автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Разработка научных основ технологии производства длинномерных композиционных сверхпроводящих материалов для магнитных систем

На правах рукописи

0034572ЬЬ ~

ЛАТЫШЕВА ТАТЬЯНА ВЯЧЕСЛАВОВНА

РАЗРАБОТКА НАУЧНЫХ ОСНОВ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ДЛИННОМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ МАГНИТНЫХ СИСТЕМ

Специальность 05.02.01- Материаловедение (машиностроение)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 ДЕК 2С08

Пермь-2008

003457256

Работа выполнена в Пермском государственном техническом университете

Научный руководитель: заслуженный работник высшей школы РФ,

доктор технических наук, профессор Колмогоров Герман Леонидович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Гревнов Лев Михайлович

доктор технических наук, профессор

Ясницкий Леонид Нахимович

Ведущая организация ОАО «Чепецкий механический завод»

(г. Глазов, Удмуртия)

Защита состоится 26 декабря 2008г. в 15:00 на заседании диссертационного Совета Д212.188.02 при Пермском государственном техническом университете; 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, ауд. 423.6 главного корпуса

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного технического университета.

Автореферат разослан 25 ноября 2008г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

Кривоносова Е.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Производство качественной и конкурентоспособной продукции, соответствующей по технико-экономическим показателям лучшим мировым образцам - важнейшая задача деятельности промышленных предприятий на современном этапе. Значительная роль в решении этой задачи отводится разработке и внедрению наукоемких технологических процессов. К таким процессам относятся сверхпроводниковые технологии - технологии, связанные с использованием явления сверхпроводимости.

Технология волочения, используемая при производстве сверхпроводников является одной из наиболее прогрессивных и производительных. Пластические свойства слоев композиционных заготовок могут существенно различаться, поэтому технология многопереходного пластического деформирования (волочения) должна обеспечивать их деформирование без обрыва, так как после обрыва при последующей сварке заготовки структура композита и его параметры не восстанавливаются. Особенно важно выполнение условия сплошности на последних переходах при тонком волочении, когда стоимость заготовки многократно возрастает.

В решении теоретических и практических задач пластического деформирования структурно-неоднородных тел существенные результаты получены Е.И.Астровым, Г.Э.Аркулисом, Н.Н.Беклемишевым, Г.А.Бричко, А.Г.Залазинским, С.И.Ковалевым, Т.С.Ковальченко, А.А.Колпашниковым, Б.В.Кучеряевым, В.Б.Ляшковым, А.С.Матусевичем, С.И.Мешковым, Л.Н. Могучевым, А.Д. Никулиным, ВЛ.Колмогоровым, В.П.Северденко, Л.И.Тучинским, В.А.Федоровым и др.

В соответствии с федеральной целевой программой «Реформирование и развитие оборонно-промышленного комплекса» на ОАО «Чепецкий механический завод» (г. Глазов, Удмуртия) проведено технико-экономическое обоснование и организуется промышленное производство низкотемпературных сверхпроводников для сверхпроводящих магнитных систем. Основанием для развертывания работ по промышленному производству НТСП является: Приказ Министра РФ по атомной энергии № 232 от 20.05.2002г. «О создании производства сверхпроводников на ОАО ЧМЗ»; Программа конверсии ОАО ТВЭЛ «Организация производства сверхпроводников на ОАО ЧМЗ» утвержденная 23.07.2002г.; Приказ директора Федерального агентства по атомной энергии РФ № 261 от 02.12.2004г. «Об объединении решения коллегии Федерального агентства по атомной энергии» от 03.11.2004 №4/4.

Пуск производства позволит РФ выполнить обязательства в рамках работ по созданию международного термоядерного реактора ИТЭР с участием России, США, Японии и ряда стран ЕС, а также выйти на новый рынок высокотехнологичных изделий.

Основные результаты получены при выполнении НИР по темам: 1. «Математическое моделирование процессов волочения композиционных Си/№Т; и Си/'КЬ прутков и проводов, расчет минимальных и максимальных величин разовой деформации,

обусловленных неравномерностью деформации при волочении» (договор между ПГТУ (г. Пермь) и ФГУП ВНИИНМ им. академика А. А. Бочвара № 2006/146/423-47 от 18.04.2006г.).

2. Разработка технических критериев для проектирования маршрута волочения композиционных электропроводников на основе сплава №>-ТС и соединения ЫЬзБп (договор между «ЧМЗ» (г. Глазов) и Пермским государственным техническим университетом (ПГТУ) № 2007/307 от 1.08.2007г.).

Цель и задачи работы. Целью работы является исследование особенностей пластического деформирования, создание и совершенствование основных операций промышленной технологии производства длинномерных композиционных сверхпроводниковых материалов для Международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР):

1. Разработка теоретических основ технологии производства длинномерных сверхпроводниковых композиционных материалов при многопроходном деформировании.

2. Исследование напряженного и деформированного состояния при пластической деформации композиционных заготовок.

3. Расчет параметров технологического инструмента, обеспечивающих создание улучшенного (смешанного) режима трения при производстве сверхпроводниковых длинномерных изделий.

4. Оптимизация параметров деформирующего инструмента в зависимости от технологических, технических и экономических условий.

Научная новизна работы

- создана структурно-феноменологическая модель, учитывающая особенности физико-механических характеристик составляющих компонентов и пластического деформирования сверхпроводниковой заготовки, как многокомпонентной системы, включающей сердечник с хрупкими волокнами на основе сплава №Т1 и соединения №>, а также токостабилизирующую медную оболочку;

- выполнено теоретическое обоснование инженерных основ технологии производства длинномерных сверхпроводящих композитных изделий для международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР), реализуемого в ОАО «Чепецкий механический завод», созданы теоретические основы производства многопереходньм деформированием сверхпроводниковых материалов с учетом особенностей деформирования элементов биметаллической заготовки: сердечника и оболочки.

Практическая значимость

Созданы основы технологии многопроходного деформирования при производстве длинномерных композициошшх сверхпроводников для магнитных систем международного термоядерного экспериментального

реактора (ИТЭР). В работе предложена и реализована методика проектирования маршрута многопереходного деформирования, обоснованы оптимальные вьггяжка и углы наклона образующей технологического инструмента. Определены предельные режимы многонереходного деформирования.

Работа выполнена в рамках гранта Российского фонда фундаментальных исследований 2006-2008гг. (проект № 06-08-00047), научно-исследовательской работы по заданию Министерства образования и науки «Разработка теории и основ пластического деформирования анизотропных неоднородных сверхпроводящих материалов применительно к технологиям получения непрерывных сверхпроводящих кабелей», а также по договорам с предприятием ОАО «Чепецкий механический завод» (г.Глазов, Удмуртия) и Всероссийским научно-исследовательским институтом неорганических материалов (ВНИИНМ) им. академика A.A. Бочвара (г. Москва).

Достоверность результатов. Достоверность полученных в работе результатов и выводов базируется на использовании уравнений механики деформируемого твердого тела, результатах отработки технологии производства сверхпроводниковых материалов в ОАО «ЧМЗ».

Реализация результатов. Результаты, полученные в диссертационной работе, использованы в ОАО «Чепецкий механический завод» при разработке технологии производства сверхпроводниковых материалов для ИТЭР.

