автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Развитие научных основ технологий интенсивной пластической деформации и создание оборудования по схеме равноканального углового прессования для получения ультрамелкозернистых металлических полуфабрикатов

09-6

879

На правах рукописи

Рааб Георгий Иосифович

РАЗВИТИЕ НАУЧНЫХ ОСНОВ ТЕХНОЛОГИЙ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

И СОЗДАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ПО СХЕМЕ РАВНОКАНАЛЬНОГО УГЛОВОГО ПРЕССОВАНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛУФАБРИКАТОВ

Специальность 05.03.05 - Технологии и машины обработки давлением

(технические науки)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Уфа-2009

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте физики перспективных материалов научно-исследовательской части ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет»

Научный консультант

доктор физико-математических наук, профессор

Вшшев Руслан Зуфарович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор

Платов Сергей Иосифович;

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор

Коджаспиров Георгий Ефимович;

доктор технических наук, профессор

Шеркунов Виктор Георгиевич

Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. A.A. Байкова РАН (г. Москва)

Защита состоится 19 ноября 2009 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.111.03 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, малый актовый зал.

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

Автореферат разослан "f'(р октября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Ю.В. Жиркин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Создание ультрамелкозернистых (УМЗ) состояний в металлах и сплавах с размером зерен менее микрона приводит к изменению некоторых их физических величин и значительному (в 1,5-3 раза) увеличению характеристик прочности. Разработка и использование УМЗ металлических объемных конструкционных материалов, обладающих высоким комплексом физико-механических свойств, имеет большое значение для ускоренного развития металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности. Решение задачи массового производства тагах материалов на высоком и современном техническом уровне является важной отраслевой и государственной проблемой.

Для выпуска массовой продукции из УМЗ материалов наиболее перспективны деформационные технологии (ДТ), основанные, в частности, на развитии методов интенсивной пластической деформации (ИПД), т.е. процессов деформирования при температурах ниже порога рекристаллизации с высоким уровнем накопленной деформации е > 4-8 и повышенных удельных силах на инструмент. Использование методов ИПД может приводить к формированию УМЗ структуры субмикрометрического диапазона со средним размером зерен 200500 нм и развитой внутризеренной субструктурой с размерами элементов менее 100 нм, что позволяет отнести эти материалы к классу объемных наноструктур-ных материалов '*. Оценивая важные преимущества методов ИПД, следует отметить, что при формировании УМЗ структур в металлах и сплавах не изменяется их исходный химический состав, что упрощает использование таких материалов на рынке. Также методы ИПД, являясь, по сути, новыми применениями методов обработки металлов давлением (ОМД), имеют возможность встраиваться в существующие технологические цепочки на стадиях металлургического передела слиток - полуфабрикат или полуфабрикат - изделие.

Представленная работа направлена на разработку технологий ИПД и оборудования для получения УМЗ полуфабрикатов в виде прутков и проволоки, что весьма актуально, т.к. в современных условиях полуфабрикаты такого сортамента являются массовой продукцией, которая составляет около четверти мирового рынка металлов.

На момент постановки задач данной диссертационной работы в середине 90-х годов научно-технический задел по оборудованию и использованию методов ИПД ограничивался получением лабораторных УМЗ образцов чистых металлов и некоторых сплавов. Преимущественно применялись: исследовательский инструмент по схеме равноканального углового прессования (РКУП) с традиционным углом пересечения каналов Ф = 90°; устройства для кручения под высоким гидростатическим давлением (КВГД) и метод всесторонней ковки на плоских бойках. Как правило, температурный интервал формирования УМЗ структур располагается ниже 0,4 Тпл, т.е. это холодная деформация, осуществляемая в условиях повышенных контактных сил де-

* Валнев Р.З., Александров И.В. Объемные наноструюурные металлические материалы: получение, структура н свойства. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. - 398 е.: ил.

формирования, ограниченной технологической пластичности и дробной, суммарно сверхвысокой деформации. В связи с этим, одной из важных целей представленной работы явилась разработка научно-технических основ технологий ИПД и создание оборудования для получения образцов, заготовок и длинномерных полуфабрикатов УМЗ промышленных сплавов, включая малопластичные и труднодеформир'уемые. Базовым процессом для исследований был выбран метод РКУП, как наиболее эффективный при получении УМЗ материалов.

Создание технологий ИПД для промышленного использования является сложной научно-технической проблемой. Для её реализации необходимыми условиями являются исследования напряженно-деформированного состояния (НДС) и кинетики силовых параметров процессов, изучение факторов, влияющих на однородность течения и структурного состояния, разработка доступных в заводских условиях методик анализа технологичности методов ИПД. Важной задачей исследований явился поиск объективных критериев для прогнозирования структурного состояния, свойств получаемых материалов и создания технологических рекомендаций при проектировании перспективных промышленных ИПД технологий.

Кроме того, центральной задачей работы явилось создание нового высокопроизводительного и надежного оборудования для обработки ИПД различных металлов и сплавов.

Таким образом, актуальность темы диссертационной работы заключается в установлении взаимосвязей технологических аспектов методов ИПД со струк-турообразованием и созданием на этой базе новых высокоэффективных технологических процессов и оборудования для получения образцов, заготовок и полуфабрикатов из УМЗ металлов и сплавов с качественно новым уровнем их физико-механических свойств.

Цель работы - разработка оборудования, теоретических и прикладных основ получения методами ИПД образцов, заготовок и полуфабрикатов УМЗ металлов и сплавов с высоким уровнем физико-механических свойств.

Для достижения поставленной в работе цели решались следующие основные задачи:

1. Разработка концепции, определяющей эффективность структурообразо-вания при масштабировании процесса РКУП различных материалов.

2. Выявление и исследование наиболее значимых параметров очага деформации при РКУП, определяющих эффективность структурообразования.

3. Разработка и исследование новых схем РКУП, обеспечивающих эффективное структурообразование.

4. Исследование технологических особенностей обработки при формировании УМЗ состояний в малопластичных и труднодеформируемых металлах и сплавах.

5. Разработка высокотехнологичных и экономичных опытно-промышленных процессов и оборудования для получения методами ИПД полуфабрикатов УМЗ промышленных технически чистых металлов и сплавов.

Научная новизна работы:

- предложен и формализован показатель, определяющий эффективность структурообразования образцов в материалах деформационными методами в виде отношения площади очага деформации к его объему и приращения этой величины в процессе деформации;

- на основе анализа напряженно-деформированного состояния в заготовке разработаны обоснованные принципы, позволившие развить метод РКУП (использование противодавления, изменение геометрии инструмента) для обработки малопластичных и труднодеформируемых материалов;

- впервые теоретически и экспериментально исследованы новые методы деформационного структурообразования, а именно: РКУП в параллельных каналах (РКУП-ПК); РКУП по схеме «Конформ» (РКУП-К) для получения длинномерных УМЗ заготовок; созданы технологии и оборудование для их реализации;

- предложены и разработаны новые технологические процессы, а также определены режимы деформационной обработки промышленных металлов и сплавов на основе Т1, Бе, А1 и Си и для получения полуфабрикатов и изделий с УМЗ структурой и повышенным уровнем механических и функциональных свойств.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Концепция, определяющая эффективность структурообразования при масштабировании процесса РКУП материалов, заключающаяся в доминирующей роли отношения площади очага деформации к его объему и дополнительной знакопеременной деформации вдоль линий тока при реализации схемы сдвига.

2. Принципы развития метода РКУП (использование противодавления, рациональное сочетание геометрии оснастки и температуры обработки) для нано-структурирования малопластичных и труднодеформируемых металлов и сплавов.

3. Методологические основы создания новых технологий и оборудования деформационного структурообразования на основе развития и создания схем РКУП с повышенной интенсивностью немонотонного воздействия за цикл обработки, а также развития схем, использующих активные силы трения.

4. Принципы комбинированных технологических процессов наноструктури-рования промышленных металлов и сплавов на основе Тл, Бе, А1 и Си для получения полуфабрикатов и изделий с повышенными механическими и функциональными свойствами.

Практическая значимость работы. В результате теоретических и экспериментальных исследований и полученных на их основе новых закономерностей формирования УМЗ структур методами деформационного структурообразования разработан ряд высокоэффективных технологий ИПД, позволяющих изготавливать полуфабрикаты: прутки и проволоку из конструкционных металлов и сплавов с повышенными физико-механическими свойствами, в том числе:

- разработаны технологические рекомендации комбинированной обработки методами РКУП-К и последующего волочения и получены длинномерные высокопрочные полуфабрикаты-прутки из УМЗ титана и других металлов;

- разработаны технологические режимы получения УМЗ труднодеформируемых материалов методом РКУП таких как: вольфрам (рост микротвердости с 5000 до 6000 МПа); титановый сплав ВТ6 (рост прочности в 1,5 раза относительно традиционной упрочняющей обработки); нитинол (повышение функциональных свойств); технически чистые марки титана, ВТ 1-0 и между-

народные аналоги Grade2, Cirade4 (рост предела прочности в 1,5-1.8 раза при относительном удлинении более 12%);

- впервые разработано и изготовлено опытно-экспериментальное оборудование для РКУП-К в условиях холодной и теплой деформационной обработки;

- впервые проведено опытно-промышленное опробование совмещенной схемы прямого выдавливания с процессом РКУП-1ТК для получения УМЗ алюминиевого сплава марки 1010;

- на научно-технической базе полученных знаний впервые создано опытно-промышленное производство УМЗ полуфабрикатов из технических марок титана для медицинского применения.

Новизна технологических и конструкторских разработок защищена 11 патентами.

Результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе при проведении практических и лабораторных работ студентами разных специальностей для изучения методов деформационного наноструктурирования на кафедрах ГОУ ВПО «УГАТУ», ГОУ ВПО «МГТУ» и других вузов.

Обоснованность выносимых на защиту научных положений, выводов и рекомендаций. Расчеты НДС проводились с привлечением теории пластичности, механики сплошных сред, реологии и методик ОМД, а также современных компьютерных программ численного моделирования процессов пластического формоизменения. Обоснованность расчетов вытекает из их соответствия экспериментальным данным. Достоверность полученных результатов структурных исследований подтверждается использованием современного оборудования (JEM2100, JSM6390, ДРОН-ЗМ) и методов исследования, включая электронную микроскопию и рентгеноструктурный анализ, публикацией результатов в реферируемых журналах.

Работа выполнялась в рамках государственных научно-технических программ Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (2001-2002 гг.); «Государственная поддержка региональной научно-технической политики высшей школы и развитие ее научного потенциала» (2001 г.); Президиума РАН «Фундаментальные проблемы физики и химии наноразмерных систем и наноматериалов» (20032004 гг.); ФЦП «Интеграция» «Конструкционные наноструктурные материалы: получение, исследование и применение» (1999-2003 гг.); грантов РФФИ и проектов МНТЦ (1999-2008 гг.).

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях и симпозиумах: Международной конференции НАТО (Москва, 1999); конференции по термомеханической обработке металлических материалов, посвященные 80-летию со дня рождения M.JL Бернштейна (Москва, 1999); Международной конференции по наноматериалам, полученным интенсивной пластической деформацией (Австрия, Вена, 2002); Международных конференциях TMS (США, 2003, 2004, 2005, 2008); 1-ой Всероссийской конференции по наноматериалам НАНО 2004 (Москва, 2004); Международной конференции по наноматериалам, полученным интенсивной пластической деформацией (Япония, Фукуока, 2005); Международных научно-технических конференциях «Высокие давления» (Украина; 2000, 2002, 2004, 2006); Международной научно-практической конференции «Нанотехнологии и информационные тех-

нологии - технологии 21 века» (Москва, 2006); Третьей Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» (Москва,

2006); Международной научно-технической конференции «Наноматериалы, полученные интенсивной пластической деформацией в условиях высоких давлений» (Украина, Судак, 2007); Всероссийской конференции по наноматериа-лам НАНО 2007 (Новосибирск, 2007); Международной научно-технической конференции «Физико-технические проблемы формирования структуры и свойств материалов методами обработки давлением» (Украина, Краматорск,

2007); Международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование при обработке материалов давлением» (Ульяновск, 2007); Международном симпозиуме «Объемные наноматериалы» (Уфа, 2007); Международной научно-технической конференции «Современные достижения в теории и технологии обработки металлов» (Санкт-Петербург, 2007); Международной конференции по наноматериалам, полученным интенсивной пластической деформацией (Германия, Гослар, 2008), Международной научно-технической конференции «Современные достижения в теории и технологии обработки металлов» (Санкт-Петербург, 2009).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов и библиографического списка, включающего 217 наименований. Диссертация изложена на 247 страницах машинописного текста, содержит 117 рисунков и 34 таблицы.

Публикации. Основные результаты диссертации отражены в 58 печатных работах, в том числе в 24 рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК и 11 патентах на изобретение.

Главы 1 и 2 диссертационной работы подготовлены при научной консультации д.т.н. Ф.З. Утяшева.

Состояние вопроса.

Научные принципы создания технологий интенсивной пластической деформации недостаточно развиты, что сдерживает использование методов пластического структурообразования в практике. Большой вклад в исследования процессов пластического структурообразования простым сдвигом с использованием схемы РКУП внесла минская научная школа под руководством Сегала В.М. Также в ряде работ Брижмена П.В., Колмогорова B.JL. Тюрина В.А., Богатова A.A. и др. отмечается положительное воздействие сдвиговой деформации на измельчение структуры и свойства изделий. Влияние больших деформаций на структуру и свойства активно исследуется коллективом под руководством Рыбина В.В., используя, преимущественно, методы термомеханической обработки (ТМО). Методам подготовки структуры заготовок для сверхпластической деформации посвящен ряд работ Смирнова О.М., Кайбышева O.A., Валиева Р.З. и др.

Последние 15-18 лет методы ИПД стали использоваться для получения УМЗ металлов и сплавов. В настоящее время они входят в стадию создания промышленных технологий и промышленного оборудования для массового производства УМЗ материалов.

В этой связи, работа посвящена развитию методов ИПД, каж одного из современных экономически целесообразных направлений получения ком-

плекса высоких механических свойств металлических материалов. Основной целью работы является развитие научных основ создания высокоэффективных и прогрессивных методов ИПД и разработка на этой базе промышленных деформационных технологий получения УМЗ полуфабрикатов и заготовок. В основу теоретических и технических разработок, используемых в работе, были положены груды отечественных ученых Андриевского P.A., Богатова A.A., Ва-лиева Р.З., Глезера A.M., Грудева А.П., Добаткина C.B., Ерманка М.З., Левита В.И., Могучего Л.Н., Овчинникова А.Г., Панина В.Е., Перлина Л.И., Полухина ГШ., Прозорова Л.В., Райтбарга Л.Х., Ренне И.П., Рыбина В.В., Сегала В.М., Тылкина М.А., Штремеля М.А., Унксова Е.П., и др. и зарубежных исследователей Л. Гляйтера, Т. Ленгдона, Н. Хансона, 3. Хориты и др.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации. Определены цели исследований; изложена научная новизна и практическая значимость работы; сформулированы основные положения, выносимые на защиту; приведены сведения об апробации работы и публикациях, структуре и объему диссертации.

В первой главе подробно представлен метод ИПД способом РКУП и его использование для получения УМЗ металлов и сплавов. Известно, что РКУП предполагает многоцикловую обработку прессованием одной заготовки в оснастке с пересекающимися под углом каналами (рис. 1).

а—

Рис. 1. Принципиальная схема оснастки для РКУП с углом пересечения каналов Ф = 90 (а); геометрия канала прессования и схема деформации при РКУП - (б): схема действующих сил (в); используемые маршруты обработки при РКУП (г)

В отличие от известного использования РКУП, как метода упрочнения металлов без изменения поперечного сечения заготовок, предложенного В.М. Се-галом в 70-80 гг. прошлого века, метод РКУП с начала 90-х годов начинает использоваться для формирования в металлах УМЗ структур с размерами зерен в субмикронном и нанометрическом диапазонах. Установлено, что полученные УМЗ материалы по совокупности таких свойств, как прочность и пластичность существенно отличаются от упрочненных за счет субструктурного измельчения исходных зерен. В главе показана также важная роль маршрута прессования при формировании УМЗ структур. Маршрут прессования - это определенная последовательность позиционирования заготовки, связанная с поворотом заготовки на фиксированный угол относительно продольной её оси перед каждым последующим циклом прессования. Так, для маршрута А этот угол равен нулю, для В - 90°, для С - 180° (см. рис. 1, г). Только определенная совокупность таких факторов, как количество циклов прессования (обычно N = 4-8), температура обработки, используемый маршрут прессования, геометрия оснастки, трибо-логические параметры обеспечивают однородное и эффективное формирование УМЗ структуры в объемных заготовках.

