автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.09, диссертация на тему:Разработка и исследование технологии интенсивной пластической деформации методом многократного выдавливания

На правах рукописи

Андреев Антон Павлович

□03493856

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ МЕТОДОМ МНОГОКРАТНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ

Специальность 05.02.09 - Технологии и машины обработки давлением

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ижевск-2010

1 8 р ?Г)1Г)

003493856

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Камская государственная инженерно-экономическая академия» (ИНЭКА) на кафедре «Машины и технология обработки металлов давлением».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Шибаков Владимир Георгиевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Шеногин Владимир Петрович

кандидат технических наук Баталов Виктор Аркадьевич

Ведущая организация:

Научно-технический центр ОАО «КАМАЗ»

Защита диссертации состоится 9 апреля 2010 года в 16е2 на заседании диссертационного совета Д 212.065.02 в Ижевском государственном техническом университете по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ижевского государственного технического университета.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7, диссертационный совет

Д 212.065.02.

Автореферат разослан 6 марта 2010 года

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.065.02 доктор технических наук, профессор

В.Г. Осетров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важнейшей задачей в обработке металлов давлением является получение поковок, отличающихся повышенными прочностными свойствами, надежной повторяемостью и стабильностью этих свойств.

Такие требования обусловлены: резко усложняющимися условиями работы конструкций (высокие напряжения и скорости их приложения, все более сложные схемы напряженного состояния, все чаще встречающееся при эксплуатации одновременное воздействие комплекса факторов); необходимостью уменьшения массы конструкций (повышения удельной прочности материала), увеличения их долговечности.

Проблема обеспечения заданных свойств в изделиях ответственного назначения возникла с появлением первых методов ковки металлов и не утратила своей актуальности до сих пор. За это время в обработке металлов давлением и материаловедении накоплено большое количество экспериментальных фактов, которые облегчают подход к решению поставленной задачи на основе объединения условий этих двух областей знания:

• размер зерна оказывает большое влияние на механические свойства металлов и сплавов. Уменьшение величины зерна приводит к повышению характеристик пластичности с одновременным ростом прочностных характеристик;

• распределение параметров напряженно-деформированного состояния (НДС) и температуры в объеме деформируемой заготовки характеризуется существенной неоднородностью, что влечет за собой разнозернистость и большой разброс свойств;

• одним из прогрессивных методов получения высокопрочных состояний в металлах и сплавах является интенсивная пластическая деформация (ИПД);

• при использовании методов ИПД значительно измельчается микроструктура металлов и сплавов.

На основании вышеизложенного, актуальной задачей в области развития технологии заготовительного производства является разработка и исследование новых, более технологичных, способов достижения интенсивных пластических деформаций.

Цели и задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка и исследование технологии достижения интенсивных пластических деформаций методом многократного выдавливания.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие научные задачи:

• Исследование возможности использования технологических схем выдавливания для достижения интенсивных пластических деформаций.

• Разработка новых технологических схем при ИПД выдавливанием.

• Разработка математической модели формообразования при ИПД выдавливанием.

• Разработка методов проектирования технологических процессов упрочненных деталей с использованием ИПД выдавливанием.

Практическая полезность работы;

• Предложен технологический процесс ИПД выдавливанием для получения упрочненных заготовок, в том числе и крупногабаритных.

• Разработан алгоритм проектирования деталей, получаемых из заготовок упрочненных ИПД выдавливанием.

• Разработан и испытан штамп, позволяющий получать упрочненные заготовки ИПД выдавливанием.

Методы исследований. Теоретические исследования выдавливания выполнены с использованием классических методов описания движения и напряженно-деформированного состояния материала, принятых в механике сплошных сред и в теории пластичности. Математическое моделирование и исследование кинематики течения проводились на основе метода конечных элементов в программе С^огт 2Т) и с помощью методов, базирующихся на теории пластичности течения. Экспериментальные методы определения энергетических, силовых и деформационных параметров в процессе ИПД выдавливанием применялись с использованием современных измерительных приборов.

Реализация результатов. Разработанная конструкция штампа, позволяющая получать ИПД выдавливанием, использована для производства опытной партии упрочненных заготовок из сплава АД1. Разработанные алгоритмы моделирования технологических процессов ИПД выдавливанием используются в учебном процессе в Камской государственной инженерно-экономической академии на кафедре «Машины и технология обработки металлов давлением».

Научная новизна.

• Разработан и исследован технологический процесс достижения интенсивных пластических деформаций за счет многократного выдавливания, отличающийся от известных тем, что наряду с обеспечением упрочнения металлов позволяет получать фасонированные осесиммет-ричные поковки.

• Разработана математическая модель интенсивной пластической деформации при многократном выдавливании, позволяющая исследо-

вать напряженно-деформированное состояние в полуфабрикатах на различных этапах процесса с учетом параметров заготовки и инструмента, а также выявлять и устранять возможность образование дефектов типа зажимов, складок и заусенцев.

• Впервые установлены зависимости распределения параметров напряженно-деформированного состояния и исчерпания ресурса пластичности металла в упрочненных заготовках от числа циклов деформирования и вариантов реализации интенсивной пластической деформации методом многократного выдавливания.

Апробация работы. Основные положения и результаты, полученные в работе, опубликованы в 9 работах, в том числе 2 публикации в ведущих рецензируемых изданиях, включенных в список ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка. Работа изложена на 127 страницах машинописного текста, содержит 60 иллюстраций, 7 таблиц и 10 приложений, содержащих результаты расчетов на 120 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении освещена актуальность темы, рассмотрено состояние вопроса, сформулированы цели и основные задачи диссертационной работы, показана научная новизна и практическая ценность диссертации. Отмечено, что разработка научно-обоснованных путей реализации упрочнения в металлах и сплавах является научно-технической задачей, имеющей существенное значение для экономики страны.

В первой главе проводится обзор литературных источников, связанных с изучаемыми вопросами: способы достижения высокопрочных состояний в металлах и сплавах путем управления структурным состоянием; факторы, влияющие на структурообразование в металлах и сплавах; влияние интенсивной пластической деформации на прочность и пластичность металлов и сплавов; способы получения ультрамелкозернистой структуры в металлах и сплавах; механизмы структурообра-зования при интенсивной пластической деформации; анализ технологических схем выдавливания на возможность реализации интенсивных пластических деформаций.

Значительный вклад в изучение влияния интенсивных пластических деформаций внесли: Г.А. Салищев, Р.З. Валиев, И.В. Александров, В.М. Сегал, В.И. Резников, В.И. Копылов, В.И. Трефилова, Ю.И. Мильмана, С.А. Фирстова, В.А. Павлов и др.

Исследованиями в области выдавливания занимались: A.M. Дмитриев, В.Г. Шибаков, А.Г. Овчинников, В.А. Евстратов, Е.И. Семенов,

Г.А. Навроцкий, В.А. Головин, A.JI. Воронцов, А.Э. Артес, C.B. Смирнов и другие.

Поиск путей создания оптимальных по своей структуре и распределению барьеров, способствующих образованию высокой плотности дислокаций, показал, что в стали и многих сплавах, испытывающих фазовые превращения, такие барьеры можно создать, если подвергнуть материал комбинированному воздействию в одном технологическом цикле пластической деформации и термической обработке.

Практическая реализация ТМО связана с трудностями: скорость структурных и фазовых изменений; получение заданной структуры и свойств, надежная повторяемость результатов; строгое соблюдение режимов деформации, нагрева и охлаждения с температурно-временной точностью; требуется специальная аппаратура.

Помимо термомеханической обработки существуют еще несколько способов повышения прочности заготовок - различные термохимические виды (азотирование, борирование и другие), закалка поверхностного слоя лазером, нанесение и напыление разнообразных покрытий.

