автореферат диссертации по металлургии, 05.16.09, диссертация на тему:Структурно-фазовые превращения в труднообрабатываемых материалах как способ повышения износостойкости инструмента

005005652

На правах рукописи

ИВАНОВ ЕВГЕНИЙ КОНСТАНТИНОВИЧ

СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛАХ КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ИНСТРУМЕНТА

Специальность: 05.16.09 - материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 8 ДЕК 2011

Санкт-Петербург - 2011

005005652

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный институт машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ)».

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках гранта № 05-08-65442а и при финансовой поддержке МинОбрНауки в рамках государственной целевой программы "Развитие научного потенциала высшей школы"№ 2.1.2/12147.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

Скотникова Маргарита Александровна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

Кириллов Николай Борисович

кандидат технических наук, старший научный сотрудник,

Мотовилина Галина Дмитриевна

Ведущая организация: Институт проблем машиноведения российской

академии наук

Защита состоится " 20 " декабря 2011 г. в 16 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.229.19 в ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» по адресу: 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., д. 29, лабораторно-аудиторный корпус, кафедра «Машины и технология обработки металлов давлением». Факс: (812) 540-01-59 e-mail: elmic@yandex.ru

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет».

Автореферат разослан "18" ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, Востров В.Н.

профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие научно-технического прогресса в области создания лопаток паровых турбин из труднообрабатываемых материалов, в частности, титана и высоколегированных сталей, требует совершенствования существующих и разработки принципиально новых научно-обоснованных, контролируемых технологических процессов, учитывающих структурные и фазовые превращения в материале заготовки, как на этапе её механической обработки, так и в материале готового изделия на этапе его эксплуатации.

Сегодня применение высокоскоростной лезвийной обработки металлических заготовок является одним из основных направлений повышения производительности труда и качества получаемых поверхностей. При этом возникает проблема снижения износостойкости инструмента, его преждевременного разрушения и усиления интенсивности этого процесса с увеличением скорости резания сверх определённого уровня. Существует гипотеза о наличии здесь связи с локализацией пластической деформации в металле заготовки в результате высокоскоростного пластического деформирования и протеканием диссипативных процессов в зоне контактного взаимодействия по площадке износа вдоль грани инструмента.

Известно, что при лезвийной обработке металлических заготовок, на контактные процессы протекания деформации и микрорезания при стружкообразовании влияют многие факторы: физико-механические и химические свойства контактирующих материалов, геометрия инструмента, трение, скорость, степень и температура деформации. В широком диапазоне скоростей резания в граничном слое существуют различные виды контактного взаимодействия (контактное схватывание, фазовые превращения, вторичная структура, нарост, белый слой, окисление) и различные виды стружкообразования (образование стружек, сливных, элементных и адиабатических). Однако до сих пор не было работ, которые выявили бы единую физическую сущность технологических и трибологических процессов, развивающихся в контактной зоне, на основании единого подхода и рассмотрения трения и изнашивания, как начального этапа микрорезания при стружкообразовании.

Решение перечисленных проблем обеспечит повышение качества изделий получаемых механической обработкой и в частности, повысит надежность работы паровых турбин, увеличит их срок эксплуатации, что является одной из наиболее важных народнохозяйственных проблем. Поэтому, работа по установлению закономерностей структурных и фазовых превращений, а также их влияния на повышение стойкости материала инструмента и надежности работы готовых изделий после высокоскоростной обработки, является, безусловно, актуальной.

Цель работы и задачи исследования. Цель настоящей работы заключалась в изучении закономерностей структурных и фазовых превращений в материалах с различными коэффициентами обрабатываемости в широком интервале скоростей резания, направленных на повышение стойкости инструмента и надежности работы готовых лопаток паровых турбин.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: • разработать методику триботехнических испытаний материалов, которая позволит получить достоверные результаты;

изучить и проанализировать причины потери работоспособности инструмента при повышении скорости механической обработки сверх определённого уровня; изучить условия продольного и поперечного оттеснения металла, предшествующего микрорезанию в зависимости от приложенных контактных напряжений и геометрии инструмента;

исследовать структурные и фазовые превращения в объёме заготовок из материалов с различным коэффициентом обрабатываемости при высокоскоростной их механической обработке, с целью обеспечения возможности прогнозирования свойств поверхности и управления процессом стойкости материала инструмента; получить комплекс экспериментальных результатов по оценке кратковременных механических свойств исследованных сплавов при комнатной и повышенных температурах, оценке линейного износа инструмента;

разработать испытательную центробежную установку (ИЦУ), имитирующую ударное воздействие частицами пара, позволяющую исследовать структурные и фазовые превращения в материале рабочих лопаток паровой турбины на этапе их эксплуатации.

Научная новизна.

Впервые, процесс микрорезания при стружкообразовании рассматривается как этап достижения критической степени пластической деформации материала обрабатываемой заготовки и формирования зародышевой микротрещины. Инструмент, со свойственной ему геометрией, является концентратором контактных напряжений, которые возрастают с уменьшением его переднего угла. Показано, что пластическое оттеснение, предшествующее микрорезанию, в контактной зоне пары трения «инструмент - обрабатываемая заготовка», в зависимости от упруго-напряжённого состояния, может быть вызвано продольной и поперечной пластической деформацией относительно направления движения режущей кромки инструмента и, соответственно, формирование клина впереди движущегося инструмента или поперечных навалов.

Показано, что в процессе механической обработки труднообрабатываемых материалов, обладающих относительно высокой прочностью, низкой теплопроводностью и высокими контактными температурами, в контактной зоне достигаются относительно низкие контактные напряжения, по величине не превосходящие половину уровня предельных сдвиговых напряжений в металле, и микрорезанию предшествует поперечное пластическое оттеснение.

Показано, что в процессе механической обработки легкообрабатываемых материалов, обладающих относительно низкой прочностью, высокой теплопроводностью и низкими контактными температурами, в контактной зоне достигаются относительно высокие контактные напряжения, по величине превосходящие половину уровня предельных сдвиговых напряжений в металле, и микрорезанию предшествует продольное пластическое оттеснение.

Для эффективного повышения износостойкости инструмента, необходимо, чтобы скорость деформационного упрочнения материала в контактной зоне преобладала над скоростью динамического разупрочнения за счёт структурной и концентрационной релаксации. То есть, необходимо создавать условия, чтобы

фактические контактные напряжения по величине превосходили половину уровня предельных сдвиговых напряжений в металле. • В результате проведенных исследований получены новые технические решения, подтвержденные патентом РФ.

Практическая значимость работы заключается в том, что полученный комплекс результатов структурных и фазовых превращений и физико-механических свойств материалов обрабатываемых заготовок позволил дать рекомендации для повышения износостойкости инструмента и повышения качества поверхности рабочих лопаток паровых турбин.

• Результаты работы были использованы на предприятиях ОАО "ЛМЗ", ООО "Орис - ММ", ООО "РеалИнПроект".

• Результаты работы нашли отражение при разработке лабораторного практикума в рамках проводимых преподавателями лабораторных работ по дисциплинам «Физика технологических процессов в машиностроении» и «Компьютерные технологии при проектировании узлов трения»; при чтении автором лекций по дисциплинам «Основы теории смазки и смазочных материалов» и «Проектирование и расчет узлов трения», а также при разработке трёх учебных пособий.

Достоверность результатов обеспечивается использованием фундаментальных положений физики твёрдого тела, большим объёмом экспериментов, выполненных с привлечением современных методов исследования (стандартных и специально разработанных), сопоставлением установленных в работе закономерностей с фактами, полученными другими исследователями.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований докладывались и обсуждались на 12 научно-технических конференциях и семинарах: 9-ой международной конференции "Материаловедческие проблемы при проектировании, изготовлении и эксплуатации оборудования АЭС", СПб., 2006; 8-ой Международной конференции «Пленки и покрытия», СПб., 2007; Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии», Самара, 2007; World Conference Friction, Wear and Wear Protection (DGM), German, held in Aachen, April 9 - 11, 2008; XVII Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов», Самара, СГТУ, 2009; II Международном семинаре «Техника и технология трибологических исследований», Иваново, ИГУ, 2009; World Conference "4 th World Tribology Congress" (WTC IV) Japan, Kioto, September 6-11, 2009; на XX - ых «Петербургских чтениях по проблемам прочности», СПб., 2010; 49 Международная конференция Актуальные проблемы прочности 14 - 18 июня 2010 г. Киев, Украина; IX международной научно-практической конференции, «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» 09-11 декабря 2010 СПб.; «Повышение износостойкости и долговечности машин и механизмов на транспорте» 7-9 декабря 2010 СПб., СПбГПУ; научно-техническая конференция «Трибология - машиностроению», М., 2010.; 12 World Conference on Titanium, Beijing, China, June 19-24, 2011, а также на научно-технических семинарах кафедры «Триботехника» ПИМаш и в СПбГПУ 2006 -2011 г.г.

Публикации. Основное содержание работы отражено в 28 печатных работах, в том числе в 2 патентах, в 3-х статьях в изданиях, входящих в список ВАК РФ. Библиографический список основных работ приведён в конце автореферата.

