автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.23, диссертация на тему:Повышение результативности технологии производства для обеспечения качества высокопрочной арматуры

На правах рукописи

ЛЕБЕДЕВ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ВЫСОКОПРОЧНОЙ АРМАТУРЫ

Специальность 05.02.23 - Стандартизация и управление качеством продукции (металлургия)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск - 2011

4842112

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Научный руководитель кандидат технических наук

Рубин Геннадий Шмульевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Закиров Дильфат Минияхметович

доктор технических наук, профессор

Шеркунов Виктор Георгиевич

Ведущая организация Сибирский федеральный университет

(г. Красноярск)

Защита состоится 14 апреля 2011 г. в 15-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.111.05 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, МГТУ, малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Автореферат разослан марта 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Оу^4 Полякова М.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Существующие в литературе научные сведения о методах определения результативности процессов носят разрозненный характер, направлены на решение частных задач, что затрудняет их объединение в единую методику оценки результативности многооперационных технологий обработки, разработанной до возможности практического применения и позволяющей обоснованно определять технологические резервы и управляющие воздействия, обеспечивающие достижение заданного уровня потребительских свойств готовой продукции.

В стандарте ГОСТ Р ИСО 9000-2008 определяется понятие «результативность» как степень выполнения запланированной деятельности и достижения запланированных результатов. Согласно данному определению под результативностью технологического процесса следует понимать степень соответствия показателя качества (ПК) выпускаемой продукции требованиям научно-технической документации (НТД). При этом максимально возможная результативность процесса составляет 100 %, что соответствует полному обеспечению заданного уровня качества продукции. В международных стандартах ISO серии 9000 рекомендуется по каждому процессу определять результативность и использовать полученные значения для управления качеством производимой продукции. Целесообразно разработать и апробировать методику расчета результативности на примере высокотехнологичного инновационного производства высокопрочной арматуры.

Потребности экономики страны требуют ускоренного развития сети высокоскоростных железных дорог, внедрения нового эффективного подвижного состава. Эти задачи отечественной промышленности предстоит решать в рамках стратегии развития железнодорожного транспорта Российской Федерации до 2030 года.

Одной из актуальных проблем при реализации утвержденной стратегии является организация производства современных комплектующих для строения железных дорог и, в частности, железобетонных шпал (ЖБШ) нового поколения. Технологии производства ЖБШ нового поколения ориентированы на существенное сокращение металлоемкости конструкций, снижение трудоемкости и энергетических затрат за счет перехода к схемам укрупненного армирования (при армировании шпалы высокопрочной арматурой диаметром до 10,0 мм используется 4 стержня, а в традиционной технологии - 44 проволоки диаметром 3,0 мм) и ужесточения требований к ПК арматуры. В целях развития отечественного производства ЖБШ нового поколения компания ОАО «Российские железные дороги» (РЖД) приобрела за рубежом специализированные линии по выпуску данной продукции. Для обеспечения загрузки импортных линий перед отечественной промышленностью была поставлена задача освоения технологии производства высокопрочной арматуры больших диаметров.

Передовым предприятием отрасли, на котором осваивается такая перспективная инновационная технология, является ОАО «ММК-МЕТИЗ».

Специфика требований, предъявляемых к стабилизированной арматуре, отсутствие отечественного опыта деформационной обработки в холодном состоянии подката таких диаметров из высокопрочных сталей и ограниченные возможности прямого использования и адаптации зарубежных разработок не позволили решать задачи выпуска данной продукции на основе копирования традиционных подходов к определению технологических режимов, применяемых при изготовлении других видов армирующих материалов. Технологический процесс на этапе освоения характеризовался неудовлетворительной результативностью, что не позволяло в полном объеме обеспечить заданный комплекс ПК готовой продукции и удовлетворить спрос со стороны заводов по производству ЖБШ.

В связи с этим, актуальным является комплекс исследований, направленных на разработку методики количественной оценки результативности многооперационных технологических процессов для повышения результативности технологического процесса производства арматуры, обеспечения заданного уровня ПК готовой продукции и уменьшения количества несоответствий требованиям НТД.

Цель работы. Повышение результативности технологии производства и обеспечение заданного уровня качества высокопрочной стабилизированной арматуры диаметром 9,6 мм для армирования железобетонных шпал нового поколения.

В связи с этим в работе необходимо решить следующие задачи:

- разработать методику оценки результативности технологического процесса производства высокопрочной арматуры для железобетонных шпал, позволяющую обоснованно определять технологические резервы, обеспечивающие достижение заданных ПК готовой продукции;

- выполнить комплекс исследований реологических свойств новой стали марки 80ХФЮ, необходимых для проектирования эффективных режимов холодной пластической деформации арматуры;

- провести моделирование и разработать режимы многократного волочения высокопрочной арматуры, обеспечивающие получение свойств материала, отвечающих специфике дальнейшего профилирования и механотермической обработки;

- внедрить результаты работы в действующее производство высокопрочной стабилизированной арматуры диаметром 9,6 мм, оценить результативность технологического процесса и качество готовой продукции после реализации разработок.

Научная новизна

• На основе принципов квалиметрии разработана методика оценки результативности многооперационных технологических процессов формирования качества высокопрочной арматуры железобетонных шпал, позволяющая направленно определять технологические резервы, обеспе-

чивающие достижение заданного уровня потребительских свойств готовой продукции.

• Предложены количественные показатели результативности технологического процесса: локальной, характеризующей степень использования потенциала каждой отдельной операции по формированию качества готовой продукции, и глобальной, отражающей вклад каждой отдельной операции в достижение регламентированного уровня качества готовой продукции.

• Разработан алгоритм факторного анализа, позволяющий определить в структуре многооперационного технологического процесса операции с наибольшим потенциалом роста показателей локальной и глобальной результативности.

• Получено уравнение состояния для новой стали марки 80ХФЮ, необходимое для эффективного использования прочностных и пластических свойств материала при проектировании и реализации режимов холодной пластической деформации арматуры с заданным уровнем качества.

• Предложен показатель количественной оценки степени равномерности напряженно-деформированного состояния, на основе которого получены новые научные знания о влиянии многократного волочения катанки диаметром 15,0 мм из стали марки 80ХФЮ на качество арматуры, позволившие значительно уменьшить дефекты готовой продукции.

Практическая ценность и реализация работы в промышленности

• Результаты диссертационной работы в полном объеме внедрены на ОАО «ММК-МЕТИЗ» с экономическим эффектом 7,3 млн. руб. Результаты работы использованы при успешном прохождении сертификационных испытаний высокопрочной арматуры диаметром 9,6 мм производства ОАО «ММК-МЕТИЗ». во Всероссийском научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ, г. Москва).

• Создано программное обеспечение для расчета параметров маршрута волочения арматуры, позволяющее осуществлять оперативную оценку и корректировку деформационных и энергосиловых параметров процесса, а также обеспечить условие безобрывности обработки, оцениваемое коэффициентом запаса прочности.

• Получены исходные данные, необходимые для проектирования результативных режимов обработки высокопрочной арматуры для ЖБШ диаметром 9,6 мм из катанки диаметром 15,0 мм стали марки 80ХФЮ при волочении.

• Внесены изменения в технологическую карту ТК ММК-МЕТИЗ-К.ПР-114-2008 на производство нового вида продукции - высокопрочной стабилизированной арматуры диаметром 9,6 мм.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на VI, VII и VIII конгрессах прокатчиков (Москва, 2005, 2007 гг.; Магнитогорск, 2010 г.); Междунар. науч.-техн. конф. «Со-

временные достижения в теории и технологии пластической обработки металлов» (Санкт-Петербург, 2007 г.); на III Междунар. науч.-техн. конф. «Казахстанской Магнитке 50 лет» (Темиртау, 2010 г.); Всерос. науч.-техн. конф. «Новые материалы и технологии-НТМ-2010» (Москва, 2010 г.); науч.-техн. конф. ГОУ ВПО «МГТУ» в 2007-2010 гг.; технических советах ОАО «ММК-МЕТИЗ» в 2007-2010 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликованы: 1 монография; 20 научных статей, в т.ч. 9 - в рецензируемых изданиях из перечня ВАК РФ (из них - 2 личные, без соавторов); получено свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 5 глав, изложена на 134 страницах машинописного текста, иллюстрирована 38 рисунками, содержит 17 таблиц, четыре приложения, библиографический список состоит из 94 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследований.

