; меди: 1 - верхний валок; 2 - нижний

валок точка 2 - на средней линии сечения

всей заготовки; точка 3 - на средней линии периферийного слоя, контактирующего с нижним валком. С помощью математического моделирования выявлено, что деформирование заготовки из слоистого алюминия протекает в более благоприятных условиях, по сравнению с алюмомедной заготовкой, для которой характерна неравномерность течения медного и алюминиевого слоев, появление сдвигов в центральной их зоне. Также установлено, что во время прокатки в зонах отставания и опережения очага деформации в реперных точках послойные напряжения деформируемых заготовок распределяются согласно кривой А.И. Целикова, для которой

определены численные значения интенсивности напряжений в деформируемых

компонентах.

Максимальные значения интенсивности напряжений, зафиксированы в нейтральном сечении очага деформации и составляют для слоистого алюминия - 32,5 МПа (рис. 5), а для алюмомедного композита в слоях алюминия - 37н-38

МПа, меди - 178 МПа (рис. 6).

зона опережения

В четвертой главе

разработаны технологические процессы получения листов из супермногослойных материалов 20 30 40 50 60 70 !0 и материалов, армированных

Дуга захвата, мл»; (Яв*145мм)

Рис. 5 Уровень напряженного состояния в частицами на базе

слоистой алюминиевой заготовке

Л 180 | 160 i 140

I "О

I 100 . 80

зона опережения Точка 1,3

критериального подхода. С помощью многоцикловой

Рис. 6 Уровень напряженного состояния в слоистой алюмомедной заготовке

из композитов.

Показано, что для получения листа из

супермногослойного материала системы Al-Al с

Ш количеством 1296 слоев (рис. 7) понадобилось 4

цикла прокатки сборной заготовки. Визуальный

осмотр прокатанных образцов подтвердил

хорошее качество соединения слоев.

При проведении многоцикловой прокатки

Рис. 7 Микроструктура заготовки системы Al-Cu за 6 циклов сформирован композита из 1296 слоев

композит' аРмиРованныи частицами, со средней

i (x¿uu)

прокатки проводилась

экспериментальная проверка применения критериальной системы для получения каждого

площадью частиц - 714мкм2. В ходе металлографических исследований полученных образцов (рис. 8) зафиксирован процесс превращения слоистой структуры в армированную частицами, в результате которого на четвертом цикле прокатки медные слои материала полностью разрушились.

' ■"<:■.---.

■ -к

В я ЯИЯ

ЁШШш

Щ|а,.-5

штшщ

Рис. 8 Микроструктура алюмомедного композита на разных циклах прокатки: а) после 2-го цикла (х50); б) после 3-го цикла (х200); в) после 4-го цикла (х200); г) после 6-го цикла (х50)

Для установления возможности упрочнения алюмомедного материала с помощью термической обработки изучались диффузионные процессы, проходящие в компонентах. Процесс диффузии оценивался измерением микротвердости зоны соединения на границе алюминий-медь (рис. 9). Установлено, что микротвердость в зоне соединения плавно снижалась по мере удаления от поверхности меди.

Проведена оценка механических характеристик полученных листов систем Al-Al и Al-Cu после

Mt

f м W X -— «оч многоцикловой прокатки, которая

показала, что в алюмомедном композите

динамика механических свойств более

выражена, чем у композита из слоистого

алюминия. Это предопределило

Рис. 9 Изменение микротвердости в изучение функциональных свойств алюминиевых слоях композита

V

\

\

Ч \ \

Расстояние от границы с медью; мм

алюмомедного композита, системы Al-Cu в зависимости от

расстояния до границы контакта Изучалась отражательная

способность листового материала в широком спектре электромагнитного излучения (табл. 1). Выявлено, что степень отражения алюмомедного

композита превышает от 2 до 3,5 раз чистые алюминий и медь (^0трАД1 = 0,76 ч- 0,99; Л-отрМ1 = 0,61 4- 0,73 ).

