автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Улучшение технологической деформируемости сталей 45 и У10А термомеханической обработкой с использованием радиально-сдвиговой прокатки

На правах рукописи

ЛОПАТИН Николай Валерьевич

УЛУЧШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДЕФОРМИРУЕМОСТИ СТАЛЕЙ 45 И У10А ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИАЛЬНО-СДВИГОВОЙ ПРОКАТКИ

Специальность 05.03.05 - Технологии и машины обработки давлением

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003 1В1354

Уфа 2007

003161354

Работа выполнена в Институте проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук (ИПСМ РАН), г Уфа

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Барыкин Н П

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Галкин С П

Ведущая организация: ОАО «Белебеевский завод «Автонормаль», г Белебей

Защита диссертации состоится «13» ноября 2007 г. в 14 часов на заседании диссертационного Совета Д 002 080 01 при Институте проблем сверхпластичности металлов РАН по адресу г Уфа, ул Ст Халтурина,39

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИПСМ РАН Автореферат разослан « 8 » октября 2007 г И о ученого секретаря диссертационного Совета

доктор технических наук РЯ Лутфуллин

доктор технических наук, профессор Шибаков В Г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Одной из важнейших задач обработки металлов давлением является разработка научных основ и промышленная реализация эффективных технологий, позволяющих, на папе полготовки заготовок под последующую пластическую деформацию, получить необходимый уровень технологических свойств, обеспечивающих повышение качества изделии и увеличение стойкости пгтамповой оснастки Решение поставленных задач может быть достигнуто путем подготовки регламентированной структуры методами юрмомехаиичижой обработки (ТМО) Традиционные технологии производства прутков не обеспечиваю! в полной мере формирования благоприятного, с точки зрения технологической деформируемости, структурного состояния Известны результаты исследований, показывающие, что как технологические, так и эксплуатационные свойства конструкционных материалов можно значительно улучшить применением процессов интснсишюй нлас 1 ической деформации, приводящих к измельчению и трансформации структуры Одним из перспективных процессов, позволяющих получить регламентированную микрокристаллическую (МК) структуру в прутках является радиаяьно-еявиговая прокатка (РСП) В отличии от известных процессов, таких как равноканальное yi ловое прессование, деформация на наковальне Бриджмена, РСП имеет ряд преимуществ, в частности, меньшие значения силы деформирования, отсутствие ограничений по длине конечной заготовки, а также возможность проведения прокатки со значительными ко )ффициснтами вытяжки без разрушения

Значительный вклад в разработку теории и практики процесса РСП, внесли работы П И Полухина, И H Потапова, Б А Романцева, С П Галкина, В К Михайлова, В П Романенко, Е А Харитонова Однако, особенности напряженно-деформированного состояния и влияние технологических параметров РСП на структуру материала, и, соответственно, механические свойства требуют дальнейшего изучения

Работа выполнена в соответствии с планом работ Комплексной программы фундаментальных исследований проблем Машиностроения, механики и процессов управления Российской академии наук (разделы 2 31, 2 58) и Федеральной целевой программы «Накопление поврежденности, разрушение, изнашивание и структурные изменения материалов при интенсивных механических, температурных и радиационных воздействиях»

Цель работы: Исследование напряженного и деформированного состояния при

радиально-сдвиговой прокатке, разработка научно-обоснованного режима

термомеханической обработки, улучшающего технологическую деформируемость горячекатаных прутков сталей 45 и У10А

Для достижения поставленной цели в работе поставлены следующие задачи

1 Исследование напряженного и деформированного состояния сталей 45 и У10А при радиально-сдвиговой прокатке с использованием математического моделирования методом конечных элементов

2 Обоснование допустимого значения коэффициента вытяжки Ks при РСП на основе оценки степени использования ресурса пластичности деформируемого материала

3 Экспериментальные исследования механических свойств материалов, полученных методами термомеханической обработки с использованием РСП

4 Исследования особенностей структуры, полученной методами термомеханической обработки с использованием РСП

5 Экспериментальные исследования износостойкости стали У10А после упрочняющей термической обработки

6 Оценка качества проката с использованием неразрупгающих методов контроля

Научная новизна.

1 На основе математического моделирования процесса РСП с использованием пакета ANSYS проведена количественная оценка напряженно-деформированного состояния в поперечном сечении прутка для сталей 45 и У10А Установлено, что изменение параметра напряженного состояния К-а/Т, интенсивности скорости деформации sl по сечению прутка имеют циклический характер

2 Проведена количественная оценка напряженного состояния в поперечном сечении прутка для сталей 45 и У10А Схема напряженного состояния с преобладанием

растягивающих напряжении (K^íl0 58) расположена в области —<(0 15 045), с

R

преобладанием напряжений сдвига ( 0 58 < < -0 58 ) - (0 15 0 45) < — < (0 56 0 83),

R

сжатия ( Кср < -0 58 ) - ^ > (0 56 0 83)

3 Установлены закономерности изменения интенсивности скоростей деформации в поперечном сечении прутка при РСП В центральных слоях заготовки интенсивность

скорости деформации плавно возрастает, при прохождении деформирующего участка валков, до значений 2 с"1 для Кв = 2 77, затем снижается, при прохождении калибрующего участка валков По мере приближения к поверхности заготовки амплитуда интенсивности скорости деформации достигает значений 20 30 с*', характер изменения - циклический, с периодом 013 0 18 с Число циклов деформации на поверхности изменяется от трех при значении Кв = 1 3, до десяти, при К„ = 2 77

4 Установлены закономерности распределении интенсивности пластической деформации по сечению прутка и получено эмпирическое уравнение зависимости интенсивности пластической деформации в поперечном сечении прутка от коэффициента вытяжки вида £¿11', Кв) = (аЯ'2 +Ы1' + с) \п{Кв) + йК'2 +еИ' + /,

Где а,Ь,с,с1,е,/- постоянные параметры, определенные в результате обработки данных математического моделирования

5 Установлены допустимые интервалы значений коэффициента вытяжки при прокатке сталей 45 и УЮА с температурой деформации 700°С на основе оценки значения скалярного параметра поврежденности Прокатка в интервале значений коэффициентов вытяжки 1 3 < /<~в <) 84 для стали УЮА и I 3 < < 2 15, 2 4 < Кв < 2 77 для стали 45 не приводит к превышению критического значения скалярного параметра поврежденности

Практическая значимость

На основе экспериментальных результатов разработан режим ТМО с использованием РСП сталей 45 и УЮА для получения МК структуры в прутках, обеспечивающий высокие значения относительного сужения (у/ = 52%для стали 45, у/ =38%для стали УЮА), низкие значения напряжения течения (сгг =347М7йдля стали 45, ат =437М77адля стали УЮА) и временного сопротивления разрушению (егг = 515МПа для стали 45, сув = 5%\МПа для стали УЮА) Соотношение значений 1//,о-д позволяет улучшить технологическую деформируемость в процессах холодной объемной штамповки (ХОШ) при изготовлении деталей и инструмента

Разработана методика и установка ультразвукового контроля качества проката

Реализация результатов работы

Методика контроля качества проката УЗК дефектоскопии использована при изготовлении изделий для атомной промышленности

Разработаны технологические рекомендации по улучшению технологической пластичности сталей 45 и У10А в процессах ХОШ

Апробация результатов работы

Материалы диссертации доложены и обсуждены на международных конференциях «Bulk Nanostructured Materials from fundamentals to innovations» BNM2007, Уфа, 2007, «Deformation & Fracture of Materials and Nanomatenals» DFMN2007, Москва, 2007, на XXVII Российской школе по проблемам науки и технологий, посвященной 150-летаю КЭ Циолковского, 100-летию С П Королева и 60-летию Государственного ракетного центра "КБ им академика В П Макеева", г Миасс, 2007г

Публикации

По теме диссертации опубликовано" 5 научных работ, из них 2 научных статьи в рецензируемых журналах, входящих в перечень рекомендуемых ВАК

Объем и структура диссертации

Диссертация содержит 125 страниц, включая 35 рисунков, 19 таблиц и состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 110 наименований и 2 приложения

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель, задачи исследования и научная новизна