В первой главе рассмотрены современные подходы к оценке результативности технологических процессов при управлении качеством продукции, выполнен анализ современных требований, предъявляемых к ПК высокопрочной арматуры для ЖБШ; обобщены материалы по проблемам достижения требуемого уровня их качества; проанализированы методики проектирования режимов деформационной обработки арматуры.

ОАО «ММК-МЕТИЗ» является передовым предприятием отрасли, на котором осваивается производство высокопрочной стабилизированной арматуры диаметром 9,6 мм для армирования ЖБШ нового поколения по ОСТ 32.152-2000 и ТУ 5864-047-11337151.

На высокопрочную стабилизированную арматуру периодического профиля диаметром 9,6 мм разработаны и действуют ТУ 0930-01101115863-2008, в которых регламентируются точность исполнения геометрических размеров профиля, механические и специальные свойства готовой продукции. По комплексу ПК данный вид продукции существенно отличается от своих аналогов по ГОСТ 5781, ГОСТ 10884, ГОСТ 7348, применяемых для армирования железобетонных изделий, и практически полностью соответствует требованиям ведущих мировых стандартов. Отличительной особенностью стабилизированной арматуры диаметром 9,6 мм для ЖБШ является высокий уровень прочностных и пластических свойств (,(уд >1570МПа,5 > 5,0%)-

Технологический процесс производства высокопрочной стабилизированной арматуры периодического профиля диаметром 9,6 мм в условиях ОАО «ММК-МЕТИЗ» включает подготовку поверхности ускоренно-охлажденного с прокатного нагрева подката диаметром 15,0 мм к холодной пластической деформации, многократное волочение подката на

размер под профилирование и совмещенный процесс профилирования периодического профиля на поверхности арматуры и механотермической обработки путем отпуска под натяжением.

Для обеспечения завода исходным подкатом при изготовлении высокопрочной арматуры на ОАО «ММК» было освоено производство бунтового сортового проката диаметром 15,0 мм из новой высокоуглеродистой марки стали 80ХФЮ. Использование микролегирования высокоуглеродистой стали хромом, ванадием и алюминием позволило получить структуру исходного подката, обладающую приемлемой технологической пластичностью. Это позволило заводу наладить бесперебойный выпуск продукции и занять практически монопольные позиции на рынке данной продукции.

Однако, технологический процесс, разработанный в период освоения уникального оборудования на основе общих эмпирических представлений о процессах формирования качества выпускаемых заводом арматурных изделий без учета специфики обработки подката 15,0 мм из новой марки стали 80ХФЮ, характеризовался низкой результативностью. При этом производимая арматура обладала повышенным разбросом ПК по механическим свойствам, а наибольшие несоответствия наблюдались по показателям пластичности готовой продукции.

В заключении главы на основе выполненного анализа сформулированы цель и задачи исследований.

Вторая глава посвящена разработке методики оценки результативности технологических процессов формирования качества высокопрочной арматуры для ЖБШ, позволяющей направленно определять технологические резервы, обеспечивающие достижение заданного уровня потребительских свойств готовой продукции.

При разработке методики использовали принцип исследования качества технологического процесса, основанный на выявлении функций процесса в целом и отдельных его операций в частности. Каждая функция технологического процесса направлена на достижение определённого результата. Поэтому оценка по степени выполнения функции, т.е. по степени достижения результата названа результативностью, что не противоречит общепринятому в стандартах определению этого термина.

Главная функция технологического процесса - получение готовой продукции с заданным набором потребительских свойств. Эта функция названа глобальной. Каждое потребительское свойство продукции измеряется некоторыми количественными параметрами - ПК: Р\,Р2...,Рт ,

где т - количество свойств изделия. Каждое свойство изменяется в процессе технологической обработки и, соответственно, изменяются ПК,

Ь Т

принимая значения от Р/ - у исходной заготовки до Р/ - у готового

изделия, где / = 1,2, ..., т. Общее количество операций обозначим через п, а значение /-го показателя качества после у'-й операции - Р/. Тогда

справедливо равенство Р" = р/ . Степень выполнения глобальной

функции для /-го показателя качества на у'-й операции оценивается по формуле:

. р) _ рН в* ---- 0)

' Р/-РЬ Х1 11

Общее выполнение глобальной функции нау'-ой операции характеризуется вектором = Для комплексной количественной оценки результативности выполнения глобальной функции на у-ой операции технологического процесса используется величина позитивных изменений параметров вектора О1:

I» + в{

=1-4—7=1,...,й. (2)

/=1 I

В качестве характеристики глобальной результативности процесса принята сумма оценок операций:

в = • (3)

7=1

Следующая функция процесса - обеспечение максимального использования возможности (потенциала) каждой операции. Она названа локальной. Оценка локальной результативности операции производится сначала по каждому свойству продукции, а затем всего технологического процесса в целом. Предельно достижимое значение /-го ПК на у'-ой операции технологического процесса обозначено через Нш/ • В зависимости от вида ПК это может быть максимально и минимально возможное значение. Тогда оценкой локальной результативности по одному ПК будет служить величина:

Р1 цт./

у _ 11 или ^у = ' , соответственно. (4)

' Нш/ ' Р/

В итоге получена оценка результативности отдельной операции

т

и=^Ц (5)

/=1

и всего технологического процесса в целом

£ = ¿1/ • (6)

Комплексная оценка результативности технологического процесса (рис. 1) вычисляется как сумма локального и глобального показателей

результативности с учётом масштабного коэффициента, обеспечивающего равный вклад двух показателей в комплексный:

С = (? + -• (7)

П

Для выявления операции, обладающей наибольшим потенциалом роста результативности, применён метод пошагового варьирования параметров. Придадим некоторой оценке значение 1. Тогда К\ изменится на величину Д'^ >0 и примет значение К'у = + . Проделаем это для всех значений j = 1}2...,/я(.+ • В результате получим вектор V! = Д'^ ]• Назовём его вектором потенциала роста оценки А^,'.

Рис. 1. Блок-схема оценки результативности процесса

Компоненты вектора К/ показывают величину максимально

возможного роста комплексной оценки результативности (7) за счёт повышения локальной или глобальной результативностей соответствующей операции.

Проделав эту процедуру для каждой операции, определили ПК продукции и соответствующие операции, улучшение которых обеспечивает наибольший рост результативности всего технологического процесса (рис. 2).

Рис. 2. Алгоритм факторного анализа комплексной оценки качества

В результате реализации разработанной методики на примере действующего в условиях завода технологического процесса производства высокопрочной арматуры для ЖБШ было установлено, что наибольший потенциал роста комплексной оценки результативности может обеспечить операция волочения подката на размер под профилирование. Максимально реализовать потенциал этой операции путем определения эффективных управляющих воздействий возможно только при условии полного представления о реологических свойствах обрабатываемой стали марки 80ХФЮ и особенностях многократной деформационной обработки подката диаметром 15,0 мм.

В третьей главе приводятся результаты исследований особенностей реологических свойств высокоуглеродистой легированной стали марки 80ХФЮ, используемой на ОАО «ММК-МЕТИЗ» в качестве исходной заготовки для производства высокопрочной стабилизированной арматуры диаметром 9,6 мм для ЖБШ нового поколения.

