автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Технологическое обеспечение качества поверхностного слоя цилиндрических деталей с наружной резьбой

На правах рукописи

11111111III1111111111III

ООЗ164651

АРТЁМОВА Наталья Евгеньевна

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ С НАРУЖНОЙ РЕЗЬБОЙ

Специальность 05.02.08 - Технология машиностроения

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

ПЕНЗА^8

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет».

Научный руководитель - доктор физико-математических наук,

профессор

Кревчик Владимир Дмитриевич.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Воячек Александр Иванович; кандидат технических наук Черников Владислав Сергеевич.

Ведущая организация - ЗАО «Концерн "Наноиндустрия"» (г. Москва).

Защита диссертации состоится 6 марта 2008 г, в 16 часов, на заседании диссертационного совета Д 212.186.03 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» по адресу 440026, г. Пенза, ул Красная, 40.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» Автореферат размещен на сайте www pnzgu.ru

Автореферат разослан « 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор ««т-^- Соколов В. О.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Резьбовые соединения (РС) имеют чрезвычайно широкое применение в различных областях техники и составляют 15-20 % от общего количества соединений в современных машинах. Часто они являются ответственными элементами конструкции, передающими значительные усилия. Стыковые болты самолетов, стяжные болты роторов турбореактивных двигателей, силовые шпильки и шатунные болты поршневых машин, крепления штоков противооткатных устройств - примеры ответственных РС.

Существующие требования на резьбовые соединения регламентируют материал и технологию изготовления деталей, входящих в соединение, нагрузку в статических условиях и не учитывают изменения, происходящие в материале деталей РС в процессе эксплуатации. Вместе с тем под действием интенсивных вибраций, вследствие специфики работы РС, колебания, возбуждаемые в материале деталей, сопровождаются знакопеременными напряжениями, которые могут вызвать движение линейных дефектов кристаллической структуры металла, скопление их вблизи препятствия, представляющего собой комплекс примесей. Этот процесс может привести к образованию микротрещин (МТ) и, как следствие, к снижению качества поверхностного слоя, определяемого геометрическими параметрами (волнистость, шероховатость) и физико-механическими свойствами, зависящими от технологии изготовления деталей РС

Наиболее эффективным методом определения зарождения МТ в деталях РС является метод, основанный на акустической эмиссии (АЭ) В его основу положены зависимости между характеристиками образовавшихся или распространяющихся дефектов и параметрами излучаемых ими волн, позволяющие осуществлять диагностику источников АЭ в режиме реального времени В результате появляется возможность заблаговременно прекратить эксплуатацию и соответственно предотвратить разрушение машин В этой связи необходимо разработать новые структурные и информационные критерии, адекватно связанные с физико-механическими свойствами поверхностного слоя материала, учитывающие динамику его дефектной структуры

Процесс разрушения контактирующих поверхностей резьбовых соединений в большинстве случаев протекает по усталостному меха-

низму, при котором наблюдается постепенное накопление микроповреждений в поверхностных слоях, что приводит к образованию поверхностных МТ, формированию частиц износа и диспергированию поверхностного слоя. Поэтому важной представляется разработка технологии обеспечения качества поверхностного слоя материала на основе взаимосвязи динамики дефектов кристаллической структуры металла и процесса образования МТ

В связи с этим тема диссертационной работы, направленная на технологическое обеспечение качества поверхностного слоя деталей РС, является актуальной.

Цель исследования: обеспечение качества резьбовых деталей путем упрочнения поверхностного слоя мелкодисперсным композиционным составом (МКС).

Объект исследования поверхностный слой цилиндрических деталей с наружной резьбой.

Методы исследования Теоретические исследования проводились на базе основных положений технологии машиностроения, материаловедения, физики твёрдого тела, теории упругости, математической физики. Экспериментальные исследования выполнялись на оборудовании, предназначенном для испытания РС в условиях АЭ МТ.

Научная новизна.

1. Разработана физическая модель динамики развития МТ в поверхностном слое детали РС, которая позволяет установить взаимосвязь эффективной длины МТ с параметрами материала РС.

2. Получена зависимость эффективной длины МТ от параметров вибрационного нагружения, динамики дислокационной структуры материала, диффузионных процессов в зоне повышенной концентрации атомов примесей и от параметров материала, что дает возможность определить условия зарождения МТ.

3. Экспериментально установлена зависимость величины механического напряжения поверхностного слоя материала от числа импульсов АЭ, которая позволяет прогнозировать качество поверхностного слоя материала.

4. Показано, что на этапе формообразования резьбы процесс диффузии атомов частиц металла, диспергированных в МКС, к стокам сопровождается дислокационным упрочнением поверхностного слоя, что приводит к уменьшению дефекта модуля упругости

5. Разработана технология обеспечения качества поверхностного слоя деталей РС с применением МКС в условиях «скин-эффекта».

Практическая ценность,

1 Разработаны основные положения технологического обеспечения упрочнения поверхностного слоя деталей с наружной резьбой

2 Разработаны и внедрены в производство технологические мероприятия по обеспечению дислокационного упрочнения поверхностного слоя в процессе нарезания резьбы с применением МКС и высокочастотного нагрева.

3 Разработана методика и создана экспериментальная установка, позволяющая регистрировать сигналы АЭ, возникающие в образцах малых геометрических форм в режиме одноосной деформации

Реализация полученных результатов. Результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований использовались при выполнении гранта Министерства образования Российской Федерации «Комплексное обеспечение физико-химических свойств контактных поверхностей станочных систем», госбюджетной научно-исследовательской работы по заказу Министерства образования и науки Российской Федерации «Научные основы построения систем комплексного обеспечения показателей качества изделий машиностроения». Результаты работы внедрены в производство на ОАО завод «Пензмаш» и ОАО «Пластик» (г. Сызрань), что позволило повысить конкурентоспособность выпускаемой продукции на 15...20 %.

Основные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

1. Физическая модель динамики развития МТ в поверхностном слое детали РС.

2 Физическая модель дислокационного упрочнения поверхностного слоя материала детали в процессе формообразования резьбы с применением МКС, насыщенной частицами металла.

3. Технологические мероприятия упрочнения поверхностного слоя детали РС с применением МКС и высокочастотного нагрева

4. Методика диагностики и экспериментальная установка, позволяющая регистрировать сигналы АЭ, возникающие в металлических образцах небольших размеров в режиме одноосной деформации.

Апробация работы Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на Международном юбилейном симпозиуме «Актуальные проблемы науки и образования (г. Пенза, ПГУ, 2003 г ), на VIII Международной научно-технической конференции «Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков» (г Пенза, 2003 г ), на IX Международной научно-технической конференции «Современные тенденции развития транспортного машиностроения и материалов» (г. Пенза, 2004 г.), на Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии в машиностроении» (г Пенза, 2004г), на X Международной научно-технической конференции «Современные тенденции развития транспортного машиностроения» (г Пенза, 2005 г ), на Международной научно-технической конференции «Проблемы исследования и проектирования машин» (г. Пенза, 2006 г.), на V Международной научно-технической конференции «Материалы и технологии XXI века» (г. Пенза, 2007 г ), на ежегодных научно-технических конференциях ПГУ (г. Пенза, 2000-2007 гг), на постоянно действующем научном семинаре ПГУ «Комплексное обеспечение показателей качества деталей машиностроения».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ (без соавторов 2 работы), в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы из 118 наименований и приложений, содержит 135 страниц, 22 рисунка и 8 таблиц

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель, обозначены новизна и практическая ценность, изложены основные положения, выносимые на защиту

В первом разделе приведены данные исследований качества поверхностного слоя материала и причин зарождения МТ в очагах концентрации напряжений вследствие скопления дислокаций