Наиболее эффективным является предварительное деформирование заготовок. Известно, что пластическая деформация является мощным средством формирования структуры и свойств металлов и сплавов. Для достижения высокопрочных состояний в металлах и сплавах можно использовать трехосную ковку, поперечно-винтовую прокатку и другие способы деформирования. Однако, большинство способов деформирования приводит к уменьшению одного из линейных размеров заготовки и не обеспечивает существенной проработки структуры металла. Необходимо разработать новые способы деформирования металлов и сплавов, позволяющие сообщать объемной заготовке большие степени деформации без изменения исходных размеров и формы заготовки, и при этом производить предварительное фасонирование с учетом особенностей формы получаемой в итоге детали.

Во второй главе выполнен анализ технологических возможностей выдавливания для достижения интенсивных пластических деформаций. Разработана принципиальная схема устройства для деформирования (рисунок 1). Предложен алгоритм (рисунок 2), демонстрирующий различные комбинации деформирования при выдавливании для достижения интенсивных пластических деформаций. На основании разработанного алгоритма сформирована матрица различных вариантов (таблица 1) процесса ИПД выдавливанием, где 0 и 1 - булевые переменные, соответствующие выполнению этого деформирования - 1 или не выполнению - 0.

а) б) в) г) д)

Рисунок 1 - Принципиальная схема устройства и способ деформирования по схеме ИПД методом многократного выдавливания: а) исходное состояние; б) обратное выдавливание «стакана»; в) образование исходной формы радиальным выдавливанием из «стакана»; г) обратное выдавливание стержня с утолщением; д) образование исходной формы радиальным выдавливанием из стержня с утолщением; 1 - заготовка; 2 - матрица; 3 - плита подкладная; 4 - сплошной пуансон; 5 - полый пуансон; Р[ - Р3 - силы выдавливания на разных стадиях; Рп - сила противодавления (0<Рп<Р2, 0<Рп<Р3); О, с1 - диаметры пуансонов;

V2 - скорости движения инструментов

Рисунок 2 - Алгоритм построения вариантов процесса при ИПД методом многократного выдавливания

Таблица 1 - Морфологическая матрица вариантов ИПД выдавливанием

№ вари-

Исх. заг-ка

Обратное

выд-ие «стакана»

Обратное , выд-ие стержня с утолщением

Радиальное

выд-ие с получением исходной формы I 1

Кантовка

Исходя из конечной формы заготовок, полученных ИПД выдавливанием, выбирают наиболее подходящие формы деталей, которые могут быть получены из этих заготовок с меньшими отходами и сохранением достигнутого упрочнения (рисунок 3).

Для определения рациональных параметров исходной, промежуточной и конечной формы заготовок при ИПД выдавливанием, а так же для определения соответствующих параметров технологической оснастки, позволяющих получить упрочненную и качественную (без дефектов) заготовку, была разработана имитационная модель расчета напряженно-деформированного состояния и степени исчерпания ресурса пластичности. Модель процесса деформирования основана на теории течения. Материал заготовки рассматривался как несжимаемое жестко-пластическое тело. Упругие деформации не рассматриваются ввиду их малости по сравнению с пластической деформацией заготовки.

Система исходных уравнений для построения численной модели процесса:

-уравнение равновесия:

"„-О, О)

где а., - компоненты тензора напряжений, -уравнение движения:

= 0, (2) где р - плотность; у, - компоненты вектора скорости.

Рисунок 3 - Формы деталей или полуфабрикатов получаемые после ИПД выдавливанием

Уравнения течения:

.V . 2(1г • (3)

" Зг "

где л - девиатор тензора напряжений: а,Р - интенсивности напряжений и скоростей деформаций соответственно.

Условие несжимаемости:

1-„=0. (4)

Охлаждение заготовки во время транспортирования от нагревательного устройства к прессу описывается уравнением теплопроводности в твердом теле

/*•/' = (А,/;),- (6)

Уравнение сопротивления деформации для жесткопластического материала

а = (7)

Дискретизация уравнений 1-4 производится на основе принципа виртуальных скоростей и работ, а также метода конечных элементов. Неизвестными являются узловые значения скоростей и средних напряжений. Конечно-элементная сетка состоит из линейных четырехузло-вых тетраэдров и квадратичных треугольников с шестью узлами.

На поверхностях где задана скорость 1>° граничные условия могут быть выражены через скорости

г, = (8)

На поверхностях ,у,.., где действуют усилия -

гт„ ,,, = /■; - (9)

где л - компоненты единичной нормали, - компоненты вектора усилия.

На поверхности где заданы скорость и усилие, граничные условия будут

г, = (Ю)

а,,„,/, = /•',• (Ч)

где р - это касательная составляющая действующих на поверхность

усилий, I - это единичный касательный вектор, направленный в противоположную сторону от вектора скорости заготовки относительно штампа дГ(:

I (12)

' м

Граничные условия (8) используются для участков, где между за-

готовкой и штампом имеются зоны прилипания. Выражение (9) с ^; = О

может использоваться для свободных частей поверхности заготовки.

Более общие граничные условия (10) и (11) используются совместно для участков с трением и для тех участков, где задана симметрия. В последнем случае выражения (10) и (11) заменяются следующими

V,. /!, = 0 (1С)

<г,И)/,=0. (И')

где единичные нормальные и касательные вектора задаются в зависимости от плоскости симметрии.

Граничные условия, учитывающие трения, (10) и (11) должны быть дополнены зависимостью для касательной силы р , входящей в

закон трения. На контакте заготовка-инструмент контактные касательные напряжения рассчитываются по закону Леванова:

(13)

/

д. о-

-1.25

1-е [

где т - фактор трения, ап - нормальное контактное давление.

Тепловые граничные условия на свободной поверхности заготовки включают теплообмен конвекцией и излучением. На контактной поверхности задается теплообмен с помощью коэффициента теплопередачи.

Теплообмен теплопередачей на контактной поверхности задан как КЪ{- = -К,{т-Т,) (16)

где /;1цЬ - коэффициент теплопередачи смазки, Т(/ - температура штампа.

Выделение тепла за счет трения на контактной поверхности учитывается в граничных условиях через вектор теплового потока по следующему закону

дТ_£1Н, (17)

1 Э п 2

где только половина выделяемого тепла расходуется на нагрев заготовки.

Схема задания кинематических параметров процесса для варианта №1 (таблица 1) показана на рисунке 4.

В таблице 2 приведены параметры управления экспериментальной установкой при получении определенной формы поковки. Номера вариантов соответствуют вариантам, указанным в таблице 1.

Величины Рь Рг. V, и vг всегда остаются постоянными на операции.

Для следующих вариантов на пуансоне, который выступает на указанной операции в качестве основного, что соответствует булевой переменной «1» в таблице 1, деформирующая сила р, = 2,5

МН (за исключением операции кантовки). Скорость пуансона при этом у = 1 мм/с. На вспомогательном пуансоне, который создает противодавление, сила равна р. = 0,003 МН. Скорость его движения определяется функцией =

Рисунок 4 - Параметры технологического процесса для выдавливания

Таблица 2 - Параметры технологического процесса

Вариант Сила Р], МН Сила Р2, МН Скорость V,, мм/с Скорость у2, мм/с

1 2,5 0,003 1

2 0,003 2,5 = ДУ2АЛ) 1

- площади поперечного сечения пуансонов.

В третьей главе приведены результаты имитационного моделирования процесса ИПД выдавливанием в цилиндрической матрице с варьированием геометрических соотношений инструмента в системе конечно-элементного моделирования С^огт Ю. Получены данные о распределении полей интенсивности деформации, интенсивностей напряжений, средних напряжений после деформирования по вариантам №1 и №2 для алюминия и меди.

Кривая упрочнения сплавов АД1 и М1 задавались на основе экспериментов в табличном виде для фиксированного диапазона значений деформации £., температуры Т и скорости деформации ¿.. Размеры

исходной заготовки и инструмента для моделирования соответствовали размерам экспериментального образца и штампа для ИПД выдавливанием. Построение, перестроение и адаптация сетки конечных элементов в заготовке производилась автоматически.

