автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Разработка методики расчета накопленной деформации при горячей раскатке колец ГТД с учетом междеформационных пауз

На правах рукописи

Арышенский Евгений Владимирович 003400 1Э8

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА НАКОПЛЕННОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ ГОРЯЧЕЙ РАСКАТКЕ КОЛЕЦ ГТД С УЧЕТОМ МЕЖДЕФОРМАЦИОННЫХ ПАУЗ

Специальность: 05.03.05 - Технологии и машины обработки давлением

2 2 О«'

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Самара - 2009

003480198

Работа выполнена на кафедре обработки металлов давлением государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева" (СГАУ)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор член-корреспондент РАН Гречников Федор Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Шитарев Игорь Леонидович

кандидат технических наук Каранашев Руслан Ахмедович

Ведущая организация: ОАО "Металлист-Самара", г. Самара

Защита состоится 13 ноября 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.215.03, созданного при ГОУ ВПО "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева" по адресу: 443086, Самара, Московское шоссе, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева".

Автореферат разослан 9 октября 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета (^/^«-с-^/З» ^ Клочков Ю.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одними из важнейших деталей в авиационном двигателе-строении являются кольца ГТД, служащие соединительными элементами дисков турбины, компрессора и других деталей. Выход хотя бы одного кольца из строя может привести к поломке всего двигателя, то есть аварийной ситуации. Поэтому к кольцевым деталям авиационных газотурбинных двигателей работающих, в условиях высоких температур и динамических нагрузок предъявляются высокие требования по однородности структуры и уровню механических свойств.

Наиболее распространенным способом получения кольцевых деталей ГТД является горячая раскатка из кованой заготовки. Характерным недостатком этого процесса является появление в кольцевой детали при окончательной термообработке участков с крупным зерном, вследствие получения металлом критических значений степени пластической деформации. Разнозернистая структура кольца приводит, естественно, к резкому снижению уровня механических свойств и ресурса этих деталей в сложных условиях эксплуатации.

Предотвратить возникновение в заготовке критических значений деформации, а следовательно и крупнозернистости мог бы метод расчета величины накопленной степени деформации за весь цикл раскатки учитывающий процессы упрочнения и разупрочнения. Фактически раскатка кольца представляет собой совокупность многократных локальных деформационных актов, в которых происходит упрочнение. Между этими локальными актами обжатий наступают междеформационные паузы, в которых происходит частичная рекристаллизация, снимающая часть деформационного упрочнения.

В связи с этим, для расчета величины накопленной деформации за весь процесс раскатки, необходимо определить степень деформации заготовки в каждом локальном акте обжатия и долю рекристаллизованного объема металла после частичной рекристаллизации в междеформационной паузе.

Таким образом, исследования, направленные на совершенствование технологических процессов горячей раскатки кольцевых деталей путем разработки методов расчета накопленной степени деформации с учетом локальных обжатий и частичной рекристаллизации в междеформационных паузах является актуальными для получения высокого уровня механических свойств и эксплуатационных параметров колец ГТД.

Целью данной работы Разработка температурно-скоростных и деформационных параметров горячей раскатки кольцевых деталей ГТД обеспечивающих получение в заготовке расчетных значений накопленной степени деформации и заданной продолжительности междеформационных пауз.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Установить зависимости изменения доли рекристаллизованного объема кольцевой заготовки от температуры нагрева, степени деформации и времени протекания междеформационной паузы для сплавов ХН68ВМТЮК-ВД и ХН45ВМТЮБР-ИД (типичных материалов для колец ГТД).

2. Разработать конечно-элементную модель для расчета значений накопленной степени деформации в процессе раскатки, с учетом температуры нагрева заготовки, величины локальных обжатий и длительности каждой междеформационной паузы.

3. Оценить степень влияния температуры нагрева заготовок, величины локальных обжатий, продолжительности и количества междеформационных пауз на степень накопленной деформации за весь цикл раскатки.

4. Разработать рекомендации по выбору температурно-скоростных и деформационных режимов горячей раскатки, количества и продолжительности междеформационных пауз, обеспечивающих расчетные значения накопленной деформации, однородность макроструктуры и требуемый уровень механических свойств кольцевых заготовок.

5. Провести опытно-промышленную проверку адекватности разработанных технологических режимов горячей раскатки кольцевых деталей требованиям по макроструктуре и уровню механических свойств.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Процесс горячей раскатки колец ГТД рассмотрен как процесс с дробной деформацией, состоящей из многократных локальных обжатий и последующих многократных актов частичной рекристаллизации в междеформационных паузах.

2. Конечно-элементная модель, позволяющая исследовать горячую раскатку кольцевых заготовок с учетом температуры нагрева металла, степени локальных обжатий и длительности междеформационных пауз.

3. Найдены зависимости изменения доли рекристаллизованного объема кольцевой заготовки из сплавов ХН68ВМТЮК-ВД и ХН45ВМТЮБР-ИД (типичных материалов для колец ГТД) от температуры нагрева, степени деформации и времени протекания междеформационной паузы.

4. Экспериментальные результаты исследования теплового поля при раскатке колец ГТД и установлена оптимальная продолжительность процесса деформации.

Методы исследования. Исследования напряженно-деформированного состояния при раскатке колец ГТД выполнены с помощью конечно-элементной модели. Экспериментальные исследования заключались в осадке и травлении образцов из сплавов ХН68ВМТКЖ-ВД и ХН45ВМТЮБР-ИД и исследовании их макроструктуры.

Автор выносит на защиту конечно-элементную математическую модель, позволяющую анализировать процесс раскатки колец ГТД с учетом дробности деформации. Закономерности изменения доли рекристализованного объема от температуры, степени деформации и времени протекания междеформационной паузы для сплавов ХН68ВМТЮК-ВД, ХН45ВМТЮБР-ИД. Значения локальных обжатий и скорости вращения приводного валка при раскатке колец ГТД, обеспечивающие заданные значения степени накопленной деформации. Результаты экспериментальных исследований теплового поля, деформируемой кольцевой заготовки.

Практическая ценность работы.

1. На основе разработанной математической модели решена задача определения значений накопленной за весь цикл раскатки степени деформации в зависимости от конкретных параметров процесса, что позволяет обеспечить её оптимальные значения перед окончательной термообработкой.

2. Рекомендации по выбору оптимальных температурно-скоростных режимов локальных обжатий кольцевой заготовки с учетом величины подачи и скорости вращения приводного валка, обеспечивающих однородность структуры и высокие механические свойства.

3. Разработан алгоритм реализации математической модели расчета накопленной степени деформации с учетом каждого значения локальных обжатий и продолжительности междеформационных пауз.

4 На основе исследования теплового поля горячей раскатки установлено оптимальное время продолжительности раскатки для каждого типа размера колец ГТД.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на следующих конференциях: Королевские чтения (Самара, 2007г.), Всероссийская научно-техническая конференция студентов "Студенческая весна 2008: машиностроительные технологии" (Москва 2008, г.), Решетневские чтения (Красноярск 2008 г.). Международная научно-техническая конференция "Металлофизика, механика материалов наноструктур и процессов деформирования" (г. Самара 2009 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 2 статьи в ведущих рецензируемых журналах и изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка литературы 133 наименования, содержит 136 страниц машинописного текста, 58 рисунков, 3 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой проблемы, изложены цель и задачи исследования, освещены научные и практические результаты, а также положения, выносимые на защиту.

В первой главе: Рассмотрены основные способы производства колец авиационных ГТД, проведен анализ работ авторов В.А Костышева, И.Л Шитарева, П.И.Полухина, А.И.Целикова, Л.П.Котельникова, Т.Т.Шалимова, В.Н.Выдрина, В.Н.Зиновьева, посвященных раскатке колец из кованой заготовки. В ходе него было установлено, что наряду с определенными преимуществами этот способ имеет следующий основной недостаток, а именно: наличие зон с крупном зерном. Такие зоны отрицательно сказываются на механических и эксплуатационных свойствах колец ГТД. Рассмотрены аналитические и экспериментальные методы исследования очага деформации при раскатке, дана краткая характеристика сплавов ХН68ВМТЮК-ВД и ХН45ВМТЮБР-ИД (типичных материалов для колец ГТД).