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В первом разделе обзора рассматриваются наиболее распространенные способы подготовки структуры в металлах и сплавах, использующие эффект измельчения структуры за счет интенсивной пластической деформации, в частности, равноканальное угловое прессование (РКУ), деформация на наковальне Бриджмена и abc- прессование Отражены теоретические основы процесса измельчения структуры при деформации и последующей рекристаллизации Выявлены основные факторы, влияющие на размер зерна после термомеханической обработки Дан обзор основных работ по применению определяющих соотношений, используемых при математическом моделировании процессов пластической деформации

Второй раздел включает обзор представлений о накоплении поврежденности и разрушении металлов Значительный вклад в разработку теории и практики о накоплении поврежденности внесли работы Колмогорова В Л, Богатова А А и др Отмечено, что для повышения ресурса изделий, необходимо анализировать кинетику изменения поврежденности детали при изготовлении и эксплуатации

Третий раздел включает обзор проблемы стойкости штамповой оснасти Рассмотрены основные факторы, влияющие на стойкость инструмента Показано, что одним из способов повышения стойкости является снижение напряжения течения деформируемого материала посредством подготовки регламентированной структуры Дан обзор работ, посвященных абразивному износу инструмента

В четвертом разделе рассмотрены основные работы по радиально-сдвиговой прокатке (РСП), включающие расчет распределения температуры в процессе пластической деформации по сечению заготовки и на контактной поверхности Приведены исследования особенностей структурного состояния металла после РСП Дан обзор работ по определению параметров напряженно-деформированного состояния заготовок в процессе холодной деформации на станах поперечно-винтовой прокатки

По результатам литературного обзора показано, что вопросам формирования структуры с использованием интенсивной пластической деформации, влияния механических свойств деформируемого материала на стойкость штампового оборудования, а также теории расчета поврежденности в процессах обработки металлов давлением уделяется значительное внимание Однако исследования, связанные с расчетом напряженно-деформированного состояния, поврежденности, контроля качества прутков, определения состояния структуры и механических свойств металла после термомеханической обработки с использованием радиально-сдвиговой прокатки, требуют дальнейшего изучения и актуальны

На основе проведенного анализа литературы обоснованы основные задачи исследования

ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Во второй главе представлены исследуемые материалы конструкционная сталь 45 и инструментальная сталь У10А, а также методики проведения экспериментальных и теоретических исследований Выбор материалов обусловлен их широким применением в промышленности для изготовления деталей методами холодной объемной штамповки (сталь 45) а также для изготовления режущего и штампового инструмента (сталь У10А) Механические свойства представленных материалов определяли по результатам испытаний

на растяжение на испытательной машине INSTRON 1185, оснащенной горизонтальным измерительно-силовым устройством и разъемной муфельной печью Испытания проводили на образцах в состоянии поставки при комнатной температуре, а также при температуре деформации со скоростями деформации г = (0 00075с'1,0 0075с'1,0 075е~') Механические свойства определяли при комнатной температуре на образцах, вырезанных из прокатанных прутков

Прокатку проводили на министане радиапъно-сдвитовой прокатки РСП 10-30 конструкции МИСиС (Патент РФ 2009733, Патент РФ 2293619), в интервалах температур деформации 600 850°С и коэффициентов вытяжки Кв = 1 2 3 6

Для оценки параметров напряженно-деформированного состояния (НДС) прутка в процессе прокатки и определения влияния коэффициента вытяжки на НДС и скалярного параметра поврежденности прутка сталей 45 и У10А проведено математическое моделирование в среде программного продукта ANSYS

Металлографические исследования исходных и деформированных образцов проводили на оптическом микроскопе "Axiovert-100A" со специализированной программой анализа изображения "KS-300" Структурные исследования прокатанных образцов проводили на электронном микроскопе «JSM-840»

Микротвердость измеряли методом Виккерса (Hv) на приставке МНТ-10 к микросколу «Axiovert 100А» (Carl Zeiss Jena GmbH, Germany) путем вдавливания четырехгранной алмазной пирамиды при нагрузке 30 г со скоростью нарастания нагрузки 3 г/с и времени выдержки 10 с

Аппроксимацию результатов механических испытания, а также определение статистических данных проводили с использованием пакета прикладных программ MS-Office

Трибологические испытания выполнены с помощью машины трения СМЦ-2 по схеме трения цилиндр-цилиндр в условиях сухого трения, при следующих условиях скорость скольжения 0 125 м/с, давление 4 38 МПа и путь трения до 25 м Образцы испытывали при температуре 20±2°С и относительной влажности 40-50% Абразивный круг марки 24А40 Перед испытанием образцы были очищены толуолом Образцы взвешивали до и после испытаний с точностью ±10"4 г для определения потери массы

Определение параметров ультразвукового контроля проводили, используя ультразвуковой дефектоскоп УД2-70, оснащенный прямым раздельно-совмещенным преобразователем ПЭП 112-5-3x4-002 Измерения параметров проводили на цилиндрической поверхности образцов Поверхность обезжиривали ацетоном Шероховатость Ra = 3 2, в

качестве промежуточной среды использовали проточную воду Для предотвращения скапливания пузырьков на поверхности прутков воду отстаивали в течении 24ч

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАДИАЛЬНО-СДВИГОВОЙ ПРОКАТКИ НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПОВРЕЖДЕННОСТЬ ПРУТКОВ СТАЛЕЙ 45 И УМА

Для комплексной оценки влияния параметров напряжено-деформированного состояния, геометрических размеров заготовки и коэффициента вытяжки на значение скалярного параметра поврежденности, распределения интенсивности скорости и накопленной пластической деформации за1 отовки в процессе радиально-сдвиговой прокатки построена конечно-элементная модель изотермической радиально-сдвиговой прокатки

В качестве регулируемого параметра процесса РСП принято значение коэффициента вытяжки заготовки К„

Где О- диаметр исходной заготовки

(1- диаметр прокатанной заготовки

Диаграмма пластичности для данных материалов построена по уравнению, предложенному Лабутиным А А с соавторами

Где К - параметр напряженного состояния, ц/- относительное сужение

Где - главные напряжения,

Т- интенсивность касательных напряжений Значение (¡/=0 78 для стали 45 при температуре 700°С, 65 для стали У10А при температуре 700°С

Реологическое соотношение для деформируемого тела задано табличным методом, по результатам испытания на растяжение Аппроксимация напряжений по интенсивности деформации проведена с использованием степенной зависимости

(I)

(2)

^Л^Ь« е,\ (4)

где <т5е - напряжение течения при интенсивности скоростей деформации ,

п - интенсивности деформаций и скоростей деформации, а, Ь - реологические параметры материала деформируемого тела Аппроксимация зависимости напряжений от интенсивности скорости деформации проведена с использованием логарифмического соотношения вида

= + ^ (5)

где с, Л- реологические параметры деформируемого материала Оценка адекватности выбранной математической модели материала проведена путем построения математической модели испытаний на растяжение образцов и сравнения экспериментальных и расчетных значений силы деформирования Ошибка составила не более 3%

Граничные условия на поверхности контакта с инструментом заданы соотношениями =пт,1лс =(10+(р5-/и0) е'":х:, где V,,, пт - нормальные составляющие скоростей перемещения инструмента и деформируемого объекта на поверхности контакта, /лс -коэффициент трения, /лв- динамическая составляющая коэффициента трения(/г0 =0 3), /г5-статическая составляющая коэффициента трения(^5 =048), и-вс' коэффициент угасания трения( =01), ¥гс1 - относительная скорость скольжения

Оценка скалярного параметра поврежденности (Ч* ),в процессе обработки давлением, получена из соотношения АЛ„

«=0 Аг(К») (6)

где ЛЛИ = Лд — Лп_, - приращение интенсивности деформации сдвига, за период А/, Ар-предельная пластичность при значении показателя напряженного состояния А' в интервале Ы

Значения регулируемого параметра технологического процесса изменяются в интервале 1 3 < Кв < 177 Значение параметра ц/ , определяющего пластические свойства материала, принято неизменным в течение всего технологического процесса. Угловая скорость вращения валков со - 3 7 с"1