Исследованиям этих вопросов посвящены труды многих отечественных и зарубежных авторов. Ребиндера П. А., Лихтмана В. И., Щукина Е. Д., Крагельского И. В., ДобычинаМ. Н., Комбалова В. С., Иосилевича Г. Б , Решетова Д. Н., Якушева А И, Кулемина А. В., Ивановой В С., Коттрелла А, Рида В

В исследованиях Суслова А. Г., Дальского А М., Васильева А С., Берсудского А. Л и ряда других ученых отмечается, что на контурных площадках контакта рабочих поверхностей деталей появляются усталостные очаги разрушения, которые тесно связаны с шероховатостью поверхностей ь напряженным состоянием поверхностных слоев, приводящих к возникновению процесса постепенного накопления микроповреждений с образованием поверхностных МТ из-за скопления дислокаций, увеличения их плотности и действия внешней нагрузки

В исследованиях Ивановой В С использованы подходы синергетики для более глубокого понимания эволюции повреждаемости и разрушения металлов и сплавов. Рассмотрение деформируемого металла как самоорганизующейся системы позволило установить универсальные связи между механическими свойствами сплавов на одной и той же основе. Тем не менее синергетика как общий методологический подход требует дальнейшего теоретического развития применительно к динамике зарождения МТ в поверхностном слое материала, к диагностике АЭ в условиях вибростимулированного движения дефектов, к обеспечению качества поверхностного слоя материала при формообразовании резьбы.

На основании проведённого анализа и в соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:

1 Исследовать влияние развивающихся МТ на качество поверхностного слоя детали с наружной резьбой в условиях АЭ

2. Теоретически установить зависимость между источником зарождения МТ и параметрами излучаемых упругих волн

3 Разработать методику и провести экспериментальные исследования зависимости величины механического напряжения в поверхностном слое материала в режиме одноосной деформации цилиндрических деталей с наружной резьбой от числа импульсов АЭ.

4 Разработать технологические мероприятия по упрочнению поверхностного слоя материала деталей РС в процессе формообразования резьбы

Во втором разделе приведены результаты теоретических исследований механизма АЭ развивающихся МТ в условиях вибрационного нагружения материала - механизм «скрытого подрастания» МТ, в основе которого лежит представление о дислокационной ползучести в поле знакопеременных напряжений. Вибрационно-стимулирован-ное движение дислокаций с последующим их накоплением вблизи комплекса примесей приводит к возникновению клиновидной полости, которая является источником зарождения МТ При этом АЭ имеет место в момент раскрытия полости Показано, что её спектральная плотность зависит от нагружения материала и определяется диффузией атомов из зоны Коттрелла и дислокационной ползучестью В случае вибрационного воздействия знакопеременные напряжения, возникающие в материале, стимулируют процессы диффузии примесей, декорирующих дислокации При этом диффузионное расплыва-ние зон Коттрелла приводит к увеличению эффективной длины дислокационного сегмента с последующим освобождением дислокации от примесной атмосферы При некотором критическом напряжении ад дислокация может покинуть атмосферу с последующим совместным дрейфом в поле знакопеременных деформаций. Вблизи препятствия в виде комплекса примесей часть дислокаций сливается

и образуется клиновидная полость с эффективным размером Ь = п Ь (и - число дислокаций; Ъ - величина вектора Еюргерса дислокации) Эта полость является источником «скрытого зарождения» МТ, ч её эффективный размер £ определяется как

¿=ь4о 4

1 +

-1 Л2 Л о>/Й <*о

(1)

\ У

где е^о =8АЛ^£)0/(2г0) - скорость дислокационной ползучести в отсутствие вибрационного нагружения; 2г0 - диаметр дислокационной трубки с облаком Коттрелла; т2 - характерное время до начала развития МТ:

х2 = т0 ехр{8я е е0 + [яРпЯс '{1Ъ Ч ©/ СтЛ7,°о)]}.

здесь то— период циклического нагружения, а0- напряжение пред-

1 1

варительной затяжки; ео = 4го ¿с0- эффективная длина дислокационного сегмента в отсутствие вибрационного нагружения;

7 9

- длина дислокационной петли; - длина диффузии закрепляющей примеси; Ст - параметр, определяемый из эксперимента для внутреннего трения материала; ЛТ - изменение температуры материала в процессе вибрационного нагружения, со у - частота вибрационного нагружения, г|«1 (Г4 ; - коэффициент внутреннего трения; р < 1 ; ст0 — амплитуда механического напряжения; Е - модуль Юнга, Ыд - плотность дислокаций, - коэффициент диффузии примесей в отсутствие вибрационного воздействия.

Как видно из формулы (1), величина «подрастания» клиновидной полости Ь определяется параметрами дислокации (2г0,/,/с0), диффузионной подвижностью примесной атмосферы (Д),^) > параметрами

вибрационного нагружения ^а^тоу) и параметрами данного материала | Значение величины Ь составляет 0,75 мм при значениях: V = 0,3 (число Пуассона), р = 7800 кг/м3 (плотность материала), С = 8-Ю10Н/м2 (модуль сдвига), 6 = Ю-10м, ст0 =105Н/м2, 2г0 = 0,1 мкм, Ыа = 1012 см-2; / = 1 мкм, Ц, = 3 • 1'О-14 см2/с, /с0 = 0,1 мкм, «у = 88с""1, Т = 400 К

На рис 1 приведена графическая зависимость эффективной длины МТ Ь от частоты юу вибрационного нагружения, рассчитанная по формуле (1), для различных значений плотности дислокаций

Из рисунка видно, что с ростом величины со у эффективная длина

МТ значительно уменьшается, поскольку с уменьшением периода вибрационного нагружения увеличивается число примесных атомов, не успевших покинуть зону Коттрелла. С ростом плотности дислокаций величина Ь растёт за счёт увеличения числа дислокаций, формирующих клиновидную полость (см. кривые 1 и 2 на рис 1)

8 6 Ш

130 СОу.Гц

Рис. 1. Зависимость эффективной длины МТI от частоты вибрационного нагружения для различных значений плотности дислокаций Л'^:

1 -5-Ю12см-2 ; 2-21013см~2

В рамках модели «мгновенно распространяющейся МТ» получена аналитическая формула для оценки ширины главного лепестка А©/(,) диаграммы направленности акустического излучения продольных (/) и поперечных (/) волн:

А0/(г) = 2 агсзт / (тооХ) ^, (2)

где - продольная (поперечная) составляющая скорости звука в данном материале. Значение величины А©/ при ¿ = 0,75 мм =3 МГц (со - частота излучаемой акустической волны) составляет 116°. Для оценки плотности энергии IV излучаемой акустической волны получена следующая приближённая формула:

-1 А4 Г]®Ю а0

1 +---

64т16рс/6

д4 • 8 8

Ь Ек0 х2

271 Р МаЕО0

(3)

Величина при тех же значениях параметров, входящих в (4), как и в случае оценок Ь и Д©^, составляет 72 Дж/м3, а интенсивность излучения примерно равна 0,04 Вт/см2.

Таким образом, спектральная плотность и направленность акустического излучения полностью определяются конкретными механизмами зарождения МТ. Это позволяет разработать диагностические методы исследования дефектной структуры материала.

В третьем разделе приведено описание разработанной экспериментальной установки, позволяющей регистрировать сигналы АЭ, возникающие в металлических образцах цилиндрической формы в режиме одноосной деформации Блок-схема установки приведена на рис. 2. Основным элементом установки является датчик АЭ (ДАЭ).

ДАЭ О оц

1 к

ПА ПУ "» ^ УШ ФЧ ФИ -*- ч

1 г

ПК

Рис 2 Блок-схема акустической установки для регистрации сигналов АЭ

Широкополосный усилитель (УШ) представляет собой усилитель электрических сигналов на полупроводниковых элементах с полосой пропускания частот от 100 Гц до 0,5 МГц и коэффициентом усиления по напряжению к = 105. Полосовой фильтр ФЧ собран по типовой ЬС-схеме Формирователь импульсов ФИ образован детектором, усилителем импульсов с времязадающей йС-цепочкой и триггером Шмидта Блок ФИ преобразует сигналы АЭ сложной формы в прямоугольные импульсы соответствующей длительности В качестве частотомера Ч используется стандартный электронный частотомер типа 43-32. В качестве осциллографа ОЦ используется стандартный электронно-лучевой осциллограф типа С1-86. ПК - персональный компьютер.