Оценку технологической деформируемости стали проводили по результатам пластометрических испытаний цилиндрических образцов на сжатие. Образцы изготавливали из сорбитизированного подката диаметром 15,0 мм производства ОАО «ММК». Деформацию образцов осуществляли на кулачковом пластометре при температуре 20 °С и скорости деформации в пределах 1...20 с'1. Важнейшим преимуществом испытания образцов на сжатие является применение не идеализированной, а более реальной схемы напряженного состояния, а также учет некоторой неоднородности деформации, которая в том или ином виде всегда присутствует в действующих процессах обработки материалов давлением. С целью достижения однородного напряженно-деформированного состояния в процессе осадки использовали полировку и смазку контактных поверхностей. В связи с достаточно высокими степенями деформации диаграммы деформирования строились без учета упругости. Статистическая достоверность результатов эксперимента достигалась проведением не менее трех параллельных испытаний для каждого значения скорости и степени деформации.

В ходе экспериментальных исследований было установлено, что существенного статистически значимого влияния скорость деформации на значения сопротивления деформации исследуемой марки стали при температуре 20 °С не оказывает, и при проектировании технологических процессов деформационной обработки вязкой составляющей можно пренебречь. В связи с этим, при построении диаграмм деформирования, представленных на рис. 3, использовался весь массив экспериментальных значений без дифференциации по уровням скоростей деформации.

Как следует из рис. 3, на диаграмме деформирования стали марки 80ХФЮ можно условно выделить три характерные области, а именно:

- область интенсивного упрочнения при малых степенях деформации 10...20%;

- область слабого упрочнения при степенях деформации 20...50 %;

- область интенсивного упрочнения при высоких степенях деформации более 50 %.

Выявленный характер диаграммы деформирования с тремя характерными областями упрочнения хорошо соответствует данным, описанным в научно-технической литературе.

Однако применение трехуровневой модели деформационного упрочнения стали в алгоритме определения параметров деформационной обработки существенно усложняет процедуру расчета за счет введения дополнительных ограничений и граничных условий. Поэтому важным результатом исследований явилось построение единого уравнения состояния во всем диапазоне использованных в экспериментах степеней

деформации, которое получали путем аппроксимации полей точек экспериментальных данных в программе Microsoft Excel.

■е-

Ч

а. с

о U

1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

. л

¿Si . Д/ДД л А' Д

д А Д^ Д Li А ш 4. л 4 AA|àAA А*

л?' J А* А А щ

л*

¥

0,00 10,00 20,00

30,00 40,00 50,00 60,00 Степень деформации, %

70,00

Рис. 3. Поля экспериментальных значений сопротивления деформации стали марки 80ХФЮ в состоянии поставки: темные треугольники - нижний предел значений, наблюдаемый по результатам испытания; светлые - верхний

Уравнение состояния для стали марки 80ХФЮ имеет следующий

вид:

а, =2-10"V-0,004Ц4 +0,292е,3-10,049^2 + 165,13*, +381,39, (8)

где 0s - истинное сопротивление деформации, МПа; £ - относительная

степень деформации, %.

Полученные научные знания о реологических особенностях стали марки 80ХФЮ были использованы при моделировании деформационных режимов обработки арматуры диаметром 9,6 мм из подката диаметром 15,0 мм в программном комплексе DEFORM - 2D.

Четвертая глава посвящена моделированию деформационных режимов обработки подката диаметром 15,0 мм с учетом реологических особенностей стали марки 80ХФЮ с использованием специализированного комплекса имитационного моделирования DEFORM-2D и разработке на этой основе усовершенствованных режимов волочения высокопрочной арматуры.

При моделировании волоку принимали идеально жестким телом. 2D - геометрия инструмента была создана на основе формы волок - заготовок по ГОСТ 9453. На поверхности контакта металла и инструмента принимали закон трения Кулона-Амонтона и значение коэффициента

трения, равное 0,06, что соответствует применению сухой смазки. Диаграмма деформирования стали марки 80ХФЮ была приведена к виду er,=/(lns).

В основу моделирования деформационных режимов обработки был положен принцип количественной оценки равномерности напряженного состояния материала в процессе обработки.

В качестве показателя, описывающего напряженное состояние в очаге деформации, использовали критерий:

к = °

Т , (9)

где (Т - среднее напряжение, Т - интенсивность касательных напряжений.

Для количественной оценки степени равномерности напряженного состояния и сравнения различных технологических режимов деформационной обработки арматуры был предложен комплекс:

1*1

где кик, - значения критерия (9), средние по сечению проволоки и в

текущей точке поперечного сечения, соответственно, п - количество точек измерения.

Чем выше значение комплекса (10), тем более равномерное напряженное состояние материала при обработке.

На первом этапе исследований была выполнена оценка степени равномерности напряженного состояния материала арматуры по действующим на заводе маршрутам волочения. При этом были смоделированы маршруты волочения исходного подката стали марки 80ХФЮ диаметром 15,0 мм с равномерным, убывающим и выпуклым распределением единичных обжатий.

Анализ результатов моделирования показал, что более равномерное напряженное состояние стали обеспечивает маршрут волочения, построенный по принципу убывающих единичных обжатий. Среднее значение комплекса (10) в ходе обработки составляло 0,99, 0,88 и 1,25 для маршрутов с постоянным, выпуклым и убывающим распределением единичных обжатий, соответственно.

Данный результат хорошо согласуется с многочисленными теоретическими исследованиями, содержащимися в научно-технической литературе, в которых указывается, что такой принцип построения маршрута волочения наиболее полно учитывает влияние масштабного эффекта.

На практике при проектировании маршрута волочения по принципу убывающих единичных обжатий при известных значениях диаметра исходной заготовки и готовой проволоки задаются значениями среднего единичного обжатия и обжатия в последнем переходе обработки. В этом случае в зависимости от кратности волочения распределение обжатий по переходам маршрута волочения может быть описано следующей зависимостью:

(П)

где бп , ек - значения единичного обжатия на промежуточном и. - том и последнем переходах маршрута волочения, соответственно; еСр - среднее

единичное обжатие по маршруту волочения; п, п{- общее количество и

промежуточный переход волочения, соответственно.

На втором этапе исследований для определения предпочтительных параметров маршрута волочения при построении маршрута обработки по принципу убывающих обжатий проводили вычислительный эксперимент. В качестве исследуемых параметров были выбраны единичное

обжатие в последнем переходе маршрута волочения е^ и основной

параметр рабочего инструмента - полуугол канала волоки Х2 - а. В качестве функций отклика служил безразмерный комплекс у - со (10) , характеризующий степень равномерности напряженного состояния стали в процессе волочения.

Для установления связи между исследуемыми величинами применялся аппарат математического планирования эксперимента. Использовался полный факторный план типа 22 и уравнение регрессии линейного типа с взаимодействиями факторов. Уровни значений и интервалы варьирования факторов определили из условия получения требуемых параметров состояния обрабатываемой стали. На каждом уровне реализовали по несколько параллельных опытов. В результате проведенных исследований получена зависимость, описывающая взаимосвязь параметров управления процессом волочения со степенью равномерности напряженного состояния обрабатываемой стали при волочении:

Проверка с помощью критерия Фишера показала, что полученная зависимость адекватно описывает результаты вычислительного эксперимента в исследуемой области изменения технологических параметров волочения. На основе зависимостей (11) и (12) был разработан усовершенствованный режим деформационной обработки, обеспечивающий более равномерное напряженное состояние стали марки 80ХФЮ в очаге деформации при волочении по сравнению с действующими маршрутами.

С использованием разработанного автором программного обеспечения были выполнены расчеты технологических ограничений по коэффициенту запаса прочности и мощности двигателей волочильных блоков по маршруту волочения, которые подтвердили возможность его реализации в промышленных условиях.