Таблица 1

Отражающая способность алюмомедного композита

№ цикла прокатки f, Ггц 37 38 39 40 41 42 43 44 45

Отражение, Дб 1,9 1,8 1,8 1,7 1,7 1,6 1,7 1,4 1,5

2 f, Ггц 46 47 48 49 50 51 52 53 54

Отражение, Дб 1,6 1,6 1,8 1,6 2,0 2,4 2,2 2,3 2,2

№ цикла прокатки f, Ггц 37 38 39 40 41 42 43 44 45

Отражение, Дб 2,0 2,2 2,1 1,9 1,8 1,6 1,8 1,4 1,6

4 f, Ггц 46 47 48 49 50 51 52 53 54

Отражение, Дб 1,7 1,7 1,7 1,7 2,0 2,5 2,5 2,6 2,7

Разработана методика для проектирования технологических процессов получения как супермногослойных композитов, так и композитов, армированных частицами с помощью многоцикловой прокатки.

Методика включает: выбор исходных компонентов; выбор схемы укладки компонентов в композите; определение режимов горячей прокатки; определение напряженно-деформированного состояния в заготовке в процессе прокатки; проведение многоцикловой прокатки по рассчитанным режимам и обжатиям; проведение механических испытаний и металлографических исследований.

В основе созданной методики лежит комплексный подход, базирующийся на использовании критериальной системы, подкрепленной результатами математического моделирования и экспериментальных прокаток.

Достоверность методики подтверждена разработанными технологическими процессами получения листов из композитов, армированных частицами - системы Al-Cu с разным объемным содержанием меди. Механические свойства полученных листов приведены на рис 10.

Я I" С

120

£

ь

о но Ъ

а. юо

1

2

3___

X

« 14

Í и

г:

0

5 6

1 J

2 5 i S

Количество циклов прокатки

а

Количество циклов прокатки б

Рис. 10 Механические свойства листов композитов системы Al-Cu: а) предел прочности; б) относительное удлинение; кривые (1) — Vc„ = 11,1%; кривые (2) - Vcu= 5,88%; кривые (3) - VCu = 4%

Рассматриваемые технологические процессы многоцикловой прокатки листов, армированных частицами, позволяют получать полуфабрикаты больших габаритов с комплексом повышенных конструкционных и функциональных свойств на стандартном оборудовании.

На разработанный способ производства листовых изделий путем многоцикловой прокатки получено положительное решение о выдаче патента РФ на изобретение № 2013130285/02(045123) от 03.07.2013г.

Общие выводы

1. Проанализированы условия совместимости компонентов, входящих в состав композита, согласно которым выбраны исходные компоненты (алюминий и медь). Эти компоненты обладают физико-химической совместимостью. В ходе исследования определено, что выбранные компоненты - алюминий и медь - могут применяться лишь для создания материала, армированного частицами, с помощью многоцикловой прокатки. Для этого сборную заготовку необходимо прокатывать при температуре, когда один из ее компонентов деформируется в горячем состоянии, а другой - в теплом или в холодном.

2. Разработана система критериальных выражений для процесса многоцикловой прокатки слоистых заготовок, которая связывает параметры

сборной заготовки, конечного полуфабриката с режимами технологического процесса получения листов из двух типов композитов: супермногослойного и, армированного частицами. Для каждого конкретного типа получаемого композита сформулирован ряд условий, по которым определяются основные технологические режимы процесса его производства, такие как температура, степень деформации, а также устанавливаются соответствующие требования для каждого из компонентов, согласно которым при многоцикловой прокатке гарантированно сохранится тот или иной тип структуры композита.

3. В результате опытной прокатки алюмомедного композита с разными обжатиями установлено, что максимально прочное соединение его компонентов формируется за один проход при прокатке сборной заготовки с обжатием > 50%. В ходе визуального исследования рельефа контактирующих поверхностей соединенных компонентов при их отдире друг от друга выявлено, что для пары алюминий-медь эта степень деформации обеспечивает их качественное адгезионное соединение.