Диссертационная работа была выполнена автором: - в рамках Гранта РФФИ № 05-08-65442 (2006-2008 гг.); - в рамках целевой программы "Развитие научного потенциала высшей школы" № 2.1.2/1247 (2009-2011 гг.) (н.р. проф. М.А. Скотникова).

Структура и объем работы Работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы из 139 наименований и приложения, изложена на 176 страницах, включая: 9 - таблиц, 114 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель исследования, поставлены основные задачи. Показана научная новизна и практическая значимость полученных результатов, даны сведения об апробации работы.

В первой главе приведён обзор теоретических и экспериментальных результатов работ, посвящённых исследованию процессов высокоскоростной механической обработки у нас в стране и развитию вопроса в различных странах. Проводится анализ состояния вопроса, формулируются задачи комплексного исследования для увеличения срока службы режущего инструмента на различных структурно-масштабных уровнях с учётом волновой теории пластической деформации, физико-механических и тепловых процессов при высокоскоростном нагружении. В результате выполненного анализа определены основные задачи диссертационной работы.

Во второй главе сделано обоснование выбора материалов и основных методов для исследования. Исследования проводились как с использованием серийной аппаратуры, установок, компьютерных программ, так и оригинальных испытательных стендов. Методами оптической металлографии, просвечивающей и растровой электронной микроскопии, рентгеноструктурного, микрорентгеноспектрального анализа, испытания на макро- и микро- твёрдость, износостойкость, исследованы структурные и фазовые изменения, происходящие в материале заготовки и инструмента.

В третьей главе представлены результаты исследования влияния морфологии стружки на износостойкость инструмента в широком диапазоне скоростной резания.

Механическая обработка проводилась резцом ВК8 без смазки со скоростью подачи S = 0,26 мм/оборот и глубиной резания t—1мм, в диапазоне скоростей резания 1...670 м/мин. Геометрические параметры резца составляли углы: ф=45°; ф!=15°; а=6°; у = 12°. Проводились испытания на сплавах на основе алюминия (сплав АМц) в диапазоне скоростей резания до 6000 м/мин, железа (сталь 45, сталь ХВГ) при скоростях 3...670 м/мин и сплавах титана (ВТ-5, ВТ-23) при скоростях 1 ...230 м/мин. В таблице 1 представлены их химический состав и физико-механические свойства.

В направлении от алюминия к титану, имело место значительное увеличение температуры плавления, прочности, удельного электросопротивления, снижение коэффициента обрабатываемости (Км), пластичности, коэффициента трения (ц), теплопроводности (Ä.), коэффициента теплового расширения (а) и увеличение отноше -

Марка сплава Химический состав, мах. % св, МПа МПа 6, % К Вг/(м-К) а _ Ю^К"1 аГК Км

АМц А1 - 1,5Мп-0,7Ре-0,6Я-ОД Си-0,1 Ъл НО 60 33 1,9 160 23,9 0,15 1,0

Ст. 45 Ре - 0,45 С- 025 Й - 0,6 Мп - 03 N1 - 0,25 Сг - 03 Си -0,035 Я Р 600 355 16 1,67 49 11 022 0,8

ХВГ Ре-1,0С-038М,0Мп-1,1 Сг-1,4 035 Си- 03 Мо- 0,03 Э.Р 725 375 25 1,25 38 10 026 0,7

ВТ-5 Т1 - 5,0 А1- 03 Ре- 0,1 С- 0,12 Бь 0,8 Мо-12 V- 03 2г- 02О- 0,01Н 800 720 12 0,63 12 8,6 0,72 035

ВТ-23 \П - 5,1А1- 0Д5Ре- 0,1 С- 0,1581- 2,0Мо- 4,5У- 0,05Ы- 12Сг- 03& 995 925 14 0,61 5 8,0 1,60 025

ния последних величин (а/К), пропорционального внутренним напряжениям в материалах при теплосменах. Поэтому, по сравнению с алюминиевыми, в титановых сплавах перенапряжения оказываются выше и релаксационные процессы развиваются более активно.

На рис. 1 представлены, полученные в работе, сериальные кривые зависимостей прочностных свойств исследованных материалов от температуры их деформирования. Видно, что по сравнению с ХВГ, в сплаве ВТ23 интенсивное разупрочнение начинается уже при температуре деформации 500.. .600°С.

На рис. 2 представлены экспериментальные зависимости, демонстрирующие нарастание линейного износа инструмента с увеличением скорости лезвийной обработки исследованных сплавов. При обработке сталей ХВГ и 45 сериальные кривые износа имели точки перегиба при скоростях резания 170 и 650 м/мин, после чего интенсивность износа инструмента значительно возрастала. При обработке сплавов АМц и ВТ23, износ инструмента нарастал равномерно, без перегиба, с малой и большой интенсивностью износа, соответственно. На рис. 3 изображены обрабатываемая заготовка, резец и формирующаяся стружка с отмеченными местами локализации пластической деформации (еЛок)-

При обработке алюминиевого сплава АМц (УРЕЗ = 8...230 м/мин) на поверхности стружки были видны, параллельные направлению резания, следы равномерной продольной пластической деформации без ее макроскопической локализации и образования отдельных сегментов рис. 5 (а,б), что обеспечивало низкий износ инструмента в широком диапазоне скоростей резания, рис. 2 (линия 1). По известной классификации этот тип стружки относится к сливной, рис. За Локализация пластической деформации в металле заготовки из сплава АМц наступала при скорости резания только свыше 6000 м/мин, рис. 5в.

При лезвийной обработке сплавов титана ВТ-5 и ВТ-23 (Урез = 1.. .380 м/мин), на поверхности стружки были видны, перпендикулярные направлению резания, следы неравномерной поперечной пластической деформации, рис. 6 (д-к) с ее макроскопической локализацией и образованием стружки локального адиабатического сдвига с признаками разрушения в условиях сверхпластичности, рис.3в. При этом с увеличением скорости резания, износ резца резко возрастал, рис. 2(3). Такие материалы склонны к усадке стружки.

При обработке сплавов на основе железа ХВГ и стали 45 (УРЕз= 3,2.. .670 м/мин) образовывались три вида стружек: смятия (суставчатая), рис.ба и рис.5г, элементная, рис. 6(б-в) и рис.5д, локального сдвига, рис.бг и рис.5ж, которые сменяли друг друга по мере увеличения скорости лезвийной обработки.

Измерения микротвёрдости проводились на микрошлифах приготовленных в продольной плоскости стружки в долевом и поперечном ее направлениях с шагом 20 мкм при нагрузке 20 г. в «прирезцовом» и в «свободном» крае по следу движения ударной волны инструмента, рис.7. Результаты измерения микротвёрдости имели волнообразный характер, с периодом 200...400 мкм равным ширине сегмента стружки, особенно

Предел прочности, МПа Предел текучести, МПа

О 200 400 600 300

Температура испытания, С

Рис. 1. Температурные зависимости сплавов АМц ; ХВГ; ВТ-23.

о 150

0

О 50 100 150 200 250

Скорость резания, м / мин.

Рис. 2. Износ резца при лезвийной обработке исследованных сплавов АМц (1), ХВГ (2), ВТ-23 (3) с разными скоростями.

Рис.3. Схемы формирования «сливной» стружки (равномерная пластическая деформация) (а), «элементной» (начало локализации деформации) (б), стружки «адиабатического» сдвига (сильная локализация деформации) (в).

100 150 200 Скорость резания, м/мнн

Рис.4. Зависимость изменения геометрических параметров сегментов стружки из стали ХВГ от скорости резания

Ширина сегментов

Высота сегментов

Рис.6. Морфологические особенности стружек заготовок из сплавов ХВГ (а, б, в, г), ВТ5 (д) и ВТ23 (ж, и, к) при скоростях резания 9 (а), 34 (б), 135 (в), 275 (г), 1 (д), 60 м/мин (ж,и,к) х 400

при измерениях, проведённых вдоль направления свободного края элементной стружки. Максимальные значения микротвёрдости приходились на места сочленения сегментов стружек, в которых с помощью просвечивающей электронной микроскопии было обнаружено формирование узких зон сверхмелкой наноструктуры. Здесь абсолютные значения микротвёрдости для сплавов ВТ-23 и ХВГ достигали, соответственно, 4381 и 6438 МПа при средней твёрдости стружки 3761 и 4424 МПа. В сплаве АМц при средней твёрдости стружки 1193 МПа, локализации пластической деформации обнаружено не было, микротвёрдость изменялась мало по объему

Рис.5. Морфологические особенности стружек заготовок из сплава АМц (а, б, в) и стали 45 (г, д, ж) при скоростях резания 230 (а, б), 6000 (в), 77 (г), 620(д), 670 м/мин (ж) х 400

стружки, рис. 7. По сравнению с исходным значением уровня микротвёрдости, в прирезцовом крае элементной стружки наблюдали упрочнение, а вблизи свободного (тыльного) её края - разупрочнение, что свидетельствует о прохождении там более интенсивных процессов тепловыделения и релаксации, рис.7.

Можно полагать, что при механической обработке материала заготовки при скоростях резания сверх определённой, впереди кромки инструмента формировалась волна нагрузки, направленная вдоль плоскости сдвига и модулирующая структуру материала, разбивая ее на мезо- объёмы размером 200...400 мкм, вдоль границ которых формировалась наноструктура с повышенной микротвёрдостью и которая снижала износ металла заготовки, но повышала износ инструмента.