На рисунке 5 представлен процесс деформирования по варианту №1. Область затрудненной деформации (находится под торцом сплошного пуансона) движется вниз, выталкивая металл из очага деформации в радиальном направлении, заставляя перемещаться металл, находящийся в кольцевой области. Преимущественное течение металла в нижнюю часть боковой поверхности происходит из-за сильной осадки образца в процессе формоизменения.

Максимальные и минимальные значения интенсивности деформации е, после одного цикла по варианту №1 составили: для сплава АД1 е,тт = 7,038, еы„ = 0,051; для сплава М1 еппах =6,423, еш„ = 0,095. Перед торцом сплошного пуансона возникает застойная зона, охватывающая практически всю площадь торца. Максимальное ее распространение вглубь зарегистрировано на оси пуансона; в направлении краев пуансона эта зона монотонно уменьшается. В застойной зоне значения интенсивности деформации практически не изменяются, что свидетельствует об отсутствии пластического течения металла.

Характер распределения деформаций по объему получаемого образца однородный и не зависит от марки исследуемого материала: от значений, близких к максимальным, в так называемой «факельной» зоне, расположенной на оси симметрии, с постепенным монотонным уменьшением значений в радиальном направлении.

Рисунок 5 - Поля интенсивности деформации на стадиях деформирования АД1 по варианту №1

В месте перехода торцевой поверхности сплошного пуансона в боковую просматривается две принципиально отличающиеся области: застойная и интенсивных деформаций. Область интенсивных деформаций в процессе деформирования охватывает боковую поверхность и часть металла, находящегося под торцом.

С целью определения параметров НДС на основе взаимодействия программного обеспечения (ПО) для имитационного моделирования объемной штамповки, и ПО, позволяющего производить математические расчеты, в средах Excel и MathCAD, в зонах, где вероятно разрушение, прослеживается история деформирования. Далее эта информация в виде числовых таблиц передается в ПО для математических расчетов, где реализуется методика (рисунок 6) определения критерия поврежденное™ . Далее производится проверка по известному условию B.JI. Колмогорова

% de, „= J-

О епр

ы

<1

(18)

После проведения предварительного моделирования выдавливания по вариантам 1 и 2 (таблица 1), в заготовке были определены несколько зон, в которых возможно разрушение. В этих зонах расставлены трассируемые точки (рисунок 7). В первую зону входят точки 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10, находящиеся в периферийной области заготовки, т.е. те точки, которые в процессе деформирования непосредственно взаимодействуют с инструментом и матрицей. Во вторую зону входят точки 1, 3, 11, 12, 13, 14, 15 и 16 - точки, находящиеся внутри исследуемой заготовки.

пр, С/

£i=£i(ï]}

£,=n£,

£,=£,(Г]1

1 Г!,^ ф # Цп

Рисунок 6 - К оценке деформируемости по критерию (18): е1 = е1 (т]) -путь деформирования металла в опасной зоне; е = £„р [т]) - диаграмма пластичности

Видно, что и точках №12 н №3 (рисунок 8) ресурс пластичности исчерпан п стоит ожидать образования дефектов. В целом, при выдавливании по варианту №1, имеется достаточный запас пластичности для продолжения накопления деформации с целыо повышения прочности заготовки.

Точки, в которых превышен предел пластичности, в основном расположены в периферийной области заготовки (№5, №6, №7, №8. №9) (рисунок 9).

Для исключения появления возможных дефектов в точках с У >1 при реализации исследуемой технологии был проведен разу-прочняющий отжиг сплава АД1 при 530°С в течение одного часа с последующим охлаждением на воздухе.

Для точек №8, №12, №15, ресурс пластичности которых приблизился к 1, были проведены дополнительные исследования по влиянию температурного фактора на ресурс пластичности.

Повышение температуры позволило повысить ресурс пластичности для точек №12 п №15, тем самым избежав образование внутренних дефектов. Дальнейшее повышение температуры позволяет повысить ресурс пластичности в зоне концентрации напряжений (точка №8).

1 ' й 10 10 : ,!8 6.

2 1Г 12 13 1 13 / 12 и 2

У 15.. 16 3 16 ■ 14 •■И

(:>•': 9 ■ 9 ''." ' 5 у1

а

1 6 8] Л ¡а [8 ; . 6

V Л1' ' 12 13 1 . ■ '■12 ; : 2

4 14 15 16 -..'■15',-

■ 5 ■ 1 ' 7' }

(

1 ? 10 10 6 и

1.1".' 12 13 И

2 - = 2,

•1 14 ' У- ,16 3 16,;, 14* И

в

Рисунок 7 - Расположение трассируемых точек: а - перед началом деформирования; б - после выдавливания по варианту №1; в - после выдавливания по варианту №2

Точка 1

--Точка 2

—— Томка 3 Точка 4 Точка 5 Точка 6 К*Х Точка7 »•со Точка 8 Точка 9 Точка 10 — Точка 11 "; з Точка 12

--Точка 13

Точка 14 мч» Точка 15 Точка 16

Е, Е2,Е?,Е4,Е5,Е6. Е7, Е8,Е9, ЕЮ, ЕП,Е12,Е13,Е14,Е15, Е16

Рисунок 8 - Изменение использованного ресурса пластичности по ходу деформирования по варианту №1

Е,Е2,ЕЗ,Е4,Е5,Е6, Е7,Е8,Е9,ЕЮ,Е11.Е12,Е13%Е14, Е15.ЕЦ

Рисунок 9 - Изменение использованного ресурса пластичности по ходу деформирования после выдавливания стержня с утолщением в исходный контур

а б

Рисунок 10 — Штамп, позволяющий реализовать ИПД методом многократного выдавливания: а - эскиз установки; б - установка в сборе; 1 -нижняя матрица, 2 - вставная матрица, 3 - сплошной пуансон, 4 - полый пуансон, 5 - болт, 6 - гайка

В четвертой главе приведены расчеты по проектированию штампа, позволяющего реализовать интенсивные пластические деформации методом многократного выдавливания.

При проектировании матриц были использованы результаты расчета напряженно-деформированного состояния. Для того, чтобы выдержать высокие напряжения, возникающие при деформировании, и в то же время облегчить сборку-разборку, матрица выполнена составной (рисунок 10). Матрицы и пуансоны изготавливались из стали высокой износоустойчивости. Для сборки матриц использовались стандартные болты и гайки.

Приведен порядок проведения эксперимента по изготовлению опытной партии заготовок, упрочненных ИПД выдавливанием.

На рисунке 11 показаны образцы из сплава АД1, полученные после ИПД выдавливанием по вариантам №1 и №2. В образцах отсутствуют наружные и внутренние дефекты.

а б в г

Рисунок 11 - Образцы, подвергнутые ИПД выдавливанием: а - исходная заготовка; б - стакан; в - стержень с утолщением; г - образец, полученный после выдавливания по варианту №1

Разработан алгоритм (рисунок 12) проектирования технологии изготовления деталей из заготовок, полученных ИПД выдавливанием, с учетом заданной прочности и формы. Алгоритм учитывает конечную форму и прочность проектируемой детали.

Рисунок 12 - Алгоритм проектирования технологии изготовления деталей заданной прочности и формы из заготовок упрочненных ИПД методом многократного выдавливания /»;>.

Разработанный алгоритм позволил спроектировать и изготовить упрочненные детали крепежа: болты, гайки и заклепки.

Приведены результаты исследований структуры и механических свойств сплава АД1 упрочненного интенсивной пластической деформацией методом многократного выдавливания. На рисунке 13 представлена гистограмма с обобщенными результатами механических испытаний.