4. С помощью программного пакета DEFORM 2D смоделирован процесс прокатки сборных заготовок системы Al-Cu и слоистого алюминия с обжатием на первом цикле - 50%. Проведенное моделирование позволило определить характер напряженно-деформированного состояния в компонентах прокатываемых сборных заготовок. В ходе моделирования выявлено, что деформирование заготовки из слоистого алюминия проходит в благоприятных условиях, по сравнению с заготовкой Al-Cu, для которой характерны неравномерности течения медного и алюминиевого слоев и появление сдвигов в центральном слое заготовки. Установлено, что в зонах отставания и опережения очага деформации напряженное состояние слоистых заготовок подчиняется распределению А.И. Целикова. Величина интенсивности напряжений, наблюдаемая в нейтральном сечении заготовки из слоистого алюминия, составила 32,5 МПа, а в заготовке Al-Cu, в слоях алюминия - 37-^-38 МПа, меди - 178 МПа.

5. Экспериментальная проверка расчетов по критериальной системе проводилась при многоцикловой прокатке листовых композиций системы Al-Cu и слоистого алюминия с последующими металлографическими исследованиями полученных композитов. На основании анализа металлографической структуры выявлено, что опытная прокатка композиции из слоистого алюминия привела к формированию супермногослойного материала, а композиции системы Al-Cu - к формированию материала, армированного частицами, что подтвердило работоспособность критериальной системы.

6. Предложен и реализован способ многоцикловой прокатки листов из материалов, армированных частицами. Разработан технологический процесс получения листов из композиции АД1-М1, основанный на проведении многоцикловой прокатки на стандартном оборудовании, позволяющий получать листовые материалы, армированные частицами, с различным объемным содержанием компонентов. Технологический процесс включает следующие основные этапы: формирование сборной заготовки композита, ее нагрев до температуры 450°С, прокатку сборной заготовки с обжатием за проход - 50%, отжиг прокатанной заготовки. На разработанный способ многоцикловой прокатки получено положительное решение о выдаче патента РФ на изобретение № 2013130285/02(045123) от 03.07.2013г.

7. На основании проведенных исследований создана универсальная методика проектирования технологических процессов получения листов из супермногослойных композитов и композитов, армированных частицами, с помощью многоцикловой прокатки, проводимой на стандартном оборудовании. Разработанная методика базируется на комплексном подходе, включающем расчеты с использованием критериальной системы, подкрепленные результатами математического моделирования.

На основании разработанной методики получены алюминиевые листы, армированные частицами меди, с разным объемным содержанием упрочнителя. Установлено, что в зависимости от объемной доли меди изменяются и прочностные характеристики композита. Так, при содержании меди в

композите VCu = 11,1%, максимальная его прочность, достигнутая к концу шестого цикла прокатки, составляла - 130МПа; при содержании меди Vc„ = 5,88% - 120МПа; при содержании меди VCu = 4% - ЮЗМПа.

Кроме этого, для полученных листов композита характерна одна из функциональных особенностей, зафиксированная при изучении влияния воздействия на него электромагнитных волн разных частот. У исследуемых образцов наблюдалась отражательная способность, в 2-Зраза превосходящая традиционные чистые алюминий и медь.

Проведенные эксперименты еще раз доказывают, что разработанный метод многоцикловой прокатки является достаточно перспективным для получения листов из супермногослойных материалов и материалов, армированных частицами, поэтому может быть предложен для создания листов из других композиций.

Публикации по теме диссертации

1. Галкин В.И., Евсеев П.С., Анохин А.О. Исследование возможностей получения супермногослойных материалов системы алюминий - медь с помощью горячей прокатки // Технология машиностроения. Москва, 2014, №7, с. 5-10.