Проведена оценка особенностей распределения напряженного состояния по сечению заготовки посредством параметра напряженного состояния К

Показано, что изменения показателя напряженного состояния К носит циклический характер (рисунок 1), значения параметра находятся в интервале -9<К<А Диапазон изменений параметра напряженного состояния К определяется расположением исследуемой области в поперечном сечении прутка и не зависит от коэффициента вытяжки К

Рисунок 1 График изменения параметра напряженного состояния К в процессе деформации стали 45 со значением коэффициента вытяжки Кв = 2 29

Кср

Рисунок 2 Распределение среднего значения показателя напряженного состояния по сечению заготовки стали 45

К*

1 -

05

0-

О ] -05 -■

х/Я

-1

-Л В1-

Рисунок 3 Распределение среднего значения показателя напряженного состояния но сечению заготовки стали У1ОА

С целью определения схемы напряженного состояния проведено усреднение параметра напряженного состояния А" за весь период деформирования, согласно уравнению (6) Распределение среднего значения Кср за весь период деформации по сечению заготовки для стали 45 и для стали У10А представлено на рисунках 2 и 3, соответственно Численные данные распределения^ по сечению прутка для значений коэффициентов вытяжки

1 3 < Кв < 2 77 приведены в таблице 1,2

Где п - количество расчетных точек

Установлено, что значения среднего показателя напряженного состояния по сечению заготовки находятся в интервале -1 3 < Кср < 1 2 Таким образом, поперечное сечение заготовки, по схеме напряженного состояния, распределено на три области, к первой относится область со схемой напряженного состояния сжатия(£<-0 58), ко второй - со схемой напряженного состояния с преобладанием сдвиговой составляющей (О 58< К < -0 58), к третьей со схемой с преобладанием растягивающего напряжения (АГ>058)

Параметры НДС для стали 45 приведены в таблице 1

(7)

Таблица 1

Параметры НДС в точках, расположенных на расстоянии 0. О К от центра лруткаСО — №1.

0 0511-№2. Я-№31

№ параметры Коэффициент вытяжки

1 3 1 56 1 69 1 92 2 29 25 2 77

р шах 1 2 3 21 2 2 2

1 В, 03 0 561 0 64 0 734 0 929 1 01 1 04

Ч> 0 383 04 0 384 0 585 0 728 0 553 0 488

К 0 87 0 69 0 73 0 85 105 0 97 1 19

4 45 58 75 3 6 5 1 35

2 0 859 1 49 1755 2 2 57 2 95 3

Ч» 0 383 04 0 384 0 585 0 728 0 553 0 488

-0 14 -0 42 -0 27 0 349 -0 05 -0 11 0 30

30 5 23 25 22 2 22 24 20

3 в, 1 96 3 1 37 4 24 531 5 69 644

Ч» 0 078 0 248 019 0 363 0 363 0 491 0 538

-1 32 -1 19 -1 22 -1 39 -1 23 -1 26 -1 19

Параметры НДС для стали У10А приведены в таблице 2

Таблица 2

Параметры НДС в точках, расположенных на расстоянии 0, 0 К. от центра прутка(0 - №1,

0 05й - №2. Я - №31

№ параметры Коэффициент вытяжки

1 3 1 56 169 1 92 2 29 25 2 77

1 2 2 2 23 2 1 1 8 1 8

1 е, 0 321 0 566 0 623 0 754 0 91 1 1 08

Ч' 028 0 351 0 463 0 63 0 673 0 71 0 763

0 69 0 62 0 48 0 76 0 79 0 93 1 19

3 6 6 95 3 1 4 4 4

2 е, 1 1605 1 53 173 1 8 1 87 1 98 24

Ч» 0 326 0 341 0 336 0 736 0 728 0 679 0 752

Кср 0 22 -03 -016 0 37 0 29 0 67 0 23

®тах 20 6 25 30 22 22 20 8 22

£/ 2 2 886 35 4 07 4 75 5 61 5 97

3 ч* 0 341 0 429 03 044 0 478 0 568 0 588

-1 12 -1 06 -1 09 -1 14 -1 24 -I 25 -1 27

Получено уравнение (8), связывающее изменение интенсивности деформации в различных участках деформируемого тела с значением коэффициента вытяжки Значение доверительной вероятности Я2 = 0 95

еХК',Кв) = (аК'2 +Ы?+с) Ы(КВ)+йК1 + еК + / (8)

Где Д' = х/г. х - расстояние от центра прутка, г - радиус прутка, Кв - коэффициент вытяжки,

а Ь,с параметры для стали 45 1 86, 2 93, 0 98, 0 604,-0 186,0 092, для стали УЮА 7 32,-2 94,1,-2 244,2 706,0 088 соответственно

Зависимость значений скалярного параметра поврежденности Ч* от коэффициента вытяжки Кв представлены на рисунках 4,5

Ч<

Рисунок 4 Скалярный параметр поврежденности стали 45 после прокатки ¥

Рисунок 5 Скалярный параметр поврежденности стали УЮА после прокатки

Установлено влияние коэффициента вытяжки на значение скалярного параметра поврежденности стали 45 и У10А

- значение скалярного параметра поврежденности для стали 45 при прокатке с температурой деформации 700°С в исследуемом интервале коэффициентов вытяжки не превышает 0 728, максимальные значения относятся к участку, расположенному на оси заготовки

- значение скалярного параметра поврежденности для стали У10А при прокатке с температурой деформации 700°С в исследуемом интервале коэффициентов вытяжки не превышает 0 763, максимальные значения относятся к участку, расположенному на расстоянии 0 5Я от оси заготовки

Согласно исследованиям Богатова А А, при деформации стали У10А и 45 со значением скалярного параметра поврежденности более 0 65 полное восстановление ресурса пластичности методами термической обработкой невозможно Таким образом, прокатка при температуре деформации 700°С в интервале значений коэффициентов вытяжки 1 Ъ<КВ <1 84 для стали УЮАи 1 3<Кв <2 15, 2 4<Яа <2 77 для стали 45 не приводит к превышению значения скалярного параметра поврежденности выше критического *Р =0 65 Значение скалярного параметра поврежденности в интервале

значений коэффициента вытяжки 1 84 < Кв < 2 77для стали У10А, и 2 15 < /<"в <24, для стали 45, при температуре деформации 700°С выше критического

Установлен характер изменения скорости деформации заготовки в процессе РСП В центральных слоях заготовки интенсивность скорости деформации плавно возрастает, при прохождении деформирующего участка валков до значений 2 с"1 для Кв = 2 77, затем снижается, при прохождении калибрующего участка валков По мере приближения к поверхности заготовки амплитуда скорости достигает значений 20 30 с"1, характер изменения скорости деформации изменяется на циклический с периодом 0 13 0 18 с Число циклов деформации на поверхности изменяется от трех при значении Кв -1 3 до десяти при Кв = 2 77

Оценка адекватности математической модели РСП проведена путем сравнения расчетного значения угла скручивания со значением, полученным в результате эксперимента Отклонение составило не более 5%

Практически значимым результатом математического моделирования процесса РСП является то, что, впервые по результатам численного моделирования с учетом механических свойств материала были получены зависимости интенсивности пластической деформации и поврежденности для различных участков образца Показаны особенности изменения

показателей НДС, интенсивности скорости деформации, коэффициента напряженного состояния К но сечению образца в процессе ГО I.

Сопоставление результатов определения параметров НДС, а также шачений скалярного параметра поврежденности с данными по механическим свойствам и структурным параметрам позволяет выбрать рациональный технологи чески й режим прокатки, который обеспечивает: сохранение ресурса пластичности материала, необходимое структурное состояние, приемлемые значения параметров технологической деформируемости прутков в операциях обработки металлов давлением,

ГЛАВА 4 ВЛИЯНИЕ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛЕЙ 45 И У10А

Известно, что структура материала во многом определяет ее эксплуатационные качества. Первый раздел данной главы посвящен исследованию влияния параметров радйяльно-сдвиговой прокатки на структуру стали 45.