Рисунок 13 — Гистограмма механических свойств алюминиевого сплава АД1 после различных вариантов обработки: 0 - образцы из исходной заготовки; 1 - образцы из материала, подвергнутого отжигу; 2 - образцы из заготовки, выдавленной по варианту №1; 3 - образцы из «стержня с утолщением»; 4 - образцы из «стакана»

В результате металлографического исследования образцов после различных вариантов обработки установлено, что процесс ИПД методом многократного выдавливания позволяет формировать фрагменти-рованную ячеистую структуру ё ~ 0,25-Ю,7 мкм, обуславливающую упрочнение сплава.

Основные результаты работы

1. Разработан технологический процесс достижения интенсивных пластических деформаций методом многократного выдавливания, отличающийся от известных тем, что, наряду с обеспечением упрочнения металлов и сплавов, позволяет получать фасонированные поковки для

изготовления различных деталей типа стержней с утолщением, дисков, стаканов и т.п.

2. Разработана математическая модель интенсивной пластической деформации при многократном выдавливании, позволяющая исследовать с использованием пакета прикладных программ С)Рогт напряженно-деформированное состояние в полуфабрикатах на различных этапах процесса и задавать параметры заготовки и инструмента, исключающие образование дефектов типа зажимов, складок и заусенцев.

3. Разработана методика расчета параметров заготовки сисполь-зованием морфологической матрицы вариантов ИПД методом многократного выдавливания, позволяющая установить параметры заготовки и сочетание этапов интенсивной пластической деформации выдавливанием, обеспечивающие высокую интенсивность и равномерность распределении деформаций по сечению упрочняемых заготовок.

4. Установлены зависимости распределения параметров НДС и ресурса пластичности исследуемых сплавов в упрочненных заготовках от числа циклов деформирования и вариантов реализации ИПД выдавливанием, позволяющие прогнозировать возможные разрушения и корректировать процесс деформирования с целью их исключения.

5. Разработан алгоритм выбора варианта интенсивной пластической деформации многократным выдавливанием ориентированный на получение окончательной формы детали с максимально возможным упрочнением.

6. Разработан алгоритм проектирования типового технологического процесса изготовления деталей крепежа из упрочненных интенсивной пластической деформацией методом многократного выдавливания заготовок.

7. Исследование механических свойств образцов, изготовленных из полуфабрикатов, упрочненных интенсивной пластической деформацией методом многократного выдавливания, показало, что, для исследуемого случая:

• при выдавливании по схеме «заготовка—;►стакан—»полуфабрикат с исходной формой» условный предел текучести увеличивается в (1,3 9-И ,41) раза, предел прочности увеличивается в (1,97-^-2,1) раза, относительно удлинение уменьшается в (2,0^2,3) раза, твердость возрастает в (1,78-5-1,8) раза относительно исходного отожженного образца;

• при выдавливании «стержня с утолщением» наблюдается увеличение условного предела текучести в (1,13-И,15) раза, предел прочности увеличивается в (1,95^-2,0) раза, относительно удлинение уменьшается в (2,5-^2,7) раза, твердость возрастает в (1,63-И ,65) раза относительно исходного отожженного образца;

• при выдавливании «стакана» условный предел текучести увели-

чивается в (1,08-5-1,1) раза, предел прочности увеличивается в (1,25+1,28) раза, относительно удлинение уменьшается в (1,24+1,26) раза, твердость возрастает в (1,54+1,56) раза относительно исходного отожженного образца.

• интенсивная пластическая деформация методом многократного выдавливания формирует фрагментированную ячеистую структуру диаметром с! ~ 0,25+0,7 мкм.

8. Спроектирован и испытан штамп, позволяющий реализовать ИПД методом многократного выдавливания.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

1. Андреев А.П. Исследование процесса интенсивной пластической деформации выдавливанием // Зимняя школа по механике сплошных сред (пятнадцатая). Сборник статей в 3-х частях. Часть 1. Екатеринбург: УрО РАН, 2007. с. 35-38.

2. Андреев А.П., Шибаков В.Г. Возможности метода интенсивной пластической деформации выдавливанием на примере некомпактного материала // Зарегистрирована в Федеральном агентстве по информационным технологиям Министерства информационных технологий и связи РФ. ФГУП НТЦ "Информрегистр" №0320700599 МГТУ им. Н.Э. Баумана г. Москва, http://technomag.edu.ru/doc/64994.htral.

3. Андреев А.П., Шибаков В.Г., Волков Д.А. Интенсивное деформирование выдавливанием // Наука и технологии. Тезисы докладов XXVII Российской школы, посвященной 150-летию К.Э. Циолковского, 100-летию С.П. Королева и 60-летию Государственного ракетного центра "КБ им. академика В.П. Макеева". - Миасс: МСНТ, 2007. - С. 131.

4. Андреев А.П., Шибаков В.Г., Волков Д.А. Технологические возможности интенсивной пластической деформации выдавливанием и имитационное моделирование процесса // Кузнечно-штамповочное производство. ОМД. МГТУ «Станкин». - Москва, 2008. - №10. - С. 2730, 51. (нзданне, рекомендованное ВАК).

5. Андреев А.П., Волков Д.А. Имитационное моделирование процесса интенсивной пластической деформации выдавливанием. Будущее машиностроения России // Сборник трудов Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов. - М.:МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2008.- с.103-105.

6. Андреев А.П., Волков Д.А., Зайцева Т.В. Получение нанострук-турного состояния металлов и сплавов интенсивным пластическим выдавливанием // «Камские чтения»: 1-я межригеональная научно-практическая конференция. (2009; Набережные Челны). В 3-х частях. Часть 3. 2009.-с. 3-7.

7. Андреев А.П., Шибаков В.Г., Волков Д.А. Производство высокопрочных деталей в машиностроении // Кузнечно-штамповочное производство. ОМД. МГТУ «Станкин». - Москва, 2009. - №8. - С. 35-39. (издание, рекомендованное ВАК).

8. Андреев А.П., Шибаков В.Г., Волков Д.А., Шутов A.A. Термомеханические факторы производства высокопрочных деталей в машиностроении. Электронное периодическое издание «Образование и наука закамья Татарстана» №15 (октябрь), 2009г. - http://kama.openet.m:91

9. Андреев А.П., Шибаков В.Г., Астащенко В.И. Применение тер-мо-механической обработки и интенсивного пластического деформирования для получения наноструктурного состояния в металлах и сплавах. Научно-производственный журнал «Нанотехнологии Экология Производство». №2 ноябрь, 2009 г. - С. 46-47.

Подписано в печать 1.03.10 г. Формат 60x84/16 Бумага офсетная Печать ризографичсская Уч.-изд.л. 1,5 Усл.-печ.л. 1,5 Тираж 100 экз.

Заказ 1553 Издательско-полиграфический центр Камской государственной инженерно-экономической академии

423810, г. Набережные Челны, Новый город, проспект Мира, 68/19 тел./факс (8552) 39-65-99 e-mail: ic@ineka.ru

Условные сокращения и обозначения

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 ИНТЕНСИВНАЯ ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ (ИПД) КАК СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ЗА СЧЕТ УПРАВЛЯЕМОГО СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ

1.1 Интенсивная пластическая деформация как способ формирования ультрамелкозернистых структурных состояний в металлах и сплавах

1.2 Механизмы структурообразования при интенсивной пластической деформации

1.3 Анализ технологических схем выдавливания на возможность реализации интенсивных- пластических деформаций

1.3.1 Классификация способов выдавливания

1.3.2 Исследование напряженно-деформированного состояния при выдавливании

1.4 Выводы по главе

1.5 Постановка задач исследования

Глава 2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ВЫДАВЛИВАНИЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНТЕНСИВНЫХ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

2.1 Обеспечение интенсивных пластических деформаций сочетанием процессов выдавливания

2.2 Использование полученных интенсивной пластической деформацией выдавливанием заготовок для производства высокопрочных деталей

2.3 Моделирование процессов пластического формообразования с учетом влияния контактного трения, температуры и скорости деформирования