2. Галкин В.И., Евсеев П.С., Галкин Е.В. Экспериментально-аналитическое определение условий получения качественных многослойных металлических материалов при прокатке // Технология легких сплавов. Москва, 2014, №4, с. 88-96.

3. Галкин В.И., Палтиевич А.Р., Евсеев П.С. Современные научно-обоснованные подходы к моделированию технологических процессов ОМД // Авиационная промышленность. Москва, 2012, №3.

4. Решение о выдаче патента РФ на изобретение № 2013130285/02(045123) «Способ получения супермногослойных разнородных материалов с наноразмерной структурой слоев».

5. Якушев В.А., Евсеев П.С., Шаронова Е.О., Суржок Е.И. Использование современных CAE - систем при моделировании технологии прокатки многослойных композитов из алюминиевых сплавов // Девятая

Всероссийская научно-практическая конференция "Применение ИПИ-технологий в производстве". М.: МАТИ, 2011. с. 28-32.

6. Евсеев П.С., Суржок Е.И., Пименов С.С. Реализация метода конечных элементов при моделировании процесса прокатки // XXVIII Гагаринские чтения. Научные труды Международной молодежной научной конференции. М.: МАТИ, 2012.

7. Евсеев П.С. Методы получения супермногослойных композиций на основе алюминиевых сплавов. Быстрозакаленные материалы и покрытия // Труды 10-й Юбилейной Всероссийской с международным участием научно-технической конференции: М.: МАТИ, 2011. с. 345-351.

8. Галкин В.И., Евсеев П.С. Методика получения супермногослойного листового композиционного материала, легированного в твердой фазе // XXXIX Гагаринские чтения. Научные труды Международной молодежной научной конференции. М.: МАТИ, 2013. том 1. с.198-199.

9. Пименов С.С., Евсеев П.С., Успенская И.М., Манилюк О.М. Исследование процессов рекристаллизации многослойных алюминиевых композиций // XXXVII Гагаринские чтения. Научные труды Международной молодежной научной конференции. М.: МАТИ, 2011. том 1.

10. Пименов С.С., Евсеев П.С., Успенская И.М., Манилюк О.М. Изучение свариваемости слоев при прокатке многослойных пакетов из алюминиевых сплавов // XXXVII Гагаринские чтения. Научные труды Международной молодежной научной конференции. М.: МАТИ, 2011. том 1.

11. Евсеев П.С. Новые подходы при проектировании технологических процессов на современных предприятиях // Научно-практическая конференция "Управление качеством и сертификация". М.: МАТИ, 2012.

12. Евсеев П.С., Лякина И.С., Афанасьева Ю.А. Деформационное поведение и механические свойства многослойного материала в наноразмерной области // XXXVIII Гагаринские чтения. Научные труды Международной молодежной научной конференции. М.: МАТИ, 2012.

13. Евсеев П.С., Манилюк О.М., Кузнецова Е.А. Разработка технологии получения слоистого композиционного материала с интерметаллидной фазой // XXXVIII Гагаринские чтения. Научные труды Международной молодежной научной конференции. М.: МАТИ, 2012.

14. Евсеев П.С. Перспективы и возможности получения металлических наноламинатов с помощью горячей прокатки // ХХХХ Гагаринские чтения.

Научные труды Международной молодежной научной конференции. М.: МАТИ, 2014.

15. Евсеев П.С. Сущность процесса создания прочного соединения в твердой фазе // Новые материалы и технологии - НМТ-2012. Материалы Всероссийской научно-технической конференции. М.:, 2012. с. 6-7.

16. Галкин В.И., Евсеев П.С. Новые подходы в изучении технологических процессов прокатки многослойных металлических материалов. В сб.: Научные труды МАТИ. - М.: Издательско-типографский центр МАТИ РГТУ им. К. Э. Циолковского, 2014, в печати.

Подписано в печать:

06.03.2015

Заказ № 10587 Тираж - 100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 wwvv.autoreferat.ru