Решаемой проблемой в первой главе являлось выявление наиболее эффективных параметров обработки и приемов анализа НДС при РКУП, обеспечивающего формирование однородного деформированного состояния и, соответственно, однородных структуры и свойств в полуфабрикатах при наименьших затратах. Также решалась задача повышения деформируемости для условий многоцикловой упрочняющей обработки полуфабрикатов методом РКУП за счет управления напряженным состоянием в очаге деформации посредством разработки рациональной геометрии каналов и создания противодавления. Принято считать, что при РКУП заготовка деформируется по схеме простого сдвига в условиях ротационного течения материала и системе действующих активных и реактивных сил (см. рис. 1, в). При этом влияние ротационной составляющей на деформированное состояние при РКУП недостаточно изучено. В рамках решаемой проблемы повышения эффективности етруктурообразования в объемных заготовках были проведены исследования НДС для выявления особенностей реализуемой схемы деформации в условиях ротационного течения материала и определения характера возникающих напряжений в очаге при РКУП с использованием аналитически-экспериментального метода расчета. Также представлены результаты энергетического анализа и дана сравнительная оценка деформированного состояния при РКУП, установленного физическим и численным моделированием. Показана адекватность используемых подходов, что важно при разработке новых ИПД технологий, т.к. при использовании менее затратного виртуального анализа значительно экономятся материальные и временные ресурсы. Разработана методика оценки запаса пластичности материала и выбора геометрии оснастки при многоцикловой деформации методом РКУП с целью повышения деформируемости и получения бездефектных полуфабрикатов.

Проведенный аналитически-экспериментальный анализ НДС при РКУП с использованием данных, полученных методом Ренне (рис. 2, 3) и численным моделированием, позволил определить вклад ротационного течения в деформированное состояние.

При расчете эквивалентной деформации использовали подход Генки

+(ег)2 +е'*е2

(1)

где в] и в2 - главные деформации.

1.2 3 1 ~ в 7 г ■

Рис. 2. Общий вид сетки Рис. 3. Картина изменения

в вертикальной плоскости геометрии ячейки в результате

симметрии для стадии конечной деформации при РКУП устойчивого течения

Среднее значение а вдоль линии тока определяли интегрированием по формуле:

'' 4 , (2) где ущ - косинусы углов между главными направлениями деформации и линией течения 4 , а0 - среднее напряжение на границе между жесткой и пластической зонами.

В результате проведенного анализа установлено, что образец при прохождении через очаг деформации подвергается не только простому сдвигу, но и последовательному сжатию и растяжению, о чем свидетельствует соответствующее изменение геометрии ячеек в продольной плоскости образца в очаге и характер накапливаемой деформации (рис. 4). Этот факт может способствовать повышению эффективности структурообразования при РКУП.

Также установлено, что в оснастке с радиусами сопряжения каналов, близкими к нулю и при полном заполнении профиля каналов, наблюдается неоднородное поле средних напряжений в очаге деформации. Так, средние напряжения в области внешнего угла имеют тенденцию скачком меняться от сжимающих к растягивающим (рис. 5), что может становиться предпосылкой появления поверхностных и сквозных трещин на образцах при РКУП.

Представленные в главе данные экспериментального (физического) и компьютерного моделирования пластического течения материала при РКУП

показывают большую сходимость полученных результатов (рис. 6). В частности, углы сдвига при физическом и виртуальном эксперименте идентичны, что позволяет использовать численные методы для прогнозирования деформационного поведения различных материалов при РКУП, сокращая при этом время и затраты на разработку процессов. Например, для обеспечения однородного деформированного состояния необходимо согласованное использование фиксированных величин радиусов сопряжения каналов и противодавления или разработка специальной геометрии оснастки (рис. 7). Такой подход приводит к созданию процессов получения заготовок с однородными по объему УМЗ структурами как в пластичных, так и в труднодеформируемых металлах и сплавах.

Рис. 4. Расчетные значения Рис. 5. Характер изменения сред-

деформации е2 вдоль четырех него напряжения при РКУП

выбранных линий тока технически чистой меди

:1$ го го- га

Параметры фйзжч8шж> и чксгшнетго МЗЭКЩрОВЗВЕЗ

Коэффициент хрениж 0.0}

Скоросзъ ДЗфсрМИрОБЗЙЕЯ б ММ.'£

Е=15 В; рС-:05В Тешкрагура ж; Макрвза - 5й«аь марв

Рис. 6. Схема заделки штифтов в исходной заготовке (а) и их форма в продольном сечении заготовки меди после одного цикла РКУП (б); форма сетки Лагранжа при численном моделировании способа РКУП, <р1 нф2 .углы сдвига (в)

Полученные данные энергетического анализа позволили определить вклад работы сил трения и работы деформации в общую работу внешних сил.

Установлено, что при РКУП меди величина работы деформации возрастает от первого до шестого цикла обработки на ~ 50%, а при последующем увеличении циклов с седьмого по двенадцатый - на ~ 7%, что свидетельствует о снижении интенсивности упрочнения и стабилизации величины предела текучести деформируемого материала на этой стадии обработки. Также следует учитывать, что даже при довольно низких значениях коэффициента трения 0,05-0,07 вклад сил трения в общую работу внешних сил близок по своим значениям к вкладу сил, обеспечивающих деформацию заготовок. В связи с этим, использование более эффективных смазок с целью снижения коэффициентов трения в процессе РКУП или использование активных сил трения для создания сил деформирования, например, как при РКУП-К, является актуальным и, соответственно, позволяет снизить силы прессования и повысить стойкость оснастки.

к ^ ^

« в Рис. 7. Способы повышения однородности течения материала при РКУП (020 мм): а - традиционная геометрия Я = г = 1 мм); б - создание противодавления и выполнение рационального сочетания радиусов сопряжения каналов (Л = 3 мм; г = 1 мм); в — разработка специальной геометрии оснастки (020 мм; Я = 1 мм, г = 2мм. К = 0,3 мм, \|/ = 15°)

В главе показано, что использование разработанной методики оценки запаса пластичности материала и выбора геометрии оснастки при РКУП позволяет учитывать накопленную поврежденность материала и выбирать наиболее рациональную геометрию оснастки для получения бездефектных образцов в процессе многоцикловой обработки (рис. 8).

Методика основана на испытании кручением образца специальной формы, обеспечивающего подобие условий локализованного сдвига при РКУП. При ее разработке использовались научные положения уральской школы Колмогоро-ва-Богатова. Левый график номограммы позволяет определить уровень накопленной интенсивности деформации сдвига в момент разрушения образца при испытании на кручение. Проецируя полученное значение

интенсивности деформации сдвига разрушения на правый график, показывающий взаимосвязь уровня накопленной интенсивности деформации сдвига и угла пересечения каналов при РКУП, определяли наиболее рациональный угол пересечения каналов для бездефектного прессования заготовки.

г Л 2

<р ф

Рис. 8. Номограмма для экспресс-анализа технологической пластичности материалов перед РКУП и выбора угла пересечения

каналов в оснастке: ФР - угол закрутки образца и Лр - интенсивность деформации сдвига в момент разрушения (испытания кручением специальной формы образцов);

Фркуп _ рекомендуемый угол пересечения каналов;

Л - интенсивность деформации сдвига

Вторая глава посвящена разработке теоретических основ проектирования технологий ИПД. Учитывая направленность данных технологий на эффективность структурообразования, где важную роль играют также температурные и силовые параметры обработки, следует отметить одну особенность процесса, связанную с его масштабированием. Так, при РКУП заготовок технического титана разной геометрии установлено, что при одних и тех температурно-скоростных параметрах обработки формируется структура разной дисперсности. При этом, чем больше геометрические размеры заготовок, тем большие по размерам формируются зерна, и эта разница для заготовок диаметром 10 и 40 мм достигает 20-30%. Анализируя другие методы ИПД, можно отметить даже более значимые различия. Так, при кручении под высоким давлением заготовок диаметром ~10 мм и толщиной ~0,4 мм на наковальнях Брид-жмена размер формирующихся зерен в 1,8-2 раза меньше, чем при РКУП заготовок близкого диаметра. При этом объем очага деформации при РКУП заготовок 010 мм в-15 раз больше. Данные факты вызвали необходимость исследования связи параметров очага деформации и структурообразования. При проведении данного исследования использовали металлы со средней энергией дефектов упаковки, а их деформация рассматривалась в дорекристалли-зационном температурном интервале. Исключалось влияние величины гидростатического давления на измельчение микроструктуры, поскольку его изменения в технологических процессах, использующих РКУП, незначительны и в среднем составляют 0,5-1,5 ГПа. Основными механизма-

ми деформации принимали внутрифрагментный (дислокационный) и межфраг-ментный (некристаллографический) сдвиги. Под фрагментом понималась обособленная устойчивыми границами часть зерна (субзерно).

Как известно, формоизменение в процессах ОМД характеризуется как свойствами материала, так и реальными условиями его обработки, в которые входят НДС, температурно-скоростные параметры и др. В свою очередь, НДС рассматривается в очаге деформации, имеющем определенные геометрические параметры. В работе анализ геометрических параметров очага при РКУП позволил вывести ряд закономерностей, связывающих деформационное поведение и структурообразование в материалах. В основе развиваемого подхода лежит положение, что при пластической деформации, независимо от используемой схемы (растяжение, сжатие, сдвиг), происходит изменение площади поверхности заготовок. При этом очаг деформации можно охарактеризовать через масштабный фактор, используя отношение площади поверхности к его объему Ау = Ао/Уо, а изменения, проходящие с увеличением деформационного воздействия в процессе обработки, выразить через приращение этой величины. Наиболее просто продемонстрировать эти изменения можно на примере равномерного растяжения цилиндрической заготовки, где абсолютную величину приращения площади очага деформации находим, используя соотношение

Из данного соотношения следует, что величина А4У зависит от начальной площади и объема очага, а также от уровня накопленной деформации. Эту взаимосвязь можно представить в виде объемной диаграммы (рис. 9). Из диаграммы видно, что с уменьшением значения Ау (что характерно для больших габаритов заготовок при РКУП) и одном и том же уровне накопленной деформации, А,4У также снижается.

(3)

л д

600

400

I

У

Рис. 9. Зависимость параметра накопленной ААУ (в мм"1) от удельной поверхности очага деформации Ау (в мм"1) и истинной степени деформации

В главе проанализированы физические процессы, приводящие к появлению новых поверхностей, и прослежена связь параметра ДАу с физическими

величинами, описывающими процесс прироста поверхности при деформации.

Показано также, что вновь образованная поверхность, являясь следствием пластической деформации и дислокационных процессов, приводящих к интенсивной фрагментации исходной структуры и росту площади границ в объеме всего очага деформации, может быть критерием эффективности структурообра-зования.

Таким образом, параметр ДАу представляет собой усредненную характеристику накопленной «кривизны» кристаллической решетки металла, вносимой в неё границами фрагментов и полос. Полученные результаты свидетельствуют о том, что с увеличением ААУ размеры фрагментов должны уменьшаться. Из полученной зависимости (рис. 9) следует, что установление связи численных значений параметров Ау и А4У и уровня накопленной деформации с плотностью дислокаций и, соответственно, прочностью для различных деформируемых материалов, позволит при разработке технологических процессов расчетным путем прогнозировать свойства получаемых изделий.

Согласно известным представлениям, основанным на сдвиговой природе деформации, накопленную деформацию можно представить как сумму кристаллографических и некристаллографических, межфрагментных сдвигов и записать в виде:

У=Уз + Гр, (4)

где у3 - кристаллографический сдвиг, ур - некристаллографический сдвиг (по границам фрагментов или зерен).

Проведенные исследования (рис. 10) и анализ зарубежных и отечественных литературных источников показывают, что в большинстве случаев рост накопленной деформации при РКУП после е > 6-8 не приводит к дальнейшему измельчению структуры. Следовательно, можно полагать, что с увеличением накопленной деформации внутрикристаллические сдвиги не приводят к формированию новых дислокационных стенок и, соответственно, фрагментов, т.е. деформация происходит преимущественно за счет аккомодационных межфрагментных сдвигов и этот механизм деформации становится преобладающим. Известно, что на стадии интенсивной фрагментации (е~1) на порядки возрастают количество и площадь межфрагментных границ. Одновременно с уменьшением размеров фрагментов возрастают напряжения, необходимые для генерации решеточных дислокаций и согласно зависимости Петча-Холла напряжения, необходимые для скольжения дислокаций в объеме фрагментов. По этой причине кристаллографические сдвиги затрудняются. Предполагается, что наличие нанофрагметов и развитой сетки границ снижает уровень локальных сдвиговых напряжений и способствует множеству некристаллографических (ротационных и линейных микросдвигов).

Согласно диаграмме, представленной на рис. 9, «запустить» вновь механизм внутрифрагментного сдвига, приводящего к повышению плотности дислокаций и дальнейшей фрагментации, можно при увеличении удельной поверхности очага деформации. Экспериментально это было подтверждено путем комбинированной обработки, включающей РКУП и последующее во-

лочение технического титана (рис. 11). При РКУП Ау было постоянной величиной -0,7 м-1, а при волочении - переменной и максимальное значение Ау достигло ~4 м"1. Полученный график изменения предела прочности от накопленной деформации показывает, что при РКУП эта величина достигает предела насыщения при значениях -1000 МПа, при этом средний размер зерен составлял 300 нм. При дальнейшей обработке волочением прочность интенсивно возрастала до значений -1300 МПа с продолжением процесса измельчения структуры, при этом средний размер зерен уменьшился до 160 нм.

Рис. 10. График изменения размеров фрагментов структуры (ОКР) от уровня накопленной деформации в процессе РКУП заготовки технического титана (а = 120°, Т=140 °С, маршрут Be, Ау - const)

Рис. 11. График изменения предела прочности при комнатной

температуре от уровня накопленной деформации после деформирования заготовки технического титана методом РКУП (а = 120°, Т3 = 140±10 °С, маршрут Be, Ау - const) и последующего волочения (Т3= 140±10 °С, Ау - var)

Многими исследованиями показано, что наиболее эффективно процесс формирования УМЗ структуры при РКУП происходит при использовании маршрута прессования Вс. Установлено также, что маршрут Вс обеспечивает крайне немонотонное воздействие при плоской схеме деформации за счет поворота заготовки на 90° перед каждым последующим циклом обработки. При этом эффекты возврата (например, Баушингера) проявляются слабо, и в таких условиях увеличение плотности дислокаций в структуре происходит наиболее интенсивно. В результате больших разовых деформаций при РКУП и немонотонной по природе самой схемы простого сдвига, частота межфрагментных сдвигов увеличивается, соответственно, увеличивается вклад в деформацию линейных и ротационных мод, что интенсифицирует процесс формирования высокоугловых границ и УМЗ структуры.

Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что удельная площадь очага деформации и её приращение, являются важными факторами при анализе процессов структурообразования. Эти параметры очага деформации могут быть рассчитаны инженерными методами и использованы при проектировании технологий ИГ1Д и прогнозировании свойств конечного полуфабриката.

Третья глава посвящена расширению номенклатуры получаемых УМЗ материалов, развитию новых схем РКУП и имеет научно-практическую направленность.