Разработанный в результате исследований маршрут волочения в

у = 0,578+ 0,34л:, - 0,353х2 - 0,23х, •

(12)

опытном порядке был апробирован в условиях ОАО «ММК-МЕТИЗ». Для оценки эффективности маршрута волочения после каждого перехода отбирали образцы, из которых были изготовлены темплеты и проведены измерения микротвердости в поперечном сечении стали. Результаты измерений показали, что различие величины микротвердости поверхностных и центральных слоев деформированной стали в зависимости от перехода волочения составляло от 7 до 18 %, что свидетельствует об однородности структуры металла, полученного по усовершенствованному режиму волочения, и предопределяет повышение ПК готовой продукции и снижение их вариаций.

В пятой главе приводятся результаты внедрения выполненных исследований в условиях промышленного производства высокопрочной арматуры на ОАО «ММК-МЕТИЗ», а также оценка результативности технологического процесса и качества готовой продукции.

Исходный прокат стали марки 80ХФЮ диаметром 15,0 мм производства ОАО «ММК» (плавка 450568) после ускоренного охлаждения по химическому составу, механическим свойствам, микроструктуре, предельным отклонениям и качеству поверхности полностью соответствовал требованиям ТС 14-101-621. Подготовку поверхности исходного подката к холодной пластической обработке выполнили в соответствии с действующими на заводе технологическими инструкциями. Волочение подката на размер под профилирование осуществляли на прямоточном стане М 120/8 по разработанному в ходе исследований маршруту деформационной обработки:

Геометрические параметры волочильного инструмента соответствовали форме 12 по ГОСТ 9453. После волочения промежуточную холоднотянутую заготовку диаметром 9,8 мм подвергали обработке на линии 1БР5 путем профилирования на размер 9,6 мм в неприводной трех-валковой клети и последующего в потоке отпуска под сильным натяжением. Температура нагрева арматуры при стабилизации составляла 380...420 °С, усилие натяжения - 4500-5000 кг, скорость обработки - 50 м/мин.

Механические испытания готовой арматуры проводили в сертифицированной лаборатории завода по ГОСТ 12004-81. Обработку данных выполняли методами математической статистики (табл. 1).

С использованием разработанной методики оценки результативности выполнили сравнительный анализ технологии производства высокопрочной арматуры по действующим и усовершенствованным режимам деформационной обработки (табл. 2).

Таблица 1

Результаты промышленного выпуска арматуры диаметром 9,6 мм из стали марки 80ХФЮ по разработанным режимам

Результаты статистической обработки Показатели качества

Временное сопротивление разрыву <ТВ, МПа Условный предел текучести <70 2, МПа Относительное удлинение 6, %

Среднее значение 1660 1510 5,6

Минимальное значение 1630 1490 5,2

Максимальное значение 1690. 1540 6,0

Выборочная дисперсия 140,76 162,31 0,18

Стандартное отклонение 11,86 12,74 0,42

Таблица 2

Сравнительная характеристика результативности технологического процесса

Оценка результативности Глобальная результативность С?(3) Локальная результативность ¿(6) Комплексная оценка результативности С (7)

По действующим технологическим режимам обработки 3,41 10,70 6,08

После совершенствования 3,28 11,75 6,21

Рост числовых значений локальной результативности Ь (6) и комплексного показателя результативности С (7) подтверждает повышение результативности технологического процесса производства высокопрочной арматуры для ЖБШ в целом за счет более полного использования потенциала операции волочения подката на размер под профилирование.

Совершенствование режимов деформационной обработки позволило в полном объеме реализовать пластические свойства стали марки 80ХФЮ и получить требуемый комплекс характеристик промежуточных заготовок, отвечающий условиям выполнения операций профилирования и стабилизации. Анализ результатов показал, что внедрение усовершенствованных режимов деформационной обработки высокопрочной арматуры позволило снизить интервалы разброса ПК по временному сопротивлению разрыву в 1,35 раза, по относительному удлинению - в 1,6 раза, по относительному сужению - в 1,9 раза, по сравнению с ранее действующими режимами. В результате на 92 % были устранены несоответствия по показателям прочности и пластичности арматуры, что свидетельствует о значительном повышении качества готовой продукции.

С 01.09.2009 г. по разработанным режимам арматура выпускается в промышленных объемах в условиях ОАО «ММК-МЕТИЗ». Подтвер-

жденный экономический эффект от внедрения результатов работы составил 7,3 млн. руб.

После внесения изменений в технологию производства были проведены сертификационные испытания качества высокопрочной арматуры во ВНИИЖТ (г. Москва). По заключению института высокопрочная арматура диаметром 9,6 мм по всем ПК полностью соответствовала требованиям НТД и была рекомендована к использованию при армировании ЖБШ нового поколения для скоростных и тяжелонагруженных железных дорог.

Эксплуатационные испытания готовых шпал, армированных арматурой производства ОАО «ММК-МЕТИЗ», показали полное соответствие требованиям ОСТ 32.152-2000 и ТУ 5864-047-11337151 «Шпалы железобетонные предварительно напряженные типа Щ 1-4x10 для железных дорог колеи 1520 мм Российской Федерации».

Результаты работы позволили заводу наращивать объемы производства высокопрочной стабилизированной арматуры диаметром 9,6 мм с заданным уровнем качества для ЖБШ нового поколения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработана методика оценки результативности технологических процессов обработки, позволяющая обоснованно определять технологические резервы и управляющие воздействия, обеспечивающие достижение заданного уровня качества готовой продукции. С использованием предложенной методики было определено основное направление исследований, обеспечивающее повышение результативности технологии производства и заданного уровня качества высокопрочной стабилизированной арматуры диаметром 9,6 мм для армирования ЖБШ нового поколения, а именно - совершенствование режимов деформационной обработки исходного подката.

2. Выполнен комплекс исследований и установлены особенности реологических свойств новой высокоуглеродистой легированной стали марки 80ХФЮ при холодной пластической деформации. Получено уравнение состояния стали марки 80ХФЮ, необходимое для обоснованного проектирования режимов деформационной обработки высокопрочной арматуры диаметром 9,6 мм из подката диаметром 15,0 мм.

3. С использованием моделирования деформационной обработки в среде БеАэгт-20 и математического аппарата планирования эксперимента выполнены исследования влияния параметров маршрутов волочения высокопрочной арматуры из катанки диаметром 15,0 мм стали марки 80ХФЮ на равномерность напряженного состояния материала в очаге деформации. Предложен показатель количественной оценки равномерности напряженного состояния в очаге деформации при волочении, характеризующий вариации отношения гидростатического давления к интенсивности касательных напряжений.

4. На основе разработанной методики оценки результативности и выполненных исследований определены усовершенствованные режимы, характеризующиеся равномерным напряженным состоянием обрабатываемой стали при деформационной обработке и обеспечивающие повы-

шение комплекса эксплуатационных ПК высокопрочной арматуры диаметром 9,6 мм для армирования ЖБШ нового поколения.

5. Результаты исследований внедрены в действующее производство на ОАО «ММК-МЕТИЗ». В итоге на 92 % были устранены несоответствия по показателям прочности и пластичности арматуры при существенном снижении их вариаций, что свидетельствует о значительном повышении результативности технологического процесса и повышении качества готовой продукции. Общий экономический эффект составил 7,3 млн. руб. Результаты работы использованы при успешном прохождении сертификационных испытаний высокопрочной арматуры диаметром 9,6 мм из стали марки 80ХФЮ производства ОАО «ММК-МЕТИЗ» во ВНИИЖТ (г. Москва).

Основные положения диссертации опубликованы в работах

1. Лебедев В.Н., Носов А.Д., Носков Е.П. и др. Развитие метизного комплекса Магнитогорского металлургического комбината // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2004. № 3. С. 52-56.

2. Лебедев В.Н., Вершигора С.М., Пудов Е.А. Освоение новых перспективных видов железнодорожного крепежа в ОАО «МКЗ» // Труды шестого конгресса прокатчиков (Том I). Москва, 2005. С. 268-272.