Конструктивная схема датчика АЭ приведена на рис 3 ДАЭ образован приемником акустических сигналов (ПАС) и предварительным усилителем электрических колебаний (ПУ), которые собраны в одном цилиндрическом корпусе 4 В качестве ПАС используется

пьезоэлектрический дисковый преобразователь 1 с резонансной частотой 7 МГц, который с помощью тонкой токопроводящей пластинки б прижимается к торцевой поверхности основания цилиндрического звукопровода 2, снабженного поперечным цилиндрическим отверстием 3. Предварительный усилитель 5 (ПУ) представляет собой электронный усилитель электрических сигналов с большим входным сопротивлением (R= 1,0 МОм) и малым уровнем собственных шумов, выход которого подключен к ВЧ-разъему 7 типа СР-50. Исследуемый образец вставляется в цилиндрическое отверстие 3 и фиксируется прижимным винтом 8. Данная конструкция обеспечивав! надежный акустический контакт ДАЭ с исследуемым образцом и экранирование усилителя от внешних электромагнитных полей и механических воздействий, что существенно повышает чувствительность.

Рис. 3. Конструктивная схема датчика АЭ

Проведен анализ величины погрешности акустических измерений. Систематическая относительная погрешность измерения суммарного числа импульсов АЭ составляет 0,001 %, а величина относительной погрешности измерения порогового уровня энергии акустического одиночного импульса составляет не более 12 %.

В четвёртом разделе приведены результаты теоретического исследования механизма дислокационного упрочнения поверхностного слоя материала в процессе формообразования резьбы резанием с применением МКС, насыщенного частицами металла. Физическая сущность рассматриваемого механизма состоит в следующем. На первом этапе в процессе нарезания резьбы возникает достаточно сильный температурный импульс за счёт мгновенной контактной температуры. В результате дислокации освобождаются от закреп-

ляющей примеси (диффузия зон Коттрелла) и дефект модуля упругости увеличивается Характерное время данного процесса определяется шагом резьбы Т и скоростью резания и: г0 =Г/и. Оценка величины tQ для РС Мб. М12 и М20 даёт » 0,02...0,06 с Для оценки величины мгновенной контактной температуры рассматривалась простейшая краевая задача - задача Коши с мгновенным точечным источником тепла. Получена аналитическая формула для усредненной по эффективной длине дислокации I мгновенной контактной температуры < Г(х,/) >£.

<Т{х,г)>1

О) 1 л

ср 4\[% Ь2

1п

4а2/

\

+ 1+1

4 <А

+ 1-1

(4)

'у

где бо -РИ/Т - мощность источника ( Р - сила резания; к — глубина впадины); Л - общая длина дислокаций в материале; Ь — средняя длина дислокационной петли; с - удельная теплоёмкость материала, р - плотность материала. Величина <Г(х,/)>^ при следующих значениях входящих в (4) параметров Ь- 60 мкм, с = 460Дж/(кг• К), р = 7800кг/м3, 0О «12-Ю3 Дж/м2, Г0«2-10~2с, составляет <Г(х,г)>£ да 929 К. Дефект модуля упругости ДЕ/Е$

связан с процессом диффузионного расплывания зон Коттрелла в поле мгновенной контактной температуры и определяется следующей формулой

ГАЕЛ

ГАЕЛ

ят

Е0 )о 4г0

(5)

где(ЛЕ/Е0){ - мгновенное значение дефекта модуля упругости;

(АЕ/Ео)^ - мгновенное значение дефекта модуля упругости в на*

чальный момент времени; г0 - радиус облака Коттрелла, х определяется как

т =

1 +

а

( 2 л

(6)

где Иц - предэкспоненциальный множитель в коэффициенте диффузии, А0 =Оо А/^ср2-7?гХ2|,//(г) - интегральный логарифм; Q -

энергия активации диффузии.

Величина £[ = (А£7£0), /(А£/Е0)0 при следующих значениях

—7 1

параметров, входящих в (6)' 2т"0 =0,1 мкм, £>0«Ю м/с, £?«1,ЗэВ,

—П 9 —6 9

¿0 «10 с, а »12-10 м /с, составила « 2,1, т е дефект модуля упругости может увеличиться примерно в два раза. Накопление дислокаций вблизи примесных включений является одной из возможных причин образования МТ При этом эффект роста дефекта модуля упругости определяется типом декорирующей дислокацию примеси и геометрией облака Коттрелла. На втором этапе рассматриваемого механизма происходит диффузия атомов металлических частиц, диспергированных в МКС, к дислокациям Показано, что кинетика возврата в этом случае описывается соотношением вида

£2 =

'дЕЛ

К Ео л

'аел

1+

М(/0>;

(7)

где М - число точек закрепления дислокационной линии по истечении времени /0 > х) - концентрация атомов металлических частиц в относительных единицах

л/лДЛ'о) * с(а,х) = ~- Ф

<1

А>('о)'о

4т

М*о)'о

+ 1

//

(8)

здесь Ф(г) - интеграл вероятности; с1 - среднее расстояние до стоков; Вт - коэффициент диффузии атомов металлических частиц, т имеет следующий вид

а2 к

а г0

где <2т - энергия активации диффузии атомов металлических частиц; Л и а — полярные координаты в плоскости, перпендикулярной дислокационной линии, а2 - коэффициент температуропроводности; к - постоянная Больцмана; <Ж >д а - усредненная по всем значениям Л и а энергия взаимодействия атомов металлических частиц с дислокацией

< г >*. - ^ О * V3 -[-ЙН)]1(1 - е-2'), (10)

31 — V Г0 >

здесь ес - доля объёма кристалла, занимаемая цилиндрическими областями дислокационных линий (ес <0,7); е - основание натурального логарифма Значение величины е2 при О)»1 эВ, < Ж >» 0,3 эВ,

—1 —4 1

¿0 = 2-10 с, Бт ~ 10 м /с составляет 82« 0,3. Таким образом, расчеты показывают, что с применением МКС поверхностный слой получает дислокационное упрочнение, блокирующее процесс образования МТ При этом процесс упрочнения существенно зависит от величины мгновенной контактной температуры поверхностного слоя резьбовой части

В этом же разделе дано описание разработанной технологии упрочнения поверхностного слоя цилиндрической резьбы с применением МКС в условиях ВЧ-нагрева («скин-эффект»)

Разработанная технология состоит из следующих основных этапов

1 Подготовительная обработка поверхности заготовки

2 Нанесение мелкодисперсного композиционного состава на поверхность заготовки под нарезание резьбы.

3. ВЧ-нагрев поверхности под нарезание резьбы с нанесенным МКС.

4. Предварительное нарезание резьбы

5 Нанесение МКС на резьбовую поверхность стержня

6 ВЧ-нагрев резьбовой поверхности с нанесенным МКС

7 Чистовое нарезание резьбы

Используемая в данной технологии МКС представляет собой композиционный состав «ТпЬоП ЬТТ» (разработка ЗАО «Концерн "Наноиндустрия"»).

Частота ВЧ-электромагнитного поля и время воздействия определяются исходя из требуемой температуры (500 .600 °С) и глубины прогрева поверхностного слоя (10. 100 мкм) резьбового участка заготовки. Частота ВЧ-поля составляет 30 МГц, а время ВЧ-нагрева -5... 10 с, которое зависит от мощности ВЧ-генератора и геометрических размеров резьбового участка заготовки В качестве ВЧ-генератора используется стандартный генератор синусоидальных электрических колебаний. Выходная мощность ВЧ-усилителя составляет 100 Вт.