Важность таких исследований на современном этапе развития методов ИПД для получения УМЗ материалов, приобретало особую актуальность, связанную с инновационным потенциалом таких разработок (см. главу 5). Особое место в данной главе посвящено разработке УМЗ материалов конструкционного применения, таких как титан, его сплавы, вольфрам, которые относятся к трудно-деформируемым и малопластичным материалам. Основной целью исследований было получение бездефектных образцов и заготовок из различных металлов и сплавов при использовании теоретических и технологических рекомендаций, представленных выше. Наиболее важными задачами являлись: обеспечение немонотонности деформации, создание в очаге деформации повышенного гидростатического давления (ГД) для исключения зон с растягивающими напряжениями и согласование интенсивности накопленной деформации с запасом пластичности за счет создания рациональной геометрии и приложения противодавления. Для этих целей были разработаны и созданы специальные инструменты и устройства.

При создании новых схем РКУП приоритетом служили повышение коэффициента использования материалов, эффективность структурообразования и производительность процесса. Исследования эффективности и технологичности предлагаемых методов обработки были проведены с использованием программного продукта «Бейшп ЗБ», что значительно ускорило получение и анализ результатов.

Для решения проблемы получения бездефектных образцов из труднодефор-мируемых материалов было разработано два типа оборудования. Первый тип включал использование классической схемы с рациональной геометрией, второй - специально созданные установки с осуществлением противодавления вяз-копластичной средой и жестким обратным пуансоном (рис. 12). Очевидно, что повышенное ГД накладывает ряд проблем по обеспечению стой-

кости создаваемого инструмента, которые были решены путем использования предварительно напряженных конструкций и выработкой рекомендаций в отношении применяемых марок штамповой стали для РКУП.

Рационализация геометрии при использовании классической схемы РКУП и технологические исследования параметров прессования, таких как: температура обработки, условия трения, вариация маршрутами прессования позволили разработать опытные технологии получения бездефектных образцов УМЗ вольфрама, УМЗ титановых сплавов ВТ6 и нитинола (рис. 13).

(б)

Рис. ] 2. Схемы РКУП и ряд созданных установок с противодавлением вязкопластичной средой (я) и жестким обратным пуансоном (б)

Рис. 13. Общий вид образцов труднодеформируемых УМЗ материалов: а -характерный вид дефектных образцов; б, в, г - бездефектные образцы нитинола, сплава ВТ6 и вольфрама, соответственно, полученные по рациональным режимам РКУП

Исследования по влиянию повышенного ГД на деформируемость, структурное состояние и характеристики прочности провели при Г'Д ~1,4 ГПа на модельном материале меди М1 с использованием специально разра-

ботанного оборудования для создания противодавления жестким пуансоном. Установлено, что в этом случае при прессовании по маршруту Вс и накопленной даже сверх высокой деформации е~30 разрушения заготовок не наблюдается. При исследовании влияния уровня накопленной деформации также установлено, что после 16 циклов обработки в меди формируется более дисперсная структура зеренного типа. При этом повышается как прочность, так и пластичность, а при создании субзеренных структур (Лг = 2) - противодавление негативно влияет на пластические свойства (табл. 1).

Таблица 1

Механические свойства меди М1, подвергнутой РКУП с противодавлением и без

Материал е 602, МПа Ов, МПа 82, %* 85, %**

Си, исходное состояние 100 145 40 30

Си, N=2 без противодавления 2,3 300 320 15 3

Си, N=2 с противодавлением 2,3 340 350 10 1

Си, 16 без противодавления 18,4 420 440 15 2

Си, ЛГ= 16 с противодавлением 18,4 440 460 24 2

*- удлинение до разрушения; **- равномерное удлинение; N - количество циклов обработки

В главе представлены разработки и исследования новых методов ИПД, имеющих значительный инновационный потенциал. Наиболее перспективным и изученным из этого ряда является метод РКУП-ПК (рис. 14). направленный на получение дискретных УМЗ заготовок с высоким коэффициентом использования металла (КИМ) и отношением их длины к диаметру в диапазоне 2-6, наиболее полно представленный в данной главе, и РКУП-К. Основные технические преимущества РКУП-ПК связаны с сочетанием параметров эффективности структурообразования, высокого КЖМ и производительности.

При РКУП-ПК эффективность структурообразования обеспечивается высокими уровнем накопленной деформации за один цикл обработки, отсутствием заметных искажений формы заготовки после прессования (см. рис. 14), а производительность - возможностью создания автоматизированных производств, например, роторных линий в силу удобной ориентации заготовок и сохранения исходной правильной геометрии после деформирования.

Варьируя параметром К (см. рис. 14), характеризующим степень смещения параллельных каналов и утлом пересечения каналов Ф, можно активно влиять на напряженно-деформированное состояние заготовок и, соответственно, на эффективность формирования УМЗ структуры, адаптируя их к свойствам обрабатываемого материала. Выявлены закономерности взаимосвязи параметра К и угла Ф с однородностью деформированного состояния. Показано, что с возрастанием этих величин однородность возрастает.

В процессе исследований также решена задача создания рациональной геометрии формообразующей оснастки, которая обеспечивает более однородное деформированное состояние заготовок после обработки. Анализ де-

формированного состояния методом сеток и компьютерным моделированием позволил определить условия для наиболее высокой однородности структуры в заготовке после одного цикла прессования, когда К = й = 18 мм для угла Ф = 100° и е = 2.

Рис. 14. Схема РКУП-ПК - (a): N- направление сдвига;

К - величина смещения каналов; Ф - угол пересечения вертикальных и соединяющего их каналов; б - картина вида очагов деформации, полученная моделированием РКУП-ПК; в - общий вид оснастки РКУП-ПК с Ф = 100°, К= d= 18 мм; г - структура и общий вид заготовки после деформации

Даже в заготовке с отношением длины к диаметру около двух после двух циклов прессования получена однородная УМЗ структура, что исключено при использовании традиционной схемы РКУП. Полученное однородное поле распределение микротвердости в пределах НВ = 1530 ± 20 МПа для продольного и поперечного сечений также свидетельствует о высокой структурной однородности и однородности механических свойств в объеме заготовки. При этом прочность медной заготовки после проведенной обработки возросла со 150 до 420 МПа при пластичности ¡5= 15-18%, что сопоставимо со значениями, полученными после 8-12 циклов РКУП меди по общепринятой схеме с углом Ф = 90°.

Оценку сил прессования проводили, используя энергетический анализ

Р ■ Vr 'F = \a^>dv + Jr \dS . (5)

где левая часть уравнения - мощность внешних сил, а правая - сил мощности диссипации; р - удельная сила прессования; г - напряжение контактного трения, as - сопротивление деформации металла, ei - интенсивность скоростей деформации; 5 - площадь контакта заготовки с инструментом; v^- скорость скольжения металла по поверхности матрицы у « v , v - скорость истечения

г нет ИСТ

пресс-изделия из канала матрицы; F - площадь поперечного сечения канала, для круглого канада F = 71 d2/4.

В результате решения данного уравнения получена формула расчета удельной силы прессования на пуансоне для равноканального варианта исполнения оснастки:

2 _ _ р = —j=(a2<Jsc\%y + 2cr02f2/2 /d + usín + 2a /d). (6)

V з

где o-q, - исходный предел текучести металла; ^ - коэффициент пластического трения на входном участке матрицы; - длина входного участка матрицы; / -коэффициент пластического трения на участке матрицы, ограничивающем очаг пластической деформации; as - среднее напряжение течения металла перемещающегося в калибрующем участке матрицы; fx - коэффициент пластического трения на калибрующем участке матрицы; /] - длина калибрующего участка матрицы; Ct - коэффициент, определяемый экспериментально или по результатам моделирования; у - полугол пересечения каналов.

Учитывая значительные преимущества представленного метода, ниже в главе 5 рассмотрено его успешное применение при разработке технологий ИПД и их практическое использование в технике и медицине.

Четвертая глава посвящена разработке промышленной технологии получения УМЗ длинномерных прутков (полуфабрикатов) из технически чистого титана. Технология была разработана на базе метода РКУП-К и накопленного научно-технического потенциала получения УМЗ металлов. Существует ряд преимуществ этого метода для получения УМЗ материалов в виде прутков или проволоки, среди которых наиболее важными являются: возможность осуществления непрерывности процесса и использование активных сил трения, действующих на гравюре ротора. Это приводит к снижению сил прессования и, соответственно, энергозатрат. Эти два обстоятельства весьма значимы для создания промышленных технологий.

Принципиальная схема процесса РКУП-К показана на рис. 15, а, при этом следует отметить, что рабочий канал прессования образуется гравюрой ротора и рабочими поверхностями прижима (башмака) и упора. Наиболее значимыми параметрами процесса РКУП-К являются: дуга захвата заготовки - L (мм), создающаяся за счет эксцентриситета рабочих поверхностей колеса и башмака; крутящий момент на роторе - Мкр (Н-м); угловая скорость вращения ротора -со (с"1); скорость прессования заготовок - Г(м с"1) и угол пересечения каналов -Ф (рис. 15, б).

Важным этапом разработки технологии было создание специального оборудования - установки для РКУП-К, что позволило реализовать этот метод на практике. Установка включает в себя энергосиловой агрегат, создающий необходимый крутящий момент, деформирующий блок, обеспечивающий заданные условия прессования, и станину.

Энергосиловой агрегат и деформирующий блок укреплены на горизонтальной плите станины. Крутящий момент непосредственно через муфту передается на рабочий вал деформирующего блока. Выбор такой компоновки обеспечивает при передаче крутящего момента высокий КПД, а также сво-

бодный доступ при проведении экспериментальных работ и техническом обслуживании основных узлов.

Рис. 15. Принципиальная схема РКУП-К: 1 - ротор с гравюрой; 2 - прижим (башмак); 3 - упор, 4 - заготовка; а - схема действия сил активного - .Ра и пассивного трения -б - наиболее значимые параметры процесса: Ь - дуга захвата заготовки, Мкр - крутящий момент; со - угловая скорость

Управление энергосиловым агрегатом осуществляется частотным регулятором с возможностью изменения частоты вращения (скорости прессования) и реверса. Контроль температуры в области очага деформации осуществляется встроенной в упор термопарой, а температура заготовки на выходе контролируется пирометром. Замер крутящего момента проводился путем контроля потребляемой мощности с соответствующей тарировкой и пересчетом на величину кругятцего момента. Обработка и управление параметрами процесса РКУП-К осуществлялась специально разработанным программным обеспечением на базе персонального компьютера. На рис. 16 представлен окончательный дизайн опытно-экспериментальной установки, а её наиболее важные технические характеристики отражены в табл. 2.

Технологические исследования были направлены на разработку параметров деформирования. С использованием компьютерного моделирования определены параметры НДС процесса и наиболее рациональная геометрия силовых формообразующих элементов установки, а также характер течения и величины контактных напряжений. Полученные результаты были использованы для выбора соответствующих этим условиям штамповых марок стали. Также были проведены исследования, направленные на минимизацию размера дуги захвата, что позволило за счет пятикратного уменьшения ее длины снизить уровень пассивных сил трения и обеспечить снижение рабочего момента, контактных сил, температуры деформационного разогрева и износа формообразующих частей инструмента. Исследован эффект деформационного разогрева и влияние температуры обработки на свойства титановых образцов. В процессе технологических исследований выявлены эксплутационные недостатки исходно заложенных технических решений в установке и проведена модернизация отдельных её элементов.

б)

Рис. 16. Опытно-экспериментальная установка для РКУП-К

Таблица 2

Технические характеристики опытно-экспериментальной установки РКУП-К

Содержание Параметры

Марка материала обрабатываемых заготовок И, Си, №, Ре , А1 и др.

Длина обрабатываемых заготовок. м до 3

Поперечное сечение, мм" до □ 7,5x7.5

Температура обработки. °С 20 - 400

Скорость обработки, мм с"1 10-60

Крутящий момент, Н-м 8400

Мощность привода, кВт 5,5

Регистрируемые и управляемые параметры Крутящий момент Температура Скорость обработки

В результате комплексных технологических исследований и работ по совершенствованию установки РКУП-К была получена партия бездефектных длинномерных высокопрочных образцов УМЗ титана из технически чистых марок отечественного титана (ВТ1-0) и импортного производства (Огаёе2. Ога<1е4) (рис. 17). Данные механических свойств для титана марки Огаёе 4 представлены в табл. 3.

Рис. 17. Общий вид УМЗ титановых длинномерных заготовок, полученных методом РКУП-К по маршруту Вс при температуре 250 °С после 6 циклов обработки (сечение 7,2x7.4 мм)

Таблица 3

Механические свойства титана марки Grade 4

Вид обработки Температура деформирования Т. °С Накопленная деформация (расчетная), е Сечение, мм Прочность ав, МПа Пластичность 8,%

Состояние поставки 0 010 730 26

РКУ.П 140±10 1,4 9,2x9.4 9б0±10 15

РКУП 140±10 2.8 1100±10 14

РКУП 140±10 5.6 1130±10 14

РКУП +волочение 140±10 8,1 05 1200±10 12

РКУГ1 +волочение 140±10 8,55 04 1250±10 10

РКУП +волочение 140±10 9,35 03 1360±10 9

Используя полученные закономерности по поведению УМЗ материалов при деформационной обработке, разработана комплексная технология ИПД, обеспечивающая получение сверхвысоких прочностных свойств при сохранении повышенной пластичности на уровне § = 9-12 % в длинномерных прутках УМЗ титана. Комплексная технология включала операции РКУП-К и последующее волочение.

Полученные результаты показывают, что использование в качестве объективных факторов удельной поверхности очага деформации и её приращения позволяют разрабатывать комплексные деформационные нанотехноло-

гии и прогнозировать механическое поведение конечного продукта из УМЗ материалов.

Пятая глава посвящена разработке технологических процессов (технологий ИПД) получения полуфабрикатов и изделий из УМЗ металлов и сплавов для их дальнейшего практического использования. В основе этих работ лежат представленные выше теоретические и технологические исследования, которые показывают, что использование новых модификаций РКУП-ГЖ и РКУП-К имеют высокий инновационный потенциал для промышленного применения. Представленные ниже технологии ИПД обеспечивают: высокий уровень свойств полуфабрикатов и изделий, производительность и КИМ. В этот ряд вошли:

- опытно-промышленная технология получения длинномерных пругков-полуфабрикатов нанотитана для медицинских применений (совместно с зарубежными партнерами и ООО «НаноМет», г. Уфа):

- технология изготовления полуфабрикатов из УМЗ титановых сплавов изделий авиационного назначения (совместно с ОАО «УМНО», г. Уфа);

- технология изготовления полуфабрикатов УМЗ никелида титана с эффектом памяти формы для изготовления термомеханических муфт повышенного качества (совместно с МИСиС, г. Москва: РФЯЦ ВНИИЭФ, г. Саров и УГУГ1 НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля);

- технология получения полуфабрикатов в виде прутков и проволоки с повышенным комплексом механических свойств из низкоуглеродистых УМЗ сталей (совместно с МИСиС, г. Москва и ГОУ ВПО «МГТУ», ОАО «ММК-МЕТИЗ», г. Магнитогорск);

- способ получения исходных заготовок облицовок кумулятивных зарядов из УМЗ меди, используемых при перфорации труб нефтяных и газовых скважин (совместно с РФЯЦ ВНИИЭФ, г. Саров);

- способ изготовления полуфабрикатов УМЗ строительных микролегированных низкоуглеродистых сталей с повышенными огнестойкими свойствами (совместно с МИСиС и ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, г. Москва);

- способ получения образцов магнитов из УМЗ сплавов Fe-Nd-B с повышенными эксплуатационными свойствами (совместно с ИФМ УрО РАН, г. Екатеринбург);

Наиболее близкой к широкому промышленному использованию является технология получения высокопрочных полуфабрикатов в виде длинномерных прутков и проволоки из УМЗ технического титана для медицинского применения. Мировой рынок данной продукции составляет несколько сотен тонн. Разработанный процесс обладает высоким КИМ и включает: использование специализированного оборудования собственного производства для РКУП-К, последующее волочение и финишную абразивную обработку. Технологическая линия по выпуску полуфабрикатов имеет возможность производить прутки диаметром 5-8 мм и длиной до трех метров из технического УМЗ титана (рис. 18).