Во второй главе проанализирован механизм формообразования при горячей раскатке, как процесса с дробной деформацией состоящей из многократных локальных актов деформирования и последующей частичной рекристаллизации кольцевой заготовки в междеформационных паузах. Эта особенность схематично представлена на рис. 1.

^"Положение 1

^Ч_з

Положение 2

Рис. 1 Схематичное представление процесса дробной деформации при горячей раскатке

Находясь в валках (положение 1) кольцевая заготовка получает определенную степень пластической деформации. Вне валков (положение 2), то есть в междеформационной паузе, протекает процесс рекристаллизации, приводящий к частичному разупрочнению. Затем металл снова попадает в валки и цикл повторяется. Естественно, величина накопленной деформации за весь процесс раскатки, определяющей собой общее упрочнение, то есть долю нерекристаллизованного объема перед окончательной термообработкой, может быть определена на основе расчетов степени деформации в каждом локальном акте обжатия и доли рекристаллизованного объема металла в соответствующей междеформационной паузе.

Расчет степени накопленной деформации предлагается определять по следующей формуле:

где Х„ - доля рекристаллизованного объема в j конечном элементе перед ¡'-ым проходом, причем если (= 0 то X= 0;

- степень деформации в у конечном элементе после /' - 1 прохода.

Доля рекристаллизованного в объема X в междеформационной паузе находится по формуле предложенной Авраами с учетом установленных экспериментальных зависимостей статической рекристаллизации сплавов ХН68ВМТЮК-ВД и

где В - коэффициент для учета величин скорости и температуры деформации, г - время выдержки,

к - коэффициент зависящий от пространственной размерности модели. Далее в данной главе для обоснования применимости формулы Авраами (2) с учетом особенностей рекристаллизации сплавов ХН68ВМТЮК-ВД и ХН45ВМТЮБР-ИД, был разработан план эксперимента по определению В коэффициента для учета величины скорости и температуры деформации. Для нахождения коэффициента В были подвергнуты осадке и последующей выдержке в течение (1 с, 5с, 10 с, 25 с, 50 с, 90 с) цилиндрические образцы из сплава ХН68ВМТЮК-ВД и ХН45ВМТЮБР-ИД. После выдержки, чтобы остановить первичную рекристаллизацию образцы охлажда-

(1)

ХН45ВМТЮБР-ИД.

Х = 1-ехр(-Вг')

(2)

ли в воде. Затем в образцах производился подсчет отношения количества вновь, образовавшихся зерен к деформированным. После обработки полученных данных были построены зависимости доли рекристализованного объема X от времени выдержки. Эксперимент был проведен для температур 950° С, 1050° С, 1150° С, и степеней деформации 10 %, 25 %, 40 % . Для каждого сочетания деформации и температуры было определен коэффициент В. На рис. 2 приведен типичный, для установленных зависимостей, график.

Температура 1050 С

- Степень деформации 10 %

- Степень деформации 25 %

Степень деформации 40 %

20 40 60 80

Время протекания рекристализации tc

Рис. 2 Зависимость доли рекристаллизованного объема Хот времени протекания рекристаллизации при температуре 1050 С0 (сплав ХН68ВМТЮК-ВД)

Таким образом, найденные значения В для ряда температур и степеней деформаций позволяют использовать формулу (2) для нахождения доли рекристаллизованного объема металла в междеформационной паузе.

В третьей главе диссертации представлены этапы разработки конечно-элементной модели горячей раскатки кольцевых деталей ГТД.

При разработке конечно-элементной модели учтено, что, благодаря симметрии, структура и свойства раскатанного кольца идентичны для всех сечений по окружности. Учитывая это обстоятельство, модель была построена не для всего кольца, а только для сегмента равного 6 длинам очага деформации (рис.3).

Сегмент разбивается на треугольные элементы, для каждого из которых задаются усилия и перемещения. Далее проводится аппроксимация полей перемещений, деформаций и напряжений строится локальная матрица жесткости. Глобальная матрица жесткости К - представляет собой алгебраическую сумму локальных матриц каждого элемента.

11*Н = / (3)

где (1 - перемещения узлов конечных элементов,

/- силы действующие в узлах конечных элементов.

Задавая для уравнения (3) граничные условия т.е значения (1 и ^ мы находим матрицу жесткости. Сама матрица характеризует собой напряженно-деформированное состояние элемента:

Рис. 3 Разбиение области решения на конечные элементы

||в|| - выражает изменения координат узлов треугольного элемента при сохранении его площади и связывает перемещение в его узлах с накопленной деформацией.

]|0|| - выражает связь между тензором деформации и тензором напряжений.

Г-объемные силы.

Подробнее с этим выражениями можно ознакомится в любом источнике описывающим применения метода конечных элементов для обработки металлов давлением.

Затем рассмотрим задание граничных условий для приводного и неприводного валков.

На приводном валке известна скорость вращения, но неизвестно взаимное смещение поверхностей металла и валка. Был введен фиктивный слой элементов. Покажем его на примере элемента, с узлами 7,6 (рис 4 а). Эти узлы движутся, как жестко связанные с валком. Узлы контактного слоя металла 5 (рис. 4 а) движутся по поверхности валка.

' 6)

Рис 4 Задание граничных условий в задаче о деформировании сегмента

Матрица жесткости элемента К модифицируется с помощью показателя трения т. Элементы матрицы жесткости умножаются на т/т_у При ш стремящемся к О

элемент делается более жестким , моделируя низкое трение. При т —> 1 моделируется "прилипание" материала к валкам. Элементы не моделируют слой смазки, но моделируют действие смазки. Каждый элемент фиктивного слоя создается на момент построения соответствующего реального элемента. Матрица реального и фиктивного элементов могут быть сопоставлены и совместно, решены в уравнении (5). Перемещения фиктивных узлов известны, то есть они движутся, как жестко связанные с валком.

Уравнения (4) для узла 5 (рис. 4 а) будут иметь следующий вид.

^9,3^23 +k,)td11 + k91dtl + k,gdi2 + k,)1)d}i + k4lod51 +k9lidsl + k9fbdx2 +k4Udll + ^9,14^72 + ^9,11^61 + ^9,12^62 = fb\ > (5)

^•10.3^21 + ^10,4^22 + ^10,7^41 + ^10,8^42 + ^10,9^51 + ^10,10^52 + ^"10,15^81 + ^10,16^82 + ^10,13^71 +

+ ^10,11^61 + ^10,12^62 = f52 ' (6)

Так как усилие в узле 5 нормально к поверхности валка, то имеем:

/j2cos?>2 =/5lsin?>2 , (7)

Условие непроникновения поверхности валка

dsl cos<p2 = ds2 sin^j , (8)

При составлении глобальной матрицы жесткости, преобразуя уравнения (5, 6) с учетом (7, 8), исключая f5l,fn,dn при решении системы (4) можно воспользоваться методом Гауссового исключения.

Для неприводного валка в первой половине дуги захвата силы направлены против движения металла, во второй - по направлению движения (рис. 4, б). Для каждого узла в контакте с валком направление действия сил известно. Р- нормальное давление, г = /jP - сила трения, /л - коэффициент трения.

Рассмотрим уравнение (4), которое в развернутом виде для узла 9 запишется следующим образом (рис. 4,6).

^17,17^91 +^17,18^92 +^17,19^101 +V20C/102 +^17,21^111 +¿17,22^112 = Л1 = ^ COS фг ~ Р Sin <Р, , (9) *18,17rf91 +^18,18^92 +^18,19^10! +^18,20^102 + А18,2Ди + V 22^112 = Лг = Р Sm <р,+fjP COS </), , (10)

При решении уравнений (9) методом Гаусса, учтем условие непроникновения материала заготовки в неприводной валок.

d9l-sin^, = dn-cosp, (11)

Это условие позволит исключить из системы уравнений (4) d<n Это преобразование проделываем для всех уравнений, содержащих узлы, лежащие на поверхности неприводного валка.