Прокатку проводил» на стане ГСП 10-30 с предварительным нагревом образцов до температур 700+5°С, 780±5°С и 850^5°С, значения которых выбраны для обеспечения при деформации, соответственно, следующих структурных состояний: феррит-перлит, феррнт-аустсннт и аустенит. Коэффициенты кытяжки для каждой температуры выбраны, соответственно, 1.4, 2.5, 3.6. После прокатки прутки отжигали при температуре 600°С, 40 мин. 11а рисунках 6,7 показана микроструктура в состоянии поставки и после прокатки.

а) б)

Рисунок 6. Микроструктура стали 45 до и после прокатки: а) в состоянии поставки, б) температура нагрева заготовки 7СЮ°С, Кг =3.6

а) б)

Рисунок 7. Микроструктура стали 45 до и после прокатки: а) температура нагрева заготовки 78СТС, Кя = 2.5 ; б) температура нагрева заготовки 850°С, Л'э = 3.6

Изменения размера зерна после прокатки и последующего отжига приведены в таблице 3.

И результате проведенных исследований влияния температурного режима радиально-сдвиговой прокатки на размер зерна феррита в диапазоне температур 700...850Х установлено, что наибольшее уменьшение размера зерна обеспечивает прокатка при температуре деформации 700°С, соответствующей структуре феррит ;-пер лит.

Таблица 3

Размер зерна феррита в стали 45 после прокатки и отжига (мки).

Область измерения Коэффициент вытяжки

№ 1.4 2.5 3.6

Средний размер зерна мкм

1 периферия 5 4

центр 37 * 4

2 периферия 6 5 -

центр 30 7 -

3 периферия 8 9 12

центр 10 10 12

Исходный 38

Исследования влияния режимов прокатки на структуру стали 45 проводили при температуре деформации не более 700'С. Заготовки диаметром 018 мм, 021 мм прокатывали при температуре 700°С с коэффициентом вытяжки Кн = 1,44 и Кв = 1.96 соответственно. После прокатки проводили отжиг при температуре 600° С, время отжига - ! час. Заготовки диаметром 024 мм прокатывали за два перехода с промежуточным отжигом при 600°С в течении ! часа. Коэффициент вытяжки за переход составил £¿, = 1.54.

Температура деформации первого перехода - 700°С, второго - 600°С По окончании прокатки проводили отжиг при температуре 600°С в течении 1 часа Размер зерна феррита представлен в таблице 4

Таблица 4

Размер зерна феррита в стали 45 после прокатки и отжига (мкм)

Материал Область измерения Режим прокатки

1 2 3

Средний размер зерна, мкм

РС прокат периферия 5 3 1

центр 18 6 2

Исходный 19

Определен рациональный режим термомеханической обработки стали 45 с температурой деформации 700°С и 600°С, позволяющий получить микрокристаллическую структуру с размером зерна 1 2 мкм

Влияние термомеханической обработки на механические свойства горячекатаных прутков стали 45 представлено во втором разделе Установлено влияние РСП на эволюцию механических свойств материала (таблица 5)

Таблица 5

Механические свойства прутков стали 45 после ТМО

№ режима ТМО Прокатка Прокатка + отжиг 600°С

<тг, МПа <Тд> МПа ц/,% <*1> МПа МПа 8,%

1 720*+18 726+19 18 43 400*±12 562+14 23 48

2 470±13 631±16 20 42 347+11 515+13 27 52

3 544±14 670117 18 40 507113 630+16 34 50

Исходный 680*±17 700±18 20 34 - - - -

^условный предел текучести а02

Наименьшие значения напряжения течения и временного сопротивления разрушению получены при прокатке по второму режиму ТМО и составили аг =347МПа, <тв = 5\5МПа при значениях относительного удлинения 8 = 27%, относительного сужения - ц/ - 52% Полученные значения механических свойств стали 45 соответствуют ГОСТ 10702-78

Таким образом, ТМО с использованием РСП горячекатаных прутков стали 45 приводит к повышению пластичности, а также к снижению напряжения течения материала, что особенно важно в процессах холодной объемной штамповки

Исследования влияния термомеханической обработки на структуру и свойства инструментальной стали У10А представлены в третьем разделе Установлено, что с увеличением коэффициента вытяжки при прокатке стали У10А происходит формирование структуры зернистого перлита Для Кв = 1 54 наблюдается искривление пластин, частичное разделение их на более короткие фрагменты, преимущественно на периферийной области образца, в центральной части сохраняется пластинчатая структура При увеличении коэффициента вытяжки до Кв -1 96 продолжается деление пластин на фрагменты, в периферийной области формируется равноосная мелкозернистая структура, в центральной части, наряду с равноосными зернами, наблюдаются зерна с пластинчатой структурой Прокатка по режиму № 3 приводит к формированию однородной равноосной мелкозернистой структуры зернистого перлита по всему сечению образца

Установлено влияние РСП на эволюцию механических свойств материала Показано, что ТМО с использоваанием РСП стали У10А обеспечивает увеличение пластичности и снижение прочности по сравнению с исходным состоянием Наибольшее уменьшение значений <тг прокатанного материала после отжига составило для режима №3 - 15%, <тв -17% Увеличение относительного сужения на 40% Таким образом анализ механических свойств инструментальной стали У10А, полученных по режиму №3, позволяет рекомендовать данный режим для использования с целью подготовки материала под холодную пластическую деформацию

Таблица 6

Механические свойства прутков стали У10А после ТМО

№ режима ТМО прокатка Прокатка + отжиг 600°С

оу,МПа > МПа 8,% МПа МПа 8,%

1 553*114 700+18 21 19 456*+12 627+16 17 30

2 350±10 553+14 23 30 468+12 678+17 18 32

3 381+12 528+13 23 32 437+11 581+15 23 38

Исходный 526*±13 680±17 24 27 - - - -

*условный предел текучести сг0 2

Установлено влияние закалки стали У10А после проведения ТМО с использованием РСП на значения потери массы при абразивном износе (рисунок 8) Потеря массы образца

после проведения закалки от 800°С и отпуска от 200СС в течении 1 часа приводит к уменьшению потери массы образца при ТМО по режиму №3 на 17%

дт

Рисунок 8 Изменения потери массы Дт образца стали У10А после проведения закалки от 800°С + отпуск 210°С (1,2,3 - номер режима ТМО) Установлено влияние закалки стали У10А после проведения ТМО с использованием РСП на значения твердости (Табл 7) Закалка после проведения ТМО с использованием РСП приводит к увеличению значения твердости по сравнению с исходным состоянием

Таблица 7

Твердость стали У10А после ТМО и последующей термической обработки

№ режима ТМО Термическая обработка Твердость, HRC

1 Закалка 800°С + отпуск 210°С 58

2 Закалка 800°С + отпуск 210°С 59

3 Закалка 800°С + отпуск 210°С 61

исходный Закалка 800°С + отпуск 210°С 58

Приведенные исследования позволяют рекомендовать РСП инструментальной стали У10А к применению для подготовки материала при изготовлении инструмента холодной объемной штамповки

ГЛАВА 5. НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ ПРОКАТА СТАЛЕЙ 45 И У10А.