Личный вклад автора. Проведен блок исследований, посвященных определению напряженно-деформированного состояния при пластической деформации композиционных сверхпроводниковых заготовок, предложена методика определения оптимальной геометрии технологического инструмента из условия минимума напряжения деформирования.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на:

- Всероссийской конференции «Зимняя школа по механике сплошных сред (XIV)», 2005, г.Пермь;

- Российской конференции «Актуальные проблемы механики сплошных сред»-2005, г. Екатеринбург;

- Всероссийской конференции «Информации, инновации, инвестиции» -2005, г. Пермь;

- Международной научно-методической конференции, посвященной 90-летию высшего математического образования «Актуальные проблемы математики, механики, информатики»-2006, г. Пермь;

- Всероссийской научно-технической конференции «Аэрокосмическая техника и высокие технологии»-2006, г. Пермь;

- Всероссийская научно-технической конференции студентов и молодых ученых «Прикладная математика и механика»-2007, г. Пермь;

- Всероссийской конференции «Разрушение, контроль и диагностика материалов и конструкций»-2007, г. Екатеринбург;

- Всероссийской конференции молодых ученых с международным участием «Неравновесные процессы в сплошных средах»-2007, г. Пермь;

- Всероссийская конференция «Механика микронеоднородных материалов и разрушение» - 2008, г. Пермь.

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 5 научных статей и 11 тезисов. Получен патент РФ на изобретение (Патент РФ на изобретение №2310533, авторы Колмогоров ГЛ., Латышева Т.В., Мельникова Т.Е. Способ волочения изделий).

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения по результатам исследования. Работа изложена на 125 страницах и содержит 32 рисунков, 5 таблиц, список литературы из 91 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность рассматриваемой научно-исследовательской проблемы, определена цель работы, научная новизна и практическая ценность работы, приведены данные о публикациях и структуре работы.

Первая глава носит обзорный характер. В ней приведены: история развития сверхпроводимости, качественные характеристики сверхпроводников, особенности конструкции и технологии производства композиционных изделий; рассмотрено современное состояние технологии получения сверхпроводников и актуальность опытно-промышленного производства сверхпроводниковых композиционных изделий.

Производство качественной и конкурентоспособной продукции, соответствующей по технико-экономическим показателям лучшим мировым образцам - важнейшая задача деятельности промышленных предприятий на современном этапе. Значительная роль в решении этой задачи отводится разработке и внедрению наукоемких технологических процессов.

К таким процессам относятся сверхпроводниковые технологии -технологии, связанные с использованием явления сверхпроводимости. Характерным для сверхпроводников является нулевое электрическое сопротивление при температурах ниже критических величин, для низкотемпературных сверхпроводников - это температуры жидкого гелия.

Технический сверхпроводник является композитом, состоящим из разнородных материалов, отличающихся физико-химическими и механическими свойствами. Обычно это многожильный провод, в котором нити из сверхпроводящего материала находятся в медной или бронзовой матрице с диффузионными барьерными слоями, армирующими элементами и перегородками из материала с высоким электросопротивлением. Многожильные сверхпроводники имеют диаметр 0,1-6,0 мм, длину порядка 102-104 метров и состоят из нескольких десятков тысяч сверхпроводящих нитей диаметром 1-50 мкм, скрученных вокруг оси провода.

Актуальной проблемой мировой практики является разработка крупномасштабных магнитных систем на сверхпроводниках для установок термоядерного синтеза, в частности, международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР).

В России выпуск низкотемпературных сверхпроводников для Международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР) организуется на ОАО «Чепецкий механический завод» (Удмуртия, г. Глазов).

В настоящее время к промышленному производству в ОАО «Чепецкий механический завод» принята конструкция, сечение которой показано на рис.1

Данная конструкция сверхпроводника создана в Всероссийском НИИ

неорганических материалов и

предназначена для:

- сверхпроводников на основе М^Бп, изготавливаемых по «бронзовой» технологии, для катушки - вставки в модель центрального соленоида ИТЭР;

- сверхпроводников на основе сплава 1ЧЬ-Т1, предназначенных для обмотки полоидального поля.

Технология получения

сверхпроводников включает получение литой заготовки, прессование и волочение на конечный размер с промежуточными отжигами. Операция волочения является одной из самых трудоемких, продолжительных и ответственных в технологической цепочке изготовления сверхпроводников и в значительной степени определяет качество готовой продукции.

Анализируя современное состояние технологии производства сверхпроводников в диссертационной работе сформулированы основные задачи создания теоретических основ пластического деформирования при производстве сверхпроводниковых изделий, что в свою очередь, предполагает исследование особенностей деформирования биметаллической заготовки: сердечника, состоящего из большого количества сверхпроводящих волокон в бронзовой матрице; медной оболочки, разделенных диффузионным барьером из тантала и ниобия.

Во второй главе рассматриваются вопросы, связанные с основами пластической деформации при производстве сверхпроводниковых композиционных изделий. При изготовлении сверхпроводниковых изделий используется технология волочения. При волочении пластическая деформация характеризуется коэффициентом вытяжки, который для произвольного ¡¡-того перехода имеет следующий вид:

Я; = Ри,/^=ём2/с1,2 , (1)

где Бц и - площади сечения до и после перехода; <1|_1 - диаметр заготовки до входа в волочильный инструмент; - диаметр заготовки на выходе из инструмента.

Соотношения площадей исходной сверхпроводниковой заготовки Р0 и готового сверхпроводника сечением при этом определяются через коэффициенты вытяжки по отдельным переходам соотношением:

Рис. 1. Поперечное сечение стабилизированного сверхпроводника с двухслойным барьером

* ... * Лп. (2)

Для оценки трудоемкости изготовления сверхпроводниковых изделий целесообразно введение усредненного по всему технологическому циклу коэффициента вытяжки Яср Тогда для усредненного коэффициента вытяжки имеем:

Ро/Рк=Асрп. (3)

Из соотношения (3) получим количество переходов многократного волочения, необходимое для производства того или иного сверхпроводникового изделия:

п = 2 * 1п(с1о / с1к) / 1п1 ср, (4)

где с!о, с!к - диаметры сверхпроводниковой заготовки и готового сверхпроводника соответственно.

Учитывая сложную структуру сверхпроводниковой заготовки, средний коэффициент вытяжки по маршрутам многократного волочения принят равным 1,15. Для сверхпроводникового изделия из ниобия в матрице из оловянной бронзы (диаметр 0,7мм) число переходов составит 64, для сверхпроводника из сплава ниобий - титан в медной матрице (диаметр 0,5мм) число переходов 71.

При определении основных технологических параметров процессов обработки материалов давлением требуется знание степени деформации. На рис.2 приведена схема осесимметричного деформирования двухкомпонентной заготовки в конической матрице. В качестве примера может служить деформация композиционного сверхпроводника, сердечник (1) которого включает в себя сверхпроводящие волокна в бронзовой матрице и оболочку (2) из меди.

Рис.2. Схема деформирования двухкомпонентной композитной заготовки в конической матрице

Степень деформации равна

j т

8 = Ае0 + -j= JHdx + Acj , (5)

л/3 0

где Де0 и Дё| - приращения степени деформации на входе в зону деформации и выходе из нее; Н— интенсивность скоростей деформации сдвига.

Степень деформации для произвольного волокна равна

^ = + + (6) л/3 г0 ^ гХс

Применяемые при волочении углы ав сравнительно малы, поэтому удобней пользоваться усредненными значениями степени деформации для сердечника и оболочки композита. Так для сердечника усредненная по его сечению степень деформации равна

гйс

2тс \zirdr

вСр= ° 2 , (7)

*г0с

что после преобразований даст

4tgac 161nr0c/rlc

Зл/З 9tg2ac

(1 + |^2ас)3 -1

(8)

С достаточно высокой точностью формула (8) в случае волочения может быть записана следующим образом

£СР = 21пг0с/г1с +4&ас/зТз . (9)

Для определения степени деформации оболочки композитной заготовки используется формула

гсрО =21п—+ 4^ав(1-а3)/зл/3(1-а2). (10)

'-ср 0

'1

где а — —

Гп

•о

При наличии промежуточных слоев между сердечником и оболочкой степень деформации г'-того слоя толщиной 5 может быть определена аналогично выражению (10)

£„ =21п^- + 418ог10-а?у3^а-а?). (И)

где я, =1-5; 8 = — - относительная толщина промежуточного слоя;

г01,гц - наружные радиусы промежуточного слоя на входе и на выходе, соответственно.