2.4 Математическая модель пластического течения металла при выдавливании 50 2.4.1 Система исходных уравнений

2.4.2 Граничные условия

2.5 Выводы по главе

Глава 3 ИМИТАЦИОННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

ВЫДАВЛИВАНИЕМ

3.1 Исследование напряженно-деформированного состояния заготовки при интенсивной пластической деформации выдавливанием

3.2 Методика прогнозирования возможности разрушения заготовки в процессе формообразования

3.3 Результаты исследований процесса ИПД выдавливанием по феноменологической теории разрушения

3.4 Выводы по главе

Глава 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК И ДЕТАЛЕЙ ПОСЛЕ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ВЫДАВЛИВАНИЕМ

4.1 Расчет и проектирование штампа, позволяющего реализовать интенсивные пластические деформации методом многократного выдавливания

4.2 Разработка алгоритма проектирования технологии изготовления деталей из заготовок, упрочненных ИПД выдавливанием

4.3 Разработка технологии процесса изготовления типовых деталей из упрочненной ИПД выдавливанием заготовки

4.4 Исследование структуры и свойств сплава АД1, упрочненного интенсивной пластической деформацией методом многократного выдавливания

4.4.1 Материалы и методика отбора проб для механических испытаний

4.4.2 Металлографический анализ

4.4.3 Методика измерения механических свойств

4.5 Выводы по главе 4 116 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 117 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 119 ПРИЛОЖЕНИЯ

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ ТМО - термомеханическая обработка;

НТМО - низкотемпературная термомеханическая обработка;

ВТМО - высокотемпературная термомеханическая обработка;

НДС - напряженно-деформированное состояние;

РКУ - равноканальное угловое прессование;

ИПД — интенсивная пластическая деформация;

МСС - механика сплошной среды;

СПД - сверхпластическая деформация;

БД - база данных

Важнейшей задачей в обработке металлов давлением является получение поковок, отличающихся повышенными прочностными свойствами, надежной повторяемостью и стабильностью этих свойств.

Такие требования обусловлены: резко усложняющимися условиями работы конструкций (высокие напряжения и скорости их приложения, все более сложные схемы напряженного состояния, все чаще встречающееся при эксплуатации одновременное воздействие комплекса факторов); необходимостью уменьшения массы конструкций (повышения удельной прочности материала), увеличения их долговечности.

Проблема обеспечения заданных свойств в изделиях ответственного назначения возникла с появлением первых методов ковки металлов и не утратила своей актуальности до сих пор. За это время в обработке металлов давлением и материаловедении накоплено большое количество экспериментальных фактов, которые облегчают подход к решению поставленной задачи на основе объединения условий этих двух областей знания:

- размер зерна оказывает большое влияние на механические свойства металлов и сплавов. Уменьшение величины зерна приводит к повышению характеристик пластичности с одновременным ростом прочностных характеристик;

- распределение параметров напряженно-деформированного состояния и температуры в объеме деформируемой заготовки характеризуется существенной неоднородностью, что влечет за собой разнозернистость и большой разброс свойств;

- одним из прогрессивных методов получения высокопрочных состояний в металлах и сплавах является интенсивная пластическая деформация (ИПД);

- при использовании методов ИПД значительно измельчается микроструктура металлов и сплавов.

На основании вышеизложенного, актуальной задачей в области развития технологии заготовительного производства является разработка и исследование новых более технологичных способов достижения интенсивных пластических деформаций.

Целью диссертационной работы является разработка и исследование технологии достижения интенсивных пластических деформаций методом многократного выдавливания.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие научные задачи:

- исследование возможности использования технологических схем выдавливания для достижения интенсивных пластических деформаций;

- разработка новых технологических схем при ИПД выдавливанием;

- экспериментальное и теоретическое исследование напряженного и деформированного состояний заготовки при интенсивной пластической деформации выдавливанием;

- разработка математической модели формообразования при ИПД выдавливанием;

- разработка методов проектирования технологических процессов упрочненных деталей с использованием ИПД выдавливанием.

В результате решения поставленных задач в работе были получены новые научные результаты, которые выносятся на защиту:

- разработан и исследован технологический процесс достижения интенсивных пластических деформаций за счет многократного выдавливания, отличающийся от известных тем, что наряду с обеспечением упрочнения металлов позволяет получать фасонированные осесимметричные поковки;

- разработана математическая модель интенсивной пластической деформации при многократном выдавливании, позволяющая исследовать напряженно-деформированное состояние в полуфабрикатах на различных этапах процесса с учетом параметров заготовки и инструмента, а также выявлять и устранять возможность образования дефектов типа зажимов, складок и заусенцев;

- впервые установлены зависимости распределения параметров напряженно-деформированного состояния и исчерпания ресурса пластичности металла в упрочненных заготовках от числа циклов деформирования и вариантов реализации интенсивной пластической деформации методом многократного выдавливания.

Практическая полезность работы заключается в следующем:

- предложен технологический процесс ИПД выдавливанием для получения упрочненных заготовок, в том числе и крупногабаритных;

- разработан алгоритм проектирования деталей, получаемых из заготовок упрочненных ИПД выдавливанием;

- разработан и испытан штамп, позволяющий получать упрочненные заготовки ИПД выдавливанием;

Теоретические исследования выдавливания выполнены с использованием классических методов описания движения и напряженно-деформированного состояния материала, принятых в механике сплошных сред и в теории пластичности. Математическое моделирование и исследование кинематики течения проводились на основе метода конечных элементов в программе С)Рогт 2П и с помощью методов, базирующихся на теории пластичности течения. Экспериментальные методы определения энергетических, силовых и деформационных параметров в процессе ИПД выдавливанием применялись с использованием современных измерительных приборов.

Содержание работы по главам.

В первой главе проводится обзор литературных источников, связанных с изучаемыми вопросами: способы достижения высокопрочных состояний в металлах и сплавах путем управления структурным состоянием; факторы, влияющие на структурообразование в металлах и сплавах; влияние интенсивной пластической деформации на прочность и пластичность металлов и сплавов; способы получения ультрамелкозернистой структуры в металлах и сплавах; механизмы структурообразования при интенсивной пластической деформации; анализ технологических схем выдавливания на возможность реализации интенсивных пластических деформаций.

Наиболее перспективным направлением повышения прочности является изменение структуры заготовок из металлов и сплавов, в частности уменьшение микроструктуры по всему сечению заготовки. Наиболее эффективным является предварительное деформирование заготовок.

Показана целесообразность разработки новых способов деформирования металлов и сплавов, позволяющие сообщать объемной заготовке большие степени деформации без изменения исходных размеров и формы заготовки, и при этом производить предварительное фасонирование с учетом особенностей формы получаемой в итоге детали.

Во второй главе выполнен анализ технологических возможностей выдавливания для достижения интенсивных пластических деформаций. Разработана принципиальная схема устройства для деформирования. Предложен алгоритм, демонстрирующий различные комбинации деформирования при выдавливании для достижения интенсивных пластических деформаций. На основании разработанного алгоритма сформирована матрица различных вариантов процесса ИПД выдавливанием.

Разработан алгоритм выбора формы детали или полуфабриката после ИПД выдавливанием.

Для определения рациональных параметров исходной, промежуточной и конечной форм заготовок при ИПД выдавливанием, а также для определения соответствующих параметров технологической оснастки, позволяющих получить упрочненную и качественную (без дефектов) заготовку, была разработана имитационная модель расчета напряженно-деформированного состояния и степени исчерпания ресурса пластичности. Модель процесса деформирования основана на теории течения.

В третьей главе приведены результаты имитационного моделирования процесса ИПД выдавливанием в цилиндрической матрице с варьированием геометрических соотношений инструмента в системе конечно-элементного моделирования С>Рогт 20. Получены данные о распределении полей интенсивности деформации, интенсивностей напряжений, средних напряжений после деформирования по вариантам №1 и №2 для алюминия и меди.