Одним из способов повышения качества проката является применение методов неразрушающего контроля Использование методов ультразвуковой дефектоскопии нашло широкое применение в промышленности, что связано с высокой разрешающей

способностью данного метода Однако трудоемкость ручного контроля не позволяет использовать данный метод в условиях серийного производства

Разработана методика и установка автоматизированного контроля проката согласно ГОСТ 23304-73 Проведен ультразвуковой контроль качества прутков после ТМО с использованием РСП

В результате приведенных исследований установлено отсутствие продольных и поперечных дефектов эквивалентной площадью 5 мм2 в прутках, полученных ТМО с использование РСП

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

В работе, на примере конструкционной стали 45 и инструментальной стали У10А, проведен комплекс экспериментальных и теоретических исследований по научно-обоснованному выбору технологического режима термомеханической обработки, обеспечивающего улучшение технологической деформируемости

1 На основе математическое моделирование процесса РСП с использованием пакета АЫБУЗ рассчитаны параметры напряженно-деформированного состояния, степень использования ресурса пластичности при радиально-сдвиговой прокатке сталей 45 и У10А с температурой деформации 700°С, в интервале коэффициентов вытяжки 1 Ъ<Ке<211

2 Установлены допустимые значения коэффициентов вытяжки радиально-сдвиговой прокатки при температуре деформации 700°С В интервале значений коэффициентов вытяжки 1 3<КВ <1 84 для стали У10А и 1 3<КВ <2 15, 24<КВ <277 для стали 45 не приводит к превышению критического значения скалярного параметра поврежденное™ Прокатка в интервалах 1 84<<2 77для стали У10А, и 2 15<Л'а<24, для стали 45, при температуре деформации 700°С приводит к превышению критического значения скалярного параметра поврежденности

3 Установлено, что термомехаиическая обработка с использованием РСП по режиму прокатка за два перехода с Кв= \ 54 при температуре деформации 700°С и 600°С и промежуточным и последующем отжигом при 600°С, обеспечивает измельчение зерна феррита в стали 45 с 19 мкм в исходном состоянии до 1 2 мкм по сечению прутка

4 Установлено, что термомеханическая обработка стали У10А, с использованием РСП по режиму прокатка за два перехода с Кв = 1 54 при температуре деформации 700°С и 600°С и промежуточным и последующем отжигом при 600°С, обеспечивает формирование однородной по сечению мелкозернистой структуры зернистого перлита с размером зерна феррита около 1 мкм

5 На основе приведенных экспериментальных и теоретических исследований разработан режим термомеханической обработки обеспечивающий улучшение технологической деформируемости сталей 45 и У10А Для стали 45 напряжение течения сгт = 347МТТа, временного сопротивления разрушению <тв = 515МПа, удлинение (р = 27%, относительное сужение у/ =52% Для стали У10А напряжение течения <тг = 431 МПа, временное сопротивление разрушению as =581М7в, удлинение <р~ 23%, относительное сужение^ = 38%

6 На основе проведенных экспериментальных исследований установлено, чю применение ТМО с использованием РСП способствует уменьшению потери массы образца стали У10А после закалки от 800°С и отпуска при 200°С на 17%, увеличению твердости на 3 единицы HRC по сравнению с закаленным и отпущенным образцом в состоянии поставки

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1 Барыкин, Н П Влияние технологических параметров радиально-сдвиговой прокатки на структуру стали 45 / Н П Барыкин, Н В Лопатин // Кузнечно-штамповочиос производство Обработка металлов давлением - 2007 -№4- С 17-20

2 Барыкин, Н П Оценка структуры антифрикционного слоя в подшипниках скольжения паровых турбин эхоимпульсным методом контроля / Н П Барыкин, Ф А Садыков, II В Лопатин, РФ Фазлыахметов//Дефектоскопия -2006 - №1 -С 79-82

3 Barykin, N Р Application of radial-shear rolling for producing submicrocrystallme structure rods out of CI OA steel/ NP Barykin, NV Lopatin //«Bulk Nanostmctured Materials from fundamentals to innovations» BNM2007 Ufa-2007-p 50

4 Барыкин, H П Особенности напряженного и деформированного состояния за1 отовки при радиально-сдвиговой прокатке/ Н П Барыкин, Н В Лопатин // Краткие сообщения XXVII Российской школы по проблемам науки и технологий, посвященную 150-легию КЭ Циолковского, 100-летию СП Королева и 60-летию Государственного ракетного центра "КБ им академика В П Макеева" Екатеринбург -2007 - С 79-81

5 Барыкин, НП Формирование субмикрокристаллической структуры стали У10А радиально-сдвиговой прокаткой/ Н П Барыкин, Н В Лопатин // «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» ДРМН2007 Москва. - 2007 - С 67-68

Лопатин Николай Валерьевич

УЛУЧШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДЕФОРМИРУЕМОСТИ СТАЛЕЙ 45 И УЮА ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИАЛЬНО-СДВИГОВОЙ ПРОКАТКИ

Специальность 05 03 05 - Технологии и машины обработки давлением

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати 05 10 2007 Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Печать плоская Гарнитура Times New Roman Уел печ л 1,0 Уел кр-отт 1,0 Уч-изд л 0,9 Тираж 100 экз Заказ № 515

ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет Центр оперативной полиграфии УГАТУ 450000, Уфа-центр, ул К Маркса, 12

Введение.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Технологическая деформируемость сталей, ее влияние на стойкость штампового инструмента.

1.2 Способы формирования субмикро и нанокристаллических структур в металлах и сплавах.

1.3 Особенности радиально-сдвиговой прокатки.

1.4 Поврежденность и разрушение в процессах обработки металлов давлением.

1.5 Неразрушающий контроль сортового проката.

1.6 Задачи исследования.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Выбор материалов исследования.

2.2 Методика проведения термомеханической обработки.

2.3 Методика математического моделирования.

2.4 Методика проведения механических испытаний.

2.5 Методика определения твердости и микротвердости.

2.6 Методика исследования структуры сплавов.

2.7 Методика проведения испытания на абразивный износ.

2.8 Методика проведения ультразвукового контроля.

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ РСП НА НДС И СКАЛЯРНЫЙ ПАРАМЕТР ПОВРЕЖДЕННОСТИ СТАЛЕЙ 45 И У10А.

3.1 Определяющие соотношения для материалов стали 45 и У10А.

3.2 Результаты математического моделирования РСП.

Выводы по главе.

ГЛАВА 4 ВЛИЯНИЕ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛЕЙ 45 И У10А.

4.1 Влияние температуры прокатки на структуру стали 45.

4.2 Влияние ТМО на структуру и механические свойства стали 45.

4.3 Влияние ТМО на структуру стали У10А.

4.4 Влияние ТМО на механические свойства и абразивный износ стали

У10А.

Выводы по главе.

ГЛАВА 5. НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ ПРОКАТА СТАЛЕЙ 45 И У10А.

5.1 Исследование параметров ультразвукового контроля стали 45 и У10А.

5.2 Ультразвуковой контроль проката сталей 45 и У10А.

Выводы по главе.

Одной из важнейших задач обработки металлов давлением является разработка научных основ и промышленная реализация эффективных технологий, позволяющих на этапе подготовки заготовок под последующую пластическую деформацию, получить необходимый уровень технологических и эксплуатационных свойств, обеспечивающих повышение качества изделий и увеличение стойкости штамповой оснастки. Решение поставленных задач может быть достигнуто путем подготовки регламентированной структуры методами термомеханической обработки(ТМО). Традиционные технологии производства прутков не обеспечивают в полной мере формирования благоприятного с точки зрения технологической деформируемости структурного состояния. Известны результаты исследований, показывающие, что как технологические, так и эксплуатационные свойства конструкционных материалов можно значительно улучшить применением процессов интенсивной пластической деформации, приводящей к измельчению и трансформации структуры. Одним из перспективных процессов, позволяющим получить регламентированную микрокристаллическую(МК) структуру в прутках является радиально-сдвиговая прокатка(РСП). В отличии от известных процессов, таких как равноканальное угловое прессование, деформация на наковальне Бриджмена, РСП имеет ряд преимуществ, в частности, меньшие значения силы деформирования, отсутствие ограничений по длине конечной заготовки, а также возможность проведения прокатки со значительными коэффициентами вытяжки без разрушения.

В этой связи исследование напряженного и деформированного состояния при радиально-сдвиговой прокатке и разработка научно-обоснованного режима термомеханической обработки, улучшающего технологическую деформируемость горячекатаных прутков сталей 45 и У10А, являются актуальными.

Научная новизна.

1. На основе математического моделирования процесса РСП с использованием пакета ANSYS проведена количественная оценка напряженно-деформированного состояния в поперечном сечении прутка для сталей 45 и У10А. Установлено, что изменение параметра напряженного состояния К = а1Т, интенсивности скорости деформации ё, по сечению прутка имеют циклический характер.

2. Проведена количественная оценка напряженного состояния в поперечном сечении прутка для сталей 45 и У10А. Схема напряженного состояния с преобладанием растягивающих напряжении (Кср>0.58) расположена в области — < (0.15.0.45), с преобладанием напряжений сдвига

0.58< Кср < —0.58) - (0.15.0.45)< — < (0.56.0.83), сжатия (^<-0.58) R

0.56.0.83).