Для построения модели поля температуры и расчета теплового поля использовано уравнение теплового баланса для отдельного элемента, имеющего вид:

Г - 1

1 I . 4.1

( г

VolABCcp

ДУ/сс +V,, +4»«. Т*< ~ T,J

(12)

"АВС-РУ V ^ОЮ! ^0103 ^0104 )

где j - номер шага в расчете деформированного и температурного состояния - ое положение деформируемого сектора АВСО при прохождении очага деформации");

VolABC - объем элемента ABC ;

С - теплоемкость; р - плотность; Я - коэффициент теплопроводности деформируемого материала;

A0¡0J - расстояние между центрами тяжести элементов i ,_/';

Дул,г - длина проекции стороны элемента на направление, перпендикулярное линии соединяющей центры тяжести соседних элементов;

Ttj - температура элемента к на шаге j;

r¡,Sj^,HJt\ - выражение для учета тепловыделения от деформации,

SJtl - интенсивность девиатора напряжений,

#;Ч| интенсивность девиатора деформаций (оба значения находятся из уравнения (4));

7 - коэффициент пересчета механической работы в тепло.

Разупрочнение в междеформационной паузе учитываем по формуле (1). Значение доли рекристализованного объема X находим по формуле Аврами. Алгоритм компьютерной реализации математической модели представлен на (рис. 5).

В четвертой главе на основе разработанной конечно-элементной модели горячей раскатки кольца исследовано влияние режимов деформирования, температуры нагрева заготовки, степени локальных обжатий по проходам и длительности междеформационных пауз на величину накопленной за весь цикл раскатки степени деформации и изменение исходной температуры заготовки. Разработаны рекомендации по выбору величины подачи приводного валка и его скорости вращения, определяющих время междеформационных пауз и обеспечивающих получение в заготовке расчетных значений накопленной деформацией перед окончательной термообработкой. Приведены результаты экспериментальных исследований.

В начале главы на основе анализа работ В.А Костышева и И.Л. Шитарева проанализированы стадии раскатки, кольцевых заготовок и приведены соответствующие им скорости вращения валка и степени локальных обжатий, применяемые в существующем технологическом процессе.

Так на первой стадии деформирования происходит сбивание огранки и выведение разностенности кольцевой заготовки. Обжатия при этом составляют 0,1...0,5 мм/об., и увеличиваются по мере устранения геометрических несовершенств кольца. Скорость раскатки на данной стадии задается в пределах 0,5... 1,0 м/с.

После устранения разностенности процесс раскатки переходит во вторую стадию. Здесь деформирование осуществляется с максимально возможными скоростями до 3 м/с и обжатиями до 5,0 мм/об. Чтобы обеспечить. Заданный температурный интервал деформирования и высокие значения накопленной деформации.

Третья стадия раскатки характеризуется применением малых обжатий от 0,05 мм/об до 0,2 мм/об. Это необходимо для обеспечения точной докатки профиля и диаметральных размеров кольца. Скорость вращения приводного валка при этом находится в пределах 0,5... 1,0 м/с.

Однако, как отмечалось выше, данные технологические режимы не обеспечивают однородной макроструктуры и требуемого уровня механических свойств.

В связи с этим для определенных технологических параметров деформирования, обеспечивающих заданные значения накопленной деформации проведено моделиро-

Рис. 5 Алгоритм реализации математической модели

вание процесса раскатки кольца из заготовки диаметром 1000 мм и толщиной 50 мм общее обжатие составило 30 %. На каждой стадии раскатки моделировалось распределение температуры и накопленной деформации изучалось влияние на неё междеформационных пауз. На рис 6 в качестве примера представлен график изменения величины накопленной деформации на протяжения процесса раскатки.

Накопленная деформация е

Рис. 6 Распределение накопленной деформации по проходам за весь цикл раскатки.

Параметры раскатки: первая стадии скорость вращения валка 0,5 м\с обжатия 0,3 мм\об вторая стадия скорость вращения валка 1,5 м\с обжатия 2,5 об\мм третья стадия скорость вращения валка 1,0 м/с обжатиями 0,2 мм/об.

В результате проведенного моделирования определены для трех стадий раскатки оптимальные значения, скоростей деформирующего инструмента увеличены подачи приводного валка обеспечивающие получение требуемой степени накопленной деформации перед окончательной термообработкой кольца.

Одновременно осуществлялось моделирование температурного поля заготовки в зависимости от скорости вращения валка и величины обжатия по проходам (рис. 7) что позволило рассчитать количество и продолжительность междеформационных пауз, обеспечивающих температуру горячей раскатки в заданном интервале (1160 -960 С0).

Распределение температуры по проходам

г- '.Л/Ч

о V \? *

Номера проходов " ю

| 1180 11140

а 1100

1 1060 Температура!

(-1020 [980 [ 940

Рис. 7 Распределение температуры по проходам за весь цикл раскатки. Параметры раскатки аналогичны приведенным на рис. 6

Наряду с моделированием проведено исследование теплового поля в очаге деформации с помощью тепловизора ТЪептаСАМ Р65 полученные результаты

Точки

Номера проходов

представлены на (рис 8). Сравнение, температур на входе в очаг деформации и выходе из него, установленных как с помощью моделирования и так с использованием тепловизора, представлено на (рис. 9). Как видно из графика расхождение между значениями температур найденных в процессе моделирования и при помощи тепловизора составляет 20 С0, что подтверждает адекватность результатов моделирования.

Рис. 8 Съемка с тепловизора ТкегтаСАМ Р65

Распределение температур в конце второй стадии

......... . ¡И,: :■!■ ЛтЛУ^Г [Уу' :>. ............... :

Данные тепловизора Данные моделирования

! 1" ------------------

^ , . . .у;, ....,,.;;■■■ ....

1 2 3 4 5

Точки сечения

Рис 9 Распределение температуры в конце второй стадии раскатки

В заключительном разделе главы представлены результаты опытно-промышленной проверки, разработаны на основе моделирования технологические рекомендации при горячей раскатке кольца диаметром I ООО мм и толщиной 50 мм из сплава ХН68ВМТЮК-ВД.

Раскатка колец осуществляется как по стандартной т.е существующей на производстве технологии, так и по режимам регламентирующим величину локальных обжатий и продолжительность междеформационных пауз, (т.е подачу и скорость вращения приводного валка) в соответствие с данными моделирования. Это позволило на заключительной стадии раскатки получить в кольцевой заготовке расчетную степень накопленной деформации.

После раскатки кольца изготовленные по обоим вариантам подвергались отжигу при температуре 1140 С0 в течение 40 минут с последующем охлаждением на

1419.9 °С н 1400

1200

воздухе. После термообработки из кольцевых заготовок вырезались образцы для сравнительных испытаний механических свойств и макроструктуры. Полученные данные представлены в таблице 1 и на рисунке 10.

Таблица /

Сравнение механические свойства колец, изготовленных по стандартной технологии и разработанным режимам

Материал Вариант изготовления Механические свойства

ав МПа с0,2 МПа 6% \|/%

ХН45ВМТЮБР-ИД Стандартная технология 950 650 15,8 26

Раскатка по разработанным режимам 1045 715 20,0 31

Регулирование междеформационных пауз позволяет повысить такие важнейшие механические свойства как предел пластичности и предел прочности на 65 - 95 МПа и тем самым увеличить долговечность всего двигателя.

Сравнение образцов макроструктуры (рис. 10) взятых в зоне где деформации имеют наименьшее значение деформацией показывают что структура при способе с регулированием междеформационных пауз стала значительно более мелкозернистой.

Рис 10 Образцы макроструктуры взятые в одном и том же месте кольца: а — без регулирования междеформационных пауз; б —с регулированием междеформационных пауз.

Как следует из эксперементальных данных кольца изготовленные по разработанным режимам имеют более высокие значения механических свойств и мелкозернистую макроструктуру (табл. 1).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая конечно-элементная модель горячей раскатки колец ГТД с учетом дробности деформации, позволяющая определять температуру заготовки, степень накопленной деформации и учитывать влияния на эти параметры значения локальных обжатий и междеформационных пауз.