Реализация технологии волочения сверхпроводящей композитной заготовки требует знания температурных условий деформирования. Знание температурного режима необходимо для оценки термоупругого состояния многокомпонентной заготовки, предотвращения возможного отслоения оболочки от сердечника.

Для определения разогрева металла проволоки при деформации необходимо найти работу, затраченную на деформацию, в виде

А=)сг^е, (12)

о

где ст5 - сопротивление деформации, зависящее в общем случае от степени деформации.

Если принять, что вся работа пластической деформации переходит в тепло, то повышение температуры для единицы объема материального элемента в течение адиабатного процесса деформирования определится уравнением

Д1 = А/(с/), (13)

где с - удельная теплоемкость протягиваемого металла;/ - плотность металла.

В работе определен деформационный разогрев ниобия, сплава ниобий-титан, титана, меди. Деформационный разогрев сердечника и оболочки различен, поэтому представляет интерес расчет термоупругого состояния сердечника и оболочки. При этом интерес представляют деформации на границе раздела сердечника и оболочки при г = Лс на выходе из волочильного инструмента.

При производстве сверхпроводниковых материалов нежелательно появление пор и отслоения внешнего слоя-оболочки. При повышении температуры за счет деформационного разогрева происходит термоупругая деформация компонентов композитной заготовки, при этом увеличение радиуса сердечника составит

ДЯЧ (14)

где СХ} - коэффициент линейного термического расширения материала сердечника; Л^- деформационный разогрев материала сердечника.

Увеличение внутреннего радиуса оболочки при этом равно

АЯс,=а2 Д1а11е, (15)

где &2~ коэффициент линейного термического расширения материала оболочки; -деформационный разогрев материала оболочки.

Условие сохранения сплошности композитной заготовки вследствие деформационного разогрева при волочении будет иметь вид

(16)

Данному условию соответствует отсутствие растягивающих нормальных радиальных напряжений на границе сердечник - оболочка, способных привести к отслоению оболочки от сердечника за счет термоупругих деформаций. Условие (16) при этом примет следующий вид

а^>агк\2. (17)

Условие (17) трактуется как критерий сохранения последеформационной сплошности сверхпроводниковой биметаллической заготовки.

При обработке металлов давлением одной из основных характеристик обрабатываемого металла является сопротивление пластической деформации.

Сопротивление деформации увеличивается с повышением скорости деформации при всех температурах и степенях деформации. Скорость деформации определяется изменением степени деформации во времени

Е' = Ае!6.т. (18)

В данном разделе приводится оценка скорости деформации при осесимметричном деформировании волочением прутковой заготовки или проволоки. Для схемы волочения, приведенной на рис.2, усредненная по зоне деформации скорость деформации может быть определена соотношением

е' = е/Ат, (19)

где б' — степень деформации за проход; Ах - время прохождения частицы металла через зону деформации.

Усредненная по зоне деформации скорость деформации Е, = 4(1пУ£ + 2^а8/3^)#схй -У)

Оценочные расчеты скоростей деформации говорят об изменении в

1 7 1

интервале 10-10 -.

с

Выполнение технологических расчетов применительно к высокоскоростным процессам волочения требует проведения соответствующих экспериментальных исследований и уточнения значений сопротивления деформации.

Третья глава диссертационной работы посвящена вопросам оптимизации технологии производства сверхпроводниковых изделий, приводятся результаты исследования вопросов гидродинамической смазки при волочении сверхпроводниковых изделий. Учитывая многостадийность производства сверхпроводниковых изделий, большое значение приобретают

вопросы оптимизации отдельных процессов изготовления сверхпроводников, в частности, процессов многократного пластического деформирования.

При волочении значительная часть усилия расходуется на преодоление сил трения. Силы трения приводят к износу инструмента, налипанию металла на волочильный инструмент, ограничению скоростей волочения из - за чрезмерного разогрева контактных поверхностей изделия и волоки. Наиболее эффективным путем уменьшения сил трения при волочении является создание условий гидродинамического (жидкостного) трения. Отличительной особенностью такого режима является существование достаточно толстого разделительного слоя смазки между поверхностями обрабатываемого изделия и инструмента.

Технология гидродинамического волочения реализуется при использовании нагнетающих устройств - напорных трубок-насадок. Течение ньютоновской жидкой смазки в канале напорной трубки-насадки характеризуется распределением скоростей течения в смазочном слое в виде

0+Г0(1-£), (21)

211 ах п

Ф

где ц - динамическая вязкость смазки;--градиент давления в слое смазки;

дх

Ко - скорость движения протягиваемой заготовки; к - величина зазора между заготовкой и внутренней поверхностью трубки-насадки.

Градиент давления при этом равен

ёр/ск = 6цК0(1 - 2с[)/)г2 , (22)

где ц = д/Рд/г - относительный расход смазки; д - объемный расход смазки.

Дифференциальное уравнение (22) содержит динамическую вязкость ц, зависящую от давления. Известные решения используют экспоненциальную зависимость вязкости от давления. В данной работе используется зависимость вязкости от давления в виде

ц = ц0(1 + ар), (23)

где а - пьезокоэффициент вязкости; - динамическая вязкость при атмосферном давлении.

Для зависимости (23) давление смазки, развиваемое насадкой, равно

рн =(1/а)(ехр(6ц0Г0(1-29)///г2)-1), (24)

В работе приведены расчетные значения давления при различных скоростях и длинах насадок, показано влияние величины зазора на развиваемое насадкой давление и влияние относительного расхода смазки на нагнетающую способность напорной трубки

Наряду с положительным влиянием режима жидкостного трения на технологические параметры процесса волочения следует отметить, что при гидродинамическом волочении качество поверхности изделий уступает по сравнению с волочением в граничном режиме трения, поскольку волочильный инструмент за счет механического экранирования контактных

поверхностей не производит сглаживающего действия на микронеровности протягиваемого изделия. Наличие излишнего слоя смазки на протягиваемой сверхпроводниковой заготовке может оказаться нежелательным при проведении промежуточных термообработок в случае многократного волочения. В данном случае на поверхности заготовки могут сохраняться продукты сгорания смазки, снижающие качество поверхности изделий и затрудняющих последующее волочение. При этом рациональным является реализация улучшенного трения с пониженным коэффициентом трения по сравнению с коэффициентом граничного трения.

В качестве параметра, определяющего коэффициент улучшенного трения, предлагается использовать толщину смазочного слоя в очаге деформации, полученную в результате решения гидродинамической задачи течения смазки в рабочем конусе волочильного инструмента. Коэффициент улучшенного трения определяется следующей зависимостью

1-Ггр-{1гр-/жЛ, (25)

где А0 - толщина слоя смазки на входе в зону деформации; /,р - коэффициент граничного трения; /ж - коэффициент жидкостного трения.

Толщина слоя смазки на входе в зону деформации определяется из

условий течения смазки в рабочем конусе волочильного инструмента

,0=--. (26)

¡ёав\п[\ + а(а5-ад)]

На основании анализа условий трения при волочении рекомендуется реализация при производстве сверхпроводниковых изделий условий гидродинамической смазки на больших размерах промежуточной заготовки (свыше 30мм) и условий смешанного (улучшенного) трения на среднем и тонком волочении.