3. Лебедев В.Н., Носов А.Д., Носков Е.П. и др. Об особенностях построения системы менеджмента качества в ОАО «ММК-МЕТИЗ» // Производство конкурентоспособных метизов: Сб. науч. трудов / Под ред. канд. техн. наук А.Д. Носова. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. Вып. 1.С. 4-7.

4. Лебедев В.Н., Корчунов А.Г., Гун Г.С. и др. Возможности повышения качества и снижения затрат на производство калиброванной стали для пружинных клемм // Труды седьмого конгресса прокатчиков (Том I). Москва, 15-18 октября 2007 г. С. 369-372.

5. Лебедев В.Н., Корчунов А.Г., Семенов В.Е. и др. Формирование качества поверхности стали при калибровании в монолитной волоке: Монография. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2007. 88 с.

6. Лебедев В.Н., Носов А.Д., Семихатский С.А. и др. Исследование качества закладных болтов из металлопроката со стана 370 ОАО «ММК» // Сталь. 2007. № 5. С. 95-97.

7. Лебедев В.Н., Корчунов А.Г., Чукин В.В. и др. Проектирование ресурсосберегающих режимов производства калиброванной стали для пружинных клемм // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2007. № 1 (17). С. 74-76.

8. Лебедев В.Н., Корчунов А.Г., Пивоварова К.Г. и др. Использование малых пластических деформаций в технологических процессах формирования качества метизных изделий // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2007. № 3 (19). С. 52-55.

9. Лебедев В.Н., Корчунов А.Г., Пивоварова К.Г. и др. Прогнозирование изменения качества поверхности стали при волочении с малыми деформациями // Современные достижения в теории и технологии пластической обработки металлов: Труды междунар. науч.-техн. конф.

Санкт-Петербург: Изд-во Политехи, ун-та, 2007. С. 344-346.

10. Лебедев В.Н., Корчунов А.Г., Гун Г.С. и др. Автоматизированный расчет деформационных и энергосиловых параметров волочения калиброванного проката. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008614834. (Заявка № 2008614369). Реестр программ для ЭВМ 08.10.2008.

11. Лебедев В.Н., Пудов Е.А., Корчунов А.Г. и др. Внедрение статистических методов управления технологическим процессом производства калиброванного проката в ОАО «ММК-МЕТИЗ» // Сталь. 2008. № 7. С. 93-95.

12. Лебедев В.Н., Рубин Г.Ш., Вахитова Ф.Т. и др. Методологический подход к управлению качеством метизной продукции, основанный на нечетких множествах // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2009. № 4 (28). С. 5053.

13. Лебедев В.Н. Опыт освоения производства высокопрочной стабилизированной арматуры для железобетонных шпал нового поколения // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2010. № 2. С. 74-76.

14. Лебедев В.Н. Повышение результативности процесса производства высокопрочной стабилизированной арматуры для железобетонных шпал // Черные металлы. Июль 2010. С. 27-29.

15. Лебедев В.Н., Чукин М.В., Рубин Г.Ш. и др. Особенности реологических свойств высокоуглеродистой легированной стали для арматуры железобетонных шпал // Вестник ЮУрГУ. 2010. № 34. С. 50-53.

16. Лебедев В.Н., Гульцин A.C., Семенов В.Е. и др. О развитии технологических процессов производства метизов в условиях ОАО «ММК-МЕТИЗ» // Труды 8 Конгресса прокатчиков. Магнитогорск. 2010. С. 306-307.

17. Лебедев В.Н., Пудов Е.А. Перспективы развития производства арматурной продукции на ОАО «ММК-МЕТИЗ» // Труды 8 Конгресса прокатчиков. Магнитогорск. 2010. С. 308-311.

18. Лебедев В.Н., Пудов Е.А. Состояние производства продукции верхнего строения пути железных дорог в ОАО «ММК-МЕТИЗ» // Труды 8 Конгресса прокатчиков. Магнитогорск. 2010. С. 312-315.

19. Лебедев В.Н., Чукин В.В., Рубин Г.Ш. и др. Развитие технологических процессов производства высокопрочной арматуры для железобетонных шпал современных магистралей // Труды 8 Конгресса прокатчиков. Магнитогорск. 2010. С. 324-331.

20. Лебедев В.Н., Корчунов А.Г., Чукин М.В. и др. Применение элементов нечеткой логики для управления показателями качества метизных изделий на операциях термической обработки // Казахстанской Магнитке 50 лет: Труды III междунар. науч.-техн. конф. г. Темиртау: Изд-во РИК по учебной и методической литературе Республики Казахстан, 2010. С. 149-153.

21. Лебедев В.Н., Корчунов А.Г., Чукин М.В. Производство высокопрочной стабилизированной арматуры для ЖБШ нового поколения // Металлург. 2011. № 1. С. 75-78.

Подписано в печать 09.03.2011. Формат 60x84 1/16. Бумага тип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 167.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

Введение.

Глава 1. Состояние производства и проблемы управления качеством высокопрочной стабилизированной арматуры для железобетонных шпал нового поколения.

1.1. Современные требования к показателям качества высокопрочной стабилизированной арматуры для ЖБШ.

1.2. Особенности технологического процесса и проблематика формирования заданного уровня качества стабилизированной арматуры.

1.3. Анализ методик проектирования маршрутов деформационной обработки арматуры больших диаметров.

1.4. Анализ подходов к оценке результативности технологических процессов при управлении качеством продукции.

1.5. Выводы, цель и задачи исследований.

Глава 2. Разработка методики оценки результативности технологического процесса производства высокопрочной арматуры.

2.1. Определение критериев оценки технологии.

2.2. Оценка глобальной результативности процесса.

2.3. Оценка локальной результативности процесса.

2.4 Комплексная оценка результативности процесса и алгоритм ее факторного анализа.

2.5 Выводы по главе.

Глава 3. Исследование особенностей реологических свойств подката из стали марки 80ХФЮ.

3.1. Анализ качества исходного подката диаметром 15,0 мм из стали марки 80ХФЮ.

3.2. Методика проведения пластометрических исследований.

3.3. Исследование реологических свойств стали марки 80ХФЮ.

3.4. Выводы по главе.

Глава 4. Моделирование деформационных режимов обработки арматуры.

4.1. Методика моделирования, принятые допущения.

4.2. Показатель количественной оценки степени равномерности напряженного состояния материала в очаге деформации при волочении.

4.3. Результаты моделирования маршрутов волочения арматуры.

4.4. Определение предпочтительных параметров маршрута волочения с использованием метода планирования эксперимента.

4.5. Выводы по главе.

Глава 5. Реализация результатов работы в промышленности, оценка результативности технологического процесса и качества готовой продукции.

5.1. Мероприятия по совершенствованию режимов деформационной обработки арматуры.

5.2. Результаты апробации и внедрения разработок в действующее производство.

5.3. Сравнительная оценка результативности технологии производства и качества готовой продукции.

5.4. Выводы по главе.

Потребности экономики страны требуют ускоренного развития сети высокоскоростных железных дорог, внедрения нового эффективного подвижного состава. Эти задачи отечественной промышленности предстоит решать в рамках стратегии развития железнодорожного транспорта Российской Федерации до 2030 г. [1].

Согласно утвержденной стратегии предполагается ввести в строй более 20 тыс. километров новых железнодорожных линий, что позволит организовать транспортное обеспечение 18 перспективных месторождений полезных ископаемых и промышленных зон. На магистральном полигоне в 13,8 тыс. км будет организовано тяжеловесное грузовое движение, позволяющее снизить себестоимость перевозок массовых грузов. Мощный импульс получит развитие скоростного пассажирского сообщения (со скоростями до 160 км/час и выше), полигон которого будет увеличен в 17 раз с 650 до 10849 км. Плотность железнодорожной сети к 2030 году будет увеличена на 23,8 % при полной ликвидации ограничений пропускной и провозной способности.