Точность геометрии прутков после финишной обработки отвечает квалите-ту Ь9, отклонение от прямолинейности не более 2 мм на метр длины. Предел прочности УМЗ прутков составляет 1250-1300 МПа (8 > 11%), что значительно выше исходных значений (450-750 МПа).

Рис. 18. Общий вид высокопрочных полуфабрикатов - прутков из УМЗ титана марки Grade 4 (международный стандарт) диаметром 5 мм, точности геометрии h9 мм и длиной 2 м, полученных комбинированной ИПД технологией и подвергнутых финишной абразивной обработке

Структурные исследования показали, что после ИПД обработки формируется структура с размером зерен/субзерен 80-130 нм. Разработка находится на стадии опытно-промышленного производства с выпуском продукции в объеме 2,5 тонн в год. На этой стадии годовой экономический эффект составляет 2,1 млн. руб. Потребителями продукции являются стоматологические компании, производящие стоматологические титановые имплантаты. Значимым является то, что полученный комплекс свойств УМЗ технического титана привел к созданию новых конструкций, более адаптированных и эффективных для хирургии и послеоперационного восстановления. Например, разработанные и производимые из УМЗ титана имплантаты чешской фирмой «Тимплант» (рис. 19) имеют улучшенную конструкцию, приводящую к значительному упрощению медицинской операции и сокращению срока вживляемости, по сравнению с обычным техническим титаном, что подтверждено целым рядом совместных исследований и клинических наблюдений.

Рис. 19. Стоматологические имплантаты: а - традиционные конструкции из обычного титана; б - улучшенные конструкции из УМЗ титана от фирмы «Тимплант»

Другим успешным примером служит разработка технологии получения прутковых полуфабрикатов из УМЗ сплава ВТ6 для производства из них изделий авиационного назначения (рис. 20). Разработанная технология ИПД включает высокопроизводительный метод РКУП-ГЖ (см. главу 3), позволяющий получать УМЗ состояния в металлах и сплавах при минимальных циклах обработки и высоких показателях КИМ. Два цикла обработки методом РКУП-ГЖ в диапазоне температур ниже температуры рекристаллизации формирует в заготовках сплава УМЗ структуру со средним размером зерен 400 нм и повышает предел прочности при комнатной температуре с 1000 до

1200 МПа. Последующая теплая экструзия позволяет получить требуемый диаметр полуфабриката (см. рис. 20, б), дополнительно измельчить структуру и повысить предел прочности до значений 1350 МПа при 8 = 9%. КИМ представленной технологической цепочки формирования УМЗ полуфабриката сплава ВТ6 составляет величину -0,9. Далее из полученного полуфабриката были отштампованы заготовки лопатки газотурбинного двигателя (ГТД) (см. рис. 20, в). Проведенные совместно со специалистами Уфимского моторостроительного производственного объединения сравнительные исследования показали, что изготовленные из УМЗ сплава ВТ6 детали ГТД обладают повышенным на 15-20% пределом усталости. Важно также, что материал в УМЗ состоянии обеспечил формообразование заготовок изделий при более низких (на 100-200 °С) температурах, что позволило применить для инстрз'мента теплостойкую штамповую сталь, в 5-7 раз дешевле, по сравнению с используемой в серийном технологическом процессе. Указанные выше технические и экономические преимущества обеспечивают повышение эксплутационных характеристик изделий из УМЗ сплава ВТ6 и ведут к снижению технологических затрат на их производство.

а" .......6....................V

Рис. 20. Использование ИПД технологии для сплава ВТ-6: а - исходная заготовка; б - пруток-полуфабрикат УМЗ сплава, полученный методом РКУП-ПК; в - отштампованная из УМЗ полуфабриката заготовка детали ГТД

Большие перспективы для массового использования технологий ИПД имеют разработки, направленные на получение высокопрочных полуфабрикатов из УМЗ низкоуглеродистых марок стали (0,08-0,2% С) для метизной продукции повышенного качества. В этой связи разработаны основы комплексных технологий, в которых базовым процессом для производства УМЗ прутковых полуфабрикатов и проволоки был выбран метод РКУП-К, обеспечивающий высокую скорость прессования до 1 м в секунду и КИМ, близкий к 1. Температурный интервал обработки составляет 20-400 °С в зависимости от химического состава стали. 'Грибологические параметры обработки обеспечивали, используя фосфатирование и омыливание или графитовые смазки. Для формирования УМЗ состояния с размерами зерен/субзерен менее 300 нм использовали четы-рехцикловую обработку с общим уровнем накопленной деформации е~3, что привело к двукратному возрастанию прочности в прутках низкоуглеродистой стали марки 10 до значений, близких к 900 МПа при высокой пластичности 5-15%. Совместно с НИИ Наносталей при ГОУ ВПО «МГТУ» (г. Магнитогорск) проанализировано формообразование крепежа из

прутков УМЗ низкоуглеродистых марок стали с содержанием углерода 0,2 и 0,45%, которое продемонстрировало возможность изготовления данного крепежа холодной высадкой без промежуточных отжигов. При этом исследования класса прочности полученных крепежных изделий показали, что болты из УМЗ стали с содержанием углерода 0,2% соответствуют классу прочности 6.6, а из УМЗ стали с содержанием углерода 0,45% - 8.8. Данные показатели классов прочности обычно обеспечиваются деформационной термической обработкой легированной стали марки 40Х и др.

Сравнительный анализ себестоимости базовой и предлагаемой технологий при производстве болтов представлен на рис. 21. Структура затрат по базовой технологии представлена ОАО «ММК-МЕТИЗ». Оценка затрат по новой технологии проведена для условий производства метизных изделий объемом 100 т в год из УМЗ стали марки 20 с использованием метода РКУТТ-К. Из проведенного анализа видно, что значительная экономия средств формируется за счет низкой цены исходного сырья и исключения операции термообработки. Для успешной реализации технологии ИПД основным условием процессов является обеспечение технологичности, высокой производительности и минимизация энергозатрат, что возможно при выполнении обработки методом РКУП-К.

Ставь« 1ат]Ш

Рис. 21. Сравнительный анализ базовой и предлагаемой технологий изготовления крепежа

Другим важным направлением в использовании технологий ИПД в общем машиностроении была разработка режимов получения высокопрочной проволоки для канатов из УМЗ стали с содержанием углерода 0,08%. Формирование УМЗ состояния было обеспечено методом РКУП-К при комнатной температуре заготовок с исходным диаметром 8 мм. Последующее волочение до диаметра 2 мм привело к получению высокопрочного состояния с пределом прочности -1200 МПа при пластичности -7%. Размер зерен в структуре при этом составил менее 100 нм. Полученные результаты весьма перспективны для создания технологий ИПД для получения дешёвой канатной про-

дукции повышенной прочности. Новым перспективным направлением для расширения рынка УМЗ марок стали могут служить также проводимые в кооперации работы и исследования по разработке технологии получения высокопрочной арматуры из низкоуглеродистых УМЗ марок стали, результаты которых подробно приведены в главе 5.

В диссертации представлены и другие инновационные разработки, которые прошли стадию НИОКР и защищены патентами. В основе этих технических решений лежат модификации РКУП как наиболее эффективного процесса при формировании УМЗ состояний.

В частности, были установлены режимы РКУП получения УМЗ полуфабрикатов из никелида титана (ИМ) с эффектом памяти формы для изготовления термомеханических соединений (ТМС) трубопроводов и элементов конструкций, используемых в аэрокосмической отрасли. При этом за счет создания УМЗ полуфабриката с повышенным комплексом механических и функциональных свойств решена задача минимизации размеров, повышения надежности и снижения веса ТМС. Эти результаты подтверждены актом испытаний ведущей организации.

Еще одним из направлений инновационных исследований по созданию технологий ИПД было повышение эффективности кумулятивных зарядов с металлическими облицовками, которые широко применяются при перфорации труб нефтяных и газовых скважин. В процессе исследований выявлены закономерности влияния дисперсности структуры облицовок на эффективность кумулятивной струи. Созданная технология включает совмещение процесса формообразования и формирования УМЗ структуры на базе РКУП. Используемая последующая регламентированная термообработка формирует необходимый тип структуры в готовом изделии, придавая ему повышенный комплекс функциональных свойств. Новизна разработанного технического решения проходит стадию патентования.

Другим направлением для решения инновационных задач стало исследование влияния степени дисперсности структуры низкоуглеродистых марок стали 09Г2С, 10Г2ФТ и 06МБФ на характеристики огнестойкости. Проведенная серия экспериментов и исследований показала, что использование метода РКУП для измельчения структуры и повышения огнестойкости ряда специальных марок стали дает устойчивые положительные результаты, приводя к повышению этой характеристики на 10-20%. Заинтересованные организации провели экспертизу полученных результатов и отразили их в соответствующих актах. Использование схемы РКУП-К для изготовления длинномерных огнестойких УМЗ стальных изделий конструкционного назначения имеет большие перспективы для массового производства. Однако широкое внедрение ИПД технологий для повышения огнестойкости специальных сталей сдерживается отсутствием специального оборудования, необходимого для получения заготовок требуемого сортамента. В настоящее время разработка опытных образцов такого специального оборудования для РКУП-К ведется в ИФПМ НИЧ УГАТУ в рамках договоров с Международным научно-техническим центром (МНТЦ) и фондом Бортника.

Перспективные результаты получены при исследовании влияния ИПД на функциональные свойства магнитов системы РтТе-В-Си. Установлено, что разработанный комплексный технологический процесс, включающий РКУП с противодавлением при температуре 500-600 °С, осадку и комбиниро-

ванный отжиг при температуре 900 °С; 1 ч - + 500 °С; 0,5 ч приводит к получению магнитов из сплава Pr2oFe73>2B5 3Си1>5 с рекордными значениями коэрцитивной силы Нс = 20 кЭ. Полученные положительные результаты использования метода РКУП для формирования рекордно высоких свойств магнитов данной системы защищены патентом РФ.

Выводы по работе

1. Разработаны новые научно-обоснованные критерии, связывающие масштабный фактор и эффективность процесса структурообразования при ИПД. Критерий масштабного фактора при структурообразовании выражен величиной относительной площади очага деформации Ау, рассчитанной как отношение поверхности очага деформации к его объему (S0/V0). Критерий эффективности процесса структурообразования выражен приращением величины относительной площади очага в процессе формоизменения и обозначен как А.4У. Чем выше значение ЛАУ за цикл обработки, тем эффективнее измельчается структура.

2. Установлено, что при одном уровне накопленной деформации для меньших значений Ау, размер формирующихся структурных фрагментов больше, а для больших значений Ау - меньше. Это указывает на то, что Ау является ограничивающим фактором степени дисперсности структуры при ИПД.

3. Показано, что для случая когда Ау и ААУ— const, т.е. не изменяются от цикла к циклу обработки, например, как при РКУП, наблюдается стабилизация размеров структурных фрагментов и характеристик прочности после накопления истинной деформации е ~4.

4. Критерии очага деформации Ау и ААУ являются расчетными величинами и могут качественно и количественно характеризовать процесс измельчения и упрочнения материалов в процессе ИПД. Для количественной оценки ожидаемой прочности и величины дисперсности структуры конкретной марки материала можно использовать пространственные графики с численными значениями, полученными экспериментальным путем в координатах Ау, е, -А.4У, а, р (см. рис. 9).

5. Установлено, что в процессе РКУП заготовки подвергаются не только простому сдвигу, но и последовательному сжатию и растяжению. Показано, что при РКУП средние напряжения в очаге деформации крайне неоднородны и в поверхностных слоях заготовки по мере приближения к внешнему углу пересечения каналов прессования имеют тенденцию меняться от сжимающих к растягивающим, причем, интенсивность этого изменения скачкообразная, что является причиной появления дефектов в виде поверхностных и сквозных трещин в заготовка. Разработаны технические решения, позволяющие исключить данный вид дефектов.

6. Разработаны и исследованы новые методы: РКУП с противодавлением; РКУП в параллельных, каналах и другие, предназначенные для формирования УМЗ структуры в штучных металлических заготовках с соотношением длины к диаметру до 7 из труднодеформируемых и малопластичных металлов

и сплавов, таких как вольфрам, титан и его сплавы, стали. Показана высокая эффективность данных методов для наноструктурирования этих материалов.

7. Создано опытно-экспериментальное оборудование для РКУП-К с целью формирования в длинномерных металлических материалах (прутках и проволоки) УМЗ структуры и повышенных механических свойств.

8. Разработаны на примере технически чистого титана и малоуглеродистых сталей новые технологии ИПД для получения УМЗ полуфабрикатов-прутков длиной более 1 м с прочностью, в 1,5-1,8 раза превышающую исходную.

9. Получена рекордно высокая прочность технического титана марки Ога(1е4, составляющая 1360-1380 МПа при пластичности 8 >10% за счет использования комплексной технологии, включающей РКУП и последующее волочение.

10. Созданы технология и опытно-промышленное оборудование для производства наноструктурных длинномерных высокопрочных полуфабрикатов медицинского применения в виде прутков диаметром 5-7 мм (Ъ8; ¿9), длиной до 3 метров с пределом прочности 1250±20 МПа при пластичности 8 >12% из технически чистого титана с годовой программой до 2,5 т и экономическим эффектом 2,1 млн. руб. в год.

11. Инициирован и предложен ряд инновационных разработок, использующих результаты теоретических и прикладных исследований методов ИПД, выполненных совместно с российскими и зарубежными партнерами. Из наиболее перспективных и законченных разработок подробно рассмотрено создание УМЗ титана для медицинского применения и сплава титана для авиационной промышленности. Проведены оценки технико-экономических преимуществ и готовности этих процессов к внедрению в производство.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

1. Рааб Г.И., Валиев Р.З., Шолом В.Ю. и др. Оценка эффективности под-смазочных покрытий и смазочных материалов при холодном выдавливании на-нокристаллического титана ВТ1-0 // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. 1999. № 5. С. 20-22. (издание, рекомендованное ВАК)

2. Рааб Г.И. Валиев Р.З. Получение нанокристаллического титана // Материаловедение и термическая обработка металлов. 2000. № 9. С. 27-31. (издание, рекомендованное ВАК)

3. Рааб Г.И., Валиев Р.З Равноканальное угловое прессование длинномерных заготовок // Цветная металлургия. 2000. № 5. С. 50-53. (издание, рекомендованное ВАК)

4. Добаткин C.B., Валиев Р.З., Рааб Г.И. и др. Структура и свойства Ст. 3 после теплого равноканального углового прессования // Металловедение и термическая обработка металлов. 2000. № 9. С. 47-51. (издание, рекомендованное ВАК)

5. Утяшев Ф.З., Рааб Г.И. Энергозатраты и измельчение зерен металла при равноканальном угловом прессовании // Металлы. 2002. № 2. С. 57-63. (издание, рекомендованное ВАК)

6. Александров И.В., Рааб Г.И., Валиев Р.З. и др. Измельчение микроструктуры в вольфраме интенсивной пластической деформацией // Физика металлов и металловедение. 2002. Т. 93, № 5. С. 105-112. (издание, рекомендованное ВАК)

7. Кулясова О.Б., Исламгалиев Р.К. Рааб Г.И. Влияние режимов интенсивной пластической деформации на микроструктуру и свойства магниевого сплава АМ60 //Металлы. 2004. № 1. С. 99-104. (издание, рекомендованное ВАК)

8. Рааб Г.И., Куляеов Г.В., Валиев Р.З. Исследование механических свойств объемных ультрамелкозернистых заготовок технически чистого титана марки ВТ1-0, полученных равноканальным угловым прессованием // Металлы. 2004. № 2. С. 72-77. (издание, рекомендованное ВАК)

9. Добаткин C.B., Одесский П.Д., Рааб Г.И. и др. Теплое и горячее равно-канальное угловое прессование низкоуглеродистых сталей // Металлы. 2004. № 1. С. 105-110. (издание, рекомендованное ВАК)

10. Рааб Г.И., Валиев Р.З. К вопросу создания ультрамелкозернистых материалов, используя интенсивную пластическую деформацию // Вестник УГАТУ. 2004. Т. 5, № 2(10). С. 9-16. (издание, рекомендованное ВАК)

11. Семенова И.П., Рааб Г.И., Валиев Р.З. и др. Влияние равноканаль-ного углового прессования на структуру и механическое поведение сплава Ti-6A1-4V // Материале Сайенс энд Инжиниринг. 2004, А 387-389. С. 805-808. (пер. с англ.)