3. Установлены закономерности изменения интенсивности скоростей деформации в поперечном сечении прутка при РСП. В центральных слоях заготовки интенсивность скорости деформации плавно возрастает, при прохождении деформирующего участка валков, до значений 2 с"1 для Кв = 2.77, затем снижается, при прохождении калибрующего участка валков. По мере приближения к поверхности заготовки амплитуда интенсивности скорости деформации достигает значений (20.30) с"1, характер изменения - циклический, с периодом (0.13.0.18) с. Число циклов деформации на поверхности изменяется от трех при значении Кв = 1.3, до десяти, при Кв = 2.77.

4. Установлены закономерности распределении интенсивности пластической деформации по сечению прутка и получено эмпирическое уравнение зависимости интенсивности пластической деформации в поперечном сечении прутка от коэффициента вытяжки вида e,(R', Kg) = (ах R'2 + Ь х R' + с) х 1п(Кв) + d х R'2 + е х R' + /,

Где a,b,c,d,e,f - постоянные параметры, определенные в результате обработки данных математического моделирования. 5. Установлены допустимые интервалы значений коэффициента вытяжки при прокатке сталей 45 и У10А с температурой деформации 700°С на основе оценки значения скалярного параметра поврежденности. Прокатка в интервале значений коэффициентов вытяжки 1.3 <КВ< 1.84 для стали У10А и \3<КВ<2.\5, 2А<КВ <2.77 для стали 45 не приводит к превышению критического значения скалярного параметра поврежденности.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

В работе, на примере конструкционной стали 45 и инструментальной стали У10А, проведен комплекс экспериментальных и теоретических исследований по научно-обоснованному выбору технологического режима термомеханической обработки, обеспечивающего улучшение технологической деформируемости.

1. Установлено, что термомеханическая обработка с использованием РСП по режиму: прокатка за два перехода с КВ = \.5А при температуре деформации 700°С и 600°С и промежуточным и последующем отжигом при 600°С, обеспечивает измельчение зерна феррита в стали 45 с 19 мкм в исходном состоянии до 1.2 мкм по сечению прутка.

2. Установлено, что термомеханическая обработка стали У10А, с использованием РСП по режиму: прокатка за два перехода с Кв = 1.54 при температуре деформации 700°С и 600°С и промежуточным и последующем отжигом при 600°С, обеспечивает формирование однородной по сечению мелкозернистой структуры зернистого перлита с размером зерна феррита около 1 мкм.

3. Проведена оценка напряженного состояния в поперечном сечении прутка для сталей 45 и У10А. Изменения параметра напряженного состояния К имеет циклический характер, схема с преобладанием растягивающих напряжении (Кср >0.58) расположена в области — < (0.15.0.45), с преобладанием R напряжений сдвига(0.58<£ <-0.58) - (0.15.0.45) <—< (0.56.0.83), R сжатия (К <-0.58) - ->(0.56.0.83). R

4. Установлены закономерности изменения скорости деформации заготовки при РСП. В центральных слоях заготовки интенсивность скорости деформации плавно возрастает, при прохождении деформирующего участка валков, до значений 2 с-1 для Кв = 2.77, затем снижается, при прохождении калибрующего участка валков. По мере приближения к поверхности заготовки амплитуда скорости достигает значений (20.30) с-1, характер изменения скорости деформации изменяется на циклический, с периодом (0.13.0.18) с. Число циклов деформации на поверхности изменяется от трех при значении Кв = 1.3, до десяти, при Кв = 2.77.

5. Получено эмпирическое уравнение зависимости интенсивности пластической деформации в поперечном сечении прутка и коэффициента вытяжки вида sj{R',KB) = {axR'1 +bxR' + c)x\v\{KB) + dxR'1 +exR' + f, где a,b,c,d,e,f- постоянные параметры, определенные в результате обработки данных математического моделирования.

6. Исследована зависимость скалярного параметра поврежденности от коэффициента вытяжки. Прокатка при температуре деформации 700°С в интервале значений коэффициентов вытяжки 1.3 <КВ< 1.84 для стали У10А и \.Ъ<КВ <2.15, 2Л<КВ<2.11 для стали 45 не приводит к превышению критического значения скалярного параметра поврежденности. Прокатка в интервалах \М<КВ <2.77для стали У10А, и 2.15<Кв <2.4, для стали 45, при температуре деформации 700°С приводит к превышению критического значения скалярного параметра поврежденности.

7. На основе приведенных экспериментальных и теоретических исследований разработан режим термомеханической обработки обеспечивающий улучшение технологической деформируемости сталей 45 и У10А. Для стали 45: напряжение течения сгт = 347 МПа, временного сопротивления разрушению ав =515МПа, удлинение ср = 21%, относительное сужение у = 52%. Для стали У10А: напряжение течения ат=АЪ1МПа, временное сопротивление разрушению сгв=5ММПа, удлинение <р = 23%, относительное сужение ц/ = 38%.

8. На основе проведенных экспериментальных исследований установлено, что применение ТМО с использованием РСП способствует уменьшению потери массы образца стали У10А после закалки от 800°С и отпуска при 200°С на 17% и увеличению твердости на 3 единицы HRC, по сравнению с закаленным и отпущенным образцом в состоянии поставки.

1. Колмогоров В.Л., Богатлов А.А., Мигачев Б.А. и др. Пластичность и разрушение - М.: Металлургия, 1977 -336 с.

2. Полухин П.И., Тюрин В.А. Обработка металлов давлением в машиностроении- Москва-София: Машиностроение, Техника 1983, -279 с.

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

4. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением. М: Металлургия, 1986 688 с.

5. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести.Учебник для студентов вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1970 -400 с.

6. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Изд. 6-е, перераб. и доп., Л.: Машиностроение, 1979, 520 с.

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

8. Ковка и объемная штамповка: Справочник. Т.З./Под ред. Навродского Г.А. -М.: Машиностроение, 1987, -384 с.

9. Амиров М.Г., Барыкин Н.П. Оценка технологической деформируемости при холодной высадке.// Автомобильная промышленность, №9, 1980. С. 26-28.

10. Ю.Вишневский Н.С., Константинов В.Ф., Повышение стойкости разделительных штампов. М.: Машиностроение, 1984,- 120 с.

11. Баранова В.А. Влияние термомагнитной обработки на сфероидизацию цементита. Известия ВУЗов. Черная металлургия №11, 1982, С156-157

12. Рыжков А.А.,Рулев В.И., Баранова В.А.Структурные изменения в цементите при теплой деформации. Известия высших ВУЗов. Черная металлургия №3, 1982, С\ 13-111

13. Жадан В.Т., Трусов В.А., Попов О.С., Влияние В.Т.М.О. на структуру и свойства конструкционной стали. Известия ВУЗов. Черная металлургия 1983 №3, с93-94

14. Михаленко Ф.П. Стойкость разделительных штампов. Изд. 2-е., перераб. И доп.-М. Машиностроение, 1986. 224с.

15. Сорокин Г.М., Сафонов Б.П., Бегова А.В. Критерии выбора сталей применительно к абразивному изнашиванию. Трение и износ. Том 24 №1 2003 С80-84

16. Шевеля В.В., Калда Г.С. Фреттинг-усталость металлов. Хмельницкий Подшля- 1998

17. Семенов В.И., Шустер Л.Ш., Чертовских С.В., Рааб Г.И.Влияние комплекстного параметра пластического фрикционного контакта и структуры материала на прочность адгезионных связей. Трение и износ Том 26№1 2005 С74-79

18. Шустер Л.Ш. Адгезионное взаимодействие твердых металлических тел-Уфа: Гилем-1999, с256

19. Рыбакова Л.М., Куксенова Л.И. Структура и износостойкость металлов-М.: Машиностроение. -1982, с438.