2. Установлены закономерности изменения доли рекристаллизованного объема кольцевой заготовки в зависимости от температуры раскатки степени деформации и продолжительности междеформационной паузы для сплавов ХН68ВМТЮК-ВД и ХН45ВМТЮБР-ИД.

3. Установлены на каждой стадии формообразования значения температуры нагрева, степени локальных обжатий и продолжительности междеформационных пауз, необходимые для получения в кольцевой заготовке расчетной величины накопленной деформации перед окончательной термообработкой..

4. Сравнение данных полученных моделированием и эксперементальным путем показывает высокую сходимость и подтверждает адекватность разработанной конечно-элементной модели.

5. В целом на основе метаматематического моделирования разработаны научно-обоснованные технологические режимы горячей раскатки с регламентируемыми значениями температуры деформирования, скорости вращения и величины подачи приводного валка, обеспечивающие однородность макроструктуры и повышение прочностных свойств кольцевых деталей ГТД на 8 - 10 % а пластических на 15 -21%.

6. За счет повышение надежности и долговечности кольцевых деталей ГТД при работе двигателя НК-32 общий экономический эффект внедрения составил 1000000 миллион рублей для каждого двигателя

Основное содержание диссертации опубликовано

в изданиях рекомендованных Высшей аттестационной комиссией

1. Гречников, Ф.В. Качественное описание математической модели для процесса деформации при прямоугольной раскатки колец [Текст] /Е.В. Арышенский, Э.Д Беглов, Ф.В Гречников // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, - №4.-2006.-С.. 1121-1124.

2. Гречников, Ф.В. Конечно-элементная модель расчета величины накопленной деформации в процессе горячей раскатке колец [Текст]/ Е.В. Арышенский, Э.Д Беглов, Ф.В Гречников // Известия Самарского научного центра Российской академии наук - №3. - 2009. - С. 230 - 236.

в других изданиях

3. Арышенский, Е. В. Математическая модель раскатки колец [Текст] / Е.В. Арышенский, Э.Д. Беглов, В.А. Костышев// Сборник трудов всероссийской молодежной научной конференции с международным участием, посвященной 100-летию академика С.П. Королева, 65 - летию КуАИ-СГАУ и 50-летию со дня запуска искусственного спутника земли" - Самара, 2007. - С. 174.

4. Арышенский, Е.В. Улучшение структуры колец газотурбинных двигателей путем контроля над степенью накопленной деформации в процессе раскатки [Текст] / Е.В. Арышенский, Э.Д. Беглов, В.А. Костышев // материалы X II Международной на-

учной конференции посвященной памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М.Ф. Решетнева". - Красноярск, 2008. - С 189 - 190.

5. Арышенский, Е.В. Изучение и совершенствование технологического процесса раскатки колец ГТД с помощью конечно-элементной модели [Текст] / Е.В. Арышенский, Э.Д. Беглов, Ф.В. Гречников, // Сборник материалов всероссийской научно-технической конференции студентов Студенческая весна 2008: «Машиностроительные технологии», посвященной 140-летию высшего технологического образования в МВТУ им. Н.Э. Баумана - Москва, 2008. - С. 81.

6. Гречников, Ф.В. Влияние междеформационных пауз на разупрочнение колец ГТД [Текст] / Арышенский Е.В ,Ф.В. Гречников. [и. др] // Труды 3-й Международной научно-технической конференции металлофизика, механика материалов, наноструктур и процессов деформирования Металлодеформ - 2009. - Самара, 2009. - С 96 -102.

Подписано в печать 25.09.2009. Тираж 100 экз. Отпечатано с готового оригинал-макета. СГАУ 443086 Самара, Московское шоссе, 34

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Области применения кольцевых изделий в современной промышленности

1.2 Основные способы изготовления колец авиационных ГТД.

1.3 Экспериментальные способы исследования очага деформации.

1.4 Аналитические методы исследования очага деформации при прокатке и раскатке.

1.5 Применение метода конечных элементов для исследования очага деформации при раскатке и прокатке.33.

1.6 Краткая характеристика сплавов ХН68ВМТЮК-ВД И ХН45ВМТЮБР-ИД и механизм их рекристаллизации.

1.7 Обзор исследований теплового состояния металла в очаге деформации при раскатке колец и плоской прокатке.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ДОЛИ РЕКРИСТАЛЛИЗОВАННОГО ОБЪЕМА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ СТЕПЕНИ ДЕФОРМАЦИИ И ВРЕМЕНИ МЕЖДЕФОРМАЦИОННОЙ ПАУЗЫ ДЛЯ СПЛАВОВ ХН68ВМТЮК-ВД И

ХН45ВМТЮБР-ИД.

2.1 Анализ механизма формообразования при горячей раскатке колец ГТД.

2.2 Цели и методика проведения эксперимента.

2.3 Оборудование и приборы для исследования.

2.4 Исследование процесса первичной рекристаллизации в сплавах ХН68ВМТЮК-ВД и ХН45ВМТЮБР-ИД после горячей деформации.

3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ГОРЯЧЕЙ РАСКАТКИ КОЛЬЦЕВЫХ ДЕТАЛЕЙ ГТД.

3.1 Основные допущения и гипотезы.

3.2 Математическое описание и дискретизация области решения.

3.3. Аппроксимация полей перемещений, деформаций и напряжений.

3.3.1 Аппроксимация перемещений в элементе.

3.4. Составление локальной глобальной матриц жесткости. Главная система уравнений метода конечных элементов.

3.4.1 Построение локальной матрицы жесткости.

3.4.2 Построение глобальной матрицы жесткости.

3.4.3 Учет граничных условий.

3.5. Построение модели поля температур.

3.6. Общая структура математической модели.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МЕЖДЕФОРМАЦИОНЫЫХ ПАУЗ НА ВЕЛИЧИНУ НАКОПЛЕННОЙ ДЕФОРМАЦИИ И ТЕМПЕРАТУРУ ПРИ РАСКАТКЕ КОЛЕЦ ГТД.

4.1 Описание стадий раскатки колец ГТД.

4.2 Поиск оптимальных режимов обжатий и продолжительности междеформационной паузы при горячей раскатке колец ГТД.

4.3 Сравнение результатов моделирования с экспериментальными Данными.

4.4 Проверка найденных результатов с помощью тепловизора

ThermaCAM Р65.

4.5. Промышленное исследование режимов раскатки колец с регулирование междеформационной паузы.

5 ПОИСК ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ЛОКАЛЬНЫХ ОБЖАТИЙ И СКОРОСТЕЙ ДЕФОРМИРУЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ РАСКАТКИ КОЛЕЦ ГТД.

5.1 Определение допустимого времени деформации.

5.2 Выбор оптимальной скорости вращения и величины локальных обжатий.

Актуальность темы. Газотурбинные двигатели (ГТД) широко применяются в летательных аппаратах и газоперекачивающих станциях. На сегодняшний день в отечественном и зарубежном двигателестроение высок уровень конкуренции. Поэтому предприятия занимающиеся производством ГТД стремятся, чтобы их продукция отвечала самым высоким требованиям по важнейшим эксплуатационным характеристикам. Эксплуатационная надежность и другие важнейшие параметры ГТД зависят главным образом от того насколько качественны детали его составляющие.

Одними из важнейших деталей в двигателестроении являются кольца ГТД служащие соединительными элементами. Выход хотя бы одного кольца из строя может привести к поломке всего двигателя, т.е аварийной ситуации. Поэтому к кольцевым деталям авиационных газотурбинных двигателей, работающих в условиях высоких температур и динамических нагрузок, предъявляются высокие требования по однородности структуры и уровню механических свойств. Одним из основных способов получения кольцевых деталей является горячая раскатка из кованой заготовки. Характерным недостатком этого процесса является появление в кольцевой детали при окончательной термообработке участков с крупным зерном, являющихся следствием получения металлом критических значений степени пластической деформации. Разнозернистая структура кольца в свою очередь приводит к резкому снижению уровня механических свойств и ресурса этих деталей в сложных условиях эксплуатации.