Усилие пластической деформации в значительной степени зависит от профиля зоны деформации, материала, из которого изготовлен технологический инструмент, качества обработки поверхности рабочего канала инструмента.

Первые исследования, посвященные данному вопросу, были проведены Френсисом, Зибелем, в дальнейшем значительные исследования были проведены И.Л.Перлиным, С.И.Губкиным, П.И.Мининым, А.Л.Тарнавским и многими другими.

При деформации в конических инструментах существует зона оптимальных углов, в пределах которой усилие волочения при прочих равных условиях имеет минимальное значение. Оптимизация угла ав позволяет обеспечить минимальные значения напряжения волочения, что дает возможность снизить энергопотребление, уменьшить вероятность обрыва переднего конца заготовки, повысить единичные обжатия, обеспечить достаточную контактную поверхность металла с волокой.

Для выполнения технологических расчетов на стадии создания технологии производства длинномерных сверхпроводниковых изделий предлагается модифицированная формула И.Л.Перлина

4

+ +/с^л(ок -а?)] + а,, (27)

где ав- угол наклона образующей волочильного инструмента к оси волочения; / - коэффициент внешнего трения; ап - приведенный угол волоки; ад - напряжение противонатяжения.

Из условия минимума напряжения волочения определены значения оптимальных углов конусности технологического инструмента. Для стандартных волок с фиксированными углами конусности, обосновано значение коэффициента вытяжки Х=1.15, принятое в технологических расчетах маршрута волочения сверхпроводниковых изделий.

В четвертой главе рассматриваются предельные режимы деформирования сверхпроводниковой композиционной заготовки, определяются минимальные значения коэффициентов разовых вытяжек на конечной стадии производства сверхпроводниковых изделий,

обеспечивающих пластическую деформацию по всему сечению изделий; предложена методика расчета параметров кручения при твистировании сверхпроводящей заготовки на заключительной стадии производства.

Под предельными режимами деформирования подразумевается определение диапазона возможных разовых вытяжек при многократном деформировании сверхпроводниковой заготовки. При этом знание минимальной вытяжки необходимо при выполнении окончательной калибровки сверхпроводника на заключительной стадии изготовления. Знание максимальной вытяжки необходимо из условий сохранения прочности сверхпроводниковой заготовки в процессе изготовления и обоснования рекомендованного значения разовой вытяжки.

Минимальная разовая вытяжка определяется степенью деформации для центральных сверхпроводниковых волокон без учета деформации сдвига

£ = 21п—= 1пА . (28)

Минимальное значение степени пластической деформации определится механическими свойствами сверхпроводящих волокон

£„=0.002 + ^-, (29)

Е

где 0.002 - значение условной степени деформации (0,2 %), соответствующей переходу материала в пластическое состояние; с,- предел текучести материала волокон центральной части; Е- модуль упругости.

Второе слагаемое в соотношении (29) определяет упругую деформацию, которая при разгрузке приведет к восстановлению геометрии заготовки с остаточной (пластической) деформацией 0,2%.

Соотношения (28) и (29) позволяют определить минимальные обжатия, обеспечивающие при калибровке пластическую деформацию по всему сечению сверхпроводниковой заготовки, содержащей ниобиевые волокна и для сверхпроводниковой заготовки, центральная часть которой содержит волокно из сплава Nb-Ti.

Предельные режимы пластического деформирования определяются опасностью разрушения переднего конца заготовки — обрывностью. Основным фактором обрывности при прочих равных условиях являются режимы обжатий.

При отсутствии принудительного противонатяжения (crq=0) напряжение волочения равно

=(lnA + ^tga„)-CTTC(l + fctgarn). (30)

где tgan = 0,65tgа,

Одной из завершающих операций производства сверхпроводников является твистирование - закручивание сверхпроводниковой заготовки относительно продольной оси. При твистировании композиционная сверхпроводниковая заготовка подвергается деформации кручения.

При кручении осесимметричной заготовки в поперечном сечении возникают касательные напряжения определяются по формуле

т = G0r, (31)

где G - модуль сдвига материала заготовки; 9 - относительный угол закручивания.

Результирующий крутящий момент для отдельных частей биметаллической заготовки равен

МкЛжвг3[Сс7с\о0( 1~7С2)], (32)

где Gc и G0- модуль сдвига материала центральной части (сердечника) и наружной части (оболочки) соответственно; ср - окружное направление.

Относительный угол закручивания, обеспечивающий перевод оболочки сверхпроводника в пластическое состояние и эффект твистирования равен

3 гов

е=--=—-=-. (зз)

4 r0[Gc гъс + G0 (1 - г*)]

Полный угол закручивания получим, умножив на длину базы при кручении

ф = 9-/ (34)

или переходя к градусам

п 180

Ф°=Ф--. (35)

Соотношения (34) и (35) позволяют определить угол закручивания при твистировании на конечной стадии изготовления сверхпроводников.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Актуальной проблемой мировой практики является разработка крупномасштабных магнитных систем на сверхпроводниках для установок термоядерного синтеза, в частности, международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР).

2. Создана структурно-феноменологическая модель, учитывающая особенности физико-механических характеристик составляющих компонентов и пластического деформирования сверхпроводниковой заготовки, как многокомпонентной системы, включающей сердечник с хрупкими волокнами на основе сплава №>Л и соединения ЫЬ, а также токостабилизирующую медную оболочку.

3. Выполнено теоретическое обоснование инженерных основ технологии производства длинномерных сверхпроводящих композитных изделий для международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР), реализуемого в ОАО «Чепецкий механический завод».

4. Создание теоретических основ технологии производства сверхпроводниковых материалов предполагает исследование особенностей деформирования сердечника, состоящего из большого количества сверхпроводящих волокон в бронзовой матрице, и медной оболочки, разделенных диффузионным барьером.

5. Предложены технологические маршруты многократного волочения для производства многоволоконных сверхпроводниковых прутковых изделий на основе ниобия и оловянной бронзы в медной оболочке и сплава №>-Т1 в медной матрице.

6. Определена степень деформации по проходам многократного волочения, учитывающая дополнительную сдвиговую деформацию при входе в волочильный инструмент и на выходе из него. Знание степени деформации позволяет определить деформационный разогрев компонентов сверхпроводниковой заготовки. Предложен критерий сохранения сплошности композиционной заготовки с учетом термоупругого состояния, сердечника и оболочки.

7. Определена нагнетающая способность напорных трубок-насадок и смазочного конуса рабочей волоки для ньютоновской смазки, зависимость вязкости которой от давления представлена в форме двух членов разложения в ряд Тейлора экспоненциальной зависимости динамической вязкости от давления.

8. С целью обеспечения высокого качества поверхности сверхпроводниковых изделий предложено использование волочения в улучшенном (смешанном) режиме трения. Предложена зависимость

для определения коэффициента смешанного трения по величине толщины слоя смазки в начале зоны деформации.

9. Создана методика определения оптимальных углов конусности технологического инструмента, обеспечивающих минимальные значения напряжения волочения и энергозатраты при производстве сверхпроводников. Методика положена в основу патента РФ на изобретение «Способ волочения изделий».

Ю.Определены минимальные значения коэффициентов разовых вытяжек на конечной стадии производства сверхпроводниковых изделий, обеспечивающих пластическую деформацию по всему сечению изделий. Из условия прочности сверхпроводящих волокон центральной части изделий определены предельные значения разовых вытяжек при многократном деформировании.

11.Созданы теоретические основы процесса волочения при производстве сверхпроводниковых композиционных материалов для международного термоядерного экспериментального реактора.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Латышева Т.В., Димитрева Е.Г. Течение смазки в нагнетающих устройствах при волочении// Вестник ПГТУ. Прикладная математика и механика. - Пермь, 2005. - Вып. 1. -с.60-66.