20. Шаповалов В.В., Костыгов В.Т. Прогнозирование триботехнических характеристик смазываемых узлов трения по реальным субструктурным параметрам трибосистемы //Трение и износ 2001(22) №6, С659-663

21. Сорокин Г.М. Инженерные критерии определения износостойкости сталей и сплавов при механическом изнашивании // Вестник машиностроения. 2001, №11- С57-59

22. Барыкин Н.П., Асланян И.Р., Садыков Ф.А.Поверхностная обработка вкладыша подшипника скольжения // Трение и износ Том 21, №6 2000, -С 634-639

23. Шустер Л.Ш., Мигранов М.Ш., Чертовских С.И., Садыкова А.Я. Триботехнические характеристики титана с ультрамелкозернистой структурой.// Трение и износ. Том 26 №2 2005? С208-213

24. Хачатурьян С.В., Тураев М.У., Негматов С.С. Прогнозирование относительной износостойкости рельсовой стали по энергоемкости материала при пластическом деформировании. // Трение и износ.Том 26 №5 2005 -С497-501

25. Сорокин Г.М., Малышев В.Н. Аспекты металловедения в природе механического изнашивания // Трение и износ. Том 26 №6 2005, С528-607

26. Брыков М.Н. Абразиное изнашивание железоуглеродистых сплавов // Трение и износ Том 27, №1 2006,- С105-109

27. Кенько В.М., Степаненкин И.Н. Влияние микроструктуры стали Р6М5 на износостойкость штамповой холодновысадочной оснастки.// Трение и износ. Том 21 № 3, 2000, С323-328

28. Макаров А.В., Коршунов Л.Г., Солодова И.Л. Износостойкость и деформационное упрочнение углеродистых и низколегированных инструментальных сталей в условии трения скольжения с большими контактными нагрузками.// Трение и износ Том 21 №5, 2000, С501-510

29. Новые материалы. Колл. авторов. Под научной редакцией Ю.С. Карабасова.-М: МИССИС. 2002 736с.

30. Кайбышев О.А., Утяшев Ф.З. Сверхпластичность, измельчение структуры и обработка труднодеформированных сплавов М.: Наука, 2002.-438 с.

31. Бриджмен П. Исследование больших пластических деформаций и разрыва. Влияние высокого гидростатического давления на механические свойства материалов. Под ред. Л.Ф. Верещагина. М.: Издательство иностранной литературы, 1955.-445 с.

32. Патент РФ №2203975, МКИ С 22 F 1/18. Способ обработки заготовок из металлов и сплавов

33. Сегал B.C., Резников В.И., Павлик Д.А., Малышев В.Ф. Процессы пластического структурообразования металлов.-Мн.: Навука I тэхшка, 1994.-232 с.

34. Шевелев А.И., Бейгельзимер Я.Е., Сынков С.Г. Обработка литых вторичных алюминиевых сплавов методом винтовой экструзии. Известия вузов. Цветная металлургия 2001№3, С54-57

35. Горелик С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов. 2-е изд. М., Металлургия, 1978, 568С.

36. Печковский Э.П. Физическое обоснование диаграммы истенная деформация- температура поликристаллических ОЦК-металлов. Проблемы прочности 2000 №4, С 104-118

37. Печковский Э.П. Диаграмма структурных состояний истенное напряжение температура поликристаллических ОЦК-металлов. Проблемы прочности 2001 №4, С69-78

38. Печковский Э.П. Анализ результатов механических испытаний металлов методом построения диаграмм структурных состояний. Проблемы прочности 2001 №5, С29-40

39. К.Зинер и Дж. Холломон Проблемы неупругой деформации металлов // Успехи физических наук T.XXXI, вып.1,1947 С38-52

40. Карпов С.В., Вражкин А.С. Анализ кривых текучести среднеуглеродистых сталей при температурах горячей деформации // Известия вузов. Черная металлургия. 2001 №6 С20-23

41. Грешнов В.М., Сафин Ф.Ф., Грешнов М.В. Физико-феноменологическая модель сопротивления металлов пластической деформации для расчета технологических процессов обработки металлов давлением. Сообщение

42. Постановка задачи и вывод общего уравнения.// Проблемы прочности 2002 №6,- С107-114

43. Грешнов В.М., Сафин Ф.Ф., Грешнов М.В. Физико-феноменологическая модель сопротивления металлов пластической деформации для расчета технологических процессов обработки металлов давлением. Сообщение

44. Частные случаи модели и ее экспериментальная проверка.// Проблемы прочности 2003 №1-С87-97

45. Богатов А.А., Левин И.В. О • математическом моделировании формоизменения и эволюции зеренной структуры металла при обработке давлением.// Известия вузов. Цветная металлургия, №1, 2006,- С34-46

46. Потапов И.Н., Полухин П.И. Технология винтовой прокатки. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Металлургия, 1990, 344с.

47. Галкин С.П., Михайлов В.К., Романцев Б.А. Технология и министан винтовой прокатки как технико-технолгическая система.// Производство проката, №6,1999

48. Галкин С.П., Михайлов В.К., Романенко В.П. и др. Вопросы теории радиально-сдвиговой прокатки сортового металла.// Производство проката, №7, 2001, С. 23-28.

49. Патент РФ № 2009733, МКИ В21В1/00, В21В19/00. Способ получения круглых прутков прокаткой.

50. Патент РФ № 2009737, МКИ В21В19/02. Трехвалковый стан винтовой прокатки и технологический инструмент стана винтовой прокатки.

51. Патент РФ № 2009736, МКИ В21В19/00, В21В1/02. Способ винтовой прокатки круглых профилей.

52. Патент РФ № 2293619, МКИ В21В 19/00. Способ винтовой прокатки

53. Патент РФ №2038175, МКИ В 21 В 1/02, В 21 В 19/00. Способ получения прутков из легированных металлов и сплавов.

54. Харитонов Е.А., Алексеев П.Л., Савченко B.C. Теоретическое определение температурного поля при радиально-сдвиговой прокатке. Известия Вузов. Цветная металлургия 2000 №7 С47-51

55. Харитонов Е.А., Гришечкин A.M., Буров И.А. Определение ширины контактной поверхности при радиально-сдвиговой прокатке Известия вузов. Черная металлургия. 2004№3, С43-46

56. Тетерин П.К. Теория поперечной и винтовой прокатки. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.:Металлургия, 1983 270 с

57. Тетерин П.К. Теория поперечной и винтовой прокатки. Изд-во М.:Металлургия, 1971 368 с

58. Потапов В.И., Полухин П.И. Технология винтовой прокатки-Металлургия, 1990- 344с

59. Романцев Б.А., Морозова И.Г., Лисовский А.В., Алешин Н.Н. К вопросу формирования структуры и свойств металлических материалов при винтовой прокатке. Черная металлургия. 2002№11, С28-30

60. Семин В.А., Семин П.В. Математическое моделирование винтовой прокатки с применением теории обобщенного плоского течения Черная металлургия. 2003№11, с41—46

61. Потапов И.Н., Вавилкин Н.М., Юсупов B.C., Щербаков М.В. Совершенствование метода координатных сеток для исследования поперечно-винтовой прокатки. Известия ВУЗов. Черная металлургия 1983 №11, с72-75

62. Харитонов Е.А., Тхоржевский А.Г., Романенко В.П. Исследование микроструктуры медных прутков, полученных методом винтовой прокатки. Известия ВУЗов. Черная металлургия 1983 №11, с156—157

63. Потапов И.Н., Буров И.А.,Ахмедин Р.И., Александрович А.И. Особенности эйлерово-лангранжевого метода исследования винтовой прокатки.// Известия ВУЗов. Черная металлургия 1986 №9,- С51-55

64. Панов Е.И., Эскин Г.И., Бер Л.Б., Климович Л.Г. особенностей структуры в прутках из заэвтектического силумина 01390 полученных методом поперечно-винтовой прокатки. // Технология легких сплавов №5 2004. -С. 43-49

65. Шаврин О.И., Трухачев А.В. Дементьев В.Б., Жадан А.В., Какорин Н.А. О некоторых особенностях пластической деформации в процессе В.Т.М.О. винтовым обжатием.// Известия ВУЗов. Черная металлургия 1986 №11,-С. 103-106.