Появлению в кольцевой заготовке зон с крупным зерном способствует дробность деформации при раскатке. Фактически раскатка кольца представляет собой совокупность локальных деформационных актов, в которых происходит упрочнение. Между этими локальными актами наступает междеформационная пауза в которой наблюдается частичная рекристаллизация и снимается деформационное упрочнение. Уменьшение степени деформационного упрочнения в свою очередь способствует возникновению зон с крупным зерном при окончательной термообработке кольца.

Целью данной работы является совершенствование технологических режимов горячей раскатки кольцевых деталей ГТД на основе разработанной конечно-элементной модели расчета накопленной деформации с учетом температурно-скоростных параметров деформирования, длительности и количества междеформационных пауз

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Установить зависимости изменения доли рекристаллизованного объема кольцевой заготовки от температуры нагрева, степени деформации и времени протекания междеформационной паузы для сплавов ХН68ВМТЮК-ВД и ХН45ВМТЮБР-ИД (типичных материалов для колец ГТД).

2. Разработать конечно-элементную модель для расчета значений накопленной за процесс раскатки степени деформации, с учетом температуры нагрева заготовки, величины локальных обжатий и длительности каждой междеформационной паузы.

3. На основе разработанной математической модели исследовать влияние температуры нагрева заготовок, величины локальных обжатий, продолжительности и количества междеформационных пауз на степень накопленной деформации за весь цикл раскатки.

4. Разработать рекомендации по выбору температурно-скоростных и деформационных режимов горячей раскатки количества и продолжительности междеформационных пауз, обеспечивающая расчетные значения накопленной деформации, однородность макроструктуры и требуемый уровень механических свойств кольцевых заготовок.

5. Провести опытно-промышленную проверку адекватности разработанных технологических режимов горячей раскатки кольцевых деталей требованиям по макроструктуре и уровню механических свойств.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Процесс горячей раскатки колец ГТД рассмотрен как процесс с дробной деформацией, состоящей из многократных локальных обжатий и последующих многократных актов частичной рекристаллизации в междеформационных паузах.

2. Построена, конечно-элементная модель, позволяющая исследовать горячую раскатку кольцевых заготовок с учетом температуры нагрева металла, степени локальных обжатий и длительности междеформационных пауз.

3. Установлены зависимости изменения доли рекристаллизованного объема кольцевой заготовки из сплавов ХН6 8ВМТЮК-ВД и ХН45ВМТЮБР-ИД (типичных материалов для колец ГТД) от температуры нагрева, степени деформации и времени протекания междеформационной паузы.

4. С помощью тепловизора ThermaCAM Р65 исследовано тепловое поле при раскатке колец ГТД и установлена оптимальная продолжительность процесса деформации.

Достоверность научных результатов исследований подтверждена применением для моделирования наиболее точного и современного метода исследования пластических сред (метода конечных-элементов), использованием для реализации модели программного продукта на современном языке С +, а так же широким спектром экспериментальных исследований.

Методы исследования. Исследования напряженно-деформированного состояния при раскатке колец ГТД выполнены с помощью конечно-элементной модели, на основе которой создан программный продукт на языке С +. Экспериментальные исследования заключались в осадке и травлении образцов из сплавов ХН68ВМТЮК-ВД и ХН45ВМТЮБР-ИД и исследовании их макроструктуры с помощью прибора, Axiovert 40 МАТ. Экспериментальная раскатка кольца производилась на раскатной машине РМ1200 с последующей вырезкой из кольцевой заготовки образцов и исследования механических свойств на растяжной машине ЦЦМУ 30 и макроструктуры с помощью прибора Axiovert 40 МАТ. Температурное поле изучалось с помощью тепловизора ThermaCAM Р65.

Автор защищает конечно-элементную математическую модель, позволяющую анализировать процесс раскатки колец ГТД с учетом дробности деформации. Установленные закономерности изменения доли рекристализованного объема от температуры, степени деформации и времени протекания междеформационной паузы для сплавов ХН68ВМТЮК-ВД, ХН45ВМТЮБР-ИД. Распределение локальных обжатий и скорости вращения приводного валка при раскатке колец ГТД, обеспечивающие заданные значения степени накопленной деформации. Экспериментальные исследования теплового поля, деформируемой кольцевой заготовки.

Практическая ценность работы.

1. На основе разработанной математической модели решена задача определения значений накопленной за весь цикл раскатки степени деформации в зависимости от конкретных параметров процесса, что позволяет обеспечить её оптимальные значения перед окончательной термообработкой.

2. Разработаны рекомендации по выбору оптимальных температурно-скоростных режимов локальных обжатий кольцевой заготовки с учетом величины подачи и скорости вращения приводного валка, обеспечивающих однородность структуры и высокие механические свойства.

3. Полученные в диссертации результаты использованы в ОАО "Моторостроитель" и ОАО СНТК "Двигатели НЕС" им. Н.Д. Кузнецова при разработке технологии горячей раскатки кольцевых заготовок из сплавов ХН68ВМТЮК-ВД и ХН45ВМТЮБР-ИД

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на следующих конференциях: Королевские чтения (Самара, 2007г.), Всероссийская научно-техническая конференция студентов "Студенческая весна 2008: машиностроительные технологии" (Москва 2008, г.), Решетневские чтения (Красноярск 2008 г.). Международная научно-техническая конференция "Металлофизика, механика материалов наноструктур и процессов деформирования" (г. Самара 2009 г.) Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 2 статьи в ведущих рецензируемых журналах и изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка литературы 133 наименования, содержит 138 страниц машинописного текста, 58 рисунков, 3 таблицы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая конечно-элементная модель горячей раскатки колец ГТД с учетом дробности деформации, позволяющая определять температуру заготовки, степень накопленной деформации и учитывать влияния на эти параметры значения локальных обжатий и междеформационных пауз.

2. Установлены закономерности изменения доли рекристаллизованного объема кольцевой заготовки в зависимости от температуры раскатки степени деформации и продолжительности междеформационной паузы для сплавов ХН68ВМТЮК-ВД и ХН45ВМТЮБР-ИД.

3. Установлены на каждой стадии формообразования значения температуры нагрева, степени локальных обжатий и продолжительности междеформационных пауз, необходимые для получения в кольцевой заготовке расчетной величины накопленной деформации перед окончательной термообработкой.

4. Сравнение данных полученных моделированием и эксперементальным путем показывает высокую сходимость и подтверждает адекватность разработанной конечно-элементной модели.

5. В целом на основе метаматематического моделирования разработаны научно-обоснованные технологические режимы горячей раскатки с регламентируемыми значениями температуры деформирования, скорости вращения и величины подачи приводного валка, обеспечивающие однородность макроструктуры и повышение прочностных свойств кольцевых деталей ГТД на 8 - 10 % а пластических на 15 — 21%.

6. За счет повышение надежности и долговечности кольцевых деталей ГТД при работе двигателя НК-32 общий экономический эффект внедрения составил 1000000 миллион рублей для каждого двигателя

1. Костышев, В.А. Методы формоизмерения профильных кольцевых заготовок раскаткой / В.А. Костышев, Ф.В Гречников, — Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм, ун-та, 2007 71 е.

2. Костышев, В.А. Раскатка колец / В.А. Костышев, И.Л Шитарев. Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм, ун-та, 2006 - 207 е.

3. Алексеев, Ю.Н. Исследование состояния при ротационном выдавливании биметаллических оболочек / Ю.Н. Алексеев // Самолетостроение. Техн воздушн. флота. Респ. межвед. тематич. научно-технический сборник 1976. №39. С. 57-62.

4. Баркая, В.Ф. К теории расчета усилий и точности процессов ротационного формообразования/ В.Ф. Баркая // Труды Грузинского политехнического ин-та. 1975. №1. С 173-177.

5. Шепелев, И.Н. Изготовление кольцевых заготовок из листовых штамповых и жаропрочных сплавов па давильной 195 установке с нагревом зоны деформации / И.Н. Шепелев, Г.Н. Проскуряков // Авиационная промышленность. 1975. №3. С. 60-63.

6. Богоявленский, К. Н. Изготовление тонкостенных профилей из титана и его сплавов на профилегибочном стане / К. Н. Богоявленский, А. К. Григорьев // Обработка металлов давлением. Труды ЛПИ. М.-Л.: Машгиз, 1963. - Вып. 222 ф. - С. 148-150.