12. Рааб Г.И. Валиев Р.З. Лове Т.С. и др. Равноканальное угловое прессование алюминия в условиях «Конформ» // Материале Сайенс энд Инжиниринг. 2004, А 382. С. 30-34. (пер. с англ.)

13. Рааб Г.И. Развитие методов интенсивной пластической деформации для получения объемных ультрамелкозернистых материалов // Вестник УГАТУ. 2004. № 3 (11). С. 67-75. (издание, рекомендованное ВАК)

14. Рааб Г.И., Сошникова Е.П., Валиев Р.З., Влияние температуры и гидростатического давления при РКУП на микроструктуру чистого Ti // Материале Сайенс энд Инжиниринг. 2005, А410-411, С. 230-233 (пер. с англ.)

15. Рааб Г.И. Пластическое течение при РКУП в параллельных каналах // Материале Сайенс энд Инжиниринг. А387-389 (2005). С. 674-677 (пер. с англ.)

16. Саитова JI.P., Рааб Г.И., Валиев Р.З. и др. Влияние интенсивной пластической деформации на механическое поведение и структуру сплава TÍ-6A1-4V // Деформация и разрушение материалов. 2005. № 3. С. 27-30. (издание, рекомендованное ВАК)

17. Рааб Г.И., Сафин Ф.Ф., Валиев Р.З. Моделирование процесса рав-ноканального углового прессования по схеме «Конформ» титановой длинномерной заготовки // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2006. № 6. С. 41-44. (издание, рекомендованное ВАК)

18. Утяшев Ф.З., Рааб Г.И. Площадь поверхности фрагментов, зерен и образца при больших холодных деформациях металлов и влияние поверхности и очага деформации на измельчение структуры // Физика металлов и металловедение. 2006. 101, № 3. С. 311 -322. (издание, рекомендованное ВАК)

19. Добаткин C.B., Рыбальченко О.В., Рааб Г.И. Формирование субмикрокристаллической структуры в аустенитной стали 08Х18Н10Т при РКУ прессовании и нагреве // Металлы. 2006. № 1. С. 48-54. (издание, рекомендованное ВАК)

20. Валиев Р.З., Рааб Г.И., Гундеров Д.В. и др. Развитие методов интенсивной пластической деформации для получения объемных наноструктур-ных материалов с уникальными механическими свойствами // Нанотехника. 2006. № 2. С. 32-42. (издание, рекомендованное ВАК)

21. Жиляев А.П., Сваминатан С., Рааб Г.И., Макнелли Т.Р. Искажение двойников отжига при первом проходе равноканального углового прессования // Скрипта Материалиа. 2006, Т. 55, № 10. С. 931-933. (пер. с англ.)

22. Жиляев А.П., Охиши К., Рааб Г.И., Макнелли Т.Р. Влияние параметров РКУП на текстуру и микроструктуру коммерчески чистого алюминия // Материале Сайенс энд Ижиниринг. 2006, А441, № 1-2. С. 245-252. (пер. с англ.)

23. Добаткин C.B., Рыбальченко О.В., Рааб Г.И. Формирование структуры, фазовые превращения и свойства в аустенитной стали Cr-Ni после равно-канального углового прессования и термообработки // Материале Сайенс энд Инжиниринг. 2007, А 463, № 1-2. С. 41-45. (пер. с англ.)

24. Попов А.Г., Гундеров Д.В., Рааб Г.И. и др. Магнитные свойства и микроструктура сплавов Л-Fe-B-Cu (R = Pr, Nd), деформированных равнока-нальным угловым прессованием и последующей горячей осадкой // Физика металлов и металловедение. 2007. Т. 103. № 1. С. 54-60. (издание, рекомендованное ВАК)

25. Чукин М.В., Валиев Р.З., Рааб Г.И. и др. Исследование эволюции структуры наносталей 20 и 45 при критических степенях пластической деформации // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2007. № 4. С. 89-93. (издание, рекомендованное ВАК)

26. Утяшев Ф.З., Рааб Г.И. Влияние очага деформации на измельчение структуры в металлах // Физика металлов и металловедение. 2007. № 6. С. 104109. (издание, рекомендованное ВАК)

27. Рааб Г.И., Валиев Р.З. Равноканальное угловое прессование по схеме «Конформ» длинномерных наноструктурных полуфабрикатов их титана // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. 2008. № 1. С. 21-27. (издание, рекомендованное ВАК)

28. Валиев Р.З., Рааб Г.И. Гундеров Д.В.,, Мурашкин М.Ю. Использование методов интенсивной пластической деформации для получения объемных наноструктурных маталлов и сплавов // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. 2008. № 11. С. 5-12. (издание, рекомендованное ВАК)

29. Утяшев Ф.З, Рааб Г.И. Влияние масштабного фактора на измельчение зерен при интенсивной пластической деформации Н Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. 2008. № 11. С. 13-20. (издание, рекомендованное ВАК)

30. Рааб Г.И., Аналитически-экспериментальный метод оценки напряженно-деформированного состояния при равноканальном угловом прессовании // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. 2008. №11. С. 20-24. (издание, рекомендованное ВАК)

31. Боткин A.B., Мурашкин М.Ю., Рааб Г.И., Валиев Р.З. Интенсивная пластическая деформация цилиндрической заготовки из сплава 6061 равнока-нальным угловым прессованием в параллельных каналах // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. 2009. № 4. С. 3338. (издание, рекомендованное ВАК)

32. Латыш В.В., Мухаметов Ф.Ф., Рааб Г.И., Валиев Р.З. Разработка и исследование технологических методов получения нанокристаллического титана для ортопедии и травматологии // Актуальные вопросы ортопедии и травматологии. Уфа: Изд-во «Слово», 1997. С. 74-79.

33. Рааб Г.И., Красильников H.A., Александров И.В., Валиев Р.З. Структура и свойства меди после РКУП в условиях повышенных давлений // Физика и техника высоких давлений. 2000. № 4. С. 73-77.

34. Рааб Г.И., Валиев Р.З. Современные способы получения УМЗ заготовок методом РКУ прессования // Материалы V Всероссийской конференции «Физикохимия ультрадисперсных систем». М. 2000. С. 160.

35. Г.И. Рааб, И.В. Александров, И.Н. Будилов, Л.О. Шестакова. Влияние технологических факторов на деформированное состояние при равноканальном угловом прессовании // Перспективные технологии физико-химической размерной обработки и формирования эксплуатационных свойств металлов и сплавов: Сб. статей. Уфа, 2001. С. 295-301.

36. Рааб Г.И., Красильников H.A., Александров И.В., Валиев Р.З. Получение высокопрочных материалов равноканальным угловым прессованием в условиях высоких давлений // Сплавы с эффектом памяти формы и другие перспективные материалы: Труды XXXVIII Междунар. семинара «Актуальные проблемы прочности» в двух частях. СПбГУ, 2001, Т. 2. С. 409-413.

37. Рааб Г.И., Боткин A.B., Александров И.В., Ашнуров A.B., Валиев Р.З. Анализ и экспериментальное исследование НДС процесса РКУП в условиях высоких давлений // Физика и техника высоких давлений. 2002. Т. 12. № 4. С. 47-52.

38. Рааб Г.И. К вопросу промышленного получения объемных ультрамелкозернистых материалов // Физика и техника высоких давлений. 2004, Т. 15. № 1. С. 72-80.

39. Рааб Г.И., Макарычев К.Н., Валиев Р.З. Особенности НДС при РКУП

с противодавлением // Физика и техника высоких давлений. 2005. Т. 15. № 1. С. 72-79.

40. Утяшев Ф.З., Рааб Г.И. Механизмы и модель структурообразования в металлах при больших деформациях // Физика и техника высоких давлений. 2006, № 4. С. 73-78.

41. Рааб Г.И., Валиев Р.З., Капитонов В.М., Баушев Н.Г., Каримов P.C., Рааб А.Г. Разработка новых методов получения объёмных наноструктурных металлических материалов интенсивной пластической деформацией // Труды междунар. науч.-техн. конф. «Современные достижения в теории и технологии обработки металлов». СПб: Изд-во политехи, университета, 2006. С. 385-388.

42. Семенова И.П., Саитова Л.Р., Рааб Г.И., Валиев Р.З. Сверхпластическое поведение ультрамелкозернистого сплава Ti-6A1-4V ELI, полученного интенсивной пластической деформацией // Физика и техника высоких давлений. 2006. Т. 16. №4. С. 84-89.

43. Рааб Г.И. Течение металла при равноканальном угловом прессовании с противодавлением // Nano SPD3. Материале Сайенс Форум. Январь. 2006. Т. 503-504. С. 739-744. (пер. с англ.)

44. Рааб Г.И., Утяшев Ф.З., Валиев Р.З. Методы получения объемных ультрамелкозернистых материалов // Труды междунар. науч.-практ. конф. «На-нотехнологии и информационные технологии - технологии 21 века». М.: Изд-во МГОУ, 2006. С. 47-48.

45. Боткин A.B., Шияхметов А.Ф., Кузьминых A.A., Нургалеева В.В., Рааб Г.И., Семенова И.П. Моделирование процесса изотермической штамповки лопатки ГТД из наноструктурного сплава ВТ6 // Труды междунар. науч.-техн. конф. «Современные достижения в теории и технологии обработки металлов». С.Пб: Изд-во политехнического университета, 2006. С. 48-52.

46. Рааб Г.И. Развитие методов интенсивной пластической деформации для получения длинномерных наноструктурных полуфабрикатов // Физика и техника высоких давлений. 2007. Т. 17, № 3. С. 89-97.

47. Рааб Г.И., Валиев Р.З., Гундеров Д.В., Лоу Т.К., Мишра А., Жу Ю.Т. Длинномерные ультрамелкозернистые титановые прутки, полученные РКУП-Конформ //Материале Сайенс Форум. 2008. Т. 584-586. С. 80-85. (пер. с англ.)

48. Пат. 2139164 Российская Федерация, МПК7 C1 B21J5/00, C21D7/00. Способ деформирования в пересекающихся каналах / Слобода В.Н., Валиев Р.З., Латыш В.В., Рааб Г.И.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «УГАТУ». - № 98108781/02: заявл. 12.05.98; опубл. 10.10.99, Бюл. № 28. 3 с.

49. Пат. 2128095 Российская Федерация, МПК7С1 В21 С25/00. Устройство для обработки металлов давлением / В.Н. Слобода, В.В. Латыш, В.В. Столяров, Г.И. Рааб, Н.К. Ценев; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «УГАТУ». - № 98100132/02; заявл. 01.05.98: опубл. 27.03.99. Бюл. № 9. 4 с.

50. Пат. 2175685 Российская Федерация, МПК7 Cl, С221-1/18, B21J5/00. Способ получения ультрамелкозернистых титановых заготовок / Валиев Р.З.? Столяров В.В., Латыш В.В., Рааб Г.И.; заявитель и патентообладатель Г'ОУ ВПО «УГАТУ». - № 2000120100/02; заявл. 27.07.2000; опубл. 10.11.2001. Бюл. № 17. 4 с.

51. Ультрамелкозериистый титан для медицинского применения / Валиев Р.З., Столяров В.В., Латыш В.В., Рааб Г.И., Жу Ю.Т., Лове Т.С.- № 6, 399, 215 США МКИ3; заявл. 28.03.2000; опубл. 04/06.2002. (перевод с англ.)

52. Пат. 2188091 Российская Федерация, МПК' B21D25/02, В21С25. Устройство для обработки металлов давлением / Рааб Г.И., Кулясов Г.В., Полозов-ский В.А.. Валиев Р.З.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «УГАТУ». -№ 2000115099/02; заявл. 09.06.2000; опубл. 20.04.2002. Бюл. № 36. 4 с.

53. Пат. 2240197 Российская Федерация, МПК7 B21J5/00, C22F1/18, В21С25/00. Способ комбинированной интенсивной пластической деформации заготовок / Валиев Р.З., Салимгареев Х.Ш., Рааб Г.И., Красилышков H.A., Амирханов Н.М.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «УГАТУ». - № 2003123183/02; заявл. 07.22.2003; опубл. 20.11.2004. Бюл. № 26. 4 с.

54. Пат. 2266973 Российская Федерация, МПК7 Cl C22F1/18//С22К1:00. Способ получения ультрамелкозернистых сплавов с эффектом памяти формы / Столяров В.В., Валиев Р.З., Пушин В.Г., Прокофьев Е.А., Рааб Г.И., Прокош-кин С.Д., Добаткин С.В., Гундеров Д.В., Юрченко Л.И., Хмелевская

И.Ю., Трубицина И.Б.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «УГАТУ». -№ 2004117387/02; заявл. 07.06.2004; опубл. 27.12.2005. Бюл. № 36. 3 с.

55. Пат. 2277991 Российская Федерация, МПК7 B21J 5/00/ Способ деформирования заготовок в пересекающихся каналах / Иванов A.M., Валиев Р.З., Рааб Г.И., Левин А.И.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «УГАТУ». -№ 2004121362/02; заявл. 10.01.2006; опубл. 20.06.2006. Бюл. № 17. 3 с.

56. Пат. Непрерывное равноканальное угловое прессование / Жу Ю.Т., Лове Т.С., Валиев Р.З., Рааб Г.И. - США. № 7, 152, 448. Заявл. 16.12.2004. Опубл. 26.12.2006. (перевод с англ.)

57. Пат. 2285738 Российская Федерация, МПК7 CI, C22F 1/18, В 21J 5/00/ Способ термомеханической обработки двухфазных титановых сплавов / Рааб Г.И.. Баушев Н.Г., Саигова Л.Р., Семенова И.П., Валиев Р.З.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «УГАТУ». - № 2005113117/02; заявл. 29.04.2005; опубл. 20.10.2006. Бюл. №29. 3 с.

58. Пат. 2345861 Российская Федерация, МПК7 С2, B21J5/06, B21J13/00, В21С25/08. Устройство для непрерывного углового прессования / Рааб Г.И., Валиев Р.З. Капитонов В.М., Рааб А.Г.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «УГАТУ». - № 2006145916/02; заявл. 22.12.2005; опубл. 27.06.2008. Бюл. № 35. 3 с.

Рааб Георгий Иосифович

РАЗВИТИЕ НАУЧНЫХ ОСНОВ ТЕХНОЛОГИЙ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

И СОЗДАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ПО СХЕМЕ РАВНОКАНАЛЪНОГО УГЛОВОГО ПРЕССОВАНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАМЕЖОЗЕРНИСТЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛУФАБРИКАТОВ

Специальность 05.03.05 - Технологии и машины обработки давлением

(технические науки)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Подписано в печать 15.10.09 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать ризографическая. Тираж 100 экз. Заказ 294. Гарнитура «Типе5]\^11отап». Отпечатано в типографии «ПЕЧАТНЫЙ ДОМЪ» ИП ВЕРКО. Объем 1,97 п.л. Уфа, Карла Маркса 12 корп. 4, т/ф: 27-27-600, 27-29-123

09-22185

fi Я

2008154209

Список принятых сокращений и обозначений.

Введение.

Глава 1. Напряженно-деформированное состояние при равноканальном угловом прессовании.

1.1. Аналитически-экспериментальный метод оценки напряженно-деформированного состояния при РКУП.

1.1.1. Методика, эксперимент и математическая модель.

1.1.2. Результаты и их обсуждение.

1.2. Оценка деформированного состояния при РКУП физическим и численным моделированием.

1.3. Энергетический анализ процесса РКУП.

1.4. Методика оценки запаса пластичности материала и выбора геометрии оснастки при РКУП.

Выводы по главе.

Глава 2. Роль очага деформации в измельчении зерен в металлах при интенсивной пластической деформации.

2.1. Роль параметров очага деформации при измельчении микроструктуры.

2.2. Измельчение структуры и кинетика фрагментации при РКУП.

2.3. Особенности фрагментация при ИПД методом РКУП.

Выводы по главе.