По предлагаемой технологии была изготовлена партия образцов (2-ПТ), которая сравнивалась с контрольной партией образцов (1-ТТ), изготовленных с использованием традиционной технологии Сравнение проводилось по результатам исследования АЭ, полученной в режиме одноосной деформации. Результаты сравнительных экспериментальных исследований зависимости скорости счета импульсов N суммарной АЭ (т. е. суммарная АЭ, приведенная к интервалу изменения механического напряжения, в котором наблюдалась генерация импульсов АЭ) от величины продольного механического напряжения для различных образцов приведены на рис А,а,б.

Из рис 4 видно, что искомая зависимость для образцов обоих -партий носит нелинейный характер, имеющий вид асимметричного контура с явно выраженным максимумом. Положение этого максимума соответствует граничной области упругих деформаций. Для образцов (1-ТТ, см. рис 4,а) скорость счета N суммарной АЭ как в области упругой, так и в области пластической деформации характеризуется интенсивной генерацией сигналов АЭ, свидетельствующей о выходе дислокаций и МТ на поверхность исследуемого образца

Можно видеть (см. рис 4,6), что для образцов второй партии Сх.о-рость счета N суммарной АЭ на самых интенсивных участках почти в два раза ниже, чем для образцов первой партии. Таким образом, следует, что в образцах, изготовленных по предлагаемой технологии, число дислокаций и МТ (которое пропорционально числу импульсов АЭ,

ЛГ. и мп 1100 ■

300 200

И

О, МПа

N. имп 1100

500 400

1м

I I I I [щ

Рис. 4. Зависимость скорости счета N суммарной АЭ от механического напряжения: а - образец 1 -ТТ; б - образец 2-МКС

выходящих через подповерхностный слой образца на поверхность резьбовой части стержня) в два раза меньше, чем на поверхности резьбового соединения образцов (1-ТТ), изготовленных по традиционной технологии Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что применение предлагаемых технологических мероприятий приводит к упрочнению поверхности металла РС посредством блокирования выхода МТ на поверхность детали.

Общие выводы и результаты

1. Впервые разработана модель динамики развития МТ в поверхностном слое детали РС Физическую основу модели составляет процесс распространения волн, основанный на принципе Гюйгенса для твердых упругих сред, с учётом дислокационной ползучести. Показано, что акустическое излучение определяется дислокационной структурой материала при вибрационном нагружении и может быть использовано для диагностики усталостного разрушения материала на этапе образования МТ.

2 Разработан метод регистрации и обработки сигналов АЭ при деформации металлических образцов цилиндрической и плоской формы Создана оригинальная установка, позволяющая регистрировать сигналы АЭ, возникающие в РС в режиме одноосной деформации

3 Показано, что зависимость величины механического напряжения в поверхностном слое детали от числа импульсов АЭ при одноосном нагружении носит нелинейный характер, имеющий вид асимметричного контура с явно выраженным максимумом.

4. Для технологического процесса формообразования резьб предложен и теоретически исследован механизм дислокационного упрочнения поверхностного слоя металла МКС Определено влияние мгновенной контактной температуры (900 °К) на изменение дефекта модуля упругости на этапе нарезания резьбы. Показано, что процесс диффузии атомов частиц металла, диспергированных в МКС, к зонам Коттрелла сопровождается уменьшением (до 10 раз) дефекта модуля упругости, т е упрочнением, связанным с блокированием дислокационной структуры

5 Экспериментально получено соотношение между длинами развивающихся МТ в конструкционных сталях, обработанных по тради-

ционной и по предлагаемой технологии, и числом импульсов АЭ, регистрируемых в процессе одноосной деформации. Найдено, что отношение соответствующих длин МТ сравниваемых образцов на наиболее интенсивных участках излучения АЭ примерно составляет 1,41

6. Разработаны технологические мероприятия по упрочнению поверхностного слоя цилиндрических деталей с наружной резьбой, основанные на закреплении дислокаций на поверхности методом имплантации атомов металлов МКС при воздействии ВЧ-нагрева («скин-эффект»)

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Артёмова, Н Е Модель вибростимулированной акустической эмиссии микротрещин дислокационной природы / В. Д Кревчик, Н. Е Артемова // Новые промышленные технологии - 2005 - № 2. -С 58-61.

2 Артёмова, Н Е Обеспечение качества поверхностного слоя деталей резьбовых соединений / Н. Е Артёмова // Известия Вузов Поволжский регион - 2007. - № 4 - С 3-8

Публикации в других изданиях

3 Артёмова, Н. Е Исследование процесса ослабления затяжки резьбовых соединений на основе модели дислокационного трения в металлах / СВ. Суменков, Н Е. Артемова, Н. И Волчихина // Актуальные проблемы науки и образования тр. Междунар. юбил симп Т. 2 - Пенза : ПДЗ, 2003. - С. 62-64.

4. Артёмова, Н Е Технологическое обеспечение стабильности затяжки резьбовых соединений / С В Сумёнков, Н. Е Артёмова // Сборник статей по материалам VIII Международной научно-технической конференции «Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков» - Пенза : ПДЗ, 2003 - С 54-56

5. Артемова, Н Е Методика исследования ослабления затяжки резьбовых соединений с использованием датчика с упругим элементом /СВ. Сумёнков, Н. Е. Артёмова, А А. Шошин // Сборник статей по материалам IX Международной научно-технической конференции «Современные тенденции развития транспортного машиностроения и материалов». - Пенза : ПДЗ, 2004. - С 210-215.

6. Артёмова, Н Е. Фреттинг-усталость и акустическая эмиссия микротрещин в условиях вибрационного нагружения материалов / В Д Кревчик, Н. Е. Артёмова, П П Науфок // Сборник статей Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии в машиностроении». - Пенза. ПДЗ, 2004 - С. 221-224

7. Артёмова, Н Е. Магнито-оптические свойства гранулированных наноструктур и перспективы их применения в машиностроении / В Д Кревчик, А. А. Марко, Н. Е Артёмова, П. П. Науфок // Сборник статей Международной научно-технической конференции «Современные тенденции развития транспортного машиностроения». - Пенза . ПДЗ, 2005.-С. 66-71.

8. Артёмова, Н. Е К вопросу обеспечения качества резьбовых соединений автотракторной техники // Сборник статей Международной научно-технической конференции «Проблемы исследования и проектирования машин» - Пенза : ПДЗ, 2006. - С. 120-123

9 Артёмова, Н. Е. Исследование движений дислокаций, образование и развитие трещин в металлических образцах методами акустической эмиссии / А. В. Рудин, Н Е Артёмова, В. Д Кревчик, П. П. Пер-шенков // Сборник статей V Международной научно-технической конференции «Материалы и технологии XXI века» - Пенза • ПДЗ, 2007.-С. 185-189.

10. Артёмова, Н. Е Акустическая эмиссия при деформации и разрушении металлов / А. В. Рудин, Н. Е. Артёмова // Нива Поволжья. - ■ Пенза, 2007. - № 2 - С. 31-34.

Артемова Наталья Евгеньевна

Технологическое обеспечение качества поверхностного слоя цилиндрических деталей с наружной резьбой

Специальность 05 02 08 - Технология машиностроения

Редактор Т В Веденеева Технический редактор Н А Вьялкова

Корректор С Н Сухова Компьютерная верстка С П Черновой

ИД № 06494 от 26 12 01 Сдано в производство 04 02 08 Формат 60x84' /16 Бумага писчая Печать офсетная Уел печ л 1,16 Заказ № 56 Тираж 100

Издательство Пензенского государственного университета 440026, Пенза, Красная, 40

ВВЕДЕНИЕ.

РАЗДЕЛ 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 .Формирование качества поверхностного слоя деталей машин.

1.2. Дефекты кристаллической структуры металла, возникающие в поверхностных слоях деталей машин.