Отразившись от поверхности заготовки, формировалась разгрузочная волна пластической деформации, обеспечивающая подключение ротационных (поворотных) мод пластической деформации и совершающая локализованные адиабатиче-

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Расстояние х 20, мкм

Рис. 7. Результаты измерения микротвердости материала стружки из сплавов ВТ23 и АМц вдоль направления движения резца

ские сдвиги вдоль границ образованных мезо- объёмов, что приводило к интенсивному выделению тепла во время отражения волны разгрузки от свободной поверхности заготовки, разупрочнению материала, особенно вблизи поверхности заготовки (свободного края). При этом формировалась стружка локального сдвига. Подключение новых мод пластической деформации значительно затрудняло достижение исчерпания пластичности, необходимого для разрушения материала при ударном нагружении.

В четвёртой главе представлены результаты исследования структурных и фазовых превращений в заготовках после скоростной механической обработки.

Как показали результаты проведенных исследований, в сплаве на основе алюминия АМц, структура в исходном состоянии представляла собой равноосные зерна с магранцсодержащими включениями МпАЬ6, рис. 8,а. В процессе лезвийной обработки формировалась ориентированная параллельно направлению резания ячеистая дислокационная структура с поперечным размером ячеек 0,15...0,2 мкм, рис. 8,6.

Рис. 8. Электронномикроскопические изображения материала стружек из АМц (а, б), ВТ5 (в, г) и ВТ23(д,ж) до (а,в,д) и после лезвийной обработки со скоростями 230 (б), 1(г) и 60 (ж) м/мин. х24000

По микрофотографиям в ПЭМ, произвели оценку концентрации дислокаций в стружке, которая была порядка 1012 линий/см2. Каждая дислокационная ячейка, дви-

гаясь как самостоятельный структурный элемент, испытывая трансляционные и поворотные моды, осуществляла продольное течение пластической деформации.

Таким образом, стружкообразование в легкообрабатываемых материалах, обладающих относительно низкой прочностью и высокой теплопроводностью (интенсивным теплооттоком), развивалось при относительно низких контактных температурах и высоких контактных напряжениях, что обеспечивало равномерность продольной пластической деформации металла заготовки перед микрорезанием и низкий износ инструмента.

В сплавах на основе титана ВТ-5 и ВТ-23 структура в исходном состоянии представляла собой колонии параллельных пластин а- и (3- фаз, рис. 8(в, д). При лезвийной обработке резанием, начиная уже со скорости 1 м/мин, имело место модулирование структуры за счёт формирования периодически повторяющихся мезо- объёмов шириной 200...400 мкм, вдоль границ раздела которых наблюдали распад Р-фазы, рис. 8г и формирование высокопрочной наноструктуры размером 0,05...0,20мкм, рис. 8ж. Вдоль границ раздела мезо- объёмов проходила сильная локализация пластической деформации ориентированная перпендикулярно направлению резания рис. 8(г,ж). Формировалась стружки локального сдвига, рис. 6(д-к).

Таким образом, стружкообразование в труднообрабатываемых материалах, обладающих относительно высокой прочностью и низкой теплопроводностью, развивалось при относительно высоких контактных температурах и низких контактных напряжениях, что обеспечивало протекание поперечной пластической деформации металла заготовки перед микрорезанием и высокий износ инструмента. Такие материалы были склонны к усадке стружки.

Сплавы на основе железа ХВГ и ст.45 занимали промежуточное положение по физико-механическим свойствам. В исходном состоянии высоколегированная сталь ХВГ была термообработана на легированный зернистый цементит с частицами сульфидов железа (Ре384; Ре988), рис. 9а. При увеличении скорости резания от 8,6 до 60 м/мин, высота и ширина сегментов стружки (ответственные за продольную и поперечную пластическую деформацию, соответственно), приблизительно были равны и увеличивались от 210 до 450...850 мкм, рис. 4. По известной классификации формировалась суставчатая стружка. Деформация, предшествующая микрорезанию, развивалась однородно за счет формирования равноосных ячеистых дислокационных структур, с размером ячеек 0,15...0,30 мкм, рис. 96. При дальнейшем увеличении скорости резания от 60 до 250 м/мин формировалась элементная стружка, которая формировалась при практически одинаковой высоте сегментов 440 мкм (продольной деформации) и непрерывно уменьшающейся от 370 до 270 мкм ширине сегментов (поперечной деформации). При скорости резания более 275 м/мин начиналось уменьшение как высоты сегментов до 400 мкм, так и их ширины до 190 мкм, рис.4. В структуре металла стружки проходила локализация пластической деформации ориентированная перпендикулярно направлению резания. Формировалась стружка локального сдвига, рис.бг. Локализация пластической деформации выражалась в модулировании структуры, то есть в периодическом формировании дислокационной ячеистой структуры двух размеров 0,30 и 0,13 мкм внутри и вдоль границ сегментов, соответственно. Формирование вдоль границ сегментов сверхмелкой на-

ноструктуры с размером зёрен 0,05...0,20 мкм и с повышенной микротвёрдостью, приводило к резкому возрастанию износа инструмента, рис.2 (линия 2).

Рис. 9. Электронномикроскопические изображения материала стружек из стали ХВГ до (а) и после лезвийной обработки со скоростью 55 м/мин (б), х 39000

Присутствие частиц вторых фазовых, при различных условиях резания, существенно не изменяет морфологию стружки.

Таким образом, при скорости обработки резанием сверх определённого уровня, интенсивность износа инструмента резко возрастает, что связано со сменой механизма пластической деформации, её локализацией. На макро- уровне по мере торможения нарастания равномерной пластической деформации, на смену трансляционной моде приходит ротационная пластическая деформация. В металле возникают микрообъёмы, совершающие согласованный разворот относительно друг друга и вокруг направления действия максимальных касательных макро- напряжений. Ротационный механизм пластической деформации сохраняется вплоть до разрушения образца и носит локализованный характер.

При лезвийной обработке резанием титановых сплавов, начиная уже со скорости 1 м/мин, имело место модулирование структуры за счёт формирования периодически повторяющихся мезо- объёмов шириной 200...400 мкм равных ширине сегментов стружки, вдоль границ раздела которых формировались сверхмелкие высокопрочные наноструктуры с размером зёрен 0,05...0,20 мкм. Вдоль границ раздела мезо- объёмов проходила сильная локализация пластической деформации ориентированной перпендикулярно направлению резания, рис. 8г,ж, что приводило к локальному повышению контактных напряжений и локальному продольному пластическому оттеснению материала труднообрабатываемой заготовки. Формировалась стружки локального сдвига, рис. 6(ж-к).

Для эффективного повышения износостойкости инструмента, необходимо, чтобы скорость деформационного упрочнения материала в контактной зоне преобладала над скоростью динамического разупрочнения за счёт структурной и концентрационной релаксации. То есть, необходимо создавать условия, чтобы фактические контактные напряжения повышались.

В пятой главе представлены результаты исследования пластического оттеснения предшествующего микрорезанию и построение диаграммы видов контактно-

го взаимодействия материалов в зависимости от геометрии инструмента, контактного напряжения и скорости резания.

Процесс микрорезания при стружкообразовании рассматривался как этап достижения критической степени пластической деформации материала обрабатываемой заготовки и формирования зародышевой микротрещины. Инструмент, со свойственной ему геометрией, являлся концентратором контактных напряжений, которые возрастали с уменьшением его переднего угла.

Исследования проводили на примере сплава АМц. Механическая обработка проводилась резцом ВК8 без смазки в диапазоне скоростей резания 8...230 м/мин. Передний угол резца изменялся и составлял у = -80...+15°.

В данной работе были изучены условия продольного и поперечного оттеснения металла, предшествующего микрорезанию в зависимости от приложенных контактных напряжений и геометрии инструмента. В качестве параметра, характеризующего геометрию инструмента, было выбрано отношение глубины проникновения инструмента h к радиусу закругления инструмента R и синусу переднего угла у, -(h / RDsiny). Контактные сдвиговые напряжения обрабатываемого материала рассчитывались согласно соотношению: тК0НТ = aGbp"2, где а - константа, приблизительно равная 0.3...0.5, G - модуль сдвига, и b - вектор Бюргерса, р - плотность дислокаций.

В качестве относительного контактного сдвигового напряжения принималось отношение фактического сдвигового контактного напряжения к предельному сопротивлению материала заготовки на сдвиг, (тк0„т/Тмет).

В данной работе показано, что пластическое оттеснение, предшествукпцее микрорезанию, в контактной зоне пары трения «инструмент - обрабатываемая заготовка», в зависимости от упруго-напряжённого состояния, может быть вызвано пластической деформацией продольной или поперечной относительно направления движения режущей кромки инструмента и, соответственно, формирование клина впе-

Г ЩШп7)

Рис. 10. Обобщённая диаграмма видов контактного взаимодействия материалов в зависимости от геометрии инструмента и приложенных относительных контактных сдвиговых напряжений

реди движущегося инструмента или поперечных навалов. Контроль профиля поверхности после пластической деформации проводили с помощью немецкого про-филометра Mahr Surf PSI. Длина трассирования составляла 4,0 мм. Появление навалов по краям рисок при микрорезании свидетель-| ствовало о прохождении перед микрорезанием поперечной пластической деформации.