С целью определения параметров НДС на основе взаимодействия программного обеспечения для имитационного моделирования объемной штамповки и ПО, позволяющего проводить математические расчеты, в средах Excel и MathCAD, в зонах, где вероятно разрушение, прослеживается история деформирования. Приводятся результаты исследований процесса ИПД выдавливанием по феноменологической теории разрушения и условию B.JI. Колмогорова.

В четвертой главе приведены расчеты по проектированию штампа, позволяющего реализовать интенсивные пластические деформации методом многократного выдавливания.

Приведен порядок проведения эксперимента по изготовлению опытной партии заготовок, упрочненных ИПД выдавливанием.

Разработан алгоритм проектирования технологии изготовления деталей из заготовок, полученных ИПД выдавливанием, с учетом заданной прочности и формы. Алгоритм учитывает конечную форму и прочность проектируемой детали.

4.5 Выводы по главе 4

1. Спроектированы штамп и устройство противодавления, позволяющие реализовать интенсивные пластические деформации методом многократного выдавливания.

2. В результате исследования механических свойств образцов после различных вариантов обработки установлено:

• отжиг исходной заготовки позволяет увеличить условный предел текучести в (1,11-4,12) раза, предел прочности снижается в (1,36-4,38), относительное удлинение увеличивается в (1,25-4,27) раза, твердость снижается в (1,29-4,31) раза относительно состояния поставки;

• при выдавливании по схеме «заготовка—»стакан—»полуфабрикат с исходной формой» условный предел текучести увеличивается в (1,39-4,41) раза, предел прочности увеличивается в (1,97-5-2,1) раза, относительное удлинение уменьшается в (2,0-5-2,3) раза, твердость возрастает в (1,78-4,8) раза относительно исходного отожженного образца;

• при выдавливании «стержня с утолщением» наблюдается увеличение условного предела текучести в (1,13-4,15) раза, предел прочности увеличивается в (1,95-5-2,0) раза, относительное удлинение уменьшается в (2,5-^-2,7) раза, твердость возрастает в (1,63-5-1,65) раза относительно исходного отожженного образца;

• при выдавливании «стакана» условный предел текучести увеличивается в (1,08-5-1,1) раза, предел прочности увеличивается в (1,25-5-1,28) раза, относительное удлинение уменьшается в (1,24-5-1,26) раза, твердость возрастает в (1,54-4,56) раза относительно исходного отожженного образца.

3. В результате металлографического исследования образцов после различных вариантов обработки установлено, что процесс ИГЩ методом многократного выдавливания позволяет формировать фрагментированную ячеистую структуру с1 ~ 0,25-5-0,7 мкм.

4. Предложен алгоритм проектирования технологии изготовления деталей заданной прочности и формы из заготовок, упрочненных ИПД методом многократного выдавливания. Разработанный алгоритм позволил спроектировать и изготовить упрочненные детали крепежа типа болты, гайки и заклепки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработан технологический процесс достижения интенсивных пластических деформаций методом многократного выдавливания, отличающийся от известных тем, что наряду с обеспечением упрочнения металлов и сплавов позволяет получать фасонированные поковки для изготовления различных деталей типа стержней с утолщением, дисков, стаканов и т.п.

2. Разработана математическая модель интенсивной пластической деформации при многократном выдавливании, позволяющая исследовать с использованием пакета прикладных программ (^Рогт напряженно-деформированное состояние в полуфабрикатах на различных этапах процесса и задавать параметры заготовки и инструмента, исключающие образование дефектов типа зажимов, складок и заусенцев.

3. Разработана методика расчета параметров заготовки с использованием морфологической матрицы вариантов ИПД методом многократного выдавливания, позволяющая установить параметры заготовки и сочетание этапов интенсивной пластической деформации выдавливанием, обеспечивающие высокую интенсивность и равномерность распределение деформаций по сечению упрочняемых заготовок.

4. Установлены зависимости распределения параметров НДС и ресурса пластичности исследуемых сплавов в упрочненных заготовках от числа циклов деформирования и вариантов реализации ИПД выдавливанием, позволяющие прогнозировать возможные разрушения и корректировать процесс деформирования с целью их исключения.

5. Разработан алгоритм выбора варианта интенсивной пластической деформации многократным выдавливанием, ориентированный на получение окончательной формы детали с максимально возможным упрочнением.

6. Разработан алгоритм проектирования типового технологического процесса изготовления ' деталей крепежа из упрочненных интенсивной пластической деформацией методом многократного выдавливания заготовок.

7. Исследование механических свойств образцов, изготовленных из полуфабрикатов, упрочненных интенсивной пластической деформацией методом многократного выдавливания, показало, что для исследуемого случая:

• при выдавливании по схеме «заготовка—>стакан—^полуфабрикат с исходной формой» условный предел текучести увеличивается в (1,39+1,41) раза, предел прочности увеличивается в (1,97+2,1) раза, относительное удлинение уменьшается в (2,0+2,3) раза, твердость возрастает в (1,78+1,8) раза относительно исходного отожженного образца;

• при выдавливании «стержня с утолщением» наблюдается увеличение условного предела текучести в (1,13+1,15) раза, предел прочности увеличивается в (1,95+2,0) раза, относительное удлинение уменьшается в (2,5+2,7) раза, твердость возрастает в (1,63+1,65) раза относительно исходного отожженного образца;

• при выдавливании «стакана» условный предел текучести увеличивается в (1,08+1,1) раза, предел прочности увеличивается в (1,25+1,28) раза, относительное удлинение уменьшается в (1,24+1,26) раза, твердость возрастает в (1,54+1,56) раза относительно исходного отожженного образца.

• интенсивная пластическая деформация методом многократного выдавливания формирует фрагментированную ячеистую структуру диаметром ё ~ 0,25+0,7 мкм.

8. Спроектирован и испытан штамп, позволяющий реализовать ИПД методом многократного выдавливания.

1. Кайбышев O.A. Сверхпластичность промышленных сплавов. М.: Металлургия, 1984. - 274 с.

2. Механические свойства и структура металлов и сплавов с предельно высокой степенью пластической деформации / В.А. Павлов, О.В. Антонова, А.П. Адаховский и др. // Физика металлов и металловедение 1984 - Т. 58. Вып.1. -С. 177-184.

3. Механические свойства заэвтектоидной стали с нанокристаллической структурой / A.B. Корзников, Ю.В. Иванисенко, И.М. Сафаров и др. // Металлы -1994 -№1. -С. 91-97.

4. Движение вещества на наковальнях Бриджмена при высоких давлениях в сочетании с деформациями сдвига /В.А. Жорин, A.A. Жаров, А.Г. Казакевич и др. // Физика твердого тела 1975 - том 17. Вып.2. -С.395-398.

5. Дегтяренко Е.А., Хазанов И.О., Егоров Ю.П. О субкритической сверхпластичности быстрорежущей стали Р6М5 //Изв. вузов. Черная металлургия 1990.-№ 8.-С.51-53.

6. Процессы пластического структурообразования металлов / В.М. Сегал, В.И. Резников, В.И. Копылов и др. Минск.: Наука и техника, 1994. -232с.

7. Salischev G.A., Imaev R.M., Imaev V.M., Gabdulin N.K. /Mater. Sei. Forum. 1993. V. 113-115. P. 613.

8. Салищев Г.А., Валиахметов O.P., Галеев P.M., Малышева СП. //Металлы 1996 - № 4 - С. 86.

9. Валиахметов O.P., Галеев P.M., Салищев Г.А. /ФММ 1990 - № 10. С.204.

10. Галеев Р.М, Валиахметов O.P., Салищев Г.А. /Металлы. 1990 № 4 -С. 97.