Одной из актуальных проблем при реализации утвержденной стратегии является организация производства современных комплектующих для строения железных дорог и, в частности, железобетонных шпал (ЖБШ) нового поколения. В связи с этим, ОАО «Российские железные дороги» (РЖД) приняло программу модернизации заводов по производству ЖБШ, которая предполагает существенное сокращение металлоемкости конструкций, снижение трудоемкости и энергетических затрат. В настоящее время технологии производства ЖБШ и оборудование ориентированы на существенное сокращение металлоемкости конструкций, снижение трудоемкости и энергетических затрат за счет перехода к схемам укрупненного армирования (при армировании шпалы высокопрочной арматурой диаметром 10,0 мм используется 4 стержня, а в традиционной технологии — 44 проволоки диаметром 3,0 мм) и ужесточение требований к показателям качества (ПК) арматуры [2].

В целях развития отечественного производства современных ЖБШ компания ОАО «РЖД» приобрела за рубежом специализированные линии по выпуску данной продукции. В качестве арматуры для производства шпал на новых линиях применяются высокопрочные арматурные стержни диаметром 9,6 мм. Каждая линия позволяет выпускать 500 тыс. шпал в год. При выходе новых линий на проектную мощность потребность в арматуре к 2015 году возрастет до 36 ООО тонн в год.

Для обеспечения загрузки импортных линий перед отечественной промышленностью была поставлена задача освоения технологии производства высокопрочной арматуры больших диаметров для ЖБШ нового поколения.

Выполненные у нас в стране исследования в области достижения высокопрочного состояния арматуры характеризуются поиском эффективного комплекса воздействий на микроструктуру материала, сочетающего методы обработки различной физической природы (микролегирование стали, специальные методы термической и деформационной обработки). Цель такого воздействия заключается в достижении высокопрочного состояния обрабатываемого материала с приданием ему комплекса специальных свойств, отвечающим условиям эксплуатации высокопрочной арматуры для армирования ЖБШ современных железнодорожных магистралей. Максимально достигнутый сегодня уровень механических свойств высокопрочной горячекатаной арматурной стали составляет 1230 МПа и определяется в значительной мере химическим составом сложнолегированных сталей. Применение технологии термомеханической обработки с прокатного нагрева решает вопросы повышения прочности арматурной стали без использования сложного легирования. В данном случае достижение высокопрочного состояния арматуры основано на термическом упрочнении мартенситным превращением с последующим отпуском. Однако опыт термического упрочнения в потоке прокатного стана высокопрочной арматуры из высокоуглеродистой стали на заводах России и СНГ выявил проблемы высокой трещиночувствительности изделий, большого разброса механических свойств готовой арматуры [3, 4]. Термоупрочненная арматура после охлаждения имеет явно выраженную структурную неравномерность по сечению, что значительно понижает эксплуатационные характеристики изделий особенно при циклических нагрузках, которым подвергается ЖБШ в процессе эксплуатации [5]. Технология термического упрочнения горячекатаной арматуры периодического профиля диаметром 10,0 мм с отдельного нагрева позволила достичь уровня прочности не более 1470 МПа при использовании кремнистых марок стали и низкой производительности процесса [6].

Мировой тенденцией в области технологий производства высокопрочной арматуры для ЖБШ является переход от технологий горячей прокатки и термического упрочнения к технологиям деформационного упрочнения в сочетании с последующей механотермической обработкой. Реализуются такие технологии на производственных комплексах, обладающих большей технологической гибкостью и мобильностью.

В европейских странах для производства высокопрочной арматуры широкое распространение получила технология, основанная на деформационном упрочнении в сочетании с механотермической обработкой-отпуском под сильным натяжением. Такое одновременное воздействие обеспечивает высокие упругие свойства в сочетании с высокими пластическими характеристиками готовой продукции. Релаксационная стойкость арматуры увеличивается в три-четыре раза и очень мало изменяется с течением времени. Полученную таким способом арматуру в зарубежной практике называют релаксационно-стойкой или с низкими потерями от релаксации, в отечественной — стабилизированной [7].

Впервые решение об организации выпуска отечественной высокопрочной стабилизированной арматуры диаметром 9,6 мм для современных ЖБШ в условиях ОАО «Магнитогорский метизно-калибровочный завод «ММК-МЕТИЗ» (ОАО «ММК-МЕТИЗ») было принято на совещании представителей ОАО «РЖД» и ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК»). При этом завод рассматривался как предприятие, имеющее значительный многолетний опыт производства высокопрочной шпальной арматуры. С целью производства данной продукции завод приобрел у фирмы «Mario Frigerio» (Италия) многократный прямоточный волочильный стан RI 120/8 и линию ме-ханотермической обработки, предназначенную для совмещения операций нанесения периодического профиля и стабилизации арматуры. В свою очередь, задача производства подката диаметрами до 16,0 мм требуемого качества была включена в программу освоения новых сортовых станов ОАО «ММК».

Однако специфика требований, предъявляемых к стабилизированной арматуре, отсутствие отечественного опыта деформационной обработки в холодном состоянии подката таких диаметров из высокопрочных сталей и ограниченные возможности прямого использования и адаптации зарубежных разработок не позволили решать задачи выпуска данной продукции на основе копирования традиционных подходов к определению технологических режимов, применяемых на заводе при изготовлении других видов армирующих материалов. Технологический процесс на этапе освоения характеризовался неудовлетворительной результативностью, что не позволило в полном объеме обеспечить заданный комплекс ПК готовой продукции и удовлетворить спрос со стороны заводов ЖБШ.

В связи с этим актуальным является комплекс исследований, направленный на повышение результативности технологического процесса производства арматуры, обеспечения заданного уровня ПК готовой продукции, уменьшение количества несоответствий требованиям нормативно-технической документации (НТД).

5.4. Выводы по главе

1. Разработанный в результате исследований маршрут волочения апробирован в условиях ОАО «ММК-МЕТИЗ». Выполненный анализ характера распределения микротвердости в поперечном сечении образцов, отобранных по маршруту волочения показал, что различие величины микротвердости поверхностных и центральных слоев деформированной стали в зависимости от перехода волочения составляло от 7 до 18 %, что свидетельствует об однородности структуры металла, полученного по усовершенствованному режиму волочения, и предопределяет повышение ПК готовой продукции и снижение их вариаций.

2. С использование разработанной методики оценки результативности выполнена сравнительная оценка технологии производства высокопрочной арматуры диаметром 9,6 мм для ЖБШ нового поколения по действующим режимам обработки и по разработанным в результате выполненных исследований. Рост числовых значений локальной результативности и комплексного показателя результативности подтвердил повышение результативности технологического процесса производства высокопрочной арматуры ЖБШ в целом за счет более полного использования потенциала операции волочения подката на размер под профилирование по разработанным режимам деформационной обработки.

3. Разработанные усовершенствованные режимы деформационной обработки в полном объеме внедрены в промышленное производство в условиях ОАО «ММК-МЕТИЗ». В результате в общей структуре несоответствующей продукции на 92 % были устранены несоответствия по показателям прочности и пластичности арматуры, что свидетельствует о значительном повышении результативности технологического процесса и повышении качества готовой продукции. Экономический эффект от внедрения разработок в производство составил 7,3 млн. руб. Сертификационные испытания высокопрочной арматуры диаметром 9,6 мм во ВНИИЖТ (г. Москва) полностью подтвердили соответствие качества готовой продукции требованиям современной НТД.

106

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана методика оценки результативности технологических процессов обработки, позволяющая обоснованно определять технологические резервы и управляющие воздействия, обеспечивающие достижение заданного уровня потребительских свойств готовой продукции. С использованием предложенной методики было определено основное направление исследований, обеспечивающее повышение результативности технологии производства и заданного уровня качества высокопрочной стабилизированной арматуры диаметром 9,6 мм для армирования ЖБШ нового поколения, а именно - совершенствование режимов деформационной обработки исходного подката.