1.3. Неразрушающие методы исследования дефектной структуры материала.

1.4. Выводы.

РАЗДЕЛ 2. АКУСТИЧЕСКАЯ ЭМИССИЯ МИКРОТРЕЩИН, РАЗВИВАЮЩАЯСЯ В УСЛОВИЯХ ВИБРАЦИОННОГО НАГРУЖЕНИЯ

МАТЕРИАЛА ДЕТАЛИ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ.

2.1 .Динамика дислокационных сегментов в поле знакопеременных напряжений.

2.2. Дислокационный механизм развития микротрещин в условиях вибрационного нагружения материала.

2.3. Расчёт поля акустической эмиссии микротрещин в металле.

2.4. Выводы.

РАЗДЕЛ 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РАЗВИТИЯ МИКРОТРЕЩИН.

3.1. Обзор экспериментальных методов акустико-эмиссионной диагностики микротрещин.

3.2. Описание установки, регистрирующей сигналы акустической эмиссии.

3.3. Методика проведения экспериментальных исследований АЭ развивающихся микротрещин и выбор объектов исследования.

3.4. Результаты экспериментальных исследований.

3.5. Выводы.

РАЗДЕЛ 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ НАРУЖНОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ. .90 4.1. Теоретические обоснования технологии упрочнения поверхностного слоя деталей с резьбой.

4.2. Технология дислокационного упрочнения поверхностного слоя цилиндрических деталей с наружной резьбой.

4.3. Проведение сравнительных экспериментальных исследований и анализ полученных результатов.

4.4. Выводы.

Общая характеристика работы. Анализ эксплуатации деталей машин показывает, что они выходят из строя по причинам, связанным с функционированием и несовершенством их поверхностных слоев [1,2,3]. Это относится и к широкоприменяемым в различных областях техники резьбовым соединениям (РС), которые составляют ^ 15-20% от общего количества соединений в конструкциях современных машин [4].

Существующие требования к резьбовым соединениям регламентируют материал, технологию изготовления и нагрузку в статических условиях и не учитывают изменения, происходящие в материале деталей РС при эксплуатации. Вместе с тем, в процессе воздействия интенсивных вибрационных нагрузок, вследствие специфики работы РС, колебания, возбуждаемые в материале деталей РС, сопровождаются знакопеременными напряжениями, которые могут вызвать движение линейных дефектов кристаллической структуры, и скопление их у препятствия в виде комплекса примесей. Это может привести к образованию микротрещин (МТ) в поверхностном слое и в последующем разрушению материала. Процесс разрушения контактирующих поверхностей в большинстве случаев протекает по усталостному механизму, вызванному упругими, упругопластическими и пластическими деформациями, которые сопровождаются процессами генерирования, аннигиляции дефектов, накопления сдвиговой энергии, образования и разрушения адгезионных связей и др. [5].

В процессе формообразования резьбы и при эксплуатационном многоцикловом нагружении происходит непрерывное накопление пластических деформаций, что приводит к исчерпанию запаса пластичности металла в поверхностном слое и возникновению несплошностей в виде трещин.

Усталостное разрушение резьбовых соединений, часто встречающееся на практике, - результат действия многоцикловых переменных нагрузок. Амплитуда переменной нагрузки, приводящей к разрушению, оказывается в 10-20 раз меньшей, чем величина нагрузки при статическом разрушении. В результате исследования разрушенных болтов и шпилек установлена характерная черта усталостной поломки - почти полное отсутствие деформаций в зоне разрушения, даже болтов из высокопластичных (при статическом разрушении) сталей [6]. В начале разрушения трещины обычно настолько малы, что их трудно обнаружить. При достижении трещиной макроскопических размеров наблюдается её интенсивный рост, приводящий к полному разрушению резьбового соединения за малый промежуток времени.

Известно, что процесс образования микротрещин в твёрдом теле сопровождается акустической эмиссией (АЭ) [54]. Значение АЭ весьма велико для фундаментальных исследований, поскольку её спектр может дать ценную информацию о динамике дислокаций и микротрещин, а также кинетике разрушения материалов [8]. В этой связи необходимо разработать новые структурные и информационные критерии, адекватно связанные с физико-механическими свойствами поверхностного слоя материала, учитывающие динамику его дефектной структуры.

Как уже отмечалось, процесс разрушения контактирующих поверхностей резьбовых соединений в большинстве случаев протекает по усталостному механизму, при> котором наблюдается постепенное накопление микроповреждений в поверхностных слоях, что приводит к образованию поверхностных МТ, формированию частиц износа и диспергированию поверхностного слоя. Поэтому важным представляется разработка технологии обеспечения качества поверхностного слоя материала на основе взаимосвязи динамики дефектов кристаллической- структуры металла и процесса образования МТ.

В связи с этим, тема диссертационной работы, направленная на технологическое обеспечение качества поверхностного слоя деталей РС является актуальной.

Целью диссертационной работы является обеспечение качества резьбовых деталей путём упрочнения поверхностного слоя мелкодисперсным композиционным составом (МКС) в условиях «скин-эффекта».

В качестве объекта исследования принят поверхностный слой цилиндрических деталей с наружной резьбой.

Методы исследований. Результаты работы получены на основе теоретических и экспериментальных исследований с использованием компьютерных технологий. Теоретические исследования проводились на базе основных положений технологии машиностроения, материаловедения, физики твёрдого тела, теории упругости, математической физики. Экспериментальные исследования выполнялись на оборудовании, предназначенном для исследования РС в условиях АЭ МТ.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана физическая модель динамики развития МТ в поверхностном слое детали РС, которая позволяет установить взаимосвязь эффективной длины МТ с параметрами материала РС.

2. Получена зависимость эффективной длины МТ от величины механического напряжения, динамики дислокационной структуры материала, диффузионных процессов в зоне повышенной концентрации атомов примесей и от параметров материала, что дает возможность определить условия зарождения МТ.

3. Экспериментально установлена зависимость величины механического напряжения поверхностного слоя материала от числа импульсов АЭ, которая позволяет прогнозировать качество поверхностного слоя материала.

4. Показано, что на этапе формообразования резьбы процесс диффузии атомов частиц металла, диспергированных в МКС, к стокам сопровождается дислокационным упрочнением поверхностного слоя, что приводит к уменьшению дефекта модуля упругости.

5. Разработана технология обеспечения качества поверхностного слоя деталей РС с применением МКС в условиях «скин-эффекта».

Практическую ценность составляют следующие результаты:

1. Разработаны основные положения технологического обеспечения упрочнения поверхностного слоя деталей с наружной резьбой.

2. Разработаны и внедрены в производство технологические мероприятия по обеспечению дислокационного упрочнения поверхностного слоя в процессе нарезания резьбы с применением МКС и высокочастотного нагрева.

3. Разработана методика и создана экспериментальная установка, позволяющая регистрировать сигналы АЭ, возникающие в образцах малых геометрических форм в режиме одноосной деформации.

На защиту выносятся:

1. Физическая модель динамики развития МТ в поверхностном слое детали

РС.

2. Физическая модель дислокационного упрочнения поверхностного слоя материала детали в процессе формообразования резьбы с применением МКС, насыщенной частицами металла.

3. Технологические мероприятия упрочнения поверхностного слоя* детали РС с применением МКС и высокочастотного нагрева.

4. Методика диагностики и экспериментальная установка, позволяющая регистрировать сигналы АЭ, возникающие в металлических образцах небольших размеров в режиме одноосной деформации.

Результаты проведённых теоретических и. экспериментальных, исследований использовались при выполнении гранта Министерства образования Российской Федерации «Комплексное обеспечение физико-химических свойств контактных поверхностей станочных систем», госбюджетной научно-исследовательской работы по заказу Министерства образования и науки Российской Федерации «Научные основы построения систем комплексного обеспечения показателей г качества- изделий машиностроения». Результаты работы внедрены в производство на ОАО завод

Пензмаш» и на ОАО «Пластик» г. Сызрань, что позволило повысить конкурентоспособность выпускаемой продукции на 15 — 20 %.