Глава 3. Развитие методов РКУП металлических заготовок.

3.1. Формирование УМЗ состояний в трудно деформируемых материалах методом РКУП.

3.1.1. Исследование РКУП вольфрама.

3.1.2. Разработка режимов РКУП для получения

УМЗ структуры в нитиноле.

3.1.3. Масштабирование при РКУП труднодеформируемых двухфазных титановых сплавов.

3.1.4. Разработка и исследование процесса РКУП для получения крупногабаритных заготовок.

3.2. РКУП с противодавлением, оборудование и особенности процесса.

3.2.1. РКУП с подпором вязкопластичной средой.

3.2.2. Оборудование для РКУП с противодавлением жестким обратным пуансоном.

3.2.3. Влияние противодавления на структуру и свойства материалов после РКУП.

3.3. РКУП в параллельных каналах.

3.3.1. Исследование процесса РКУП-ПК.

3.3.2. Оценка промышленного потенциала схемы прессования в параллельных каналах.

Выводы по главе.

Глава 4. Разработка опытно-промышленного метода ИПД на основе РКУП - Конформ.

4.1. Принципы и технические подходы при создании процесса РКУП-К.

4.2. Разработка опытно-экспериментальной установки РКУП-К для получения НС полуфабрикатов из металлических технически чистых материалов, в том числе титана и меди.

4.3. Технологические исследования работоспособности экспериментальной установки.

4.4. Комбинированная обработка технического титана

РКУП К + волочение).

Выводы по главе.

Глава 5. Использование РКУП при обработке промышленных металлов и сплавов для их инновационных применений в медицине и технике.

5.1. Разработка наноструктурных титановых сплавов для изделий промышленного назначения.

5.2. Получение УМЗ никелида титана для производства термомеханических муфт повышенного качества.

5.3. Разработка и исследование облицовок кумулятивных зарядов из УМЗ меди для перфорации труб нефтяных и газовых скважин.

5.4. Наноструктурные строительные микролегированные низкоуглеродистые стали с повышенными огнестойкими свойствами.

5.5. Получение магнитов из УМЗ сплавов Ti-Nd-B с повышенными эксплуатационными свойствами.

5.6. Разработка низкоуглеродистых УМЗ сталей для создания высокопрочного крепежа.

5.7. Технология получения длинномерных прутков нанотитана для медицинских применений.

Выводы по главе.

Актуальность проблемы. Одной из актуальных задач металлургии и машиностроения является повышение физико-механических свойств изделий и полуфабрикатов. Решение таких задач лежит в области создания высокоэффективных технологий с применением современных и передовых методов обработки.

Традиционные промышленные процессы обработки металлов давлением (ОМД), использующие горячую и/или холодную деформацию направлены, преимущественно, на формообразование и технологичность процессов, а уровень механических свойств формируют за счет использования соответствующих марок стали. Хотя, например, в холодновысадочном и волочильном производствах используют наклеп для повышения характеристик прочности. Как правило, металлические материалы после вышеотмеченных обработок имеют крупнозернистую и/или субзеренную структуру. Вместе с тем, известно, что их ультрамелкозернистые (УМЗ) и наноструктурные (НС) состояния с зернами размером менее одного микрона и особым состоянием границ могут значительно (в 2-3 раза) повысить прочность технически чистых металлов и в 1,5-2 раза сплавов в сочетании с достаточно высокой пластичностью [1-5].

В научно-технической литературе часто оперируют как термином УМЗ, так и НС и, хотя в последнее время устоялось определенное мнение, что НС материалами считаются металлы с размером зерен менее 100 нм, в представленной работе для упрощения восприятие материала диссертации в, историческом развитии, термины, «наноструктурные» и «ультрамелкозернистые» используются как тождественные для материалов, имеющих размеры, зерен до 1000 нм.

На практике при формировании УМЗ состояний в металлических объемных материалах наиболее широкое распространение получили методы интенсивной пластической деформации (ИПД) [1, 6]. Использование методов ИПД может приводить к формированию УМЗ структуры субмикрометрического диапазона со средним размером зерен 200-500 нм и развитой внутризеренной субструктурой с размерами элементов менее 100 нм, что позволяет отнести эти материалы к классу объемных наноструктурных материалов.

В последние годы научно-прикладные исследования этих методов с целью получения УМЗ полуфабрикатов с высоким комплексом физико-механических свойств в технически чистых металлах и сплавах формируется в одно из новых направлений ОМД. ИПД - это холодная или теплая пластическая обработка, как правило, исходно крупнозернистых литых или горячедеформи-рованных объемных металлических материалов с целью формирования в них УМЗ или НС и, соответственно, значительного повышения комплекса механических свойств получаемых полуфабрикатов и изделий. При этом пониженные температуры пластического воздействия и разовые большие деформации е = 0.5-1,0 способствуют интенсификации процесса структурообразования. Как известно, большие деформации позволяют наиболее эффективно изменять параметры исходной структуры, а при деформировании ниже 0,3-0.4 Т11Л приводить к более интенсивному наклепу и, соответственно, быстрому накоплению дефектов кристаллической структуры [7-13]. Однако необходимость многоцикловой обработки в этих условиях является нетривиальной задачей и приводит к возникновению научно-технических проблем, связанных с обеспечением технологического запаса пластичности и получением бездефектных полуфабрикатов и изделий при реализации таких технологий. Все это требует более глубоких исследований основ структурообразования материалов и их деформационного поведения при интенсивных,, больших деформациях, а также решения технологических и технических проблем: К тому же имеется ряд параметров ИПД, таких как характер течения, уровень гидростатического давления, температура,, характеристики очага и схемы деформации, которые оказывают влияние на процесс структурообразования [14]. Поэтому интенсивность перехода крупнозернистого структурного состояния в УМЗ в зависимости от многофакторных условий деформационного воздействия является наиболее важным параметром при исследовании методов ИПД. Например, создание более «мягких» схем деформации при ИПД за счет повышения гидростатического давления (ГД) в условиях всестороннего сжатия позволяет повысить деформируемость и интенсивность перехода в УМЗ состояние материалов, но требует специальных мер по обеспечению стойкости технологической оснастки и управлению характером течения материала. Наиболее сложной проблемой является получение однородных деформированных и, соответственно, УМЗ состояний в объеме всей заготовки или полуфабриката. Известно, что структурная однородность один из важных факторов, влияющих на уровень и однородность механических и пластических свойств [14]. Из известных методов ИПД, позволяющих обеспечить высокую интенсивность и однородность деформированного состояния, является равноканальное угловое прессование (РКУП). Способ РКУП впервые был предложен группой минских ученых во главе с В.М. Сегалом для упрочнения металлических заготовок и полуфабрикатов без изменения их поперечного сечения [15].

Как метод ИПД он начал разрабатываться около 15 лет назад в Уфе (научный коллектив Р.З. Валиева) [16], развитие которого являлось главной целью проведенных и представленных ниже исследований. На момент постановки задач и целей, направленных на формирование УМЗ структур методом РКУП, особенно в труднодеформируемых металлических материалах, таких как титан, его сплавы, вольфрам и др. не было устоявшихся научно-технических знаний и практических подходов по использованию этого метода. Один из важных этапов этих исследований был представлен в кандидатской диссертации автора данной работы. На сегодня этот метод активно исследуется и используется десятками лабораторий в мире для получения объемных УМЗ материалов. Наряду с методом РКУП'за последнее десятилетие предложено и исследуется более десяти новых методов, в той или иной степени претендующих на использование их как промышленные методы ИПД для получения УМЗ объемных материалов [17-24].

Из активно исследуемых методов, наряду с РКУП, инвестиционный потенциал имеют: всесторонняя ковка и винтовая экструзия, преимущественно, для получения объемных НС поковок и прутков [17, 22] и пакетная прокатка, совмещенная со сваркой в твердой фазе для получения объемных листовых НС заготовок [20, 23]. Однако, эти методы имеют ряд недостатков, в первую очередь, связанных с экономическими показателями процессов. Ковка при формировании УМЗ структур предполагает длительную многоцикловую обработку с поэтапным снижением температуры в изотермических условиях, винтовая экструзия имеет высокие силы прессования и неоднородность деформированного состояния, а также сложную геометрию инструмента. При пакетной прокатке большие затраты необходимы для подготовки соединяемых поверхностей, создания защитной атмосферы и обеспечения строго регламентированных темпе-ратурно-скоростных условий для получения качественного твердофазного соединения.

Метод РКУП имеет ряд преимуществ перед вышепредставленными методами ИПД, которые связаны с реализацией в процессе пластической деформации схемы простого сдвига. [25, 26]. Теоретически такая схема позволяет при минимальных энергозатратах накапливать большие и однородные деформации за цикл обработки без изменения поперечного сечения заготовок. Однако, как показывает практика, использование этого метода при получении однородных структур требует исследований технических и технологических аспектов процесса, т.к. большое влияние на однородность деформированного состояния оказывает геометрия оснастки и трибология процесса. Как правило, степень измельчения структуры является следствием определенного уровня накопленной деформации, температуры, схемы и скорости деформации, характера течения, природы материала и т.д. Имеет место также масштабный эффект. Установлено, что при вышеперечисленных равных условиях увеличение геометрических размеров обрабатываемых заготовок методом РКУП приводит к формированию структуры и с большими размерами зерен и фрагментов [27]. К тому же при формировании УМЗ структур методом РКУП отмечается парадокс, связанный с прекращением процесса измельчения после накопления определенного уровня деформации. Дальнейшее увеличение уровня накопленной деформации даже в несколько раз не приводит к заметному изменению размеров структурных составляющих и повышению прочности [28, 29]. Современные модели закономерностей структурообразования не в полной мере описывают, такое поведение при холодной деформации. Все вышеперечисленное усложняет решение прикладных задач из-за отсутствия обоснованных научных критериев и эмпирических зависимостей, позволяющих прогнозировать размеры фрагментов структуры и механические свойства после ИПД. Наряду с проблемами взаимосвязи деформированного и структурного состояний, существует ряд научно-технических проблем, связанных с формированием УМЗ структуры и повышенных свойств, например, в труднодеформируемых материалах, таких как вольфрам, нитинол, титановые сплавы. Эти проблемы связаны с необходимостью использования повышенных температур деформирования (500-1200 °С) и гидростатических давлений (ГД) в условиях ИПД, что требует особых исследований и приемов при создании технологии и инструмента, а иногда и создания специального оборудования. Отдельной проблемой следует рассматривать создание промышленных технологий получения объемных УМЗ материалов, использующих методы ИПД. В этом случае необходимо решать ряд задач, сопряженных с экономическими аспектами промышленных технологий? Которые могут быть решены с использованием метода РКУП «Конформ» (РКУП-К). Они, как правило, связаны с параметрами технологичности процессов, надежности и производительности создаваемого оборудования и являются объектами исследований в представленной работе: Несмотря на то, что накоплен большой опыт разработки процессов ОМД, который, несомненно, используется при разработке промышленных технологий методами ИПД, возникают сложности технологического и технического плана в силу недостаточной информативной и научно-технической базы знаний и технологического опыта разработки подобных процессов.

Решение вышеперечисленных проблем лежит в области создания новых и развития имеющихся научно-обоснованных подходов к условиям технологичности формирования методами ИПД УМЗ структурных состояний металлических объемных материалов, включающих гармоничное сочетание теоретических, технических и экономических факторов.

Таким образом, актуальность темы диссертационной работы связана с более глубоким пониманием теоретических представлений и практических аспектов методов ИПД со структурообразованием и с возможностью значительного расширения области применения промышленных технически чистых металлов и сплавов за счет создания передовых технологических процессов получения УМЗ полуфабрикатов и изделий с качественно новым уровнем физико-механических свойств.

Выводы по главе мышленному освоению процессы получения материалов для наноструктурных имплантатов, заготовок лопаток ГТД, высокопрочного крепежа из малоуглеродистых сталей и облицовок коммулятивных зарядов для перфорации нефтегазовых скважин.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработаны новые научно-обоснованные критерии, связывающие масштабный фактор и эффективность процесса структурообразования при ИПД. Критерий масштабного фактора при структурообразовании выражен величиной относительной площади очага деформации Ау, рассчитанной как отношение поверхности очага деформации к его объему ($0/У0). Критерий эффективности процесса структурообразования выражен приращением величины относительной площади очага в процессе формоизменения и обозначен как ААу. Чем выше значение ААУ за цикл обработки, тем эффективнее измельчается структура.

2. Установлено, что при одном уровне накопленной деформации для меньших значений Ау, размер формирующихся структурных фрагментов больше, а для больших значений Ау - меньше. Это указывает на то, что Ау является ограничивающим фактором степени дисперсности структуры при ИПД.

3. Показано, что для случая когда Ау и ААу- сопб!:, т.е. не изменяются от цикла к циклу обработки, например, как при РКУП, наблюдается стабилизация размеров структурных фрагментов и характеристик прочности после накопления истинной деформации е ~4.

4. Критерии очага деформации Ау и ААУ являются расчетными величинами и могут качественно и количественно характеризовать процесс измельчения и упрочнения материалов в процессе ИПД. Для количественной оценки ожидаемой прочности и величины дисперсности структуры конкретной марки материала можно использовать пространственные графики с численными значениями, полученными экспериментальным путем в координатах Ау, е, -ЛАУ, а, р (см. рис. 2.1).

5. Установлено, что в процессе РКУП заготовки подвергаются не только простому сдвигу, но и последовательному сжатию и растяжению. Показано, что при РКУП средние напряжения в очаге деформации крайне неоднородны и в поверхностных слоях заготовки по мере приближения к внешнему углу пересечения каналов прессования имеют тенденцию меняться от сжимающих к растягивающим, причем, интенсивность этого изменения скачкообразная, что является причиной появления дефектов в виде поверхностных и сквозных трещин в заготовка. Разработаны технические решения, позволяющие исключить данный вид дефектов.

6. Разработаны и исследованы новые методы: РКУП с противодавлением; РКУП в параллельных каналах и другие, предназначенные для формирования УМЗ структуры в штучных металлических заготовках с соотношением длины к диаметру ~7 из труднодеформируемых и малопластичных металлов и сплавов, таких как вольфрам, титан и его сплавы, стали. Показана высокая эффективность данных методов для наноструктурирования этих материалов.

7. Создано опытно-экспериментальное оборудование для РКУП-К с целью формирования в длинномерных металлических материалах (прутках и проволоки) УМЗ структуры и повышенных механических свойств.

8. Разработаны на примере технически чистого титана и малоуглеродистых сталей новые технологии ИПД для получения УМЗ полуфабрикатов-прутков длиной более 1 м с прочностью, в 1,5-1,8 раза превышающую исходную.

9. Получена рекордно высокая прочность технического титана марки Огас1е4, составляющая 1360-1380 МПа при пластичности 8 >10% за счет использования комплексной технологии, включающей РКУП и последующее волочение.

10. Созданы технология и опытно-промышленное оборудование для производства наноструктурных длинномерных высокопрочных полуфабрикатов медицинского применения в виде прутков диаметром 5-7 мм (Ь8; 119), длиной до 3 метров с пределом прочности 1250±20 МПа при пластичности 5 >12% из технически чистого титана с годовой программой до 2.5 т и экономическим эффектом 2,1 млн. руб. в год.

11. Инициирован и предложен ряд инновационных разработок, использующих результаты теоретических и прикладных исследований методов ИПД, выполненных совместно с российскими и зарубежными партнерами. Из наиболее перспективных и законченных разработок подробно рассмотрено создание УМЗ титана для медицинского применения и сплава титана для авиационной промышленности. Проведены оценки технико-экономических преимуществ и готовности этих процессов к внедрению в производство.

1. Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М.: Логос, 2000. 272 е.: ил.

2. Лякишев Н.П., Алымов М.И. Наноматериалы конструкционного назначения//Российские Нанотехнологии. 2006. Т. 1. № 1-2. С. 71-81.

3. Z. Horita, К. Ohashi, Т. Fujita, К. Kaneko and T.G. Langdon. Achieving High Strength and High Ductility in Precipitation-Hardened Alloys. //Advanced Materials. 17. 2005. P. 1599-1603.