11. Imayev R.M., Imayev V.M., Salishchev G.A. /J. Mater. Sei. 1992. V. 27. P. 4465.

12. Salishchev G.A., Valiakhmetov O.R., Galeyev R.M. /J. Mater. Sei. 1993.1. V. 28. P. 2898.

13. Kaibyshev О., Kaibyshev R., Salishchev G. /Mater. Sei. Forum. 1993. V.113.115. P. 423.

14. Валитов B.A., Салищев Г.А., Мухтаров Ш.Х. /Металлы 1994 - № 3 -С. 127.

15. Salishchev G.A., Valiakhmetov O.R., Valitov V.A., Mukhtarov S.K. /Mater. Sei. Forum. 1994. V. 170-172. P. 121.

16. Мазурский М.И., Мурзинова M.A., Салищев Г.A., Афоничев Д.Д. /Металлы. 1995. № 6. С. 83.

17. Голубев О.В. Разработка технологии получения заготовок холодновысадочного инструмента высокой стойкости: дис. канд. техн. наук. Уфа,-1999.

18. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. -М.: Металлургия, 1986. 226 с.

19. Трефилов В.И. Мильман Ю.В., Фирстов С.А. Физические основы прочности тугоплавких металлов. -Киев: Наукова думка, 1975. 315 с.

20. Структура, текстура и механические свойства деформированных сплавов молибдена / В.И. Трефилов, Ю.В. Мильман, Р.К. Иващенко и др. -Киев: Наукова думка. 1983. 232 с.

21. Рубцов A.C., Рыбин В.В. Структурные особенности пластической деформации на стадии локализации течения // Физика металлов и металловедение -1977- Т. 44. Вып. 3. -С. 611- 621

22. Манилов В.А., Ткаченко В.Г., Трефилов В.И., Фирстов С.А. Структурные изменения в хроме при деформации // Металлы- 1967- № 2. -С.114.122.

23. Велик Е.В., Каверина С.Н., Минаков В.Н., Трефилов В.И. Структурные изменения и хладноломкость молибдена при деформации // Физика металлов и металловедение -1967-Т. 24. №3. -С. 535- 542.

24. Лихачев В.А., Хайров Р.Ю. Введение в теорию дисклинаций. -Л.: Изд-во ЛГУ, 1975.-183 с.

25. A.E. Romanov, V.I / Vladimirov. Disclination. Experimental and theoretical stadys. Phys. Stat. Sol., 1983, V.(a) 78, p. 11- 34.

26. P. Де Вит. Континуальная теория дисклинаций.-М.: Мир, 1977.- 208с.

27. Владимиров В.И., Романов А.Е. Дисклинаций. Экспериментальное исследование и теоретическое описание. Л.: ФТИ им. А.Ф. Иоффе, 1982. -149с.

28. Павлов В.А. Аморфизация структуры металлов с предельно высокой степенью пластической деформации // Физика металлов и металловедение, 1985. Т. 59. Вып. 4. -С. 629- 649.

29. Павлов В.А., Попов М.В. Связь между процессами разрушения и аморфизации структуры квазикристаллических систем при холодной пластической деформации // Физика металлов и металловедение. -1990. -Т. 69. Вып. 2.-С. 192-198.

30. Формирование сверхмелкозернистой структуры в железе и его сплавах при больших пластических деформациях/ Ю.В. Иванисенко, АВ. Корзников, И.М. Сафаров и др. // Металлы. -1995. -№3, -С. 126-131.

31. Теплов В.А., Пилюгин В.И., Талуц Г.Г. Образование диссипативной структуры и фазовые переходы в сплавах железа при сдвиге // Металлы, 1992. -№2. -С. 109-111.

32. Семенов Е.И. Ковка и объемная штамповка: учебник для вузов. -М.: «Высшая школа», 1972. -352 с.

33. Горячая штамповка выдавливанием на кривошипных прессах РМ 37006-67. Рук. темы Соколов H.JI. -НИИТавтопром, 1967.

34. Залесский О.И. Некоторые особенности изготовления поковок методом выдавливания // Сб. «Опытные работы по штамповке выдавливанием». МДНТП, 1958.

35. Унксов Е.П. Инженерные методы расчета усилий при обработке металлов давлением. —М.гМашгиз. 1955.

36. Сторожев М.В., Середин П.И., Кирсанова С.Б. Технология ковки и горячей штамповки цветных металлов и сплавов. -М.: «Высшая школа», 1967

37. Кутяйкин В.Г. Микроструктурные исследования деформаций при осевом вдавливании пуансонов // Кузнечно-штамповочное производство. ОМД.-М: 2005,-№2.

38. Кутяйкин В.Г. Методы определения и расчета погрешностей измерений технологических свойств машиностроительных материалов. -М.: АСМС, 2002 -94 с.

39. Кутяйкин В.Г., Кутяйкин О.В. Анализ микроструктуры заготовок в очаге деформации при вдавливании пуансона с плоским торцом // Кузнечно-штамповочное производство. ОМД. М.: 2007. - №5.

40. Овчинников А. Г. Основы теории штамповки выдавливанием на прессах. М.: Машиностроение, 1983. - 200 с.

41. Овчинников А. Г., Дрель О. Ч., Поляков И. С. Штамповка выдавливанием поковок с боковыми отросткам и фланцами // Кузнечно-штамповочное производство. 1979. - № 4. -С. 10-13.

42. Овчинников А. Г., Кузнецов Г. В. Определение поля напряжений и удельных усилий при радиальном выдавливании // Известия ВУЗов. Машиностроение. -1977. № 2. - С. 114 -119.

43. Ребельский А. В. Основы проектирования процессов горячей объемной штамповки. -М.: «Машиностроение», 1965. 248 с.

44. Губкин С. И. Деформируемость металлов. -М.: Металлургиздат, 1953. 199 с.

45. Губкин С. И. Пластическая деформация металлов. М.: Металлургиздат, 1960. - Т. 1-3.

46. Основы теории обработки металлов давлением / Губкин С. И., Звороно Б. П., Катков В. Ф. и др.; под ред. М. В. Сторожева. М.: Машгиз,1959.- 540 с.

47. Курнаков Н. С., Жумчужный С. Ф. Давление истечения и твердость пластических тел // ЖРМО. 1913.- № 3. -С. 256-310.

48. Ребельский А. В. Объемная штамповка и выдавливание. // Сб. «Состояние кузнечно-штамповочного производства» / Под ред. В. Т. Мещерина. -М.: -ВИНИТИ, 1961.

49. Ребельский А. В. Прогрессивные методы горячей объемной штамповки и пути их внедрения в производство. // Сб. «Прогрессивная технология горячей штамповки»/ Под ред. М. В. Сторожена. -М.: Машгиз, 1955 (МДНТП им. Дзержинского).

50. Павлов И.М. Теория прокатки. -М.: Металлургиздат,1950. 610 с.

51. Перлин И.Л., Рейтберг JI.X. Теория прессования металлов. -М.: Металлургия, 1975. 447 с.

52. Робототехника и гибкие автоматизированные производства :Учеб. пособие для втузов / И. М. Макаров, П. Н. Белянин, Л. В. Лобиков и др.; под ред. И. М. Макарова. М.: Высш. шк., 1986. - 176 е.: ил.

53. Зибель Э. Обработка металлов в пластическом состоянии. М. -Л., ОНТИ, 1934. - 194 с.

54. Амбарцумян A.A., Казанский Д.Л. Управление технологическими процессами на основе событийных моделей // Автоматика и телемеханика. -2001.-№10. -С. 188-203.

55. Хилл Р. Математическая теория пластичности. -М.: ГИТТЛ, 1956.407 с.

56. Прагер В., Ходж Ф. Г. Теория идеально пластических тел. -М.: Изд-во иностр. лит., 1956. 398 с.

57. Джонсон В., Кудо X. Механика процесса выдавливания металлов. -М.: Металлургия, 1965. 174 с.

58. Томсен Э., Янг Ч., Кобаяши Ш. Механика пластической деформации при обработке металлов. -М.: Машиностроение, 1969.- 504 с.