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на: международном юбилейном симпозиуме «Актуальные проблемы науки и образования. (Пенза, ПГУ 2003 г.), на VIII международной научно-технической конференции «Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков» (г. Пенза, 2003 г.), на IX международной научно-технической конференции «Современные тенденции развития транспортного машиностроения и материалов» (г. Пенза 2004 г.), на всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии в машиностроении» (г. Пенза 2004 г.), на X международной научно-технической конференции «Современные тенденции развития транспортного машиностроения» (г. Пенза 2005 г.), на международной НТК «Проблемы исследования и проектирования машин» (Пенза, 2006 г.), на V международной НТК «Материалы и технологии XXI века» (г. Пенза, 2007 г.), ежегодных научно-технических конференциях ПГУ (г. Пенза 2000-2007 г.), на постоянно действующем научном семинаре ПГУ «Комплексное обеспечение показателей качества деталей машиностроения».

Автор выражает глубокую благодарность кандидату физико-математических наук, доценту Рудину Александру Васильевичу за помощь, оказанную при создании опытной установки и проведении экспериментальных исследований.

Диссертация состоит из введения, четырёх разделов, общих выводов и рекомендаций, списка литературы из 118 наименований и приложений, содержит 135 страниц, 22 рисунка и 8 таблиц.

4.4. Выводы.

1. Разработаны технологические мероприятия по упрочнению поверхностного слоя цилиндрических деталей с наружной резьбой, основанные на закреплении дислокаций на поверхности методом имплантации атомов металла МКС при воздействии ВЧ-нагрева («скин-эффекта»).

2. Экспериментально получено соотношение длин развивающихся МТ в конструкционных сталях, обработанных по традиционной и по предлагаемой технологии с числом N импульсов АЭ, регистрируемых в процессе одноосной деформации.

3. Найдено, что отношение соответствующих длин МТ сравниваемых образцов на наиболее интенсивных участках излучения АЭ примерно составляет 1,47.

123

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Впервые разработана модель динамики развития МТ в поверхностном слое детали РС. Физическую основу модели составляет процесс распространения волн, основанный на принципе Гюйгенса для твёрдых упругих сред, с учётом дислокационной ползучести. Показано, что акустическое излучение определяется дислокационной структурой материала при вибрационном нагружении и может быть использовано для диагностики усталостного разрушения материала на этапе образования МТ.

2. Разработан метод регистрации и обработки сигналов АЭ при деформации* металлических образцов цилиндрической и плоской формы. Создана оригинальная установка, позволяющая регистрировать сигналы АЭ, возникающие в РС в режиме одноосной деформации.

3. Показано, что зависимость величины* механического напряжения в поверхностном слое детали от числа* импульсов АЭ при одноосном нагружении носит нелинейный характер, имеющий вид асимметричного контура с явно выраженным максимумом.

4. Для технологического процесса формообразования резьб предложен и теоретически исследован механизм дислокационного упрочнения поверхностного слоя металла МКС. Определено влияние мгновенной контактной температуры (900К) на изменение дефекта модуля упругости на этапе нарезания, резьбы. Показано, что процесс диффузии атомов частиц металла, диспергированных в МКС, к зонам Коттрелла сопровождается уменьшением (до 10 раз) дефекта модуля упругости, т.е. упрочнением, связанным с блокированием дислокационной структуры.

5. Экспериментально получено соотношение между длинами развивающихся МТ в конструкционных сталях, обработанных по традиционной и по предлагаемой технологии, и числом импульсов АЭ, регистрируемых в процессе одноосной деформации. Найдено, что отношение соответствующих длин МТ сравниваемых образцов на наиболее интенсивных участках излучения АЭ примерно составляет 1,41.

6. Разработаны технологические мероприятия по упрочнению поверхностного слоя цилиндрических деталей с наружной резьбой, основанные на закреплении дислокаций на поверхности методом имплантации атомов металлов МКС при воздействии ВЧ-нагрева («скин-эффекта»).

1. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей машин. М.: Машиностроение, 1987. 118 с.

2. Суслов А.Г., Сухарев С.О., Петрешин Д.И Обеспечение качества поверхностного слоя деталей при эксплуатации // Справочник. Инженерный журнал. 1999. - № 5. - С. 19-23.

3. Мусохранов М.В. Поверхностная энергия как показатель качества поверхностного слоя. // Справочник. Инженерный журнал. 2005. - № 12. -С. 62-64.

4. Гельфанд М.П., Ципенюк Я.И., Кузнецов O.K. Сборка резьбовых соединений. М.: Машиностроение, 1978. 109 с.

5. Берсудский A.JI. Влияние напряжённо-деформированного состояния поверхностного слоя на износостойкость поверхностей деталей. // Проблемы^ машиностроения и надёжности машин. 2006. - № 6. - С. 52-59.

6. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые соединения. М.: Машиностроение, 1973. 256 с.

7. Красильников В.А., Крылов A.B. Введение в физическую акустику. М.: Наука, 1984.-400 с.

8. Бурцев В.М., Васильев A.C., Дальский A.M. и др. Технология машиностроения. Т.1 Основы технологии машиностроения. Учебник для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана. 2001 561 с.

9. Суслов А.Г., Дальский A.M. Научные основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение. 2002. 684с.

10. Сумёнков C.B., Артёмова Н.Е. Технологическое обеспечение стабильности затяжки резьбовых соединений. // Сборник статей по материалам

11. VIII международной научно-технической конференции «Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков» Пенза. - 2003. -С. 54-56.

12. Якушев А.И. Влияние технологии изготовленйя и основных параметров резьбы на прочность резьбовых соединений. М.: Оборонгиз, 1956. 191 с.

13. Решетов Д.Н. Детали машин. М.: Машиностроение, 1975. 655 с.

14. Вишняков Я.Д., Пискарёв В.Д. Управление остаточными напряжениями в металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1989. 251 с.

15. Литвинов И.П., Павлик Б.Б., Сидоров С.А. Зависимость интенсивности изнашивания стали от остаточных напряжений и параметров структуры. // Трибологические проблемы в машиностроении. Рига: РТУ, 1991. С. 11-16.

16. Рабакова Л.М., Куксёнова Л.И. Структура и износостойкость металла. М.: Машиностроение, 1982. 212 с. v

17. Крагельский И.В., Добычин М.Н, Комбалов B.C. Основы расчёта на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. 526 с.

18. Иосилевич Г.Б., Мавлютов P.P., Рокитянская И.В. Исследование напряженного состояния и концентрации напряжений в резьбовых соединениях. Вестник машиностроения, 1974, № 11. - С. 21-23.

19. Якухин В.Г. Оптимальная технология изготовления резьб. М.: Машиностроение, 1985. — 184 с.

20. Прокофьев А.Н: Технологическое обеспечение прочности и износостойкости резьбовых соединений. // Справочник. Инженерный журнал. -2006. №4-С. 21-23.

21. Иванов B.C. Синергетика. Прочность и разрушение металлургических материалов. М.: Наука, 1992. 160 с.

22. Павлов П.В., Хохлов А.Ф. Физика твердого тела: Учеб. для студентов физической спец. Изд. 2, Нижний Новгород: НГУ, 1993.-490 с.

23. Лившиц Б.Г., Крапошин B.C., Линецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов. Изд. 2, под ред. Проф. Б.Г. Лившица. М.: Металлургия, 1980, 320 с.

24. Гуляев А.П. Металловедение. Изд. 5. М.: Металлургия, 1978, 645 с.

25. Васильев Д.М. Физическая кристаллография / Д.М. Васильев. М.: Металлургия, 1972. - 280 с.

26. Ашкрофт Н. Физика твердого тела: В 2т. / Н Ашкрофт, Н. Мерлин. М.: Мир, 1979, Т.1. - 399 е.; Т.2. - 422 с.