4. Shin D.H., Park K.T. Microstructural stability and tensile properties of nanostructured low carbon steels processed by ECAP//Nanomaterials by Severe Plastic Deformation/Ed. M.J. Zehetbauer, R.Z. Valiev. Weinheim: J. Wiley VCH,2003. P. 616-622.

5. Ахмадеев H.A., Валиев P.3., Копылов В.И., Мулюков P.P. Формирование субмикрозернистой структуры в меди и никеле с использованием интенсивного сдвигового деформирования // Металлы. 1992. № 5. С. 96-101.

6. Бриджмен П.В. Исследование больших пластических деформаций и разрыва. М: Иностранная литература, 1955. 444 с.

7. В.А. Павлов. Аморфизация структуры металлов и сплавов с предельно высокой степенью пластической деформации // Физика металлов и металловедение. 1985. № 4. С. 632-635.

8. Смирнова Н.А., Левит В.И., Пилюгин В.И., Кузнецов Р.И., Давыдова Л.С., Сазонова В.А. Эволюция структуры гцк монокристаллов при большихпластических деформациях // Физика металлов и металловедение. 1986. Т. 61. С. 1170-1177.

9. В.В. Рыбин. Большие пластические деформации и разрушение металлов. М.: Металлургия, 1986. 224 с.

10. Valiev R.Z., Korznikov A.V., Mulyukov R.R Structure and properties of ultrafine-grained materials produced by severe plastic deformation // Mater. Sei. Eng. 1993. Vol. A186.P. 141-148.

11. M.A. Штремель. Прочность сплавов. M.: МИСИС, 1997. Ч. 1. 384 с.

12. B.B. Рыбин. Закономерности формирования мезоструктур в ходе развитой пластической деформации // Вопросы материаловедения. ЦНИИ КМ «Прометей». С.-Петербург. 2002. № 1 (29), 11, 33.

13. Валиев Р.З., Александров И.В. Объемные наноструктурные металлические материалы: получение, структура и свойства. М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. 398 е.: ил.

14. Сегал В.М., Резников В.И., Дробышевский A.C., Копылов В.И. Пластическая обработка металлов простым сдвигом // Металлы. 1981. № 1. С. 115123.

15. A.c. № 1693114. Способ подготовки структуры алюминиевых сплавов / Абдулов Р.З., Валиев Р.З., Копылов В.И., Малышев В.Ф., Мусалимов Р.Ш., Ценев Н.К. C22F1/057. Заявл. 22.07.91.

16. Salishchev G.A., Valiakhmetov O.R., Valitov V.A., Muktarov S.K. Submi-crocrystalline and nanocrystalline structure formation in materials and search for outstanding superplastic properties // Mater. Sei. Forum. 1994. Vol. 170-172. P. 121130:

17. Huang J. Y., Zhu Y.T., Jiang H., Lowe T.C. Acta. Mater. 2001. Vol. 49. No. 9. P. 1497.

18. Голубев O.B. Разработка технологии получения холодно-высадочного инструмента высокой стойкости. Дис.канд. тех. наук. Уфа. 1999.

19. Y. Saito, N. Tsuji, Sakai T. Acta. Mater. 1999. Vol. 47. P. 579

20. P.Z. Valiev and T.G. Langdon, Developments in the Use of ЕС АР Processing for Grain Refinement, Rev. Adv. Mater.Sci., Vol.13, No.l, (2006), P. 15-26.

21. Бейгельзимер Я.Е., Варюхин B.H., Орлов Д.В., Сынков С.Г. Винтовая экструзия процесс накопления деформации. Донецк: Фирма ТЕАН, 2003. 86 с.

22. Шеркунов В.Г., Экк А.Е. Поведение заготовки и формоизменение металла при непрерывном равноканальном угловом прессовании с радиусами в углах пересечения канала // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2007. № 1. С. 5053.

23. Сегал В.М. Развитие обработки материалов интенсивной сдвиговой деформацией // Металлы. 2004. № 1. С. 5-13.

24. Найзабеков А.Б. Условия развития сдвиговой деформации при ковке // Алматы: Гылым, 1997. 185 с.

25. Рааб Г.И. Развитие способа равноканального углового прессования для получения ультрамелкозернистых материалов. Дис.канд. техн. наук. Уфа. 2000.

26. Горелик С.С., Добаткин C.B., Капуткина JIM. Рекристаллизация металлов и сплавов. 3-е изд. М.: МИСИС. 2005. 432 с.

27. Hughes D.A., Hansen N // Acta Mater., 1997. V. 45. P. 3871.

28. Ywahashi Y., Wang J., Horita Z., Nemoto M:, Langdon T.G. Principle of equal-channel angular pressing for the processing of ultrafine grained materials // Scripta Mater. 1996. V.35. P. 143-146.

29. Ywahashi Y., Horita Z., Nemoto M., Langdon T.G. An investigations of microstructural evolution during equal-channel angular pressing // Acta Mater. 1997. Vol. 45. P. 4733-4742.

30. Теория пластических деформаций металлов / Е.П. Унксов, У. Джонсон, B.JI. Колмогоров и др. / Под ред. Е.П. Унксова и А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1983. 598 с.

31. Копылов В.И., Чувильдеев В.Н. Предел измельчения зерен при равно-канальной угловой деформации // Металлы. 2004. № 1. С. 22-35.

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

33. Ренне И.П. Теоретические исследования деформаций методом сеток в процессах обработки металлов давлением. Тула: ТПИ. 1979. 97 с.

34. Грудев А.П., Зильберг Ю.В., Гилин В.Г. Трение и смазки при обработке металлов давлением: Справоч. изд. М.: Металлургия, 1982. 431 с.

35. Raab G.I. Metal flow at Equal Channel Angular Pressing whit Backpressure. Nano SPD3. Material Science Forum Vols: 503-504 (January 2006). P. 739-744

36. Г.И. Рааб, К.Н. Макарычев, Р.З. Валиев. Особенности НДС при РКУП с противодавлением // Физика и техника высоких давлений. 2005. № 1. С. 72-79.

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

38. Полухин П.И., Гун Я.Г., Галкин А.М. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов: Справочник. М. 1976. 105 с.

39. Рааб Г.И. Развитие методов интенсивной пластической деформации для получения длинномерных наноструктурных полуфабрикатов // Физика и техника высоких давлений. 2007. № 3. Т. 17. С. 89-97.

40. Рааб Г.И., Валиев Р.З. Раноканальное угловое прессование по схеме conform длинномерных наноструктурных полуфабрикатов их титана // Кузнеч-но-штамповочное производство. 2008. № 1. С. 21-27.

41. Богатов A.A. Механические свойства и модели разрушения металлов: Учебное пособие для вузов. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2002. 329 с.

42. Богатов A.A., Мижирицкий О.И., Смирнов C.B. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. М: Металлургия, 1983. 144 с.

43. Панин В.Е. Лихачев В:А., Гриняев Ю.В. Структурные уровни деформации твердых тел. Новосибирск: Наука, 1985. 229 с.

44. Владимиров В.И., Романов А.Е. Дисклинации в кристаллах. Л.: Наука, 1986. 223 с.

45. Лихачев В.А., Панин В.Е., Засимчук Е.Э. и др. Кооперативные деформационные процессы и локализация деформации. Киев: Наукова Думка, 1989. 320с.

46. Владимиров В.И., Иванов В.Н., Приемский Н.Д. Мезоскопический уровень пластической деформации // Физика прочности и пластичности / Под ред. С.Н. Журкова. Л.: Наука, 1986. С. 69-80.

47. Вергазов А.Н., Золотаревский Н.Ю., Рыбин В.В. Экспериментальное и теоретическое исследование фрагментации кристаллов при деформировании // Экспериментальное исследование и теоретическое описание дисклинаций. Л.: Изд-во ФТИ АН СССР, 1984. С. 7-36.

48. Перевезенцев В.Н., Сарафанов Г.Ф. Фрагментация при пластической деформации металлов // Изд-во ННГУ, 2007. С. 127-135.

49. Механика деформирования и разрушения / Под научн. ред. A.A. Бога-това. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. 404 с.

50. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. М.: Металлургия, 1986.480 с.

51. Штремель М.А. Прочность сплавов. Ч. 2. Деформация. М.: МИСИС, 1997. 527 с.

52. Фарбер В.М., Селиванова О.В. Исследования процесса возврата и рекристаллизации меди после интенсивной холодной пластической деформации кручением и прокаткой // Металлы. 2003. № 3. С. 45-52.

53. Кайбышев O.A., Утяшев Ф.З. Сверхпластичность, измельчение структуры зерен и обработка труднодеформируемых сплавов. М.: Наука, 2002. 438 е.; ил.

54. Hughes D.A., Hansen N. Microstructure and Strength of Nickel at Large Strains. Acta Mater. 48 (2000). P. 2985-3004.

55. Панин B.E. Пластическая деформация и разрушение твердых тел, как эволюция потери их сдвиговой устойчивости на разных масштабных уровнях // Вопросы материаловедения. 2002. № 1 (29). С. 34-50.

56. Утяшев Ф.З., Рааб Г.И. Энергозатраты и измельчение зерен металла при равноканальном угловом прессовании // Металлы. 2002. № 2. С. 57-63.

57. Рааб Г.И., Валиев Р.З. К вопросу создания ультрамелкозернистых материалов, используя интенсивную пластическую деформацию // Вестник УГАТУ. 2004. Т. 5, № 2 (10). С. 9-16.

58. F.Z. Utyashev, G.I. Raab. The model of structure refinement in metals at large deformations and factors effecting grain sizes/ Rev. Adv. Mater. See. 11. 2006. P. 137-151.

59. Утяшев Ф.З., Рааб Г.И. Механизмы и модель структурообразования в металлах при больших деформациях // Физика и техника высоких давлений. 2006. № 4. С. 73-78.

60. Утяшев Ф.З., Рааб Г.И. Площадь поверхности фрагментов, зерен и образца при больших холодных деформациях металлов и влияние поверхности и очага деформации на измельчение структуры // Физика металлов и металловедение. 2006, 101. № 3. С. 311-322.

61. А.Р. Zhilyaev, К. Oh-ishi, G.I. Raab and T.R. McNelley. Influence of ECAP processing parameters on texture and microstructure of commercially pure aluminum // Materials Science and Engineering: A, Volume 441, Issues 1-2, 15 December 2006. P. 245-252.

62. Утяшев Ф.З., Рааб Г.И. Влияние очага деформации на измельчение структуры в металлах // Физика металлов и металловедение. 2007, 104, № 6. С. 72-77.

63. Фридель Ж. Дислокации. Пер. под ред. A.JI. Ройтбурда. (J. Friedel. Dislocation. Pergamon. Oxford. 1964). 1967. P. 25-28.

64. N.J. Petch: J. Iron steel Inst., vol. 174. P. 25-28.

65. Э. Зингуил. Физика поверхности. Пер. с англ. М.: Мир, 1977. 288 с.

66. Р. де Вит. Континуальная теория дисклинаций. Пер. с англ. М.: Мир. 1977. 288 с.

67. Рыбин В.В. Закономерности формирования мезоструктур в ходе развитой пластической деформации // Вопросы материаловедения. ЦНИИ КМ «Прометей». СПб. 2002. № 1 (29). С. 11- 33.

68. Кайбышев O.A. Сверхпластичность промышленных сплавов. Металлургия, 1984. 263 с.

69. В.В. Астанин. Масштабный фактор и сверхпластичность сплава А1-6%, Cu-0,4%, Zr // Физика металлов и материаловедение. 1995. Т. 79. В. 3. С. 166-172.

70. Дж. Кристиан. Теория превращений в сплавах. М.: Мир, 1978. Ч. 1.806 с.

71. Физическое металловедение. Вып. 3. Под ред. Р. Кана. М.: Мир, 1968.484 с.

72. Holt D.L. / Journ. Appl. Phys.-1970. Vol. 41. P. 3197-3201.

73. Механические свойства материалов под высоким давлением / Под ред. Х.Л. Пью. М.: Мир, 1973. Вып. 2. 374 с.

74. Кузнецов Р.И., Быков В.И., Чернышев В.П., и др. Пластическая деформация твердых тел под давлением. Свердловск: ИФМ УНЦ РАН, 1982. 85 с.

75. Прозоров Х.В. Прессование стали. М.: Машгиз, 1966. 367 с.

76. Перлин Л.И., Райтбарг JI.X. Теория прессования металлов. 2-е изд. пе-рераб. и доп. М.: Металлургия, 1975. 447 с.

77. Колмогоров В.Л., Шишминцев В.Ф., Матвеев Г.Л. Предельная деформируемость металлов при деформировании под гидростатическим давлением // Физика металлов и материаловедение. 1967. Т. 23. С. 167-170.

78. S.L. Semiatin, V.Seetharaman, I.Weiss, Hot workability of titanium and titanium aluminide alloys an overview, Mater.Sci&Eng. A 243. 1998. P. 1-24.

79. Прозоров Л.В. Прессование стали и тугоплавких сплавов М.: Машиностроение, 1969. 243 с.

80. Могучий Л.Н. Обработка давлением труднодеформируемых материалов. М.: Машиностроение , 1976. 272 с.

81. Ерманок М.З., Соболев Ю.П., Гельман А.А. Прессование титановых сплавов. М.: Металлургия. 1979. 264 с.

82. Васильев Д.И., Тылкин М.А., Тетерин Г.П. Основы проектирования деформирующего инструмента. Учеб. пособие для металлургических и машиностроительных специальностей вузов. М.: Высш. шк. , 1984. 223 е.; ил.

83. Белошенко В.А., Варюхин В.Н., Спусканюк В.З. Теория и практика гидроэкструзии. Киев: Наукова думка, 2007. 247 с.

84. ГОСТ 5950-81. Инструментальные теплостойкие стали.

85. Пат. 2139164 Российская Федерация, МПК7 CI B21J5/00, C21D7/00. Способ деформирования заготовок в пересекающихся каналах / Слобода В.Н.,

86. Валиев Р.З., Латыш В.В., Рааб Г.И.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «УГАТУ». № 98108781/02; заявл. 12.05.98; опубл. 10.10.99, Бюл. № 28. 3 с.

87. Лицензия. Р.С. SFTC Кеу# 9190/ Ufa. Russia.

88. Восстановление запаса пластичности при отжиге после холодной деформации Богатов А.А., Колмогоров В.Л., Мижирицкий О.И. // Известия вузов. Черная металлургия. 1977, вып. 10. С. 83-86.

89. П. Унксов, У. Джонсон, и др. Теория пластических деформаций металлов / Под ред. Е.П. Унксова и А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1983. 598 с.

90. Смазка технологическая Росойл "А". ТУ № 0258-017-06377289-99.

91. Segal V.M. Materials processing by simple shear // Mater. Sci. Eng. 1995. V. A197. P. 157-164.

92. ГОСТ 12004-81. Испытания на растяжение.

93. Брабец В.И. Проволока из тяжелых цветных металлов и сплавов: Справ, изд. М.: Металлургия, 1984. 296 с.

94. Александров И.В., Рааб Г.И., Шестакова Л.О. и др. Измельчение микроструктуры в вольфраме интенсивной пластической деформацией // Физика металлов и.материаловедение. 2002. Т. 93. № 5. С. 105-112.

95. Мо1учий Л.Н. Некоторые положения теории оболочек применительно к процессу выдавливания (прессования) // Процессы формоизменения металлов и сплавов. М.: Наука, 1971. С. 89-95.

96. Богатов А.А., Козлов Г.Д., Колмогоров и др. Пластичность металлов при знакоперменной деформации // Известия вузов. Черная металлургия. 1970, вып. 6. С. 83-87.

97. Shape memory Materials. Ed. By K.Otsuka and C.M. Maymen. Cambridge: Cambridge university press, 1999. 284 p.

98. Журавлев B.C., Путин В.Г. Сплавы с термомеханической памятью и их применение в медицине. Екатеринбург: УрО РАН, 2000. 151 с.

99. Салищев Г.А., Галеев P.M., Жеребцов C.B., Смыслов A.M., Сафин Э.В. Механические свойства титанового сплава ВТ6 с субмикрокристаллической структурой //Металлы. 1999. № 6. С. 84-87.