7. Проскуряков, Г.В. Стесненный изгиб/ Г.В. Проскуряков //Авиационная промышленность. 1966. №2. С. 9-13.

8. Ершов, В.И. К расчету процессов формоизменения под действием нескольких нагрузок / В.И. Ершов II Труды Казан, авиац. ин-та. Авиационная техника. 1980. №2. С. 103-107.

9. Найденов, М.П. Основы расчета силовых параметров тангенциальной обработки трубчатых заготовок с применением теории размерностей / М.П. Найденов // Обработка металлов давлением в машиностроении. 1974. №12. С. 8-16.

10. Назарцев, Н.И., Свитов Б.В. Разработка технологии изготовления бесшовных цилиндрических тонкостенных обечаек методом раскатки / Н.И. Назарцев, Б.В. Свитов // Стали и сплавы цветных металлов. Куйбышев. 1974. С. 84-92.

11. П.Ершов, В.И. Анализ двух способов локального деформирования / В.И. Ершов // Труды Казан, авиац. ин-та. Авиационная техника. 1981. №1. С. 87-92.

12. Колганов, И. М. Исследование процесса формообразования профилей стесненным изгибом в инструментальной фильере / И. М. Колганов, Г. В. Проскуряков. — Тольятти, 1979. 9 с.

13. Зиновьев, В.Н. Исследование и совершенствование процесса раскатки колец из сплавов титана: Автореферат канд. дисс. М, 1977. 16 с.

14. Костышев, В.А. Исследование технологического процесса изготовления раскатных тонкостенных бесшовных профильных колец авиационных двигателей: Канд. дисс. Куйбышев, 1982. 219 с.

15. Михайлов, К.Н. Основные задачи науки и промышленности в развитии процессов раскатки / К.Н. Михайлов, М.С. Сиротинский // II Научно-технический бюллетень ВИЛС: Технология легких сплавов. 1973 №11. С. 9-10.

16. Зуев, Г.И. Горячая раскатка профильных кольцевых деталей/Г.И.Зуев,

17. A.И. Мурзов, В.А. Костышев, B.C. Самохвалов. // Алюминиевые сплавы и специальные материалы. Труды ВИАМ. 1975. №9. С. 157-162.

18. Мурзов, А.И. Прокатка титановых бесшовных сложнопрофильных колец / А.И. Мурзов, В.А. Костышев, Г.И.Зуев, А.А. Чулошников // Алюминиевые сплавы и специальные материалы. Труды ВИАМ. 1977. №10. С. 155-160.

19. Мурзов, А.И. Производство бесшовных колец П-образной формы из жаропрочных сплавов по новой схеме раскатки / А.И.Мурзов, Г.И.Зуев,

20. B.А.Костышев, Ф.И.Хасаншин, В.С.Самохвалов // Алюминиевые сплавы и специальные материалы. Труды ВИАМ. 1977. №10. С. 160- 165.

21. Панин, В.Г. Профилирование кольцевых заготовок при горячей раскатке / В.Г. Панин, А.Н, Буратов // Информационно-технический бюллетень: -Куйбышев, 1988 № 12. -С.6.

22. Панин, В.Г. Производство профильных кольцевых заготовок на раскатных машинах / В.Г. Панин, А.Н, Буратов // Информационно-технический бюллетень: Куйбышев, 1989 - № 3. -С.2.

23. Киселенко, И.А. Раскатка фланцевых кольцевых заготовок ГТД / И.А. Киселенко, И.Л. Шитарев, А.Н. Чикулаев // Раскатка кольцевых заготовок ГТД // Авиационная промышленность. 1988. - № 7 - С. 13 - 14.

24. Зиновьев, В.Н. Возможности прокатки на стане КПС- 2000 титановых колец с высокими механическими свойствами. / В.Н., Зиновьев, Л.Н. Иванкина // Производство титановых сплавов. ВИЛС. 1975. №7. С. 283288.

25. Панин, В.Г. Влияние условий деформирования на заполнение калибров при раскатке и способы формообразования кольцевых заготовок для ГТД / В.Г. Панин, А.Н. Бутров // Авиационная промышленность. 1989. - № 11 -С.20-22.

26. Панин, В.Г. Влияние размеров профиля кольца и толщины исходной заготовки на показатель заполнения калибра / В.Г. Панин, А.Н, Буратов, Г.Ф. // Информационно-технический бюллетень: Куйбышев, 1989 - № 10. -С.4.

27. Полухин, П.И. Производство заготовок методом кольцевой раскатки. / П.И. Полухин // Известия вузов. Черная металлургия 1970 № 11. С. 16 -19.

28. Соловцев, С.С. Формоизменение кольцевых заготовок при горячей раскатке с тавровым профилем поперечного сечения / С.С. Соловцев, М.Я. Алыпиц // Кузнечно-штамповочное производство. 1970. №2. С. 1-4.

29. Рабинович, JI.A. Изготовление бесшовных кольцевых заготовок машинной раскаткой / Л.А. Рабинович // Производственно-технический бюллетень. 1971. №10. С. 6-9.

30. Папин, В.Г. Кинематические соотношения при раскатке колец прямоугольного сечения / В.В. Папин //У Труды Ленинградского политехнического ин-та. 1970. №315. С. 105-109

31. Богоявленский, К.Н. Холодная раскатка кольцевых деталей / К.Н. Богоявленский, В.В. Лапин // Кузнечно-штамповочное производство. 1973. №2. С. 18-22.

32. Давыдов Ю.Д. Проектирование чертежа поковки раскатного кольца с помощью ЭВМ / Ю.Д. Давыдов // Кузнечно-штамповочное производство. 1969. №11. С, 9-11.

33. Vieregge. G. Gestaltung einer Riugschmiede under besonderer Berucksichligung des Rmgwalzverfahrens./ G. Vieregge. //Stahl imd Eisen, 1971, 91. №10, pp. 563-572.

34. Казанцев, В.П. Штамповка точной заготовки для прокатки колец / В.П. Казанцев, В.В Новичев // Технология легких сплавов. 1975. №12. С. 80-81.

35. Образование утяжки при прокатке фасонных колец. "'Int. J.Mech. Sei." 1975, 17, №11-12, с. 669-672. РЖ 14В, 1976, 6В64.

36. Рожденственский, Ю.Л. Особенности формоизменения горячей закрытой прокатке заготовок колец и радиальных шарикоподшипников/ Ю.Л. Рожденственский, Г.П. Остроушин // Труды института ВНИИП. 1967 № с. 38-40.

37. Сидоренко, Б.Н. Технологические особенности изготовления кольцевых деталей раскаткой / Б.Н. Сидоренко, Б.Ф. Савченко // Технология и организация производства. 1973. №3. С. 38-41.

38. Щевченко Л.Н., Дорошевич А.Г. Получение кольцевых заготовок из сплава Д16 методом радиальной раскатки / Л.Н. Щевченко, А.Г. Дорошевич // Производственно-технический бюллетень. 1975. №6. С. 2425.

39. Давление на валки и крутящий момент при раскатке колец. "Int. J.Mech. Sei" 1973, 11, 15, №11, с. 873-893.

40. Прокатка колец на заводе фирмы Woodhouse and Rixson. Ring rolling at Woodhouse and Rixson. "Met and Metal Form.," 1973, 40, №8, c. 233. Реф.: РЖ Металлургия, 1974, 2Д79.

41. Папин, В.Г. Горячая деформация сплава ХН65ВМБЮ-ИД на раскатных машинах / В.Г. Папин, В.А. Костышев // Информационно-технический бюллетень: Куйбышев, 1988 - № 11. -С.2.

42. Костышев В.А. Напряженное состояние в очаге деформации при раскатке колец- авиационных двигателей с учетом теории анизотропных сред:/ В.А. Костышев // Сборник СГАУ. Самара, 1997. С. 57-63.