27. Гуртов В.А., Осауленко Р.Н. Физика твердого тела для инженеров: Учеб. пособие. М.: Техносфера, 2007. 520 с.

28. Горелик С.С. Материаловедение полупроводников и диэлектриков: Учебник для вузов / С.С. Горелик, М.Я. Дашевский. М.: МИСИС, 2003. -480 с.

29. Китель Ч. Введение в физику твердого тела / Ч. Китель. — М.: Наука, 1978.-792 с.

30. Евстратова H.H., Компанеец В.Т., Сухарникова В.А. Материаловедение. Ростов н/Д: Феникс, 2006. - 268 с.

31. Методы неразрушающих испытаний // Под ред. Р. Шарпа. М.: Мир, 1972. - 472 с.

32. Алешин Н.П., Щербинский В.Г. Контроль качества сварочных работ. М., 1986.

33. Алешин Н.П., Лупачев В.Г. Ультразвуковая дефектоскопия, Минск, 1987.

34. Волченко В.Н. Контроль качества сварных конструкций. М., 1986.

35. Выборнов Б.И. Ультразвуковая дефектоскопия. М'., 1985.

36. Алешин Н.П., Щербинский В.Г. Радиационная, ультразвуковая и магнитная дефектоскопия металлоизделий. -М.: Высшая школа, 1991.-271 с.

37. Денисов Л.С. Повышение качества сварки в строительстве. М., 1982.

38. Гурвич А.К., Кузьмина Л.И. Справочные диаграммы направленности искателей ультразвуковых дефектоскопов. Киев, 1980.

39. Ермолов И.П., Останин Ю.Я. Методы и средствк неразрушающего контроля. М., 1988.

40. Метод дефектоскопии сварных соединений / Под ред. В.Г. Щербинского. М., 1987.

41. Румянцев C.B., Штань А.С, Гольцев В.А. Справрчник по радиационным методам неразрушающего контроля. М., 1982.

42. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий / Под ред. В.В. Клюева. М., 1986.

43. Серьезнов А.Н., Степанова JI.H. и др. Акустико-эмиссионная диагностика конструкций // Под ред. д.т.н., проф. JI.H>. Степановой М.: Радио и связь, 2000. -'280 с. ISBN 5-256-01531-1.

44. Куксенко B.C., Станчиц С.А., Томилин Н.Г. Оценка размеров растущих трещин и областей разгрузки по параметрам акустических сигналов // Механика композитных материалов. 1983.№3.C.536 543.

45. Болотин Ю.И., Маслов JI.A'., Полунин В.И. Установление корреляций между размером трещины и амплитудой импульсов акустической эмиссии // Дефектоскопия. 1975.№4.С.119 122.

46. Юдин • А.Ф., Иванов В.И. Акустическая эмиссия пластической деформации металлов (обзор) // Проблемы прочности.-1985. №6.-С. 92-107.

47. Иванов В.И. Методы и аппаратура контроля с использованием акустической эмиссии. М.: Машиностроение, 1980.48 с.

48. Юдин А.Ф., Иванов В.И. К теории акустической эмиссии при' пластической деформации металлов: // 1-я Всесоюзная конференция. Ч. I -Ростов-на-Дону. - 1989. - С. 138-143.

49. Дробот Ю.Е., Лазарев A.M. Неразрушающий контроль усталостных трещин акустико-эмиссионным методом. М.: Изд.-во стандартов, 1987.-127 с.

50. Панасюк В.В., Сергиенко О.Н., Микитишин С.И. Акустическая эмиссия при разрушении материалов // Физико-химическая механика материалов. -1983.-№6.-С. 50-53.

51. Нефедьев Е.Ю., Волков В.А., Кудряшов C.B. и др. Связь размеров микротрещин с параметрами акустической эмиссии и структурой деформационной роторной стали // Дефектоскопия. 1986.№З.С.41 45.

52. Панасюк В.В., Андрейкив А.Е., Ковчик' С.Е. Методы оценки трещиностойкости конструкционных материалов. Киев: Наук, думка, 1977. -280 с.

53. Андрейкив А.Е., Лысак Н.В. Методы акустической эмиссии в исследовании процессов разрушения. Киев: Наукова думка, 1989.- 175 с.

54. Крылов В.В. Об излучении звука развивающимися трещинами // Акустический журнал. 1983 . T. XXXIX. № 6. С. 790 798.

55. Тутнов A.A., Тутнов И.А., ЧуваринА.Н. Диагностика разрушения материалов на основе анализа формы сигналов акустической эмиссии // 1-яI

56. Всесоюзная конференция. — Ч. I Ростов-на-Дону. — 1989. - С. 59-63.

57. Акустическая эмиссиями ее применение для неразрушающего контроля в атомной энергетике / Под ред. К.Б. Вакара. М.: Атомиздат,1980. 216с.

58. Брагинский А.П., Евсеев Д.Г., Зданьськи А.К. и др. Распознавание дефектов по спектральным характеристикам акустической эмиссии // Дефектоскопия. 1984.№1.С.47 54.

59. Маталин A.A. Технология машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов по специальности «Технология машиностроения» -JI.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1985. — 496 с.

60. Манохин А. И., Маслов Л.И., Белов A.B. и др. Энергетически анализ природы сигналов акустической эмиссии. // 1-я Всесоюзная конференция. Ч. I - Ростов-на-Дону. - 1989. - С. 154-161.

61. Денель А.К. Дефектоскопия металлов. М., 1972.

62. Дьяков И.Ф., Садриев P.M. Критерий долговечности деталей машин в условиях циклического нагружения. // Известия вузов. Машиностроение. -2007.-№6.-с. 19-28.

63. Бутягин П.Ю., Стрелецкий А.Н. Кинетика и энергетический баланс в механохимических превращениях. // Физика твердого тела. — 2005. — Т.47. -№5. с. 132-142.

64. Granato A., Lücke К. Ультрозвуковые методы исследования дислокаций.1. М.: ИЛ, 1963.-С. 27-57.

65. Кулемин A.B. Ультразвук и диффузия в металлах. М.: Металлургия, 1978.200 с.

66. Коттрелл А\ Дислокации- и пластическое течение в кристаллах. М.: Металлургиздат, 1958. 182 с.

67. Криштал М.А., Миркин И.Л. Ползучесть и разрушение сплавов. М.: Металлургия, 1966. 169 с.

68. Артемов И.И., Кревчик В.Д. Дислокационная модель фретинг-усталости вусловиях вибрационного нагружения металла. // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2004. - № 5. - с. 42-45.

69. Пастур Л:А., Фельдман Э.П., Косевич- A.M., Косевич В.М. Прямолинейнаядислокация у плоскости разрыва упругих постоянных в неограниченной анизотропной среде. — Физика твёрдого тела, 1962. 4, № 9. - С 2585-2592.

70. Нагинаев К.Е., Савельев В.Н. Акустико-эмиссионный контроль образцов изнизколегированной стали при статическом нагружении. // Известия вузов. Машиностроение. 2007. - № 8. - с. 61-64.

71. Нацик В.Д, Чишко К.А. Акустическая эмиссия дислокаций, выходящих наповерхность кристалла: // Акустический,журнал. 1982. - T. XXVIII. - № 3. С.-381-3891

72. Lord А.Е. Jr. Acoustic emission An update. - In: Phys. Acoustics / Ed.

73. Mason W.P., Thurston R.N. -V. 15. N. 4.: Acad. Pre/ss. 1981, p. 295-360.

74. Knopoff L., Gilbert F. First motions from seismic sources. Bull Seismol. Soc.

75. Amer., 1960, V. 50, № 1, p. 117-134.

76. Фройнд А. О фронте начальной волны, порожденной внезапным распространением трещины в упругом теле. // Прикладная механика.-1972. Т. 39. - № 2. - с. 284-285.