2. Колмогоров Г.Л., Латышева Т.В., Филиппов В.Б., Димитрева Е.Г. Технология производства сверхпроводниковых композиционных изделий// Зимняя школа по механике сплошных сред: Тез. докл. - УрО РАН - Пермь, 2005. - с. 101

3. Колмогоров Г.Л., Латышева Т.В., Филиппов В.Б. Разработка технологии производства длинномерных сверхпроводников// Актуальные проблемы механики сплошных сред: Тез. докл. науч. конф. - УрО РАН - Пермь, 2005. - с. 62-64

4. Колмогоров Г.Л., Латышева Т.В., Филиппов В.Б. О реализации условий улучшенного (смешанного) режима трения при волочении (статья) //Известия вузов. Черная металлургия - 2006. - №2. - с.19-21. ISSN 0363-0797.

5. Колмогоров Г.Л., Латышева Т.В., Филиппов В.Б. Разработка технологии производства длинномерных сверхпроводников //Информация, инновации, инвестиции: Тез. докл. Всероссийской конф. -Пермь, 2005. - с.147-148

6. Колмогоров Г.Л., Латышева Т.В. Математическое моделирование технологии производства длинномерных сверхпроводников// Актуальные проблемы математики, механики, информатики: Материалы международной научно-метод. конф. ПТУ- Пермь, 2006. -с. 49-51.

7. Колмогоров Г.Л., Латышева Т.В., Зайцева Е.В. Степень деформации и определение предельных режимов при производстве

сверхпроводниковых композиционных изделий/УАэрокосмическая техника и высокие технологии - 2006: Тез. докл. IX Всероссийской конф. ПГТУ. - Пермь, ПГТУ. - с. 97.

8. Колмогоров Г.Л., Латышева Т.В. Разработка технологии производства длинномерных сверхпроводников// Сборник научных трудов. Вычислительная механика. - Пермь, 2006. - №4. - с. 98-104.

9. Колмогоров Г.Л., Латышева Т.В., Филиппов В.Б. Об оптимальной геометрии волочильного инструмента// Известия вузов. Черная металлургия - 2007. - №4. - с. 41-43. ISSN 0363-0797.

Ю.Латышева Т.В., Зайцева Е.В. Определение предельных режимов при волочении сверхпроводниковых композиционных изделий// Прикладная математика и механика: Тезисы докладов научно-технич. конференции студентов и молодых ученых ПГТУ. - Пермь, 2007.

11 Латышева Т.В. Механика твистирования сверхпроводниковой композиционной заготовки// Прикладная математика и механика: Тезисы докладов научно-технич. конференции студентов и молодых ученых ПГТУ. - Пермь, 2007.

12Латышева Т.В. Оптимальная геометрия волочильного инструмента// Прикладная математика и механика: Тезисы докладов научно-технич. конференции студентов и молодых ученых ПГТУ. - Пермь, 2007.

13.Колмогоров Г.Л., Латышева Т.В. Предельные деформации при волочении сверхпроводниковых изделий// Известия вузов. Черная металлургия - 2007. - №5 - с. 36-38. ISSN 0363-0797.

М.Колмогоров Г.Л., Латышева Т.В. Предельные деформации волочения при производстве длинномерных сверхпроводниковых материалов// Разрушение, контроль и диагностика материалов и конструкций: Тез. конф. - Екатеринбург, 2007. - с. 177.

15Латышева Т.В. Особенности технологии производства сверхпроводниковых материалов// Неравновесные процессы в сплошных средах: Материалы всерос. конф. мол. ученых с межд. участием. - Пермь, 2007. - с. 270-273.

16.Колмогоров Г.Л., Латышева Т.В., Снигирева М.В. Трансверсально изотропные характеристики сверхпроводящих длинномерных композиционных материалов// Механика микронеоднородных материалов и разрушение: Тезисы докладов V всерос. конф. - Пермь, 2008.-c.73.

17.Пат. №2310533/02(2006112366) от 20.11.2007. Способ волочения изделий.

Подписано в печать 24.11.08. Формат 60x90/16. Набор компьютерный. Тираж 100 экз. Уч. -изд. п.л. 1,00. Заказ № 1766/2008.

Издательство

Пермского государственного технического университета 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к.113 тел. (342) 219-80-33

Введение.

Глава 1. Основы теории сверхпроводимости и особенности конструкций сверхпроводниковых материалов.

1.1. Качественные характеристики сверхпроводников.

1.2. Сверхпроводники 1-го и 2-го рода.

1.3. Конструкции и технологии производства сверхпроводниковых изделий.

1.4. Международный термоядерный экспериментальный реактор (ИТЭР).

1.5. Свойства материалов, входящих в состав сверхпроводников для ИТЭР.

1.5.1. Свойства ниобия.

1.5.2. Свойства тантала.

1.5.3. Свойства меди.

1.5.4. Свойства титана.

1.5.5. Сплав ниобий-титан.

Выводы по главе.

Глава 2. Технологические основы осесимметричного пластического деформирования при производстве сверхпроводниковых композиционных изделий.

2.1. Режимы пластического деформирования.

2.2. Степень деформации при волочении композитной заготовки.

2.3. Деформационный разогрев компонентов сверхпроводниковой заготовки.

2.4. Скорости деформации при волочении сверхпроводников.

Выводы по главе.

Глава 3. Вопросы оптимизации технологии производства сверхпроводниковых изделий.

3.1. Характер контактного трения при пластическом деформировании.

3.2. Реологические свойства жидких смазок.

3.3. Течение смазки в нагнетающих устройствах.

3.4. Течение смазки в смазочном конусе инструмента.

3.5. Реализация условий улучшенного (смешанного) режима трения при волочении.

3.6. Определение оптимальной геометрии технологического инструмента при пластическом деформировании.

3.7. Контактное трение и смазка при производстве сверхпроводников.

Выводы по главе.

Глава 4. Предельные режимы деформирования сверхпроводниковой композиционной заготовки.

4.1. Минимальная разовая вытяжка при деформации.

4.2.Предельные режимы пластического деформирования сверхпроводниковых композиционных заготовок.

4.3 Твистирование сверхпроводниковой заготовки.

Выводы по главе.

Актуальность Производство качественной и конкурентоспособной продукции, соответствующей по технико-экономическим показателям лучшим мировым образцам - важнейшая задача деятельности промышленных предприятий на современном этапе. Значительная роль в решении этой задачи отводится разработке и внедрению наукоемких технологических процессов.

К таким процессам относятся сверхпроводниковые технологии -технологии, связанные с использованием явления сверхпроводимости. Характерным для сверхпроводников является нулевое электрическое сопротивление при температурах ниже критических величин, для низкотемпературных сверхпроводников - это температуры жидкого гелия.

Достижение в сверхпроводниках повышенного комплекса свойств реализовано путем эффективного использования наноструктурного состояния компонентов композиционных проводников [1]. В ФГУП Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. академика А.А. Бочвара (г. Москва) (ВНИИНМ) разработаны, защищенные патентами РФ, уникальные технологии деформирования и термообработки многокомпонентных (Та, Nb, NbTi, Си, Cu-Sn), композиционных материалов, содержащих десятки тысяч микронного размера сверхпроводящих волокон с размерами зеренной структуры менее 50 нм, что обеспечило почти двукратное увеличение эксплуатационных свойств в технических сверхпроводниках [2].