100. Салищев Г.А., Жеребцов C.B., Малышева С.П., и др. Практические аспекты применения титановых сплавов с нанокристаллической структурой // Титан. 2007. № 2 (21). С. 49-56.

101. Саитова JÏ.P., Семенова И.П., Рааб Г.И., и др. Влияние интенсивной пластической деформации на механическое поведение и структуру сплава Ti-6A1-4V // Деформация и разрушение материалов. 2005. № 3. С. 27-30.

102. R.Z. Valiev, R.K. Islamgaliev, I.P. Semenova, Superplasticity in nanos-tructured materials: New challenges, Mater. Sei. Eng. A, Vol. 463, 2007. P. 2-7.

103. Семенова И.П., Саитова JI.Р., Рааб Г.И., и др. Сверхпластическое поведение ультрамелкозернистого сплава Ti-6A1-4V ELI, полученного интенсивной пластической деформацией // Физика и техника высоких давлений, Донецк. 2006, том 16. № 4. С. 84-89.

104. Титановые сплавы: металловедение титана и его сплавов / Под ред. Б.А. Колачева, СГ. Глазунова. М.: Металлургия, 1992. 357 с.

105. X.K. Meng, Z.G. Liu, Y.G. Zhou, J.M. Liu, Z.Q. Wu, Strengthening of Ti-6A1-4V alloy forgings, Materials Transactions, ЛМ, 35, 3. 1994. P. 189-191.

106. P.E. Marko vsky, Preparation and properties of ultrafine (submicron) structure titanium alloys, Mater. Sei. Eng., A 203 (1995) L1-L4.

107. Пластичность и разрушение / Под ред. В.Л. Колмогорова. М.: Металлургия, 1977. 336 с.

108. Рааб Г.И., Боткин A.B., Александров И.В., и др. Анализ и экспериментальные исследования НДС процесса РКУП в условиях высоких давлений // Физика и техника высоких давлений. 2002, том 12. № 4. С. 47-52.

109. Патент РФ, №2277991/Иванов A.M., Валиев Р.З., Рааб Г.И., Левин А.И. опубл. 20.06.2006 бюл. 17.

110. R.Ye. Lapovok, P.W. Mckenzie, Ultrarfine Grained Materials III. Edited by Y.T. Zhu, T.G. Langdon, R.Z. Valiev, S.I. Semiatin, D.H. Shin, T.C. Lowe, TMS (The Minerals, Metals & Materials Society), 2004. PI 103-110.

111. Рааб Г.И., Красильников H.A., Валиев Р.З., и др. Структура и свойства меди после РКУ-прессования в условиях повышенных давлений // Физика и техника высоких давлений. 2000, том 10. № 4. С. 73-77.

112. Рааб Г.И., Валиев Р.З. Современные способы получения УМЗ заготовок методом РКУ прессования // Материалы V Всероссийской конференции «Физикохимия ультрадисперсных систем». М., 2000. С. 123-126

113. G.I. Raab. Plastic flow at ECAP in parallel cannels. Mater. Sei. Eng. A387-389 (2005) P. 674-677.137. ГОСТ19265-73. Сталь P6M5.

114. Боткин А. В., Мурашкин М.Ю., Рааб Г.И., Валиев Р.З.Интенсивная пластическая деформация цилиндрической заготовки из сплава 6061 равнока-нальным угловым прессованием в параллельных каналах //КШП. 2009. № 4. С. 13-18.

115. Green D. // J. of Inst. Of Metals. 1972. Vol. 99. P. 76-84.

116. Прогрессивные технологические процессы холодной штамповки / Ф.В. Гречников, A.M. Дмитриев, В.Д. Кухарь и др.; под общ. ред. А.Г. Овчинникова. М.: Машиностороение, 1985. 184 е.; ил.

117. Рааб Г.И., Валиев Р.З. Равноканальное угловое прессование длинномерных заготовок//Цветная металлургия. 2000. № 5. С. 50-53.

118. Равноканальное угловое прессование алюминия в условиях «Кон-форм» // Mater. Sei. Ing. 2004. А. 382:30.

119. Непрерывное равноканальное угловое прессование. Патент США № 7,152, 448, декабрь 2006г. Zhu Y.T., Lowe Т.С., Valiev R.Z., Raab G.I.

120. Горынин И.В., Ушков С.С., Хатунцев А.Н. и др. Титановые сплавы для морской авиации. СПб: Политехника. 387 е.; ил.

121. Хомяк Б.С. Твердосплавный инструмент для холодной высадки и выдавливания. М.: Машиностроение, 1981. 180 с.

122. Покрытия и обработка поверхности для защиты от коррозии и износа: Сб. статей / Под ред. К.Н. Страффорда, П.К. Дакты, К. Дж. Гуджена. Пер с англ. / Под ред. В.В. Кудинова. М: Металлургия, 1991. С. 75-98.

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

124. Materials Research Bulletin, 36, 2001. P. 997-1004

125. Непрерывное прессование труб, профилей и проволоки способом «Конформ». Гильденгорн М.С., Селиванов В.В. // Технология легких сплавов.-1987. № 4. С. 67-88.

126. Горохов Ю.В. Разработка технологии непрерывного прессования-, проволоки из цветных металлов. Дис. .канд. техн. наук. 1986. М.: МГТУ. 1986.

127. G.I. Raab, R.Z. Valiev, D.V. Gunderov, T.C. Lowe , A. Misra, Y.T.Zhu. Long-length Ultrafine-grained Titanium Rods produced by ECAP — Conform. Mater. Sei. Forum. Vols. 584-586. 2008. P. 80-85.

128. Г.И. Рааб, Ф.Ф. Сафин, Р.З. Валиев, Моделирование процесса равно-канального углового прессования по схеме «Конформ» титановой длинномерной заготовки // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2006. № 6. С. 41-44.

129. Анфимов М.И. Редукторы, конструкции и расчет, М.: Машиностроение, 1998. 464 с.

130. Леванов А.Н., Колмогоров В.Л., Буркин С.П. и др. Контактное трение в процессах ОМД. М.: Металлургия, 1976. 147 с.

131. Технология изготовления титановых деталей крепления / В.А. Володин, И.А. Воробьев, Б.А. Колачев и др. / Под ред. Б.А. Колачева. М.: Металлургия, 1996. 144 с.

132. Рааб Г.И., Валиев Р.З., Шолом В.Ю., Абрамов А.Н. Оценка эффективности подсмазочных покрытий и смазочных материалов при холодном выдавливании нанокристаллического титана ВТ 1-0 // Кузнечно-штамповочное производство. 1999. № 5. С. 20-22.

133. Технология процессов обработки металлов давлением / Полухин П.И., Хензель А., Полухин В.П., и др. М.: Металлургия, 1988. 408 с.

134. Столяров В.В. Эффект Баушингера в ультрамелкозернистых металлах // Вестник науч.-техн. развития. 2009. № 3 (19). С. 52-58.

135. Устройство для непрерывного углового прессования / Рааб Г.И., Валиев Р.З. Капитонов В.М. Рааб А.Г. Патент № 2345861. Опубл. 27.06. 2008.

136. Л.З. Саитова, И.П. Семенова, Рааб Г.И., и др. Повышение механических свойств сплава Ti 6А1-4Мо способами равноканального углового прессования и последующей пластической деформации // Физика и техника высоких давлений. 2004, том 14, № 4. С. 19-24.

137. Varyukhin, eds.) II. Mathematics, Physics and Chemistry Vol. 212. 2006. P. 241247.

138. I.P. Semenova, G.I. Raab, L.R. Saitova, R.Z. Valiev The effect of equal channel angular pressing on the structure and mechanical behavior of Ti-6A1-4V alloy // Mater. Sei. Eng. A 387-389. 2004. P. 805-808.

139. Поздняк Л.А., Скрынченко Ю.М., Тишаев С.И. Штамповые стали. М.: Металлургия, 1980. 244 с.

140. Лихачев В.А., Кузьмин С.А., Каменцова З.П. Эффект памяти формы. Л.: ЛГУ, 1987. 216 с.

141. Прокошкин С.Д., Браиловский В., Хмелевская И.Ю. и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 2005. № 5. С. 24-29.

142. Inaekyan К.Е., Prokoshkin S.D., Brailovski V. et al. Mater.Sei. Forum, 2005. P. 503-504, 597-602.

143. Prokoshkin S.D., Korotitskiy A.V., Brailovski V. et al.Acta Mater., 2004, 52. P. 4479-4492.

144. Бернштейн М.Л., Займовский В.А., Капуткина Л.М. Термомеханическая обработка стали. М.: Металлургия, 1983. 480 с.

145. Brailovski V., Prokoshkin S., Terriault P., Trochu F., Editors. Shape Memory Alloy: Fundamentals, Modeling and Applications. Montreal: ETS Publ., 2003. 851 p.

146. Udovenko V.A., Potapov P.L., Prokoshkin S.D. et al. Proc. Int. Symp. On Shape Memory Alloys, Quebec City: CIMMP, 1999. P. 503-510.

147. Годовой технический отчет по проекту МНТЦ 2114р. Ноябрь 2003 г. октябрь 2004 г. Уфа, Россия, ноябрь 2004 г.

148. Petit, V. Jeanclaude and С. Fressengeas. Break-up of copper shaped-charge jets: a combined experimental/numerical/analytical approach. Proc. 22th Int. Symp. Bal., 2005.

149. Свирский O.B., Власова M.A., Кирюшкин И.Н., и др. Сравнение пластичности кумулятивных струй из технической и высокочистой меди // Материалы XXXI науч-техн. конф. «Проектирование систем». М.: МГТУ им. Баумана. 2004.

150. K.G. Cowan, P.R. Greenwood, R. Cornish and В. Bourne. Hydrocode and analytical code modeling of effect of liner material grain size on shaped charge jet break-up parameters. Proc. 17th Int. Symp. Bal., Midrand, South Africa, 1998, p. 217-224.

151. E. Hirch. A Formula for the Shaped Charge Jet Break-up Time. Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 1979. Vol. 14. P. 89-94.

152. B. Haugstad. On the Break-up of Shaped Charge Jets. Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 1983. Vol. 8. P.l 19-120:

153. J.P. Curtis, M. Moyses, A.J. Arlow, K.G. Cowan. A Break-up Model? For Shaped Charge Jets. Proceedings of the 16-th International Symposium on Ballistics. San Francisco, USA, 23-28 September 1996, Vol. 2, P. WM13

154. A.B. Бабкин, C.B. Ладов; B.M. Маринин, C.B. Фёдоров. Закономерности растяжения и пластического разрушения металлических кумулятивных струй // ПМТФ. 1999. Том 40, № 4. С. 25-35.

155. R.Z. Valiev, R.K. Islamgaliev, I.V. Alexandrov Bulk nanostructured materials produced by severe plastic deformation. Prop. Mater. Sci., 2000.

156. Rottenkolber E., Arnold W., Rotation rates and lateral velocities of shaped charge jet particles caused by breakup, Proc. 20-th Int. Symp. of Ballistics. 2003.

157. ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования».

158. ГОСТ 30247.1-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции».

159. Гриднев В.Н., Гаврилюк В.Г. Металлофизика. 1982, Т. 4, № 3. С. 7487.

160. S.V. Dobatkin. In "Investigations and Applications of Severe Plastic Deformation", T.C. Lowe, R.Z. Valiev (eds.), NATO Science Series, Kluwer Academic Publishers, v.3/80, Netherlands, 2000, 13-22.

161. S.V. Dobatkin, R.Z. Valiev, N.A. Krasilnikov and V.N. Konenkova. Proc. of 4th Inter. Conf. On Recrystallization and Related Phenomena (REX'99), Japan. 1999. P. 913-918.

162. Добаткин C.B., Одесский П.Д., Рааб Г.И., и др. Теплое и горячее рав-ноканальное угловое прессование низкоуглеродистых сталей // Металлы. 2004. № 1.С. 105-110.

163. Лякишев Н.П., Алымов М.И., Добаткин C.B., Объемные наноматериа-лы конструкционного назначения // Металлы. 2003. № 3. С. 3-16.

164. ГОСТ 9651-84 «Металлы. Методы испытания на растяжение при повышенных температурах».

165. Buschow, K.H.J., Magnetism and Processing of Permanent Magnet ic Mat erials, Handbook of Magnetic Materials, Buschow, K.H.J., Ed., Amsterdam: Elsevier. 1997. Vol. 10.

166. Buschow, K.H.J., in Material Science and Technology, 1994, vol. 3B, eds R.W. Cahn et.al. (VCH, Veinheim). P. 451.

167. Sagawa, M., Fujimura, S., Togawa, N., et al New Material for Permanent Magnet Materials on a Base of Nd and Fe, J. Appl Phys., 1984, vol. 55, no. 6, pp. 2083 2087.

168. Croat, J.J., Herbst, J.F., Lee, R.W., Pinkerton, F.E., J. Appl Phys., 1984, vol. 55, no. 6, pp. 2078.

169. Croat, J.J., Manufacture of Nd-Fe-B Magnets by Rapid Solidification, J. Less-Common Met., 1989, vol. 148, pp. 7 15.

170. Shimoda, T ., Akioka, K ., Kobayashi, 0., and Yamagami, T ., High-Energy Cast Pr-Fe-B Magnets, J. Appl. Phys., 1988. vol. 64, no. 10, pp. 5290 5292.

171. Shimoda. T ., Akioka, K. Kobayashi, 0., et a\., Hot-Working Behavior of Cast Pr-Fe-B Magnets, IEEE Trans. Magn., 1989, vol. 25, no. 5, pp. 4099 4104.

172. Arai, A., Kobayashi, O., Takagi, F., Akioka, K ., Shimoda, T ., Mechanical properties of hot-rolled Pr-Fe-B-Cu magnets, J. Appl Phys., 1994, vol. 75; no. 10, pp. 6631 6633.

173. Stolyarov, V.V., Gunderov, D.V., Popov, A.G., Puzanova, T.Z., Raab, G.I., Yavari, A.R., Valiev R.Z., High coercive states in Pr-Fe-B-Cu alloy produced by equal-channel angular pressing, J. Magn. Magn. Mater. 242-245. 2002. P. 13991401.

174. Гост 1759.1-87. Механические свойства.

175. Добаткин С.В., Рыбальченко О.В., Рааб Г.И. Формирование субмикрокристаллической структуры в аустенитной стали 08Х18Н10Т при РКУ прессовании и нагреве // Металлы. 2006. № 1. С. 48-54.

176. Особенности реологических свойств конструкционных наносталей. Чукин М.В., Гун Г.С., Барышников М.П., Валиев Р.З, Рааб Г.И. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2008. № 1. С. 43-50.

177. Чукин М.В., Валиев Р.З., Рааб Г.И., Копцева Н,В, Юфимова Ю.Ю. Исследование эволюции структуры наносталей 20 и 45 при критических степенях пластической деформации // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2007. № 4. С. 89-93.

178. Гост 22353-77. Болты высокопрочные.

179. Латыш В.В., Мухаметов Ф.Ф., Рааб Г.И., и др. Разработка и исследование технологических методов получения нанокристаллического титана для ортопедии и травматологии // Актуальные вопросы ортопедии и травматологии. Уфа: Изд-во «Слово», 1997. С. 74-79.

180. Рааб Г.И. Валиев Р.З. Получение нанокристаллического титана // Материаловедение и термическая обработка металлов. 2000. № 9. С. 27-31.

181. R.Z. Valiev, I.P. Semenova, V.V. Latysh, A.V. Shcherbakov, E.B. Yaku-shina, Nanostructured Ti for biomedical application: new developments and challenges for commercialization, Nanotechnologies in Russia, Vol. 3, Nos. 9-10 (2008), pp. 593-601.

182. R.Z. Valiev, LP. Semenova, V.V. Latysh, H. Rack, T.C. Lowe, J. Petru-zelka, L. Dluhos, D. Hrusak, J. Sochova, Nanostructured titanium for biomedical applications, Adv. Eng. Mater., 10, No. 8 (2008), pp. B15-B17.