Построена обобщённая диаграмма видов контактного взаимодействия материалов в зависимости от геометрии инструмента, ; приложенных контактных сдвиговых напряжений, рис.10 и скорости скольжения, ! рис.11.

Показано, что поперечное и продольное пластическое оттеснение наблюдались при относительно низких и высоких контактных напряжениях, соответственно. С ! увеличением скорости механической обработки вклад поперечного пластического оттеснения уменьшался. При этом уменьшались ширина сегментов стружек, и высота навалов по краям рисок при микрорезании.

На микро- и мезо- уровнях для своей самоорганизации, перехода к относительному равновесию, система реализует различные способы диссипации избыточной энергии: помимо превращения механической энергии в тепловую (повышения температуры в контактной зоне), протекают два многостадийных релаксационных про; цесса - структурный и концентрационный. Структурная релаксация в металле заготовки в изотермических условиях осуществляется за счет формирования, движения ; и размножения линейных дефектов кристаллического строения, то есть за счет трансляционного (сдвигового) перемещения групп атомов в виде равномерной пластической деформации по механизмам скольжения, двойникования или фазового превращения. Концентрационная релаксация проявляется в перераспределении легирующих элементов, примесных атомов и вакансий и реализуется в виде формирования сегрегатов, в проявлении вторичных структур при трении, адгезии, схватывания, наростообразования при резании.

Показано, что стружкообразование в труднообрабатываемых материалах, обладающих относительно высокой прочностью и низкой теплопроводностью, развивалось при относительно высоких контактных температурах и низких контактных напряжениях (по величине не превосходящих половину уровня предельных сдвиговых напряжений), рис.10, что обеспечивало протекание поперечной пластической деформации металла заготовки перед микрорезанием и высокий износ инструмента. * Такие материалы склонны к усадке стружки.

Показано, что стружкообразование в легкообрабатываемых материалах, обладающих относительно низкой прочностью и высокой теплопроводностью, развива-

Рис. 11. Обобщённая диаграмма видов контактного взаимодействия материалов в зависимости от геометрии инструмента, приложенных контактных сдвиговых напряжений и скорости скольжения

лось при относительно низких контактных температурах и высоких контактных напряжениях (по величине превосходящих половину уровня предельных сдвиговых напряжений), что обеспечивало равномерность продольной пластической деформации металла заготовки перед микрорезанием и низкий износ инструмента. Такие материалы склонны к наростообразованию (задирам).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Впервые по единому целенаправленному плану получены систематические комплексные экспериментальные данные о структурно-фазовых превращениях, протекающих в контактном с инструментом объёме обрабатываемых материалов предназначенных для рабочих лопаток паровых турбин на различных структурно-масштабных уровнях.

2. Показано, что пластическое оттеснение, предшествующее микрорезанию, в контактной зоне пары трения «инструмент - обрабатываемая заготовка», в зависимости от упруго-напряжённого состояния, может быть вызвано пластической деформацией продольной или поперечной относительно направления движения режущей кромки инструмента и, соответственно, формирование клина впереди движущегося инструмента или поперечных навалов.

3. Построена обобщённая диаграмма видов контактного взаимодействия материалов в зависимости от геометрии инструмента, приложенных относительных контактных сдвиговых напряжений и скорости механической обработки. Показано, что поперечное и продольное пластическое оттеснение наблюдаются при относительно низких и высоких контактных напряжениях, соответственно. С увеличением скорости механической обработки вклад поперечного пластического оттеснения уменьшался. При этом уменьшались ширина сегментов стружек и высота навалов по краям рисок при микрорезании.

4. Показано, что стружкообразование в труднообрабатываемых материалах, обладающих относительно высокой прочностью и низкой теплопроводностью, развивалось при относительно высоких контактных температурах и низких контактных напряжениях (по величине не превосходящих половину уровня предельных сдвиговых напряжений), что обеспечивало протекание поперечной пластической деформации металла заготовки перед микрорезанием и высокий износ инструмента. Такие материалы склонны к усадке стружки.

5. Показано, что стружкообразование в легкообрабатываемых материалах, обладающих относительно низкой прочностью и высокой теплопроводностью, развивалось при относительно низких контактных температурах и высоких контактных напряжениях (по величине превосходящих половину уровня предельных сдвиговых напряжений), что обеспечивало равномерность продольной пластической деформации металла заготовки перед микрорезанием и низкий износ инструмента. Такие материалы склонны к наростообразованию (задирам).

6. Установлено, что при скорости обработки резанием сверх определённого уровня, интенсивность износа инструмента резко возрастает, что связано со сменой механизма пластической деформации, её локализацией. На макро- уровне по мере торможения нарастания равномерной пластической деформации, на смену трансляционной моде приходит ротационная пластическая деформация. В металле

возникают микрообъёмы, совершающие согласованный разворот относительно друг друга и вокруг направления действия максимальных касательных макронапряжений. Ротационный механизм пластической деформации сохраняется вплоть до разрушения образца и носит локализованный характер.

7. При лезвийной обработке резанием сплавов титана, начиная со скорости 1 м/мин, имело место модулирование структуры за счёт формирования периодически повторяющихся мезо- объёмов шириной 200...400 мкм равных ширине сегментов стружки, вдоль границ раздела которых формировались сверхмелкие высокопрочные наноструктуры размером 0,05...0,20 мкм. Вдоль этих границ проходила сильная локализация пластическая деформации ориентированная перпендикулярно направлению резани, что приводило к локальному повышению контактных напряжений и локальному продольному пластическому оттеснению материала труднообрабатываемой заготовки. Формировалась стружка локального сдвига.

8. Рекомендовано: для эффективного повышения износостойкости инструмента, необходимо, чтобы скорость деформационного упрочнения материала в контактной зоне преобладала над скоростью динамического разупрочнения за счёт структурной и концентрационной релаксации. То есть, необходимо создавать условия, чтобы фактические контактные напряжения по величине превосходили половину уровня предельных сдвиговых напряжений в металле.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

1. Цветкова Г.В., Скотникова М.А., Крылов H.A., Иванов Е.К. Структурное и фазовое состояния наплавочных материалов, предназначенных для рабочих лопаток смесителей. Научно-технические ведомости СПбГПУ. Наука и образование №4, 2010, СПб, С. 52-63. (Журнал из перечня изданий, рекомендованных ВАК по машиностроению).

2. Скотникова МЛ., Цветкова Г.В., Белов Ю.М., Крылов H.A., Иванов Е.К. Особенности строения наплавочных материалов для рабочих лопаток смесителей. Научно-производственный журнал «Металлообработка» №1(61)/2011, Издат-во «Политехника», 2011, С 37-42. (Журнал из перечня гаданий, рекомендованных ВАК по машиностроению).

3. Иванов Е.К., Скотникова М.А., Крылов H.A. Структурно-фазовые превращения в труднообрабатываемых материалах как способ повышения износостойкости инструмента. Научно-технические ведомости СПбГПУ. Наука и образование №4, 2011, СПб, С. 41-53. (Журнал из перечня изданий, рекомендованных ВАК по машиностроению).

4. Skotnikova М.А., Krylov N.A., Ivanov Е.К. и др. Structural - phase transformation in metal of steam turbine blade of titanium alloy after high-speed processing. Abstracts «The ninth international conference on material issues in design, manufacturing and operation of nuclear power plants equipment», Saint-Petersburg, 2006, P.l 13.

5. Скотникова M.A., Крылов H.A., Иванов Е.К. и др. Структурно-фазовые превращения в материале лопаток паровых турбин из сплава ТС5 при каплеударной эрозии. Сб. трудов "Материаловедческие проблемы при проектировании, изготовлении и эксплуатации оборудования АЭС", СПб, 2006, С. 112-120.

6. Крылов Н. А., Ланина A.A., Иванов Е.К. и др. Инкубационный период развития каплеударной эрозии в лопатках паровых турбин. Сб. трудов «Физическое металловедение», Тольятти, ОАО «АВТОВАЗ», 2006, С. 82.

7. Скотникова М.А., Ланина A.A., Иванов Е.К. и др. Структурно-фазовые превращения

в поверхностном слое лопатки паровой турбины при каплеударной эрозии. Сб. трудов «Проблемы ресурса и безопасной эксплуатации материалов», 2007, С. 102-107.

8. Skotnikova М.А., Lanina A.A., Ivanov Е.К. Laws of structural and phase transformations in a material blades steam turbines. The 10 International Conference «Material issues in design manufacturing and operation of nuclear power plans equipment». St-Petersburg, 2008, P. 74.

9. Скотникова M.A., Крылов H.A., Ланина A.A., Иванов Е.К. Контроль напряжённо-деформированного состояния титановых полуфабрикатов по структуре и внутренним напряжениям. Сб. трудов «Диагностика оборудования и конструкций с использованием магнитной памяти металла», М. ООО «Энергодиагностика», 2009, С. 96-98.

10. Крылов Н.А., Ланина А.А., Иванов Е.К. Формирование структурных мезо-объёмов в титановых заготовках в процессе высокоскоростной пластической деформации. Сб. трудов XVI «Зимняя школа по механике сплошных сред», Пермь, Институт механики сплошных сред УрО РАН, 2009, С.221.