2. Выполнен комплекс исследований и установлены особенности реологических свойств новой высокоуглеродистой легированной стали марки 80ХФЮ при холодной пластической деформации. Получено уравнение состояния стали марки 80ХФЮ, необходимое для обоснованного проектирования режимов деформационной обработки высокопрочной арматуры диаметром 9,6 мм из подката диаметром 15,0 мм.

3. С использованием моделирования деформационной обработки в среде Ве1огт-2В и математического аппарата планирования эксперимента выполнены исследования влияния параметров маршрутов волочения высокопрочной арматуры из катанки диаметром 15,0 мм стали марки 80ХФЮ на равномерность напряженного состояния материала в очаге деформации. Предложен показатель количественной оценки равномерности напряженного состояния в очаге деформации при волочении, характеризующий вариации отношения гидростатического давления к интенсивности касательных напряжений.

4. На основе разработанной методики оценки результативности и выполненных исследований определены усовершенствованные режимы, характеризующиеся равномерным напряженным состоянием обрабатываемой стали при деформационной обработке и обеспечивающие повышение комплекса эксплуатационных ПК высокопрочной арматуры диаметром 9,6 мм для армирования ЖБШ нового поколения.

5. Результаты исследований внедрены в действующее производство на ОАО «ММК-МЕТИЗ». В итоге на 92 % были устранены несоответствия по показателям прочности и пластичности арматуры при существенном снижении их вариаций, что свидетельствует о значительном повышении результативности технологического процесса и повышении качества готовой продукции. Общий экономический эффект составил 7,3 млн. руб. Результаты работы использованы при успешном прохождении сертификационных испытаний высокопрочной арматуры диаметром 9,6 мм из стали марки 80ХФЮ производства ОАО «ММК-МЕТИЗ» во ВНИИЖТ (г. Москва).

1. Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года. Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 июня 2008 г. № 877 р.

2. Мадатян С.А. Современный уровень требований к напрягаемой арматуре // Бетон и железобетон . 2005. № 1. С. 8-10.

3. Сычков А.Б., Жигарев М.А., Перчаткин A.B. Технологические особенности производства арматурного проката широкого назначения: Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. 499 с.

4. Высокопрочная арматурная сталь / A.A. Кугушин, И.Г. Узлов, В.В. Калмыков, С.А. Мадатян, A.B. Ивченко. М.: Металлургия, 1986. 272 с.

5. Мадатян С.А. Арматура железобетонных конструкций. М.: Воентехлит, 2000. 256 с.

6. Михайлов К.В. Задачи отечественной строительной науки в области арматуры и предварительно напряженных железобетонных конструкций // Бетон и железобетон . 2004. № 2. С. 3-5.

7. Звездов А.И. 21 век век бетона и железобетона // Бетон и железобетон. 2001. № 1.С. 4-6.

8. Тихонов И.Н., Мешков В.З., Судаков Г.Н. Эффективная стержневая арматура для железобетонных конструкций // Бетон и железобетон. 2002. № 4. С. 10-15.

9. Бараз Р.В., Зубов В.Я. Стабильность структуры и релаксация напряжений в цилиндрических пружинах // Известия вузов. Черная металлургия. 1970. №2. С. 34-38.

10. Рахштадт А.Г. Пружинные стали и сплавы. М.: Металлургия, 1982.

11. Битков B.B. Технология и машины производства проволоки. Екатеринбург: УРО РАН, 2004. 368 с.

12. Лебедев В.Н., Носов А.Д., Носков Е.П. и др. Развитие метизного комплекса Магнитогорского металлургического комбината // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2004. № 3. С. 52-56.

13. Красильников Л.А., Зубов В.Я. Релаксационная стойкость и циклическая прочность холоднотянутой проволоки. М.: Металлургия, 1970. 168 с.

14. Научные и технологические основы микролегирования стали / В.Л. Пи-люшенко, В.А. Вихлевщук, М.А. Поживанов и др. М.: Металлургия, 1994. 384 с.

15. Филиппенков A.A., Дерябин Ю.А., Смирнов Л.А. Эффективные технологии легирования стали ванадием. Екатеринбург: УРО РАН, 2001. 201 с.

16. Лебедев В.Н. Опыт освоения производства высокопрочной стабилизированной арматуры для железобетонных шпал нового поколения // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2010. № 2. С. 74-76.

17. Юхвец И.А. Производство высокопрочной проволочной арматуры. М.: Металлургия, 1973. 264 с.

18. Фогель Л.М. Повышение свойств арматурной проволоки с четырехсторонним профилем на основе совершенствования режимов волочения и профилирования: Дис. . канд. техн. наук. Магнитогорск: МГМИ, 1991. 138 с.

19. Киреев Е.М. Совершенствование производства высокопрочной арматурной проволоки с целью повышения ее релаксационной стойкости: Дис. . канд. техн. наук. Магнитогорск: МГМИ, 1984. 146 с.

20. Пирогов В.А. Вакуленко И.А Влияние содержания углерода и структурного состояния на деформационное упрочнение и деформируемость углеродистых сталей при волочении // Металлургическая и горнорудная промышленность. 1987. №2. С. 38-39.

21. Белалов Х.Н., Клековкина H.A. и др. Производство стальной проволоки: Монография. Магнитогорск: МГТУ, 2005. 543 с.

22. Харитонов В.А. Исследование и разработка способа производства высокопрочной арматурной проволоки прокаткой в трехвалковых калибрах: Дис. . канд. техн. наук. Магнитогорск: МГМИ, 1975. 135 с.

23. Харитонов Вик.А. Повышение эффективности производства пружинной и арматурной проволоки диаметром 6,0-8,0 мм холодной прокаткой в трехвалковых калибрах: Дис. . канд. техн. наук. Магнитогорск: МГМИ, 1988. 138 с.

24. Поляков М.Г., Никифоров Б.А., Гун Г.С. Деформация металла в многовалковых калибрах. М.: Металлургия, 1979. 230 с.

25. Барков JI.A., Выдрин В.Н., Пастухов В.В. Технология и оборудование для прокатки трудно деформируемых материалов: Челябинск: ЮУрГУ, 1985. 86 с.

26. Кулеша В.А., Клековкина H.A., Белалов Х.Н. и др. Изготовление высококачественных метизов (научный и практический опыт Белорецкого металлургического комбината). Коллективная монография. Белорецк: ОАО «БМК», 1999. 328 с.

27. Зубов В.Я., Мальцева Л.А. О масштабном факторе при разрушении -стальной проволоки // Термическая обработка и физика металлов. Вып. 2.У

28. Свердловск: УПИ, 1976. С. 15-19.

29. Семавина А.Н., Гаврилюк В.Г., Терских С.А. О природе масштабного эффекта в холоднотянутой стальной проволоке // Физико-химическая механика материалов. 1979. № 2. С. 24-28.

30. Перлин И.Л. Теория волочения. М.: Металлургия, 1971. 448 с.

31. Гриднев В.Н., Мешков Ю.А., Меттус Г.С. Пути уменьшения дефекта стальной проволоки по расслоению // Черметинформация. Сер. 9. Метизное производство. 1969. Вып. 5. 20 с.

32. Дзугутов М.Я Пластичность, ее прогнозирование и использование при ОМД. М.: Металлургия, 1984. 130 с.

33. Пресняков A.A. Очаг деформации при обработке металлов давлением. Алма-Ата: Наука, 1988. 100 с.

34. ЮхвецИ.А. Волочильное производство. М.: Металлургия, 1965. 374 с.

35. Красильников Р.Б. Нагрев при холодном волочении проволоки. М.: Металлургиздат, 1962. 88 с.

36. Грудев А.П., Маклаков Г.Ю. Определение рационального режима деформации с учетом случайно изменяющихся технологических параметров волочения. Днепропетровск, 1980. 17 с. Деп. в ЦНИИ Черметинформация 8.08.1980, № 1044.