Область практического применения сверхпроводников с каждым годом непрерывно расширяется. Низкотемпературные сверхпроводники (NbTi NbsSn) применяются в энергетике (магнитные системы термоядерных установок, накопители электроэнергии), транспорте, электротехнике, медицине (томографы), науке (магниты ускорителей, спектрометры и др). Сверхпроводники выпускаются в виде длинномерных (до 16 км) проводов и лент, позволяющих изготавливать крупномасштабные изделия различного назначения — такие как криодвигатели, медицинские диагностические томографы, кабели для мощных линий электропередач, трансформаторы, токоограничители, накопители электроэнергии, магнитные системы установок термоядерного синтеза и ускорительной техники и др.

На основе сверхпроводников изготовляются сверхпроводящие магниты, обмотка которых изготовлена из сверхпроводника. Расчет показывает, что для создания магнитного поля напряженностью 8-106 А/м (~105 Э) в соленоиде диаметром до 1 м сверхпроводящие магниты требуют в 104 раз меньшую мощность, чем обычные электромагниты. В настоящее время на основе интерметаллида NbsSn созданы сверхпроводящие магниты, позволяющие получать поля до ~ 6-106 А/м (-7- 104 Э).

Общемировой объем выпуска разного рода сверхпроводников в настоящее время составляет 1800-2000 тонн в год, причем на долю низкотемпературных сверхпроводников на основе Nb-Ti сплава приходится более 80% ( в основном для ЯМР-томографов). По оценочному прогнозу к 2010 году рынок НТСП составит около 3000 т/год (3650 млн. долл. США), а рынок ВТСП возрастет с 50 млн. долл. США до 1600 млн. долл. к 2003 г. -более, чем в 30 раз [1].

По оценкам всемирного банка к 2020 г. рынок электротехнических устройств, основанных на использовании явления сверхпроводимости, составит 244 млрд. долл. США - за 20 лет возрастет более, чем на два порядка [1].

В настоящее время Российские компании совместно с рядом зарубежных фирм участвуют в подготовке и реализации выпуска сверхпроводников для сверхпроводящей магнитной системы международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР), общее количество которых составляет свыше 700 тн.

Следует отметить, что опытно-промышленное производство сверхпроводников на основе NbsSn и сплава Nb-Ti для ИТЭР освоено в лабораторных условиях в ФГУП ВНИИНМ [3]. Создание промышленного производства ведется в настоящее время на базе ОАО «Чепецкий механический завод» (г. Глазов, Удмуртия). Цель работы

Целью работы является исследование особенностей пластического деформирования, создание и совершенствование основных операций промышленной технологии производства длинномерных композиционных сверхпроводниковых материалов для Международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР):

1. Разработка теоретических основ технологии производства длинномерных сверхпроводниковых композиционных материалов при многопроходном деформировании.

2. Исследование напряженного и деформированного состояния при пластической деформации композиционных заготовок.

3. Расчет параметров технологического инструмента, обеспечивающих создание улучшенного (смешанного) режима трения при производстве сверхпроводниковых длинномерных изделий.

4. Оптимизация параметров деформирующего инструмента в зависимости от технологических, технических и экономических условий.

Научная новизна работы

Создана структурно-феноменологическая модель, учитывающая особенности физико-механических характеристик составляющих компонентов и пластического деформирования сверхпроводниковой заготовки, как многокомпонентной системы, включающей сердечник с хрупкими волокнами на основе сплава NbTi и соединения Nb, а также токостабилизирующую медную оболочку;

Выполнено теоретическое обоснование инженерных основ технологии производства длинномерных сверхпроводящих композитных изделий для международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР), реализуемого в ОАО «Чепецкий механический завод»; созданы теоретические основы производства многопереходным деформированием сверхпроводниковых материалов с учетом особенностей деформирования элементов биметаллической заготовки: сердечника и оболочки. Практическая значимость

Созданы основы технологии многопроходного деформирования при производстве длинномерных композиционных сверхпроводников для магнитных систем международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР). В работе предложена и реализована методика проектирования маршрута многопереходного деформирования, обоснованы оптимальные вытяжка и углы наклона образующей технологического инструмента. Определены предельные режимы многопереходного деформирования.

Работа выполнена в рамках гранта Российского фонда фундаментальных исследований 2006~2008гг. (проект № 06-08-00047), научно-исследовательской работы по заданию Министерства образования и науки «Разработка теории и основ пластического деформирования анизотропных неоднородных сверхпроводящих материалов применительно к технологиям получения непрерывных сверхпроводящих кабелей», а также по договорам с предприятием ОАО «Чепецкий механический завод» (г.Глазов, Удмуртия) и Всероссийским научно-исследовательским институтом неорганических материалов (ВНИИНМ) им. академика А.А. Бочвара (г. Москва).

Реализация работы

Разработанные методики используются при отработке технологии изготовления сверхпроводников в условиях производства ОАО «Чепецкий механический завод», при выполнении дипломных и курсовых работ на кафедре «Динамика и прочность машин» Пермского государственного технического университета.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на:

- Всероссийской конференции «Зимняя школа по механике сплошных сред (XIV)», 2005, г. Пермь;

- Российской конференции «Актуальные проблемы механики сплошных сред»-2005, г. Екатеринбург;

- Всероссийской конференции «Информации, инновации, инвестиции» -2005, г. Пермь;

- Международной научно-методической конференции, посвященной 90-летию высшего математического образования «Актуальные проблемы математики, механики, информатики»-2006, г. Пермь;

- Всероссийской научно-технической конференции «Аэрокосмическая техника и высокие технологии»-2006, г. Пермь;

- Всероссийской научно-технической конференции студентов и молодых ученых «Прикладная математика и механика»-2007, г. Пермь;

- Всероссийской конференции «Разрушение, контроль и диагностика материалов и конструкций»-2007, г. Екатеринбург;

- Всероссийской конференции молодых ученых с международным участием «Неравновесные процессы в сплошных средах»-2007, г. Пермь;

- Всероссийская конференция «Механика микронеоднородных материалов и разрушение» - 2008, г. Пермь.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы, приложения. Работа изложена на 137 страницах машинописного текста. Список литературы включает 91 наименований литературных источников.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

1. Определены минимальные значения коэффициентов разовых вытяжек на конечной стадии производства сверхпроводниковых изделий, обеспечивающих пластическую деформацию по всему сечению изделий.

2. Из условия прочности сверхпроводящих волокон центральной части изделий определены предельные значения разовых вытяжек при многократном деформировании.

3. Выполнены соответствующие технологические расчеты для сверхпроводящих волокон из ниобия и сплава Nb-Ti, показано влияние коэффициентов трения на величину предельных значений вытяжки.

4. Показано, что реализация условий улучшенного трения обеспечивает более высокую надежность процесса деформирования с позиций прочности сверхпроводящих волокон.

5. Предложена методика расчета параметров кручения при твистировании сверхпроводящей заготовки на заключительной стадии производства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Актуальной проблемой мировой практики является разработка крупномасштабных магнитных систем на сверхпроводниках для установок термоядерного синтеза, в частности, международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР).

2. Создана структур но-феноменологическая модель, учитывающая особенности физико-механических характеристик составляющих компонентов и пластического деформирования сверхпроводниковой заготовки, как многокомпонентной системы, включающей сердечник с хрупкими волокнами на основе сплава NbTi и соединения Nb, а также токостабилизирующую медную оболочку.

3. Выполнено теоретическое обоснование инженерных основ технологии производства длинномерных сверхпроводящих композитных изделий для международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР), реализуемого в ОАО «Чепецкий механический завод».

4. Создание теоретических основ технологии производства сверхпроводниковых материалов предполагает исследование особенностей деформирования сердечника, состоящего из большого количества сверхпроводящих волокон в бронзовой матрице, и медной оболочки, разделенных диффузионным барьером.