43. Weber К.Н. "Stahl und Eisen", 1959, Bd 79, Nr. 26, pp. 1912-1923.

44. Node Т., lamato H. "Sumitomo Metals", 1976, a: 28, №1, pp. 87-93.

45. Котельникова Л.Г. Производство точных заготовок машиностроительных деталей прокаткой. / Л.П. Котельникова, Г.Г. Шалинов // М.: ВНИИНФОРМТЯЖМАШ, 1968. С. 155-203.

46. Johnson W., Hawkuard J.B. "Metallurgia und Metal Forming", 1976, v. 43, №1, pp. 4-11. (ЭИ.ТОКП, №19, 1976.)

47. Marczinski HJ. "Metallurgia und Metal Forming", 1976, v. 43, №6, pp. 171177.

48. Moderne Ringproduktion auf Banning HV Rmgwalzmaschinen. Vortrag. Sclirmedeausrustungkongress "Forming Equipment Symposium", US -Forging Industry Association. Chicago. 1973, pp. 104-108.

49. Лапин В.В., Фомичев А.Ф. Исследование формоизменения при раскатке колец прямоугольного сечения / В.В. Лапин, А.Ф Фомичев. //Труды Ленинградского политехнического ин-та. 1969. №308. С. 144-148.

50. Winship J.T. Cold ring-rolling warms up Amer. / J.T. Winship Mach., 1976, 20, № I, pp. 110-113 (ЭИ. ТОКП, №20, 1976.)

51. Neuveau lammoir automatique a anneaux. "Metaux deform." 1979, № 52, pp. 31-36 (ЭИ. ТОКП, №9, 1980.)

52. Hawkyaid J.B., Ingham P.M. An investigation into profile ring rolling. / J.B. Hawkyaid, P.M. Ingham // "Proc. 1st. Int. Conf. Rotary Metahvork. Process., London, 1979." Kempston, 1979, pp. 309, 311-320 (ЭИ. ТОКП, №40, 1980.)

53. Yang, H. Role of friction in cold ring rolling. / H. Yang L. G. Guo, // Journal of Materials Science & Technology,. 21 (6) (2005) pp 914-920/

54. Горячая раскатка стальных колец и обечаек / Б.И. Медовар // К.: Наук, думка, 1993.-240 с.

55. Guo, lg Simulation for guide roll in 3D-FE analysis of cold ring-rolling, / lg Guo, H. Yang, M. Zhan, // Mater. Sci. Forum 471-472 (2004), pp 99-110.

56. Alfozan, Adel. Design of profile ring rolling by backward simulation using upper bound element technique (UBET) / Adel. Alfozan; Jay S. Gunasekera // 2002, vol. 4, n 2, pp. 97-108 12 page(s) (article). (39 ref.)

57. Ranatunga, V., "Modeling of Profile Ring Rolling with Upper Bound Elemental Technique" Ph.D. Dissertation, Ohio University, 2002.

58. Guo, Lianggang. Research on plastic deformation behaviour in cold ring rolling by FEM numerical simulation / Lianggang Guo, He Yang and Mei Zhan// 2005 Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 13 1029-1046.

59. Abramova, N. Yu. Fabrication and Study of Roll-Forged Rings with Controlled Structure from Imported Nickel Alloys / N. Yu. Abramova, N. M. Ryabykin, Yu. V. Protsiv // Metal Science and Heat Treatment, 2002. - Vol. 41.№ 9 -10. - p. 446-447.

60. Avadhani, G. S. Optimization of process parameters for the manufacturing of rocket casings: A study using processing maps / G. S. Avadhani // Journal of Materials Engineering and Performance, 2003. - Vol. 12. №6. - P 609 - 622.

61. WANG, Min. Dynamic explicit FE modeling of hot ring rolling process / Min. WANG, He Zhi-chao YANG, Liang-gang GUO, Xin-zhe OU // Trans. Nonferrous Met. Soc. China Vol.16 No. 6 (Sum. 75) Dec.2006

62. Stanistree T.F. The design of a flexible model ring rolling machine / T.F. Stanistreet, J.M. Allwood, A.M. Willoughby // Volume 177, Issues 1-3, 3 July 2006, Pages 630-633

63. Ingo Tiedemann. Material flow determination for radial flexible profile ring rolling / Ingo Tiedemann, Gerhard Hirt, Reiner Kopp, Dennis Mich, Nastaran Khanjari // Springer Berlin / Heidelberg Volume 1, Number 3 / Ноябрь 2007 г. pp. 227-232.

64. Kang, B. Kobayashi, S. "Preform Design in Ring Rolling Processes by the Three-Dimensional Finite Element Method," / B. Kang, S. Kobayash International Journal of Machine Tools & Manufacture (v30, 1991), pp.139151.

65. Kluge, A. "Control of Strain and Temperature Distribution in the Ring Rolling Process," / A. Kluge, Y. Lee, H. Wiegels, and R. KOPP // Journal of Materials Processing Technology (v45, 1994), p. 137.

66. Hua L. The extremum parameters in ring rolling / L. Hua ; Z.Z. Zhao // Journal of Materials Processing Technology, Volume 69, Number 1, September 1997, pp. 273-276(4)

67. Панин, В.Г. Разработка и внедрение методов формообразования при горячей раскатке экономичных фланцевых кольцевых заготовок для ГТД: Канд. дисс. Самара, 1998. 218 с.

68. Yang, D. Y,. Simulation of T-section profile ring rolling by 3D rigid plastic Finite Element Method / D.Y. Yang, U Kim, JB D Hawkyard, Int. J. Mech. Sci. Vol 33, No 7, pp 541-550. 1991

69. Coupu J. Investigation of hot ring rolling using 3D finite element simulation D. Modelling of Metal Rolling Processes. / J. Coupu, J.L. Raulin., J Huez //. London, 1999

70. Ильин, M.M. Производство цельнокатаных колец и заготовок / М.М. Ильин // М.: Оборонгиз, 1957. 126 с.

71. Костышев, В.А. Разработка научно обоснованных методов формоизменения тонкостенных профильных колец авиационных двигателей. Док. дисс. Самара, 1998. — 307 с.

72. Hollenberg A., Bemerkunden zu den Vorgangen bein Walzen von Eisens, St. u. E., 1883, №2, pp. 121-122.

73. Смирнов, B.C. Теория обработки металлов давлением. / B.C. Смирнов // М: Металлургия. 1973. 496 с

74. Irinks W„ The Biasi Fumav and Steel Plaut, 1915. 220 p.

75. Тарновский, И.Я. Деформация металла при прокатке./ И.Я. Тарновский, JI.A. Поздеев, В.Б Ляшков М: // Металлургиздат, 1956. 287

76. Музалевский, О.Т. Распределение скорости деформации в зоне обжатия при прокатке. / О.Т. Музалевский // Инженерные методы расчета технологических процессов обработки металлов давлением. М.: Металлургиздат, 1964. С. 228-234.

77. Сторожев М.В., Теория обработки металлов давлением. / М.В. Сторожев, Е.А. Попов // М.: Машиностроение, 1971. 424с.

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

79. Siebel. Е. "Kraft und materialflub bei der bildsamen formanderung." / E. Siebel. // 1923 Stahl Eisen 45(3 7): 1563

80. Von Karman. "Bietrag zur theorie des walzvorganges." / Karman Von // 1925 Z. angewMath. Mech5: 1563.

81. Ekelund. S. "The analysis of factors influencing rolling pressure and power consumption in the hot rolling of steels." / S. Ekelund // 1933 Steel93(8): 27.

82. Wusatowski Z. Fundamentals of rolling / Z. Wusatowski // 1969 Pergamon.

83. E. Siebel and W. Lueg. Mitteilungen aus dem Kaiser Wilhelm. Institut Fur Eisenforschung, Dusseldorf.

84. E. Orowan. "The calculation of roll pressure in hot and cold flat rolling." / Orowan E. // 1943 Proc. Institute of Mechanical Engineers 150: 140

85. Rudkins. N. "Mathematical modelling of set-up in hot strip rolling of high strength steels." / N. Rudkins, P. Evans // 1998 Journal of Material Processing Technology 80 81: 320 -324.

86. Смирнов B.C. Теория обработки металлов давлением. / B.C. Смирнов // М: Металлургия. 1973. 496 с.