37. Мешков Ю.Я. Новая методика построения маршрута волочения стальной проволоки. М. 1965. 6 с. Ин-т «Черметинформация». Сер. 8; № 10.

38. Потемкин К.Д. Термическая обработка и волочение высокопрочной проволоки. М.: Металлургиздат, 1963. 188 с.

39. Желтков A.C., Савенок А.Н. Расчет маршрута грубо-среднего волочения высокопрочной проволоки // Сталь. 1998. № 11. С. 46-49.

40. Кулеша В.А., Рукер В.Н. Построение маршрутов волочения на основе масштабного фактора// Сталь. 1988. № 11. С. 12-14.

41. Богатов A.A., Мижирицкий О.И., Смирнов C.B. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1984. 144 с.

42. Харитонов В.А., Зюзин В.И., Белан А.К. Ресурсосбережение при производстве проволоки: Учеб. пособие. Магнитогорск: МГТУ, 2003. 194 с.

43. Семавина А.Н. Исследование влияния технологических факторов на качество стальной холоднотянутой проволоки и разработка технологии изготовления ее для пружин и железобетона: Дис. . канд. техн. наук.- Магнитогорск: МГМИ, 1979. 120 с.

44. Колмогоров B.JT. , Богатов A.A., Мигачев Б.А. и др. Пластичность и разрушение. М.: Металлургия, 1977. 336 с.

45. Богатов A.A. Механические свойства и модели разрушения металлов. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2002. 329 с.

46. Бэкофен В. Процессы деформации: Пер. с англ. М.: Металлургия, 1977. 288 с.

47. Компьютерные системы моделирования пластических деформаций / Б.Г. Каплунов, Е.Г. Полищук, Д.С. Жиров, Е.В. Селюнина. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2000. 67 с.

48. Белов М.И. Эффективность использования математического моделирования при исследовании, оптимизации и проектировании технологических процессов ОМД // Пластическая деформация сталей и сплавов. М.: МиСИС, 1996. С. 224-227.

49. Абрамов А.Н., Семенов В.И. Математическое моделирование процесса волочения//Кузнечно-штамповочное производство. 2003. № 9. С. 15-19.

50. Зайдес С.А., Исаев А.Н. Технологическая механика осесимметричного деформирования. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. 432 с.

51. Антонов A.B. Системный анализ. М.: Высшая школа, 2004. 54 с.

52. Анфилатов B.C., Емельянов A.A., Кукушкин A.A. Системный анализ в управлении: Учеб. пособие / Под ред. A.A. Емельянова. М.: Финансы и статистика, 2002. 368 с.

53. Садовский В.Н. Системный анализ в экономике'и организации производства / Под ред. С.А. Валуева, В.Н. Волкова, А.П. Градова и др. Л.: Политехника, 1991. 398 с.

54. Голубков Е.П. Использование системного анализа в принятии плановых решений. М.: Экономика, 1982. 160 с.

55. Флейшман Б.С. Элементы теории потенциальной эффективности сложных систем. М.: Советское радио, 1971. 225 с.

56. Моисеев H.H. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981.488 с.

57. Эшби Р. Введение в кибернетику. М.: КомКнига, 2005. 432 с.

58. Гун Г.С. Управление качеством высокоточных профилей. М.: Металлургия, 1984. 152 с.

59. Рубин Г.Ш., Гун Г.С. Логические законы оценки качества продукции. Магнитогорск. 1981. 23 с. Рукопись представлена МГМИ. Деп. В ВИНИТИ 19 авг. 1981, №4105-81.

60. Гун Г.С. Метод комплексной оценки качества металлопродукции // Известия вузов. Черная металлургия. 1982. № 8. С. 62-66.

61. Рубин Г.Ш. Выбор и исследование рациональных технологических схем получения высокоточных фасонных профилей на основе комплексной оценки эффективности технологии: Дис. . канд. техн. наук, Магнитогорск: МГМИ. 1982. 120 с.

62. Закиров Д.М. Развитие теории оценки качества и практики производства метизов автомобильного назначения на основе разработки конкурентоспособных технологий: Дис. . докт. техн. наук. Магнитогорск. ГОУ ВПО «МГТУ». 2008. 350 с.

63. МГТУ им. Г.И. Носова. 2004. 150 с.

64. Сальников В.В. Разработка и выбор сквозной технологии производства шаровых пальцев на основе комплексной оценки эффективности процессов: Дис. . канд. техн. наук. Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова. 2006. 150 с.

65. Скрипко JI. Как определять результативность и эффективность процессов? // Стандарты и качество. 2005. № 5. С. 23-28.

66. Глудкин О.П. Всеобщее управление качеством. М.: Радио и связь, 1999. 432 с.

67. Колмогоров А.Н., Фомин C.B. Элементы теории функций и функционального анализа. М.: Наука, 2004 (7-е изд.). 333 с.

68. С. Gini: Measurement of inequality of incomes, Economic Journal 31, 1921, p. 124-126.

69. Lorenz, M. O. (1905). "Methods of measuring the concentration of wealth". Publications of the American Statistical Association (Publications of the American Statistical Association, Vol. 9, No. 70) 9 (70), p. 209-219.

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

71. Кроха В.А. Упрочнение при холодной пластической деформации: М.: Машиностроение, 1980. 157 с.

72. Лебедев В.Н., Чукин М.В., Рубин Г.Ш. и др. Особенности реологических свойств высокоуглеродистой легированной стали для арматуры железобетонных шпал // Вестник ЮУрГУ. 2010. № 34. С. 50-53.

73. Харитонов В.А., Радионова Л.В. Формирование свойств углеродистой проволоки холодной деформацией. Магнитогорск: МГТУ, 2001. 120 с.

74. Белалов Х.Н., Савельев Е.В. Упрочнение стальной проволоки при волочении // Моделирование и развитие технологических процессов обработки металлов давлением: Сб. науч. тр. Магнитогорск: МГМА, 1998. С. 21-30.

75. Кошелев В.Е. Excel 2007. Эффективное использование. М.: Бином-пресс, 2008. 544 с.

76. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением. Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2001. 836 с.

77. Смирнов-Аляев Г.А. Механические основы пластической обработки металлов. Л.: Машиностроение, 1968. 271 с.

78. Громов Н.П. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1978. 360 с.

79. Полухин П.И. Физические основы пластической деформации. М.: Металлургия, 1980. 546 с.

80. Томленов А.Д. Теория пластического деформирования металлов. М., Металлургия, 1972. 389 с.

81. Спиридонов A.A. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. М.: Машиностроение, 1981. 184 с.

82. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии: М.: Высшая школа, 1978. 430 с.

83. Орлов С.И., Плахотин B.C. Уменьшение расслоений при волочении высокопрочной проволоки // Сталь. 1983. № 3. С. 69-71.

84. Мешков Ю.Я., Меттус Г.С. Дефектность холоднотянутой стали и ее влияние на анизотропию механических свойств // Обработка металлов давлением: Межвуз. сб. науч. тр. Свердловск: УПИ, 1988. С. 15-21.

85. Белов A.B., Соколов A.A., Анашкин A.B. Пластичность и прочность углеродистых сталей при холодном волочении // Теория и практика производства метизов: Межвуз. сб. науч. тр. Свердловск: УПИ, 1986. С. 22-28.

86. Лебедев В.Н. Повышение результативности процесса производства высокопрочной стабилизированной арматуры для железобетонных шпал // Черные металлы. Июль 2010. С. 27-29.

87. Лебедев В.Н., Гун Г.С., Корчунов А.Г., Чукин В.В. Развитие технологических процессов производства высокопрочной арматуры для железобетонных шпал современных магистралей // Труды 8 Конгресса прокатчиков. Магнитогорск, 2010. С. 324-331.