5. Предложены технологические маршруты многократного волочения для производства многоволоконных сверхпроводниковых прутковых изделий на основе ниобия и оловянной бронзы в медной оболочке и сплава Nb-Ti в медной матрице.

6. Определена степень деформации по проходам многократного волочения, учитывающая дополнительную сдвиговую деформацию при входе в волочильный инструмент и на выходе из него. Знание степени деформации позволяет определить деформационный разогрев компонентов сверхпроводниковой заготовки. Предложен критерий сохранения сплошности композиционной заготовки с учетом термоупругого состояния, сердечника и оболочки.

7. Определена нагнетающая способность напорных трубок-насадок и смазочного конуса рабочей волоки для ньютоновской смазки, зависимость вязкости которой от давления представлена в форме двух членов разложения в ряд Тейлора экспоненциальной зависимости динамической вязкости от давления.

8. С целью обеспечения высокого качества поверхности сверхпроводниковых изделий предложено использование волочения в улучшенном (смешанном) режиме трения. Предложена зависимость для определения коэффициента смешанного трения по величине толщины слоя смазки в начале зоны деформации.

9. Создана методика определения оптимальных углов конусности технологического инструмента, обеспечивающих минимальные значения напряжения волочения и энергозатраты при производстве сверхпроводников. Методика положена в основу патента РФ на изобретение «Способ волочения изделий».

Ю.Определены минимальные значения коэффициентов разовых вытяжек на конечной стадии производства сверхпроводниковых изделий, обеспечивающих пластическую деформацию по всему сечению изделий. Из условия прочности сверхпроводящих волокон центральной части изделий определены предельные значения разовых вытяжек при многократном деформировании.

11.Созданы теоретические основы процесса волочения при производстве сверхпроводниковых композиционных материалов для международного термоядерного экспериментального реактора.

1. Черноплеков Н.Л. Сверхпроводниковые технологии: современное состояние и перспективы практического применения.// Вестник Российской академии наук. 2001, том 71, №4, с. 303-319.2. http://bochvar.ru

2. Шиков А.К., Никулин А.Д., Силаев А.Г. и др. Разработка сверхпроводников для магнитной системы ИТЭР в России.// Известия Вузов. Цветная металлургия, 2003, №1,с.36-43.

3. Гелин Ф. Д. Металлические материалы: справочник. Мн.: Выш. шк., 1987, 288-291с.

4. Ниобий и тантал. Под ред. — М.: Металлургия, 1966, 331с.

5. Дж. Уильяме. Сверхпроводимость и ее применение в технике — М.:«Мир», 1973, 295с.

6. Сверхпроводящие машины и устройства. Под ред. М.: Мир, 1977, 763с.

7. Халм Дж. К., Маттиас Б. Т., Вильсон М.Н. Металловедение и технология сверхпроводящих материалов. М.: Металлургия, 1987, 559с.

8. Иванов О.С. Сверхпроводящие сплавы системы ниобий — титан — цирконий графит. - М.: Наука, 1971, 166с.

9. Ю.Брехна Г. Сверхпроводящие магнитные системы. М.: Мир, 1976, 704с.

10. Афонин В.К. Металлы и сплавы: справочник. М.: Металлургия, 2003, 532с.

11. Мнеян М.Г. Сверхпроводники в современном мире. — М.: Просвящение, 1991, 159с.

12. Шмидт В.В. Введение в физику сверхпроводников — М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1982. — 240с.

13. Kamerlingh Onnes Н. Leiden Comm.,1911,v.l22b,p.l24.

14. Deaver B.S., Jr.,Fairbank W.M. Phys. Rev. Lett., 1961,v.7,p.43.

15. Doll R., Nabauer M. Phys. Rev. Lett., 1961,v.7,p.51.

16. Meissner W., Ochsenfeld R. Naturwiss., 1933, v.21, p.787.

17. Абрикосов A.A. ЖЭТФ, 1957, т. 32, c.1442.

18. Essmann V., Traube H. Phys. Lett., 1967,v.24A,p.526.

19. Пан B.H., Прохоров В.Г., Шпигель А.С. Металлофизика сверхпроводников. Киев: Наука.думка, 1984. - 192с.

20. Уэрт Ч., Томсон Р. Физика твердого тела. Москва., 1969.

21. Рашков Н., Ганчева М. Пътност на дислокациите получении при единомерна пластична деформация на армко желязо. Годишн. Висш. хим. технол. ин-т. София. 1967 (1971). Вып. 14, №4, с.441.

22. Журнал «МОСТ» № 58, 2004 г.

23. Кристенсен Р. Введение в механику композитов: пер. с англ./ Р. Кристенсен. М.: Мир, 1982. - 334с.

24. Газета «Поиск» №47, 24 ноября 2006г. с.2326.http://atomexpo.ru

25. Сверхпроводники. М.: ГНЦ РФ ВНИИНМ им. А.А.Бочвара, 1998.

26. ПАТЕНТ № 2159474 Способ получения сверхпроводящих проводов на основе ниобий-титановых сплавов. Зеленский Г.К., Плашкин Э.И.

27. Металловедение и технология сверхпроводящих материалов /под ред. Фокера С., Шварца Б./США, 1981: Пер. с англ.Б М.: Металлургия, 1987, 560с.

28. Перлин И.Л., Ерманок М.З. Теория волочения. М.: Металлургия, 1971,447с.

29. Колмогоров Г.Л., Филиппов В.Б., Трофимов В.Н. Основы технологии производства сверхпроводниковых материалов волочением. Меэжвуз. сборник научных трудов под ред. проф. Г.С.Гуна. Магнитогорск, МГТУ, 2004, с. 13-18.

30. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением. Учебник для ВУЗов. 2-е изд., перераб. и доп. Екатеринбург: Издательство

31. Уральского государственного технического университета УПИ, 2001, 835с.

32. Колмогоров Г.Л., Кузнецова Е.В. О степени деформации при осесимметричном деформировании. //Известия ВУЗов. Черная металлургия, 2000, с.31-33.

33. Колмогоров Г.Л., Филиппов В.Б., Кузнецова Е.В., Трофимов В.Н. Степень деформации при волочении композитной заготовки.// Известия ВУЗов. Цветная металлургия, 2004,№5,с.39-42.

34. Колмогоров Г.Л. Гидродинамическая смазка при обработке металлов давлением. -М.: Металлургия, 1986, 168с.

35. Зб.Зайков М.А. Режимы деформации и усилия при горячей прокатке. М.: Металлургия, 1960,302с.

36. Третьяков А.В., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. — М.: Металлургия, 1973, с.5-14

37. Kapoor R., Nemat-Nasser S. Determination of temperature rise during high-strain rate deformation // Mech. Mater. 1998. - V.27. - P. 1-12.

38. Tailor G.I., Quinney H. Latent heat remaining metal after cold working // Proc. R. Soc. London. 1937. - V. A163. - P. 157-181.

39. Tailor G.I., Quinney H. The latent energy remaining in a metal after cold working // Proc. R. Soc. London. 1934. - V. A143. - P. 307-326.

40. Hodowany J., Ravichandran G., Rosakis A.J., Rosakis P. Partition plastic work into heat and stored energy in metals // Exper. Mech. — 2000. — V. 40. -P. 113-123.

41. Афонин B.K. Металлы и сплавы: справочник. М.: Металлургия, 2003, 532с.

42. Колмогоров Г.Л., Ковалев А.Е., Бажин А.А. О роли контактного трения при обработке металлов давлением.//Известия ВУЗов. Черная металлургия.№9, 2002,с.64-65.

43. Колмогоров Г.Л., Трофимов В.Н., Малинина Т.С., Ковалев А.Е. Волочение в режиме гидродинамического трения — технология XXI века: Междвуз. сб. научных трудов «Метизное производство в XXI веке». Магнитогорск: МГТУ, 2001,с.60-67.