59. Unckel. Uber die Fliessbewging plastischen Materials. Berlin., Verl1. Springer, 1928.150 s.

60. Пищухин A.M. Оптимизация ассортимента продукции гибкой производственной системы // Автоматизация и современные технологии. -2001. № 3. - С.32-34.

61. Куликов Г.Г., Брейкин Т.В., Арьков В.Ю. Интеллектуальные информационные системы: Учеб. пособие. -Уфа : УГАТУ, 1999. 129 с.

62. Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике: Справочник / Р. В. Данилов, С. А. Ельцова, Ю. П. Иванов и др.; Под ред. Б. Н. Файзулаева, Б. В. Тарабрина.-М.: Радио и связь, 1986.-384 е.: ил.

63. Теория автоматического управления: Учеб. для вузов по спец. «Автоматика и телемеханика». / А. А. Воронов, Д. П. Ким, В. М. Лохин и др.; Под ред. А. А. Воронова! 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1986. -Ч. 1-2.

64. Сторожев М. В., Попов Е. А. Теория обработки металлов давлением: Учебник для вузов. -Изд. 4-е, перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1977. -423 е.: ил.

65. Охрименко Я. М. Технология кузнечно-штамповочного производства. -М.: Машиностроение, 1976. 560 с.

66. Ковка и штамповка: Справочник. В 4-х т. / Ред. совет: Е. И. Семенов (пред.) и др. М.: Машиностроение, 1986. - Т. 2-3.

67. Прозоров JI.B., Костава A.A., Ревтов В.Д. Прессование металлов жидкостью высокого давления. -М.: Машиностроение, 1972. 152 с.

68. Кайбышев O.A. Сверхпластичность промышленных сплавов. М.: Металлургия, 1984. - 274 с.

69. Структура и свойства инварного сплава Fe 36 % Ni после интенсивной сдвиговой деформации / Изотов В.И., Русаненко В.В., Копылов В.И. и др. // Физика металлов и металловедение. -1996. -Т.82. Вып. 3. -С. 123135.

70. Пат. № 2116155, Россия, МКИ В 21 J 5/00, С 21 D 7/13. Способпластического структурообразования высокопрочных материалов / Грешнов В.М., Голубев О.В. Заявка № 97106284/02, опубл. 27.07.98, бюл. №21.

71. Березкин В. Г. Формоизменение металлов при обработке давлением. М.: Машиностроение, 1973. - 154 с.

72. Колмогоров B.JI. Механика обработки металлов давлением: учебник для вузов. М.: Металлургия, 1986. - 688 с.

73. Джонсон В., Кудо X. Механика процесса выдавливания металлов. -М.: Металлургия, 1965. 174 с.

74. Тарновский И. Я. Формоизменение при пластической обработке металлов. -М.: Металлургиздат, 1954.

75. Шарапин Е. Ф. Элементы теории обработки металлов давлением. -М.: Металлургиздат, 1961.

76. Губкин С. И. Теория обработки металлов давлением. -М.: Металлургиздат, 1947. 532 с.

77. Трение и смазки при обработке металлов давлением: справ., изд. Грудев А.П., Зильберг Ю.В., Тилик В.Т. -М.: Металлургия. 1982.-312 с.

78. Колмогоров B.J1. Механика обработки металлов давлением: учебник для вузов. -2-е изд., перераб. и доп.- Екатеринбург: Изд-во Уральского гос. техн. ун-та УПИ, 2001. - 836 с.

79. Тихонов В.И., Миронов М.А. Марковские процессы. -М.: Советское радио, 1977. 488 с.

80. Шибаков В.Г., Гончаров М.Н., Руднев М.П., Мулюков Р.И. Системная модель автоматизации технологической подготовки производства поковок объемной штамповкой // Проектирование и исследование технических систем: Межвузовский научный сборник. -№6. -2005.

81. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: Спр. / В. И. Мяченков, В. П. Мальцев, В. П. Майборода и др.; Под общ. ред. В. И.Мяченкова. М.: Машиностроение, 1989. -520 е.: ил.

82. Бочаров Ю.А., Корягин Н.И., Ковалев С.И. Вторая международная конференция по обработке давлением в Штутгарте // Кузнечноштамповочное производство. -1988. № 9. - С.35-40.

83. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация/ Пер. с анг. М.: Мир, 1986. - 308 с.

84. Голенков В.А. и др. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением на персональном компьютере / Голенков В.А., Зыкова З.П., Кондратов В.И. М.: Машиностроение, 1994. - 272 с.

85. Siebel, Е. and Fangmeier, Е. Untersuchungen Ueber den Kraft-bedarf beim Pressen und Lochen, Mitt. K. W. I. Eisenforsch., 13. 1931, 29.

86. Гун Г.Я., Биба H.B., Лишний А.И. и др. Система FORM-2D и моделирование технологии горячей объемной штамповки // Кузнечно-штамповочное производство. 1994. - №7. - С. 9-11.

87. Стебунов С.А., Биба Н.В. FORGE FAIRE'97 демонстрация возможностей объемной штамповки.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1997. - № 8. - С. 37-38.

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

89. Бочаров Ю.А. XIII Международная конференция по исследованиям в производственной технологии (г.Беркли, США) // Кузнечно-штамповочное производство. -1986. №'7. - С.38-40.

90. Ильюшин А. А. Механика сплошной среды: Учебник. 3-е изд.- М.: Изд-во-МГУ, 1990. - 310 с.

91. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике/ Пер. с анг. М.: Мир, 1975. - 534 е., илл.

92. Шевченко К.Н. Основы математических методов в теории обработки металлов давлением: Учеб. пособие для металлургических специальностей вузов. М.: Высшая школа, 1970. 351 с.

93. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением: учебник для вузов. -2-е изд., пере'раб. и доп. Екатеринбург: Изд-во Уральского гос. техн. ун-та - УПИ, 2001.-836 с.

94. Дуюн Т.А., Кузьминых С.С. Программный комплекс дляисследования теплового и напряженно-деформированного состояния трехмерных объектов // Автоматизация и современные технологии. 2001. -№ 4. - С. 3-7.

95. Гун Г.Я., Биба Н.В., Лишний А.И. и др. Автоматизированная система ФОРМ-2Д для расчета формоизменения в процессе штамповки на основе метода конечных элементов // Кузнечно-штамповочное производство. -1992. -№9-10.-С.4-7.

96. Договор №24/11/04/1 от 24.11.2004

97. О.С. Zienkiewicz, Flow formulation for numerical solution of metal foiTning processes. In Numerical analyses of forming processes (Ed. J.F.T. Pittman, O.C.Zienkiewicz, R.D.Wood and J.M.Alexander), 1984, pp. 1-44.

98. Леванов A.H., Колмогоров В.Л., Буркин С.П. и др. Контактное трение в процессах ОМД, -Москва, 1976.

99. ГОСТ 4784-97. Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки.

100. ГОСТ 859-2001. Медь. Марки.

101. ГОСТ 21488-97. Прутки прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия.

102. Малинин H.H. Ползучесть в обработке металлов давлением. М.: Машиностроение , 1986. - 216 е., ил.

103. Расчет и проектирование технологических процессов объемной штамповки на прессах: Учебное пособие / под ред. В.Н. Субич; H.A. Шестаков, В.А. Демин, Н.В. Биба, С.А. Стебунов, Л.Г. Лобастов М.: МГИУ, 2003. -180 с.

104. Ковка и штамповка: Справочник. В 4-х т./Ред. совет: Е. И. Семенов (пред.) и др. М.: Машиностроение, 1987 - т. 3. Холодная объемная штамповка / Под ред. Г. А. Навроцкого. 1987. 384 е., ил.

105. Смирнов-Аляев Г.А., Чикидовский В.П. Экспериментальные исследования в обработке металлов давлением. -Л.: Машиностроение, 1972. 360 с.