66. Панов Е.И., Восканьянц А.А., Иванов А.В., Лушников В.М., Ильин О.Ю. Трехмероное конечно-элементное моделирование процесса поперечно-винтовой прокатки сплошной заготовки.// Технология легких сплавов №5-6 2001,-С. 54-59

67. Ильин О.Ю., Панов Е.И., Шапиро В.Я. Разработка конструкции оборудования и освоение поперечно-винтовой прокатки легких сплавов.// Технология легких сплавов №5 2000,- С. 39-46

68. Панов Е.И., Ильин О.Ю. О качестве прутков и труб из легких сплавов, полученных поперечно-винтовой прокаткой // Технология легких сплавов №2 2001,- С. 27-31

69. Панов Е.И. Окружные напряжения при поперечно-винтовой прокатке с осевым подпором. // Технология легких сплавов №1-4 2005,- С. 150-156

70. Панов Е.И. Поперечно-винтовая прокатка сплошной заготовки: радиальные напряжения // Металлург. №1, 2004,- С. 33-40

71. Панов Е.И. Зависимость радиальных напряжений, возникающих в заготовке, от схем поперечно-винтовой прокатки и усилия натяжения //Металлург. №2, 2004, С.32-39

72. Панов Е.И. Напряженно-деформированное состояние при поперечно-винтовой прокатки: осевые напряжения. // Металлург. №7 2004,- С.48-53

73. Панов Е.И. Исследование окружных напряжений при поперечно-винтовой прокатке с натяжением// Технология легких сплавов №1-2 2006.-С. 169-176

74. Лебедев А. А., Чаусов Н.Г., Богинич И.О. Модель накопления поврежденности в металлических материалах при сложном напряженном состоянии // Проблемы прочности №3, 1997, С. 55-63

75. Галкин В.В., Белкин А.С., Карташев А.А. Оценка ресурса пластичности тонколистового титанового сплава ОТ4-1 при горячей формовке.// КШП ОМД №12,2001,-С. 12-16

76. Грешнов В.М. Боткин А.В., Напалков А.В., Лавриненко Ю.А. Математическое моделирование многопереходных процессов объемной холодной штамповки на основе физико-математической теории пластического формообразования металлов.// КШП ОМД №8 2001,- С. 33-37

77. Лебедев А.А., Чаусов Н.Г., Богданович А.З.Оценка предельных повреждений в материалах при статическом нагружении с учетом вида напряженного состояния // Проблемы прочности №2, 2002, С. 35-40

78. Черепанов Г.П. Современные проблемы механики разрушения // Проблемы прочности №8, 1987 - С. 3-13

79. Чаусов Н.Г., Лебедев А. А., Богданович А.3.0 предельной поврежденности материала в зоне концентратора // Проблемы прочности. №6,2002,-СЗ1-37

80. Бобырь Н.И., Грабовский А.П., Тимошенко А.В., Халимов А.П. Методика определения накопления повреждений в металлическихконструкционных материалах при сложном упругопластическом нагружении.// Проблемы прочности. №1, 2006,- С128-137

81. Шаталов P.JL, Парфенов Д.Ю., Кудин М.В., Босхамджиев Н.Ш., Галкин A.M. Пластометрические исследования реологических свойств инкового сплава «Титан-цинк» // Известия вузов. Цветная металлургия №3, 2001, -С. 17-21

82. Машеков С.А., Илюхин К.Н., Зимаков Е.А. Методика статической обработки диаграмм пластичности. // Черная металлургия. №3, 2002 С. 33-36

83. Справочник металлиста. В 5-и т. Т.2. Под ред. А.Г. Рахштадта и В.А. Бромстрема. М.: Машиностроение, 1976- 720с.

84. Кайно Г. Акустические волны: Устройства, визуализация и аналоговая обработка сигналов: Пер. с англ.-М.:Мир, 1990 656с.

85. Муравьев В.В., Бояркин Е.В. Неразрушающий контроль структурно-механического состояния рельсов текущего производства по скорости ультразвуковых волн. // Дефектоскопия №3 2003, С24-33

86. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В., Лебедева Т.Н. Стандартные образцы для акустической дефектоскопии прутков малых диаметров из инструментальной стали.// Дефектоскопия №11, 2003,- С.25-29

87. Кондратьев А.И., Иванов А.Н., Химухин С.Н. Влияние термообработки на акустические характеристики материалов.// Дефектоскопия №3, 2006, -С28-36

88. Иванова B.C., Баланкин А.С., Бунин И.Ж., Оксогоев А.А. Синергетика и фракталы в материаловедении. М.: Наука, 1994. - 383 с.

89. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В., Лебедева Т.Н. Стандартные образцы для акустической дефектоскопии прутков малых диаметров из инструментальной стали. // Дефектоскопия, №11, 2003, С. 25-29

90. Ефрофеев В.И., Ромашов В.П. Влияние циклического нагружения и деформации материала на характеристики распространения в нем продольной акустической волны. // Дефектоскопия, №11, 2004, С. 59-64

91. Ермолов И.Н. Достижения в теоретических вопросах ультразвуковой дефектоскопии, задачи и перспективы. // Дефектоскопия, №10, 2004, С. 13-49

92. Буденков Г.А, Недзвецкая О.В., Буденков Б.А., Лебедева Т.Н., Злобин Д.В. Акустическая дефектоскопия прутков с использованием многократных отражений. // Дефектоскопия, №8, 2004, С.50-56

93. Ли В.Н., Кондратьев А.И., Муромцева Е.В., Химухин С.Н. Контроль микроструктуры контактного провода акустическим методом. // Дефектоскопия, №12, 2003, С. 39-^5

94. Методы акустического контроля металлов/Н.П. Алешин, В.Е.Белый, А.Ч. Вопилкин и др.: Под ред. Н.П. Алешина М.: Машиностроение, 1989-456с.

95. Справочник металлиста. В 5-и т. Т.2. Под ред. А.Г. Рахштадта и В.А. Бромстрема. М.: Машиностроение, 1976, 720с.

96. Hallquist John O.LS-DYNA theoretical manual.Livermore Software Technology Corporation, 1998 498c.

97. Григорович В.К. Твердость и микротвердость металлов. М.: Наука, 1976, 230с.

98. Металлографические реактивы. Справ.изд. Коваленко B.C.- 3-е изд., перераб. И доп. -М.: Металлургия, 1981. 120с.

99. Салтыков С. А. Стереометрическая металлография. М.:Металлургия, 1970.-376 с.

100. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. В 2-х книгах. Кн. 2/ Под ред. В.В. Клюева. 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Машиностроение, 1986. 352 с.

101. Колмогоров В.Л., Численное моделирование больших пластических деформаций и разрушения металлов КШП 2003№2 с4—16

102. Бернштейн М.Л. Структура деформируемых металлов.М.: Металлургия 1977 432с.

103. Соколов Л.Н., Ефимов В.Н., Демин В.Н., Савицкий В.В. Определение и прогнозирование сопротивление деформации сталей и сплавов при высоких температрах. //Известия ВУЗов. Черная металлургия №11, 1985,-С. 74-77

104. Лабутин А.А., Коротаев Ф.Ф., Гуляев Г.П. О прогнозировании ресурса разрушения при пластической деформации металлов. Исследования в области пластичности и ОМД. Тула, 1975, вып. 3, с.95-98.

105. Материаловедение. Сталь. Справ. Изд. В 2-х т.: Пер. с нем. Т.1. Основные положения. В 2-х кн. Кн.2. Под ред. М.Л.Бернштейна. М.: Металлургия, 1995,335 с.

106. Материаловедение. Сталь. Справ. Изд. В 2-х т.: Пер. с нем. Т.1. Основные положения. В 2-х кн. Кн.1. Под ред. М.Л.Бернштейна. М.: Металлургия, 1995, 448 с.

107. Материаловедение. Сталь. Справ. Изд. В 2-х т.: Пер. с нем. Т.2. Применение. В 2-х кн. Кн.2. Под ред. С.Б. Масленкова. М.: Металлургия, 1995,399 с.

108. Материаловедение. Сталь. Справ. Изд. В 2-х т.: Пер. с нем. Т.2. Применение. В 2-х кн. Кн.1. Под ред. С.Б. Масленкова. М.: Металлургия, 1995,447 с.