77. Rose LRF Nhe stress wave radiation from growing cracks. // Int. J. Fracture. —1981. V. 17. -№ l.-p. 45-60.

78. Баренблатт Г.И. О равновесных трещинах, образующихся при хрупком разрушении. Прямолинейные трещины в плоских пластинках. — Приют. Математика и механика, 1959, 23, № 4, с. 706-721.

79. Баренблатт Г.И. Математическая теория равновесных трещин, образующихся при хрупком разрушении. Приьсл. Механика и техн. Физика, 1961, № 4, с. 3-56.

80. Иосилевский Я.А. Собственные колебания кристаллов с протяженными дефектами в континуальном приближении. — Физика металлов и металловедение, 1970, 30, №4, с. 701-712.

81. Косевич А.М. Поле деформаций в изотропной среде с движущимися дислокациями. Журн. Экспер. И теор. Физики, 1962, 42, вып. 1, с. 152162.

82. Косевич А.М. Динамическая теория дислокаций. — Успехи физ. Наук, 1964,84, вып. 4, с. 579-609.

83. Косевич А.М., Нацик В.Д. Упругое поле непрерывно распределенных движущихся дислокационных петель. Физика твердого тела, 1964, 6, №1, с. 228-235.

84. Косевич А.М., Нацик В.Д. Уравнение движения дислокации в анизотропныхсредах. Физика твердого тела, 1965, 7, №1, с. 33-41.

85. Кунин И.А. Тензор Грина для анизотропной упругой среды с источникамивнутренних напряжений. Докл. АН СССР, 1964, 157, № 6, с. 1319-1320.

86. Кунин И.А. Теория упругих сред с микроструктурой. М., «Наука», 1975. 416с.

87. Лифшиц И.М., Косевич А.М. Динамика кристаллической решетки с дефектами. Харьков, 1965. 40 с.

88. Лифшиц И.М., Розенцвейг Л.Н. О построении тензора Грина для основногоуравнения теории упругости в случае неограниченной упругоанизотропной среды. — Журн. экспер. и теор. физики, 1947, 17, вып. 9, с.783.791.

89. Артемова Н.Е. Модель вибростимулированной акустической эмиссиимикротрещин дислокационной природы / В.Д. Кревчик, Н.Е. Артемова //i

90. Новые промышленные технологии. 2005. - № 2. - с. 58-61.

91. Брагинский А.П., Евсеев Д.Г., Зданьськи А.К. и др. Распознавание дефектов по спектральным характеристикам акустической эмиссии // Дефектоскопия. 1984. №1. С.47 54.

92. Корчевский В. В. Изменение кристаллической структуры при пластической деформации отожженной стали ЗОХГСНА / Bi В. Корчевский // Материаловедение. 2005. № 3. С.34 37.

93. Андрейкив А.Е., Лысак Н.В., Сергиенко О.Н. Моделирование процессов локального разрушения, сопровождающегося акустической эмиссией в материалах и изделиях // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1990. №3. С.9-20.

94. Прочность и акустическая эмиссия материалов и элементов конструкций / Под ред. Г.С. Писаренко. Киев: Наукова думка, 1991. 231 с.

95. Василовский Н.Г., Кельрих М.Б., Пожидаев Н.Г. и др. Применение акустико-эмиссионных комплексов для контроля технического состояния оборудования // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1998. №1. С.32-37.

96. Тишкин А.П. Связь числа сигналов акустической эмиссии с развитием пластической зоны в вершине трещины // Дефектоскопия. 1989. № 2. С.61-65.

97. Попов А. В. К вопросу оценки достоверности определения технического состояния конструкций методом акустической' эмиссии // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1990. №4. С.38-42.

98. Петерсен Т.Б. Разработка и использование автоматической системы классификации для идентификации сигналов акустической эмиссии // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1993. № 3. С.3-10.

99. Чаусов Н.Г., Недосека С.А., Лебедев A.A. Исследование кинетики разрушения сталей на заключительной стадии деформирования методом акустической эмиссии // Проблемы прочности. 1996. № 1. С.82-90.

100. Кузнецов Н.С. К вопросу контроля механических свойств изделий из стали с помощью акустической эмиссии // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1990. №3, С.65-71.

101. Горбунов И.А., Бондарович Л.А., Шувалов А.Н. Оценка технического состояния металлических конструкций методом акустической эмиссии // Прочность, надежность и долговечность строительных конструкций: 1996. С.34-41.

102. Панасюк В.В., Андрейкив А.Е., Ковчик С.Е. Методы оценки трещиностойкости конструкционных материалов. Киев: Наукова думка. 1977. 277 с.

103. Вайнберг В.Е., Кац М.С., Пурич Е.И. Влияние размера образцов на частотный спектр акустической эмиссии // Дефектоскопия. 1981. №4. С. 110-111.

104. Лысак Н.В., Скальский P.P., Сергиенко О.Н. О методологии АЭ-диагностирования трещинообразования // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1991. №3. С.9-14.

105. Бигус Г.А., Стрелков П.Б. Исследование акустико-эмиссионных сигналов при деформировании и разрушении образцов из стали 22К/Г // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 2005. № 1. С.10-15.

106. Пьезокерамические преобразователи. Справочник // Под ред. СИ. Пугачева. — Л.: Судостроение, 1984. 256 с.

107. Арефьев А. А., Баскаков E.H., Степанова JI.H. Радиотехнические устройства на транзисторных эквивалентах р-п-р-п-структуры. М.: Радио и связь, 1982. 102 с.

108. Бурумкулов Ф.Х., Мировская Е.А. Основы теории вероятностей и математической статистики. Уч. пос. — М.: Издат. стандартов, 1981.

109. Рудин A.B., Артемова Н.Е. Акустическая эмиссия,при деформации и разрушении металлов. // Известия высших учебных заведений поволжский4 регион «Естественные науки», г. Пенза, ПГУ. 2007. № 6. С.1-10.

110. Тихонов А.Н., Самарский A.A. Уравнения математической физики. М.: Наука. 1977, 735 с.

111. Артемов И.И„ Кревчик В.Д., Суменков C.B. Исследование влияния дефектной структуры материала болтового соединения на процесс ослабления затяжки // Новые промышленные технологии. 2002. - № 5-6. - с. 67-69.

112. Янке Е., Эледе Ф., Леш Ф. Специальные функции. М.: Наука, 1977, 343с.

113. Бейтмен Г., Эрдейн А. Высшие трансцендентные функции. Ч. 1 и 2. М.: Наука, 1974, 296 с.

114. Артемова Н.Е. Обеспечение качества поверхностного слоя деталей резьбовых соединений / Н.Е. Артемова // Известия Вузов. Поволжский регион. -2007.-№4-с. 3-8.

115. Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. для вузов. 4-е изд. М.: Высш. шк., 1986.-359 с.

116. Пат. РФ №2235150, WÍ.C23C26/00. Способ упрочнения поверхностей деталей с одновременным нанесением композиционных покрытий. // А.Л. Берсудский, Н.С. Малышева и др. — Опубл. БИ№8, 2004.

117. Пат. РФ №2241579, wi.B23G5/06. Способ статико-импульсного формообразования и упрочнения внутренних резьб и профилей. // Ю.С. Степанов, A.B. Киричек и др. Опубл. БИ№12, 2004.

118. Пат. РФ №2235147, wi. С23С14/48. Способ повышения прочности деталей, работающих при импульсном давлении. // В.А. Трапезников, И.Н. Шабанова и др. Опубл. БИ№8, 2004.

119. Баскаков С.И. Электродинамика и распространение радиоволн: Учеб. Пособие для вузов по спец. «Радиотехника». — М.: Высш. шк., 1992. 416 с.

120. Фомин Н.И., Затуловский JI.M. Электрические печи и установки индукционного нагрева. Уч. пособие. М., «Металлургия», 1979. 247 с.