44. Корбут В.М., Пикаева В.И., Кочеткова Е.И., Бартенев Г.М. Трение и износ. М.: Металлургия, №5, т.З,1982,с.784-788.

45. Корбут В.М., Пикаева В.И., Бартенев Г.М. Трение и износ. М.: Металлургия, №5, т.1,1980,с.869-877.

46. Северденко В.П., Жилкин В.З. Основы теории и технологии волочения проволоки из титановых сплавов . Минск: Наука и техника, 1970, с. 204.

47. Боуден Ф., Тейбор Д. Трение и смазка твердых тел. Пер.с англ. М.: Машиностроение, 1968. —543с.

48. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. - 525с.

49. Перлин И.Л., Шапиро В.Я., Школьников Е.Л. //Известия ВУЗов. Цветная металлургия.№5,1963,с. 13 0-137

50. Шапиро В .Я. В кн.: Физико-химические закономерности действия смазок при обработке металлов давлением. М.: АН СССР,1963,с.51-54.

51. Шапиро В.Я., Школьников Е.Л. В кн.: Физико-химические закономерности действия смазок при обработке металлов давлением. — М.: АН СССР,1963,с.55-61.

52. А.С. 152229 (СССР)/Мосеев В.Ф., Коростелин А.А. Опубл. в Б.И.,1962,№24. — 15с.

53. Мосеев В.Ф., Коростелин А.А. Сталь. №3,1962,с.280-281.

54. Christopherson D.G. Journal of the Institute of Petroleum, 1954, v.40, №370, p.295-298.

55. Колмогоров Г.Л. Гидродинамическая подача смазки в процессах обработки металлов давлением. В кн.: Механика деформирования и разрушения (Сб. научных трудов). Екатеринбург: УрО РАН, 2001,с. 159-163.

56. А.С. 165416 (СССР)/Ерманок Ю.Н., Зубов Б.Г., Орлов С.И. и др. Опубл. в Б.И.,1964,№19. 7с.

57. Недовизий И.Н., Петрухин С.И. Сталь, 1963,№12,с. 1128-1130.

58. Недовизий И.Н., Петрухин С.И., Петров А.П. Метизное производство, 1972, №1,с.26-33.

59. Недовизий И.Н., Петрухин С.И., Петров А.П. Метизное производство, 1972, №1,с.33-39.

60. Tarrersall G.H. The Journal of Mechanical Enineer Science. 1961, v.3,№4, p.360-362.

61. Tarrersall G.H. The Wire Industry. 1962, №346,p.975,978-980,982,992.

62. Christopherson D.G. and Naylor H. The Wire Industry. 1955, v.22,№260,p.775-777.

63. Christopherson D.G. and Naylor H. Scientific Lubrication. 1956, №3,p.23-27.

64. Уилсон, Валовит. — Проблемы трения и смазки, 1971,№1,с.71-76.

65. Колмогоров В.Л., Орлов С.И., Селищев К.П. Волочение в режиме жидкостного трения. — М.: Металлургия, 1967. 155с.

66. Колмогоров В.Л., Орлов С.И., Колмогоров Г.Л. Гидродинамическая подача смазки. М.: Металлургия, 1975. - 256с.

67. Колмогоров Г.Л., Бобылева М.К.// Трение и износ, 1984, том 5, вып.№3, с.562-564.

68. Колмогоров Г.Л., Орлов С.И., Шевляков В.Ю. Инструмент для волочения. -М.: Металлургия, 1992. 144с.

69. Колмогоров Г.JI., Латышева Т.В., Филиппов В.Б. О реализации условий улучшенного (смешанного) режима трения при волочении.// Известия вузов. Черная металлургия, 2006, №2, с. 19-21.

70. Перлин И.Л. Теория волочения. М.: Металлургиздат, 1957.

71. Губкин С.И., Кутайцев В.И. Исследование однократного волочения медной проволоки. В сб. «Экспериментальные вопросы пластической деформации металлов», вып. 2. М., ОНТИ, 1937.

72. Минин П.И. Исследование волочения прутков и провоки. М.: Машгиз, 1948.

73. Колмогоров Г.Л., Латышева Т.В., Филиппов В.Б. Об оптимальной геометрии волочильного инструмента.// Известия вузов. Черная металлургия, 2007, №4, с.41-43.

74. Шорин С.Н. Теплопередача. М.: Высшая школа,1964. — 490с.

75. Колмогоров Г.Л., Трофимов В.Н., Филиппов В.Б., Постнова Ю.С. Особенности технологии производства сверхпроводниковых материалов. 7-я Всероссийская научно-техническая конференция «Аэро-космическая техника и высокие технологии 2004». Пермь, ПГТУ. - 64с.

76. Ниобий и его сплавы (под ред. Захаровой Г.В.) 1961, М.: Металлургия. -368с.

77. Лившиц Б.Г. Физические свойства металлов и сплавов. -М.:Металлургая,1980. 256с.

78. Бобылев А.В. Механические свойства металлов: справочник. — М.Металлургия, 1987. 179с.

79. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972. - 720с.

80. Колмогоров Г.Л., Ковалев А.Е., Кузнецова Е.В.//Известия ВУЗов. Черная металлургия.№9,2001,с.31-33.

81. Титан: свойства, сырьевая база. Физико-химические основы и способы получения. Под ред. Гарматы В.А. М.: Мир, 1994. - 284с.

82. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. — М.: Атом издат,1979. -415с.

83. Колмогоров Г.Л., Бояркин В.И., Мишунин И.М.// Цветные металлы, 1974, №10, с.51-53.

84. Скульский О.И., Аристов С.Н. Механика аномально вязких жидкостей. Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика»,2003. -156с.

85. Гелин Ф.Д. Металлические материалы: справочник. МН.: Высшая школа, 1987.-291с.

86. Иванов О.С. Сверхпроводящие сплавы системы ниобий-титан-цирконий-графит. -М.: Наука, 1971. — 166с.

87. Колмогоров Г.Л., Латышева Т.В.Предельные деформации при волочении сверхпроводниковых изделий.// Известия вузов. Черная металлургия, 2007, №5, с.36-38.

88. Колмогоров Г.Л., Снигирева М.В. Трансверсально изотропные характеристики сверхпроводниковых материалов.// Научный журнал. Научные исследования и инновации, 2007, №1, с. 31-40.

89. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов М.: Наука, 1970г., 544с.1. УТВЕРЖДАЮ

90. И. о. заместителя генеральногоgTopa главный технолог ОАО механический завод»1. М.Г. Штуца J2JL~ 2008 г.1. АКТоб использовании результатов кандидатской диссертации Латышевой Т.В.

91. Пуск производства позволит РФ выполнить обязательства в рамках работ по созданию международного термоядерного реактора ИТЭР с участием России, США, Японии и ряда стран ЕС, а также выйти на новый рынок высокотехнологичных изделий.

92. Предлагаемая автором методика включает три взаимосвязанных раздела:

93. Расчет маршрутов многократного деформирования композиционных сверхпроводников волочением с обоснованием оптимальных вытяжек и углов конусности технологического волочильного инструмента.

94. Оценка разрушения переднего конца композиционной заготовки, что позволяет обеспечить безобрывность при волочении длинномерных заготовок.

95. Расчет параметров сборного волочильного инструмента, оценка режима трения и температурного режима при волочении.

96. Начальник ЦНИЛ ОАО «Чепецкиймеханическии завод», к.т.н.Ъзаоъ.гоов1. Е.В. Ильенко

97. Подписи и Штуцы М.Г. и Ильенко Е.В. подтверждаю