11. Skotnikova М.А., Tsvetkova G.V., Ivanov Е.К. Structural and phase model of increase of wear resistance of overlaying welding of materials. World Conference "4 th World Tribology Congress" (WTC IV). Abstracts of the, Japan, held in Kioto, September 6-11, 2009, P. 441.

12. Крылов H.A., Скотникова M.A., Иванов Е.К. и др. Влияние геоматериалов на улучшение триботехнических свойств пар трения. Сб. трудов «Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до микроуровня», ч. 2, Материалы 12-й международной научно-практической конференции, СПб. СПбГПУ, 2010, С. 508-513.

13. Скотникова М.А., Крылов Н.А., Иванов Е.К. Улучшение триботехнических свойств пар трения из стали 45 под влиянием геоматериалов. Сб. трудов «Высокие технологии и фундаментальные исследования», СПб, 2010, С. 257-260.

14. Skotnikova М.А., Tsvetkova G.V., Krylov N.A., Sokolov A.V., Ivanov Е.К. Increase of Wear Resistance of Overlaying Welding Materials. Program & Abstracts. Conference Tribology and Design 2010 11-13.05.2010 - Location: Algarve, Portugal, 2010, P. 1189.

15. Скотникова M.A., Крылов H.A., Иванов Е.К. Улучшение триботехнических свойств пар трения из стали 45 под влиянием геоматериалов. Сб. трудов. "Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности", СПб, 2010, С. 52-63.

16. Skotnikova М.А., Tsvetkova G.V., Krylov N.A., Sokolov A.V., Ivanov Е.К. Nanostruc-tural and Phase Model of Increase of Wear Resistance of Overlaying Welding Materials. Program & Abstracts. Tech Connect World Conference and Expo 2010, to be held June 21-25, 2010 in Anaheim, California, U.S.A. Nanotech, Cleantech, Microtech Joint Conferences, 2010, P. 1254.

17. Скотникова M.A., Соколов А.В., Иванов Е.К. Фрикционные процессы при высокоскоростной лезвийной обработке материалов. Сб. трудов «Трибология-машиностроению», ИПМаш РАН, М„ С. 175-177.

18. Крылов Н.А., Скотникова М.А., Иванов Е.К. Влияние геоматериалов на повышение триботехнических свойств пар трения. Журнал «Станочный парк», СПб, №2, 2011, С. 64-66

19. Skotnikova М.А., Krylov N.A., Ivanov Е.К. Formation of Rotation in Titanium Alloys at Shock Loading, 12 World Conference on Titanium. Abstracts of the Conference of the Nonfer-rous Metals Society of China, held in Beijing, China, June 19-24,2011, P. 177.

20. Ильин М.И, Скотникова M.A., Ланина А.А., Крылов H.A., Цветкова Г.В., Иванов Е.К. Испытательная центробежная установка ИЦУ40. Заявка на изобретение РФ. Per. № 2009120430 от 21.05.2009.

21. Ильин М.И., Скотникова М.А., Ланина А.А., Крылов Н.А., Цветкова Г.В., Иванов Е.К. Испытательная центробежная установка Патент на полезную модель регистрационный № 2009132876 от 19.08.2009.

П21(03)

Подписано в печать 26.10.2011 Формат 60 х 90 1/16

Бумага тип № 3 Печать офсетная Усл. печ. л. 1,0

Уч.- изд. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ 39

Издание Санкт-Петербургского института машиностроения 195197, Санкт-Петербург, Полюстровский пр., 14 ОП ПИМаш

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ АБРАЗИВНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ И НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЗАГОТОВОКИ.

1.1 Волновая природа высокоскоростной пластической деформации твёрдых тел.

1.1.1 Методы регистрации и анализа полей смещения деформированных материалов „И

1.1.2 Волны пластической деформации при растяжении с постоянной скоростью.

1.1.3 Пластическая деформация как автоволновой процесс в активной среде.

1.1.4 Особенности релаксационных волн пластичности с резким пределом текучести „

1.1.5. Ротационные процессы и разрушения.

1.2. Локализация пластической деформации^ процессе динамического взаимодействия металлических материалов.

1.3 Изнашивание режущего инструмента.

1.3.1 Диффузионное изнашивание.

1.3.2 Адгезионное и адгезионно-усталостное изнашивание.

1.3.3 Окислительное изнашивание.

1.3.4 Абразивное изнашивание.

1.3.5 Комплексное влияние факторов резания на затупление инструмента.

1.4 Наростообразование и усадка стружки в процессе точения.

1.4.1 Образование наростов на режущей кромке инструмента.

1.4.2 Усадка стружки.

1.5 Влияние технологических параметров (скорости резания V, подачи Б, геометрии резца, глубины резания 0 на износ рабочей кромки инструмента и усадку стружки.

1.6 Абразивная обработка металлических заготовок.

1.6.1 Механизм воздействия единичного зерна.

1.7 Постановка задачи.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА И МАТЕРИАЛЫ.

2.1 Объекты и материалы для исследования.

2.2 Качественная и количественная оптическая металлография.

2.2.1 Качественная металлография.

2.2.2 Количественная оптическая металлография.

2.3. Просвечивающая и растровая электронная микроскопия.

2.4. Рентгеноструктурный анализ.

2.5 Микрорентгеноспектральный анализ.

2.6 Триботехнические испытания.

2.6.1. Разработка испытательной установки на трение скольжения.

2.7. Разработка испытательной центробежной установки (ИЦУ).

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ МОРФОЛОГИИ СТРУЖКИ ПОЛУЧАЕМОЙ В ПРОЦЕССЕ РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ.

3.1 Физико-механические свойства исследованных материалов.

3.2 Морфология стружки получаемой в процессе резания.

3.3. Исследование морфологии стружки из сплава алюминия АМц.

3.4. Исследование морфологии стружки из стали ХВГ.

3.5 Исследование морфологии стружки из Стали 45.

3.6. Исследование морфологии стружки из сплава титана ВТ5 и ВТ23.

3.7. Оценка микротвердости стружки вдоль и поперёк направления движения волны нагрузки.

3.8. Модель стружкообразования при скоростной механической обработки титановых заготовок.

3.9. Выводы по главе.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРНЫХ И ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В ЗАГОТОВКАХ ПОСЛЕ СКОРОСТНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ.

4.1. Структура металла стружки из сплава АМц.

4.2. Структура металла стружки из сплава ВТ5.

4.3. Структура металла стружки из сплава ВТ23.

4.4. Структура металла стружки из сплава ХВГ.

4.5 Выводы по главе.

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОГО ОТТЕСНЕНИЯ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО МИКРОРЕЗАНИЮ И ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММЫ ВИДОВ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МАТЕРИАЛОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГЕОМЕТРИИ ИНСТРУМЕНТА, КОНТАКТНОГО НАПРЯЖЕНИЯ И СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ.

5.1 Процессы, происходящие в зоне контактного взаимодействия при трении.

5.2 Механизм образования бороздчатости на площадках трения.

5.3 Исследование процессов трения и износа инструмента при лезвийной обработке точением сплава АМц со скоростью 230 м-мин при разных передних углах резания у

5.4 Построение диаграммы видов контактного взаимодействия материалов в зависимости от геометрии инструмента, контактного напряжения и скорости резания.

5.5 Выводы по главе.

Решение проблемы износостойкости инструмента связано с изучением закономерностей процесса резания в зоне контактного взаимодействия. Одним из дополнительных резервов повышения износостойкости инструмента в процессе резания является управление взаимодействием дефектов кристаллической решетки поверхностных слоев инструментального материала. В этой связи наибольший интерес представляет исследование структурных изменений при резании.

Экспериментальное исследование изменения структуры в процессе резания в материаловедческом аспекте позволяет определить структуру поверхностей трения, ее влияние на износостойкость инструмента и дать структурную оценку трущихся пар резец - обрабатываемая деталь при пластическом деформировании их поверхностных слоев.

Резание металлов - процесс высокоскоростного пластического деформирования, протекающего в зоне стружкообразования, и в зонах контактного взаимодействия по площадкам износа граней инструмента. В широком диапазоне скоростей резания в граничном слое существуют различные виды контактного взаимодействия (контактное схватывание, фазовые превращения, вторичная структура, нарост, белый слой, окисление) и различные виды стружкообразовании (образование стружек элементных, сливных и адиабатических).

Известно, что в процессе лезвийной обработки, любое изменение условий трения, изменение температуры и скорости резания влияет на контактные процессы в зоне резания, влияет на протекание деформационных процессов и характер стружкообразования. Однако, до сих пор не было работ, которые выявили бы единую физическую сущность технологических и трибологических процессов, развивающихся в контактной зоне, а на основании единого подхода и рассмотрения трения и изнашивания, как начального этапа при стружкообразовании, дали бы научные интерпретации широко известным явлениям «наростообразование на инструменте», «усадка стружки».

Актуальность проблемы. Сегодня применение высокоскоростной лезвийной обработки металлических заготовок является одним из основных направлений повышения производительности труда и качества получаемых поверхностей. При этом возникает проблема снижения износостойкости инструмента, его преждевременного разрушения и усиления интенсивности этого процесса с увеличением скорости резания сверх определенного уровня. Существует гипотеза о наличии здесь связи с изменением степени локализации пластической деформации в металле заготовки в результате диссипативных процессов, происходящих в зоне стружкообразования. Знание закономерностей и явлений, сопровождающих процесс лезвийной обработки, позволит найти пути повышения качества обработки, надежности деталей при эксплуатации.

Как следует из ранее проведенных работ, на основе комплексного исследования структурных и фазовых превращений, физических и механических свойств деформированных машиностроительных сплавов разного легирования, а также установленных закономерностей, была предложена обобщенная термо - кинетическая модель формирования диссипативных структур при нагреве, с использованием представлений о механизмах формирования и распада неравновесных твердых растворов, перераспределения между ними легирующих элементов. Установлено, что периодическому характеру локализации пластической деформации при увеличении скорости сверх критической, всегда предшествует распад второй фазовой составляющей в определённом температурно-временном интервале. Однако, до сих пор не было работ, которые выявили бы, единую физическую сущность технологических и трибологических процессов, развивающихся в контактной зоне, а на основании единого подхода и рассмотрения трения и изнашивания, как начального этапа при стружкообразовании.

Поэтому, работа по установлению закономерностей структурных и фазовых превращений в материалах зон пар трения с различными коэффициентами обрабатываемости в широком интервале скоростей контактного взаимодействия, направленных на повышение стойкости материала инструмента и надежности работы готовых изделий является, безусловно, актуальной.

Цель работы заключалась в изучении закономерностей структурных и фазовых превращений в материалах с различными коэффициентами обрабатываемости в широком интервале скоростей резания, направленных на повышение стойкости инструмента и надежности работы готовых лопаток паровых турбин.

Научная новизна. На защиту выносятся следующие результаты, полученные в работе и обладающие научной новизной:

• Впервые, процесс микрорезания при стружкообразовании рассматривается как этап достижения критической степени пластической деформации материала обрабатываемой заготовки и формирования зародышевой микротрещины. Инструмент, со свойственной ему геометрией, является концентратором контактных напряжений, которые возрастают с уменьшением его переднего угла.

• Показано, что пластическое оттеснение, предшествующее микрорезанию, в контактной зоне пары трения «инструмент — обрабатываемая заготовка», в зависимости от упруго-напряжённого состояния, может быть вызвано продольной и поперечной пластической деформацией относительно направления! движения режущей кромки инструмента и, соответственно, формирование клина впереди движущегося инструмента или поперечных навалов.

• Показано, что в процессе механической обработки труднообрабатываемых материалов, обладающих относительно высокой прочностью, низкой теплопроводностью и высокими контактными температурами, в контактной зоне достигаются относительно низкие контактные напряжения, по величине не превосходящие половину уровня предельных сдвиговых напряжений) в металле, и микрорезанию предшествует поперечное пластическое оттеснение.

• Показано, что в процессе механической обработки легкообрабатываемых материалов, обладающих относительно низкой прочностью, высокой теплопроводностью и низкими контактными температурами, в контактной зоне достигаются относительно высокие контактные напряжения, по величине превосходящие половину уровня предельных сдвиговых напряжений в металле, и микрорезанию предшествует продольное пластическое оттеснение.

• Для эффективного повышения износостойкости инструмента, необходимо, чтобы скорость деформационного упрочнения материала в контактной зоне преобладала над скоростью динамического разупрочнения за счёт структурной и концентрационной релаксации. То есть, необходимо создавать условия, чтобы фактические контактные напряжения по величине превосходили половину уровня предельных сдвиговых напряжений в металле.

В результате проведенных исследований получены новые технические решения, подтвержденные патентом РФ.

Практическая значимость заключается в том, что полученный комплекс результатов структурных и фазовых превращений и физико-механических свойств материалов обрабатываемых заготовок позволил дать рекомендации для повышения износостойкости инструмента и повышения качества поверхности рабочих лопаток паровых турбин.

• Результаты работы были использованы на предприятиях ОАО «ЛМЗ», ООО "РеалИнПроект", ООО "Орис - ММ".

• Результаты работы нашли отражение в разработке лабораторного практикума в рамках проводимых преподавателями лабораторных работ по дисциплине «Физика технологических процессов в машиностроении».

• Результаты работы нашли отражение при чтении автором лекций по дисциплинам «Основы теории смазки и смазочных материалов» и «Проектирование и расчет узлов трения», «Компьютерные технологии при проектировании узлов трения» и в разработке трёх учебных пособий.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований, докладывались и обсуждались на 12 научно-технических конференциях и семинарах, в том числе на: 9-ой международной конференции "Материаловедческие проблемы при проектировании, изготовлении и эксплуатации оборудования АЭС", СПб., 2006, 8-ой Международной конференции «Пленки и покрытия», СПб., 2007, Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии», Самара, 2007, World Conference Friction, Wear and Wear Protection (DGM), German, held in Aachen, April 9-11, 2008, XVII Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов», Самара, СГТУ, 2009, 23-ей международной конференции (BEM&FEM-2009) «Математическое моделирование в механике деформируемых тел и конструкций. Методы граничных и конечных элементов», СПб. 2009, II Международном семинаре «Техника и технология трибологических исследований», Иваново, ИГУ, 2009, World Conference "4 th World Tribology Congress" (WTC IV) Japan, Kioto, September 6-11, 2009, ХХ-ых «Петербургских чтениях по проблемам прочности», СПб., 2010, 49 Международная конференция Актуальные проблемы прочности 14-18 июня 2010 г. Киев, Украина, Девятой международной научно-практической конференции: "Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности", СПб. 2010 г., Научно-техническая конференции «Трибология - машиностроению», М., 2010., 12- th World Conference on Titanium -2011, Beijing, China, June 19-24, 2011.

Публикации. Основное содержание работы отражено в 28 печатных работах, в том числе в 2 патентах, в 3-х статьях, в изданиях, входящих в список ВАК РФ. Библиографический список основных работ приведён в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы из 139 наименований и приложения, изложена на 176 страницах, включая: 9 таблиц, 114 рисунков.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Выполнен анализ причин потери работоспособности инструмента при превышении допустимых технологических режимов механической обработки и условий продольной и поперечной пластической деформации материала заготовки, предшествующей микрорезанию.

Установлено, что по структурно-фазовому состоянию материалов заготовок с разным'коэффициентом обрабатываемости, можно прогнозировать износостойкость инструмента в зависимости от его геометрии и технологических режимов механической обработки.

Разработана обобщенная диаграмма видов контактного взаимодействия материалов в зависимости от геометрии инструмента, приложенных относительных контактных сдвиговых напряжений и технологических режимов обработки, на основании которой установлено, что при. относительно низких и высоких контактных напряжениях наблюдаются поперечное и продольное пластическое оттеснение, соответственно.

Установлено, что в результате превышения скорости механической обработки сплавов титана более 1 м/мин< возникает модулирование структуры вследствие формирования периодически повторяющихся мезо- объёмов шириной 200.400!мкм вдоль границ раздела которых формировались сверхмелкие высокопрочные наноструктуры размером 0,05. .0,20 мкм.

Разработана испытательная центробежная установка позволившая провести испытания на каплеударную эрозию материал лопаток паровых турбин.

Для эффективного повышения износостойкости инструмента необходимо назначить такие технологические режимы механической обработки, чтобы фактические контактные напряжения по величине превосходили половину уровня предельных сдвиговых напряжений в металле.

1. Структурные уровни пластической деформации и разрушения / В.Е. Панин и др.; под . ред. Панина В.Е. -Новосибирск: Наука, 1990. 251 с.

2. Панин В.Е. Структурные уровни деформации твердых тел7 В:Е. Панин, В.А. Лихачев, Ю.В: Гриняев.-Новосибирск: Наука: Сиб. отд-ние; 1986. -229 е., . .

3. Кадич А. Калибровочная теория дислокаций и?дисклинаций / А. Кадич, Д. Эделен. -М.:Мио, 1987.-88 с.

4. Спектр возбужденньшсостояний и вихревое механическое поле в деформированном кристалле / В. Е. Панин, Ю. В. Гриняев, В. Е. Егорушкин // Изв. вузов. Физика. 1987. - №1. — С. 220.

5. Лифшиц Е. Mi Теория поля / Е. М. Лифшиц, Л. Д.Ландау,. М.: Наука; 1973; - 364 с.

6. Вест Ч. Голографическая интерферометрия / Ч. Вест. М:: Мир, 1982. - 256 с.

7. Клименко И. С. Голография сфокусированных изображений и спекли-нтерферометрия / И. С. Клименко. М.: Наука, 1985. - 315 с.

8. Кудрин А.Б. Голография и деформация металлов / А. Б. Кудрин, II. И. Полухин, Н. А. . Чиченев. Мг: Металлургия^ 1982. - 205 с.

9. Джоунс P. I оло1рафическая и спектроферометрия / Р. Джоунс, К. Уайкс. М;: Мир, 1986.-328 с:10: Панин В. Е., Особенности поля смещений; при пластической деформации кремнистого железа / В. Е. Панин и др. // ФММ, 1988.-Т. 66.—№ 5. С. 45-56.

10. Argon A. .S., Shi L. Т. Development:of visco-plastic deformation in metallic glasses :// I Actamet, 1983; — N 4 — P. 31-45.

11. Томас Т. Пластическое течение и разрушение в твердых телах / Т. Томас. М.: Мир, 1964.-308 с.

12. Пластификация нитевидных кристаллов NaCl в электрическом поле / Л. В: Зуев и др.1 // Физика и химия обраб. материалов, 1979. № 4. - 300 с.

13. Клявин О.В. Физика пластичности кристаллов при гелиевых температурах / О. В; Клявин: М.; Наука, 1987. - 254 с.

14. Гленсдорф П. Термодинамическая теория структуры, устойчивости, флуктуации / П. Гленсдорф, И. Пригожин. М.: Мир, 1973. - 253 с.

15. Романовский Ю.М., Математическое моделирование в биофизике / Ю. М.

16. Романовский, П. В. Степанова, Д. С. Чернавский. М.: Наука, 1975. - 916 с.

17. Сильновозбужденные состояния в кристаллах /В. Е. Егорушкин и др. // Изв. вузов. Физика, 1987. № 1 - С. 45-53.

18. Коттрел А.Х. Дислокации и пластическое течение в кристаллах / А. X. Коттрел. М.: Металлургиздат, 1958. — 267 с.

19. МакЛин Д. Механические свойства металлов / Д. МакЛин. М.: Металлургия, 1965. -432 с.

20. Владимиров В.И. Дисклинации в кристаллах / В. И. Владимиров, А. Е. Романов. Л.: Наука, 1986.- 196 с.

21. Исследование неоднородности пластической деформации поликристаллического сплава СизАи / И. А. Лапскер,- В. В. Зудилов // Дислокационная и доменная структура и деформационное упрочнение сплавов. Томск: ТГУ, 1984.-С. 105-110.

22. Барретт Ч.С. Структура металлов / Ч. С. Барретт. М.: Металлургиздат, 1948. - 270 с.

23. Владимиров'В. И. Физическая теория пластичности и прочности / В. И. Владимиров. -Л.: Изд-во Ленинградского политехнического института, 1975. 152 с.

24. Формирование дислокационной структуры и механизмы упрочнения чистых ОЦК металлов / В. Л. Инденбом, А. Н. Орлов // Металлофизика. Киев: Наукова думка, - 1971. Вып. - 35. - С. 3-10.

25. Вествуд А., К., М. Хрупкое разрушение в среде жидкого металла / А. Вествуд, К. Прие, М. Камдар. М.: Мир, 1976. - 200 с.

26. Ростокер У. Хрупкость под действием жидких металлов / У. Ростокер, Дж. Мак-Коги, Г. Маркус. М.: Изд-во иностр. лит., 1962. —192 с.

27. Некоторые закономерности формирования структуры металлов при трении / И. И. Гарбар // Трение и износ. 1981. №6. - С. 1076 - 1084.

28. Рыбин В.В. Большие пластические деформации при разрушении материалов / В. В. Рыбин. М.: Металлургия, 1986. - 224 с.

29. Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов / Под редакцией М. А. Мейерса и Л.Е. Мура; перевод с английского Л.М. Берштейна и др. // под общ. ред. Г.Н. Эпштейна-М.: Металлургия, 1984. 512 с.

30. Эпштейн Г. Н. Высокоскоростная деформация и структура металлов / Г. Н. Эпштейн, О. А. Кайбышев. М.: Металлургия, 1971. - 198 с.

31. Высокоскоростное взаимодействие тел / В. М. Фомин и др.; под ред. Фомина В. М. -Новосибирск: СОРАИ, 1999: -600 с.

32. Фомин В.В. Гидроэрозия металлов / В. В. Фомин. М.: Машиностроение, 1977. - 287с. 33 Каннель Г.И. Ударно-волновые явления в конденсированных средах / Г. И. Каннель, С. В. Разоренов, А. В. Уткин. - М.: Янус-К2,1999: - 408 с:

33. Процессы обработки металлов взрывом: Учебное пособие для вузов / А. В: Крупин и др.; под ред Крупина А. В. М.: Металлургия, 1996. - 336 с.

34. Фомин В.М, Высокоскоростное взаимодействие тел / В. М: Фомин, А. И. Гулидов. -Новосибирск: СОРАИ,11999: 600 с.

35. Лоладзе Т. Н: Износ режущего инструмента / Т. Н. Лоладзе. М.: Машгиз, 1958. - 356с.

36. Талантов Н. В: Физические основы процесса резания / Н. В. Талантов: Волгоград: Волгоградская правда, 1984. - С. 3-37.

37. Фельдпггейн Э. И. Обрабатываемость сталей в связи с условием термической обработки ^микроструктурой / Э. ИГ Фельдштейн. М:: Машгиз, 1953. - 256 с.

38. Ящерицын П. И. Основы, резания материалов, и, режущий инструмент / П. И. Ящерицын, М: Л. Еременко, Н. И. Жигало. Минск. «Высшая Школа», 1975. - 528 с.

39. Талантов ( Н. В. Методы фиксации следов контактных процессов на передней поверхности* инструмента / Н. В. Талантов, Н. П. Черемушников, Е. Ф. Уткин //Вопросы оптимального резания-металлов. Изд-во Уфимского авиационного инс-та. 1976, С. 15-18;

40. Кочина Т. Б. Высокоскоростное резание жаропрочных сплавов на никелевой основе инструментами из минералокерамик. // Автореферат на соискание учёной- степени кандидата технических наук. СПб: СПбГТУ, 1992. - 16 с:

41. Петров П.П. Повышение эффективности высокоскоростного резания- пластичных металлов. // Автореферат на соискание учёной, степени кандидата технических наук. -СПб: СПбЕТУ, 1992. -16 с.

42. Трение, износ, смазка (трибология и триботехника) / A.B. Чичинадзе и др.; под общ. ред. A.B. Чичинадзе М.: Машиностроение, 2003. - 576 с.

43. Вульф. А. М. Резание металлов. Изд. 2-е / А. М. Вульф. Л.: Машиностроение (Ленингр. Отд-ние), 1973. 496 с.

44. Шустер Л. Ш. Адгезионное взаимодействие режущего инструмента с обрабатываемым материалом / Л. Ш. Шустер. М.: Машиностроение, 1988. - 256 с.

45. Талантов Н. В. Физические основы процесса резания, изнашивания и разрушения инструмента / Н. В. Талантов. — М.: Машиностроение, 1992. — 240 с.

46. Лоладзе Т. Н: Прочность и,износостойкость режущего инструмента / Т. Н. Лладзе. М.: Машиностроение, 1982. 320 с.

47. Лдам Я: И. Исследование обрабатываемости медных сплавов. В кн.: Чистовая обработка конструкционных материалов / Я. И; Адам. М.: Машгиз, 1951. - С. 157-194.

48. К характеристике контактного взаимодействия стружки с инструментом / М. И. Клушин, М. С. Беккер, М. Б. Гордон // Вопр. теории действия СОТС в процессе обработки металлов резанием. Горький, 1975.-С. 54-66.

49. Насад Т.Г. Высокоскоростная обработка труднообрабатываемых материалов с дополнительными потоками энергии? в зоне резания /Т. Г. Насад, Д А; Игнатьев! -Саратов: СГТУ, 2002. 110 с.

50. Полосаткин Г. Д: Резание металлов со сверхвысокими скоростями/Г. Д: Полосаткин, В; Л; Караваева//Обрабагываемость жаропрочных и титановых сплавов. 1962. С. 95-103.

51. Кабалдин Ю. Г. Сомоорганизующиеся процессы в технологических системах обработки^ резанием. Диагностика, управление. / Ю. Г. Кабалдин, А. М. Шиилев.-Владивосток: Дальнаука, 1998. 295 с.

52. Солоненко В. Г. Резание металлов и режущие инструменты / В. Г. Солоненко, А. А. Рыжкин:-М!: Высшая школа, 2007. 414 с.

53. Большанина М. А. Скрытая энергия: деформации / М. А. Болынанина, В. Е. Панин. -м:: Наука, 1967. С. 193-208. ,

54. Современные технологии в производстве газотурбинных двигателей / А. Г. Братухин и др.; иод ред. А. Г. Братухина, Г. К. Язова, Б. К. Карасева: М.: Машиностроение, 1997. -416 с. '

55. Механизм , изнашивания титановольфрамового твердого сплава / Д. М. Гуревич // Вестник машиностроения. 1980: - №11. - С. 41-43.

56. Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. Т.2 / А. Надаи. М. Мир, 1969. -863с.

57. Синопальников В.А. Надежность режущего инструмента : Учеб. пособие / В. А. Синопальников. М.: Мосстанкин, 1990. - 88 с.

58. Deselaers L. Schnittgeschwindigkeit, aufbauschneidenbildung und schneiden-temperatur beim umfangsfrasen mit harmetall // Zeitschrift fur die Gesamte Technik/ VDI-Z. 1972/ №8/ Р/ 610-615.

59. Старков В. К. Физика и »оптимизация процесса резания материалов / В. К. Старков. -М.: Машиностроение, 2009. 640 с.

60. Основы учения о резании металлов и режущий инструмент / С. А. Рубинштейн, Г. В. Левант, H. М. Орнис, Ю. С. Тарасевич. М.: Машиностроение, 1968, - 392с.

61. Ящерицын П. И. Основы резания материалов и режущий инструмент: Учебник для машиностроит. спец. вузов / П. И. Ящерицын, М. Л. Яременко, Н. И. Жигалко. 2-е изд., доп. и перераб. - М.: Высш. школа, 1981. — 560 с.

62. Кабалдин Ю. Г. Разрушение режущей части твердосплавного инструмента под воздействием адгезионных явлении / Ю. Г. Кабалдин // Станки и инструмент.- 1981 № 2. -С. 35-41.

63. Клупшн М.И. Резание металлов. Элементы теории пластического деформирования срезаемого слоя. Изд. 2-е перераб. и доп. / М. И.- Клушин.- М.: Машгиз, 1958. 456. с.

64. Механизм взаимодействия стружки с передней гранью инструмента / Н. В. Талантов, А. А. Козлов. //Известия высших учебных заведений: Машиностроение. 1976. - № 3. - С. 44-52.

65. О природе износа на участке упругого контакта / Н. В. Талантов, А. А. Козлов, А. И. Кучеренко // Сб.: Технология машиностроения и автоматизация производственных процессов.— Волгоград, 1978-С. 112-121.

66. Богомолов Н; И. Основные процессы при взаимодействии абразива- и металла: Автореферат диссертации на соискание:ученой степени доктора технических наук; Киев^1967.-32 с. ; : '

67. Филимонов: Л. II. Высокоскоростное4 шлифование / Л: Н. Филимонов; Л.:

68. Машиностроение, 1973. 248 е. . .

69. Старков. В.К. Шлифование- высокопористьши: кругами. /. В; К. Старков;- М.: Машиностроение. 2007. 688 с.

70. Справочник технолога машиностроителя< / под ред. А.Г. Косиловой? и Рг К. Мещерякова - М.: Машиностроение, 1972. - Т. 1 - 696 с.

71. Ильин Л А. Титановые сплавы: состав, структура, свойства; / А.А. Ильин, Б. А. Колачев, И1С. Полькин.-М-ВИЛС-МАТИ; 2009; 520 с.

72. Белецкий В.М. Алюминиевые: сплавы (Состав, свойства, технология, применение) Справочник / В. М. Белецкий^ Г. А Кривов. Под общ; ред;. Академика РАН И. Н; Фридляндера; К.: «Коминтех», 2005; - 365 с.

73. Марочник, сталей* и сплавов. 2-е изд. доп. и испр./А. С. Зубченко; М. М. Колосков, Ю;В. Каширский и др. Под общ. ред. А. С. Зубченко. М.: Машиностроение, 2003. - 784 с.

74. Режимы резания труднообрабатьтаемых материалов: Справочник / Я. Л. 1'уревич, М. В. Горохов, В. И. Захаров и др. 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1986.240с.

75. Золоторевский В. С. Механические свойства металлов: Учебник для вузов. 2-е изд. / B.C. Золоторевский.-М.: Металлургия, 1983. 352 с.

76. Салтыков G.A. Стереометрическая металлография: / С. А. Салтыков. М.: Металлургия, 1970. - 375 с.

77. Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. -М.: Наука, 1984. 831 с.

78. Электронная микроскопия вметалловедении: Справочник // Под ред. A.B. Смирновой; -М.: Металлургия, 1985. — 191 с.

79. Хейденрайх X. Основы просвечивающей электронной микроскопии / X. Хейденрайх. -М.: Мир, 1966.-232 с.

80. Хириш П. Электронная микроскопия тонких кристаллов / П. Хириш, А. Хови, Р. Николсон. М.: Мир, 1968. - 200 с.

81. Эндрюс К. Электроннограммы и их интерпретация / К. Эндрюс, Д.: Дайсон, С. Киоун. -М.:Мир, 1971.-256с. . . ."

82. Практические методы в электронной микроскопии / Под ред. О.М. Глоэра. М:: Машиностроение, 1980. —375 с.

83. Утевский Л.М. Дифракционная электронная: микроскопия в металловедении / Л. М. Утевский. М.: Металлургия, 1973. - 583 с.

84. Качественный и количественный .анализ фазового состава титановых сплавов: Методическая рекомендация МР18-36/СМИ-75 / Вайнблат Ю.М. и др. М.: ВИЛС, 1975. -40 с.

85. Методы контроля и исследования легких сплавов. Справочник. / Под ред. Ю.М. Вайнблата. М.: Металлургия, 1985. - 510 с.

86. Новицкий Г1.В. Оценка; погрешностей результатов, измерений / П.В. Новицкий, И.А. Зограф. Л.: Энергоатомиздат, 1985; — 248 с.

87. Комбалов В. С. Методы и средства испытаний на трение и износ конструкционных и смазочных материалов: справочник / B.Ci Комбалов; под. ред. К.В. Фролова, Е.А. Марченко. М.: Машиностроение, 2008. - 296 с.

88. Пат. № 67261 РФ, МПК G01N3/50 Установка для исследования трения скольжения / М.И. Ильин, М.А. Скотникова, Н.А. Крылов, А.А. Панина и др. № 2007112983/22: заявл. 02.04.2007; опубл. 10.10.2007.

89. Пат. № 2009120430 РФ, МПК G01M10/00 Испытательная центробежная установка ИЦУ40 / М.И. Ильин, МА. Скотникова, А.А. Панина, Н.А. Крылов, Г.В. Цветкова, Е.К. Иванов. №2009120430/28; Заявл. 21.05.2009; опубл. 27.11.2010.

90. Пат. № 2009132876 МПК G01M10/10 Испытательная центробежная установка / М.И. Ильин, МА. Скотникова, А.А. Ланина, Н.А. Крылов, Г.В. Цветкова, Е.К. Иванов. № 2009132876; Заявл. 19.08.2009 .

91. Режимы резания металлов. Справочник / под ред. Ю.В. Барановского. М.: Машиностроение,,1972. -408 с.

92. Драгун А.П. Режущий инструмент / А.П. Драгун. JL: Лениздат, 1986. - 200 с.

93. Кооперативные процессы и локализация деформации / В. А. Лихачев и др. Киев: Наук, думка, 1989. - 320 с.

94. Структурно-фазовые превращения в труднообрабатываемых материалах как способ повышения износостойкости инструмента / Е.К. Иванов, М.А. Скотникова, Н.А. Крылов // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Наука и образование. — 2011. №4. с. 41-53.

95. Фрикционные процессы при высокоскоростной лезвийной обработке материалов / М.А. Скотникова, А.В. Соколов, Е.К. Иванов // Сб. трудов «Трибология-машиностроению», ИПМаш РАН, 2010. - С. 175-177.

96. Склерометрия: теория, методика, применение испытаний на твердость царапанием / под. ред. М. М. Хрущева. М., 1968. 219 с.

97. Безыкорнов А.Н. Исследование режущих свойств абразивных материалов при непрерывном и прерывистом микрорезании / А.Н. Безыкорнов, А.А. Адамовский // Синтетические алмазы. 1975. - №5. - С. 8-9.

98. Лавров И: В. Основные результаты изучения связи остроты абразивного зерна с его крупностью // Абразивы. Вып. 11.- 1975. - С. 1-4.

99. Зубарев Ю.М. Теория и практика повышения эффективности шлифования материалов: учебное пособие / Ю.М. Зубарев, А.В. Приемышев. СПб.: Издательство «Лань», 2010.-304 с.

100. Лоладзе Т. Н. Износ алмазов и алмазных кругов / Т. Н. Лоладзе, Г. В. Бокучава. -М.: 1967.-111 с.

101. М. Sevier, H.T.Y. Yang, S. Lee, S. Chandrasekar. Severe Plastic Deformation by•f

102. Machining Characterized by Finite Element Simulation. Metall. Mater. Trans. A, 2006. vol. 34. -pp. 1158-1163.

103. M. Kleiber. Incremental Finite Element Modeling in Non-Linear Solid Mechanics, John Wiley & Sons, New York, NY, 1989. - pp. 379-384.

104. M. Ravi Shankar, B.C. Rao, S. Lee, S. Chandrasekar, A.H. King, W.D. Compton: Acta

105. Mater., 2006. vol. 54. - pp. 3691-3700.

106. P.L.B. Oxley: The Mechanics of Machining: An. Analytical Approach to Assessing Machinability, John,Wiley & Sons, New York, NY,.1989.

107. S. Kobayashi and E.G. Thomsen: J. Eng. Ind., 1960. vol. 81. - pp. 251-62.

108. S. Swaminathan, T.L. Brown, S. Chandrasekar, T.R. McNelley, W.D. Compton. Scripta Mater., 2007, vol. 56, pp. 1047-50.

109. Christian Gauthier, Herve Pelletier, Robert Schirrer. Geometry of the groove left on the surface and of the "self healing" in case of polymer scrating.

110. Улучшение триботехнических свойств пар трения из стали 45 под влиянием геоматериалов / М.А. Скотникова, Н.А. Крылов, Е.К. Иванов // Сб. трудов «Высокие технологии и фундаментальные исследования», СПб. 2010. - С. 257-260.

111. ПОБЕДИТЕЛЬ КОНКУРСА ГРАНТОВ для молодых научно-педагогических работников высших учебных заведени Санкт-Петербурга и академических институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга в 2009 году

112. Иванов Евгений Константинович

113. ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский институт машинрстроения»1. КОМИТЕТАо