87. R. Shida. "Rolling load and torque in cold rolling." / Shida, R. Awazuhara, H. // 1973 Journal of Japan Society Technological Plasicity 14(147): 267.

88. J. G. Lenard. Study of the predictive capabilities of mathematical models of flat rolling. / J. G. Lenard // 1987 4th International Steel Rolling Conference, Deauville, France.

89. J. G. Lenard, A. Said, A. R. Ragab, M. Abo Elkhier. "The Temperature, roll force and roll torque during hot bar rolling." / J. G. Lenard, A. Said, A. R. Ragab, M. Abo Elkhier // 1997 Journal of Material Processing Technology: 147-153.

90. Alexander. J. M. On the theory of rolling . / J. M. Alexander // Proceedings Rolling Society, 535-555, London 1972.

91. Turner. M. J. "Stiffness and Deflection Analysis of Complex Structures." / M. J. Turner, R. W. Clough, H. C. Martin and L. J. Topp. // 1956 Journal of Aeronautical Science23: 805-823.

92. Zienkiewicz О. C. The Finite Element Method / О. C. Zienkiewicz // 1977 New York, McGraw-Hill.

93. Гун, Г. А. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением / Г. А. Гунн // М.: Металлургия. 1983 352 с.

94. Hartley, P. Friction in time element analyses of metalforming processes / P. Hartley, C.E.N. Strugess, G. W. Rove / Int. J. Mech Sci Vol. 21 pp 301 311, 1979.

95. Т. Sheapad D.S. Wright Structural and temperature variations during rolling of aluminum slabs / T. Sheapad D.S. // Metals Tehnology, 1980 № 7.

96. Смирнов B.C. Теория обработки металлов давлением. / B.C. Смирнов // изд-во "Металлургия" 1967. 520 с

97. Кудрявцев, И.П. Текстуры в металлах и сплавах / И.П. Кудрявцев // М.: Металлургия, 1965. 292 с.

98. Ковалев, С.И. Напряжения и деформации при плоской прокатки / С.И. Ковалев, Н.И. Корягин, И.В. Ширко // М.: Металлургия, 1982. 256 с.

99. J Hirschi, K-KraHausen, R.Kopp; in "Aluminum Alloys", proceedings ICAA4 Allanta/GA USA (1994) edite by Т.Н. Sanders, E.A.Starke, vol 1, p. 476.

100. Mori, K. "General purpose fem simulator for 3-d rolling." / Mori K. // 1990 Advanced Technology of Plasticity 4: pp 1773-1778.

101. Park J. J. "Application of three dimensional finite element analysis to shape rolling processes."/ J. J. Park and S. I. Oh // 1990 Transaction ASME Journal of Engineering Ind 112: 36-46.

102. Yanagimoto, J. "Advanced computer aided simulation technique for three dimensional rolling processes." / J. Yanagimoto and M. Kiuchi // 1990 Advanced Technol. Plas 2: 639-644.

103. Kim, N. S. "Three-dimensional analysis and computer simulation of shape rolling by the finite and slab element method." / N. S. Kim, S. Kobayashi, T. Altan // 1991 International Journal of Machine and Tool Manufacture(31): 553563.

104. Shin, H. W. "A Study on the Rolling of I-Section Beams." / H. W. Shin, D. W. Kim, N. S. Kim // 1994 International Journal of Machine and Tool Manufacture 34(147-160).

105. Park, J. J. "Three-dimensional finite element analysis of block compression." / J. J. Park, S. Kobayashi // International Journal of Mechanical Sciences 26: pp 165-176.

106. Hacquin, A. . "A steady state thermo-elastoviscoplastic finite element model of rolling with coupled thermo-elastic roll deformation." / A. Hacquin, P. Montmitonnet, J—P. Guillerault // 1996 Journal of Material Processing Technology 60: 109-116

107. Nemes, J. A. "Influence of strain distribution on microstructure evolution during rod-rolling." / J. A. Nemes, B. Chin and S. Yue // 1999 International Journal of Mechanical Sciences 41: pp 1111-1131.

108. Hwang, S. M. "Analytic model for the prediction of mean effective strain in rod rolling process." / S. M. Hwang, H. J. Kim, Y. Lee // 2001 Journal of Material Processing Technology,114: 129-138.

109. Serajzadeh, S. "An investigation on strain homogeneity in hot strip rolling process." / S. Serajzadeh, K. A. Taheri, M. Nejati, J. Izadi and M. Fattahi. // 2002 Journal of Material Processing Technology 128: 88-99.

110. Li G. J. "Rigid-plastic finite element analysis of plain strain rolling." / G. J. Li and S. Kobayashi // 1982 Journal of Engineering for Industry 104: 55.

111. Mori, К. "Simulation of plane-strain rolling by the rigid-plastic finite element method." / K. Mori, K. Osakada, T. Oda // 1982 International Journal of Mechanical Sciences24: 519.

112. Liu, C. "Simulation of the cold rolling of strip using a elastic-plastic finite element technique." / C. Liu, P. Hartley, С. E. N. Sturgess and G. W. Rowe // 1985 International Journal of Mechanical Sciences 27: 829.

113. N. Kim. "Three-dimensional simulation of gap controlled plate rolling by the finite element method." / N. Kim, S. Kobayashi // 1990 International Journal of Machine and Tool Manufacturing 30: 269.

114. Hwang, S. M. "Analysis of hot-strip rolling by a penalty rigid-viscoplastic finite element method." / S. M. Hwang, M. S. Joun // 1992 International Journal of Mechanical Sciences 34: 971.

115. Химушин Ф.Ф. Жаропрочные стали и сплавы. / Ф.Ф. Химушин // М.: Металлургия, 1969. 752 с.

116. Корнеев, Н.И. Пластическая деформация высоколегированных сплавов / Н.И. Корнеев, И.Г. Скугарев //. Оборонгиз, 1955 245 с

117. Корнеев, Н.И. Основы физико-химической теории обработки металлов давлением. / Н.И. Корнеев, И.Г. Скугарев // М.: Машингиз, 1960. 316 с.

118. Лахтин, Ю.М. Металловедение / Лахтин, Ю.М. // М.: Машиностроение, 1980. 493 с.

119. Арышенский, В.Ю. Основы расчетов предельного формоизменения в процессах листовой гибки / Арышенский В.Ю., Арышенский Ю.М., Уваров В.В // Учебное пособие. Куйбышев: КуАИ, 1990. 44 с.

120. Morris, J.P. A furher analisis of the earning behavior of AA 3104 aluminium alloy. Aluminium 66 / J.P. Morris, Z. Li. Lexington, L. Chen, S. K. Das // Jargang 1990 11 (pp. 1069-1073)

121. Bahman, Mirzakhani. Investigation of Dynamic and Static Recrystallization Behavior During Thermomechanical Processing in API-X70 Microalloyed Steel / Bahman Mirzakhani, Hossein Arabi, Mohammad Taghi Salehi,

122. Shahin Khoddam, Seyed Hossein Seyedein and Mohammad Reza Aboutalebi // Journal of Materials Engineering and Performance

123. Siciliano F. Jr Mathematical modeling of the hot strip rolling of microalloyed Nb, multiply-alloyed Cr-Mo, and plain C-Mn steels / Siciliano F. Jr ; J. J. Jonas// 2000, vol. 31, n°2, pp. 511-530 (63 ref.)

124. Dutta B. Modelling the kinetics of strain induced precipitation in Nb microalloyed steels / В .Dutta // Acta Materialia, Volume 49, Issue 5, Pages 785-794

125. Barnet, M. R., Kelly, G. L., Hodgson, P. D., Predicting the critical strain for dynamic recrystallization using the kinetics of static recrystallization. / M. R. Barnet,, Kelly,. P. D. Hodgson, // Scripta Materialia, 43, 4, 365-369.

126. Арышенский В.Ю. Разработка механизма формирования заданной анизотропии свойств в процессе прокатке лент для глбокой вытяжки с утонением. Док. дисс. Самара, 202. 312 с.

127. ГОСТ 5639-82 Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна.