Структура и свойства сплавов на основе ГЦК-металлов при вибромеханическом деформировании

Печина, Елена Анатольевна

Структура и свойства сплавов на основе ГЦК-металлов при вибромеханическом деформировании тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Печина, Елена Анатольевна АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Ижевск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2006 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Структура и свойства сплавов на основе ГЦК-металлов при вибромеханическом деформировании»

Автореферат диссертации на тему "Структура и свойства сплавов на основе ГЦК-металлов при вибромеханическом деформировании"

На правах рукописи

ПЕЧИНА Елена Анатольевна

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ГЦК-МЕТАЛЛОВ ПРИ ВИБРОМЕХАНИЧЕСКОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ

Специальность 01,04.07. - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ижевск 2006

Работа выполнена в лаборатории физики неравновесных металлических систем отдела физики и химии ианоматер налов Физико-технического института Уральского отделения Российской Академии Наук, на кафедре термообработки и физики металлов Уральского государственного технического университета -УПИ.

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент СЛ. Демаков Научный консультант: доктор физико-математических наук,

главный научный сотрудник Д.Б. Титоров Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор А,М. Глезер доктор физико-математических наук, доцент ДЛ. Мерсон

Ведущая организация:

Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской Академии Наук

Защита диссертации состоится 17 ноября 2006 г. в 14 часов "ЗО минут на заседании Диссертационного совета Д 004.025.01 при Физико-техническом институте УрО РАН по адресу: 426000, Ижевск, ул. Кирова, д. 132.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Физико-технического

института УрО РАН и на сайте http://fli.udm.ru/dis/ Автореферат разослан октября 2006 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета Д 004.025.01 ФТИ УрО РАН

доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник

ъ .-4- •<■ . "Ч г? Л

-р. Титоров о1" ^

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Пластическая деформация как технологический способ обработки металлов используется для изменения формы изделий, а также структуры и свойств металла. Холодная деформация поликристаллического металла приводит к упрочнению, что затрудняет дальнейшее формообразование в ходе многопроходных технологий обработки металлов давлением. Под влиянием сил трения между деформирующим инструментом и деформируемым изделием скорость и другие условия истечения металла по сечению изделия при пластической деформации оказываются неодинаковыми. В результате наблюдается различие в дислокационной структуре и текстуре по сечению изделия, а также появляются макронапряжения между поверхностными и сердцевинными слоями, уравновешивающиеся в макрообъемах изделия. Неоднородность текстуры и, соответственно, высокий уровень макро- и микронапряжений являются крайне нежелательными на стадиях технологических переделов, поскольку ухудшается стабильность технологии в целом. Поиск схем деформации, при которых эти нежелательные факторы минимизированы, безусловно, является актуальной задачей.

Развитие методов вибрационной механики [1,2] и их приложение к различным технологическим процессам являются перспективными с учетом выше изложенного. Использование вибрации для интенсификации различных технологических процессов, в том числе при непрерывной разливке металлов, при запрессовке деталей, при волочении и протяжке, позволяет во многих случаях интенсифицировать процессы, улучшить качество материалов [3,4], например, снизить уровень остаточных напряжений, степень упрочнения металла и т.д.

В начале 90-х гг. в лаборатории пластической деформации ФТИ УрО РАН разработай способ [5] и создана установка для вибромеханической обработки длинномерных осесимметричных изделий [б]. Основными технологическими преимуществами данного способа деформирования, по сравнению с традиционными, являются малогабаритность из-за отказа от использования прессового оборудования и деформирование без использования смазочных материалов ввиду меньших контактных сил трения. Первые исследования [7] механических свойств деформированных данным методом металлов и сплавов вызвали научный интерес. Меньшее исчерпание технологической пластичности при вибромеханическом деформировании, по сравнению с другими способами деформации (прессование, волочение, прокаггка и т.д.), позволяет сократить количество промежуточных отжигов, проводимых между проходами для восстановления структурного состояния, что, несомненно, является экономически выгодным.

Цель работы. Целью данной работы является выявление и объяснение причин меньшего исчерпания ресурса технологической пластичности в условиях вибромеханического деформирования по сравнению с прямым прессованием путем исследования механических свойств и структуры промышленных сплавов на основе ГЦК-металлов.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

1) получить трубные полуфабрикаты по многопроходной технологии безоправочным редуцированием: вибромеханической обработкой и прямым прессованием;

2) определить схему деформации путем измерения геометрических параметров полуфабрикатов и расчета степени деформации металлов в условиях безоправочного вибромеханического деформирования по сравнению с прямым прессованием;

3) исследовать поведение механических свойств, микроструктуры и текстуры полуфабрикатов;

4) оценить остаточный ресурс пластичности полуфабрикатов методом акустической эмиссии;

5) исследовать уровень макро- н микронапряжений деформированных полуфабрикатов;

6) выявить причину различия в поведении свойств и структуры в условиях вибромеханического деформирования по сравнению с прямым прессованием;

7) сравнить качество полуфабрикатов, полученных с помощью вибромеханической обработки и прямого прессования, разработать обидае рекомендации использования способа вибромеханического обжатия.

Научная новизна работы. В настоящей работе методами механических испытаний, металлографии, рентгеновской дифракции и акустической эмиссии выполнено исследование промышленных сплавов на основе ГЦК-металлов (медь М2, алюминиевые сплавы Д16 и АК8, латунь Л62), полученных многопроходной деформацией с применением схемы прямого прессования и вибромеханического обжатия.

1. Локализация деформации в приповерхностных областях стенок трубы, полученной вибромеханической обработкой, значительно ниже, чем прессованной. Характер течения материала в условиях вибромеханической обработки способствует формированию более однородной структуры по сечению стенки трубы.

2. При реализации схемы вибромеханического обжатия характер изменения текстуры по стенке трубы остается одинаковым, в то время как при прямом прессовании наблюдается качественное различие текстурного состояния с внутренней и внешней сторон трубы.

3. Согласно результатам исследования акустической эмиссии плотность дислокаций в

приповерхностных слоях трубы, полученной методом вибромеханического деформирования, не достигает уровня, препятствующего выходу движущихся дислокаций на поверхность, даже при степени деформации 60%. Это свидетельствует о формировании при вибромеханической обработке отличной, по сравнению с прямым прессованием, дислокационной структуры, в условиях которого при степени деформации 48% приповерхностные слои становятся «непрозрачными» для выхода дислокаций.

4. Меньшее исчерпание ресурса пластичности материалов в случае вибромеханической обработки по сравнению с прямым прессованием обусловлено меньшим вкладом множественного скольжения из-за облегченного движения дислокаций в пределах одной системы скольжения, вызванного знакопостоянным переменным нагружением при вибрационном воздействии.

5. Изменение толщины стенки при безоправочном деформировании по схеме вибромеханического обжатия незначительно по сравнению с прямым прессованием.

6. Найден параметр к для оценки изменения толщины стенки трубы в условиях вибромеханической обработки, не зависящий от природы материала, определяемый как коэффициент пропорциональности между величинами (h/ho)/Do и степенью редуцирования D/Do и равный k=(b/ho)/D = 0,077±0,003 м'1.

В работе показано, что схема вибромеханической обработки является более предпочтительной для производства труб безоправочнымя способами.

Практическая значимость работы. В настоящей работе получена новая информация о структурном и текстурном состоянии трубных полуфабрикатов и их изменении в процессе обработки различными методами деформации. Полученные закономерности могут быть полезными для выбора схем деформации при изготовлении длинномерных осесимметрнчных изделий путем многопроходной деформации. Результаты работы могут быть использованы при разработке технологии получения материалов с заданными служебными характеристиками и методов их контроля.

Основные положения, выносимые на защиту;

1. Схемы деформации при вибромеханическом деформировании и прямом прессовании одинаковы, что дает основание для исследования особенностей процесса вибромеханической обработки в сравнении с методом прямого прессования.

2. Вибромеханическая обработка обеспечивает меньшее утолщение труб при безоправочной деформации по сравнению с прямым прессованием. ,

3. При вибромеханической обработке по сравнению с прямым прессованием ресурс

пластичности сохраняется до больших степеней деформации, формируется более равноосная зеренная структура, а развитие текстуры затруднено.

4. При вибромеханической обработке по сравнению с прямым прессованием зеренная структура и текстура по сечению стенки трубы формируются более однородно.

5- По результатам исследования акустической эмиссии при одноосном растяжении плотность деформационных дефектов в стенке трубы из меди М2, полученной при вибромеханической обработке, меньше, чем при прямом прессовании.

б. Меньшее исчерпание ресурса пластичности промышленных сплавов на основе ГЦК-металлов (техническая медь М2, латунь Л62, алюминиевые сплавы Д]б и AKS) в условиях вибромеханического деформирования обусловлено формированием однородной зеренной структуры, а развитие текстуры затруднено из-за цикличного изменения уровня силы радиального давления и связанных с этим циклических изменений направлений деформационного сдвига

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и обсуждены на: II, III, IV, V Уральских школах-семинарах металловедов-молодых ученых, Екатеринбург, 2000 -2003 г.; 5-ой Российской университетско-академической научно-практической конференции, Ижевск, 2001 г.; I - V Конференциях молодых ученых ФТИ УрО РАН, Ижевск, 2001 - 2005 гг.; XXXVIII и XXXIX Международных семинарах «Актуальные проблемы прочности», Санкт-Петербург, 2001; VI Международной школе-семинаре «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах. Компьютерное моделирование», Барнаул, 2001 г.; II и III Выездных молодежных семинарах «Проблемы физики конденсированного состояния вещества», Екатеринбург, 2001 г. и 2002 г.; XVI и XVIII Уральских школах металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов», Уфа, 2002 г., Тольятти, 2006г.; IX Международном семинаре «Дислокационная структура и механические свойства металлов и сплавов - "ДСМС-2002'», Екатеринбург, 2002; X Московском семинаре «Физика деформации и разрушения твердых тел», Черноголовка, 2002 г.; VII Межгосударственном семинаре «Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий (МНТ - VII)», Обнинск, 2003 г.; XV Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов» Тольятти, 2003 г.; I и II Международных школах «Физическое материаловедение», Тольятти, 2004 и 2005г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей в рецензируемых журналах. Личный вклад автора. Диссертация является самостоятельной работой, обобщившей результаты, полученные лично автором, а также полученные в соавторстве. Автором

диссертации лично проведены термическая обработка труб до деформирования, механические испытания, металлографические и дифракционные исследования. Приготовление образцов для исследований и их поверхности (электроискровая резка, механическая и химическая полировка, травление) проведено лично автором. На основе полученных дифракционных данных автором проведены рентгеноструктурный анализ для оценки деформированного состояния слоев материала исследуемых объектов, расчет значений полюсной плотности и построение обратных полюсных фигур для оценки текстуры деформации. Получение деформированных трубных полуфабрикатов методами вибромеханической обработки и прямого прессования проведено совместно с Га П ворон с ким Л. А. (ФТИ УрО РАН, г. Ижевск); исследования с использованием метода акустической эмиссии — с Разуваевым Л. А. (Н У, г. Тольятти). Общая и конкретные задачи экспериментальных исследований по диссертационной работе сформулированы научным руководителем - Демаковым С. Л. (УГТУ - УПИ, г. Екатеринбург). Обсуждение н интерпретация экспериментальных результатов проводилась совместно с научным руководителем, научным консультантом Тнторовым Д. Б. (ФТИ УрО РАН, г. Ижевск) и соавторами публикаций. Основные положения и выводы диссертационной работы сформулированы автором.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы. Содержание диссертации изложено на 146 страницах машинописного текста, включая 68 рисунка, 8 таблиц и библиографический список, содержащий 173 названий.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отмечается актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, показаны научная новизна и практическая ценность.

Первая глава является обзором литературных данных, посвященных рассмотрению' формирования структуры и свойств сплавов на основе ГЦК-металлов в условиях холодной пластической деформации, реализуемой традиционными методами обработки металлов давлением. Описаны основные механизмы пластической деформации и методики для успешного изучения деформированных металлов. Приведены основные преимущества и недостатки многопроходных технологий получения длинномерных изделий. Описаны причины и способы устранения упрочнения в ходе холодной деформации. Рассмотрен метод вибромеханической обработки и установка для ее реализации, как перспективный способ для получения длинномерных изделий, вызывающий меньшее исчерпание р ресурса технологической пластичности.

Приведенный анализ литературных данных показывает, что для детального изучения

меньшего исчерпания технологической пластичности в условиях вибромеханического деформирования необходимы исследования микроструктуры, наряду с изучением формирования текстуры. Показано, что рассмотрению причин, вызывающих меньшее исчерпание пластичности в условиях вибромеханического деформирования по сравнению с традиционными методами, до сих пор не уделено достаточного внимания. Отсутствуют детальные исследования структуры вибромеханически деформированных металлов и сплавов. Выбор дня исследования тонкостенных труб из сплавов на основе ГЦК-металлов обусловлен, прежде всего, проблематичностью их изготовления существующими технологиями и удобством тем, что процессы пластической деформации наиболее изучены в ГЦК-металлах.

В конце обзора сформулирована цель, ставится задача исследования структуры и свойств промышленных сплавов на основе ГЦК-металлов в условиях многопроходной деформации путем вибромеханического деформирования.

Во второй главе описываются методики приготовления, исследования и аттестация образцов. С помощью вибромеханической обработки и прямого прессования операцией редуцирования труб (уменьшение внешнего диаметра с увеличением количества проходов) безоправочным способом без использования промежуточных термических обработок, смазочных материалов н предварительных нагревов деформируемого металла и деформи-рующего инструмента и оснастки с одинаковой скоростью деформирования получены деформи-рованные полуфабрикаты в виде труб. Многопроходному редуцированию с количеством проходов - 4 подвергали трубы с внешним диаметром Е>о"2б-ь20 мм и толщиной ho=l»35+3 мм, предварительно подвергнутые рекристализационному отжигу.

В результате получены полуфабрикаты (табл. 1) со степенью редуцирования D/Do до 0.6 и суммарным обжаггнем [8] m " (Dq-D)/Do. до 40% (где Do и D - значения внешнего диаметра полуфабрикатов до и после обработки): а) из технической меди М2, латуни Л62, алюминиевых сплавов 1380 (АК8) и 1160 (Д16) методом вибромеханической обработки (ВМО); б) из технической меди М2 и алюминиевого сплава Д1б методом прямого прессования (ПП).

Деформированные методами ВМО и ПП трубы из алюминиевых сплавов Д16 и М2 имели степень обжатия ш»10% после каждого прохода материала через деформирующий элемент. Одинаковые суммарные обжатия выбраны для проведения сравнительного анализа деформированного состояния материала, полученного двумя методами. Вибромеханическая обработка проведена на лабораторной электрогндравлической установке [7] (рис. 1) по синусоид ал ь ному закону нагружения с частотой 4 Гц, а прямое прессование - по классической схеме на базе пресса (4 МН).

Степень деформации материалов X (табл. 2) определяли по величине изменения площади поперечного сечения полуфабрикатов по формул^ [8]: X - ( (Бо - Э) / Зо ), где Эо и 5 - площадь поперечного сечения трубы до и после обработки.

Табл. 1.

Список полученных полуфабрикатов от количества проходов и метода обработки.

сплав

М2

Д16 Д16

АК8

Л62

метод обработки

ВМО

пп

ВМО

пп

ВМО

I _0_ I

I _0_

I _0_ 1

степень редуцирования D/Do; степень обжатия ш, %

суммарное количество проходов п

0.96

4 0.94

б 0.93

7 0.95

5 0.98

2 0.98 2

0.88 12 0.86

!Ш 16 0.85

15 0.93

7 0.93 7

0.75 25 0.72 28 0.75 25 0.73 27 0.89 11

№ 39 OjS 38 0.67 33

Примечание: над чертой - D/D0, под чертой—т.

Для проведения исследования свойств и структуры деформированных промышленных сплавов с ГЦК-струкгурой, полученных методом ВМО, обоснован выбор прямого прессования, как классического и наиболее изученного метода обработки, и экспериментальных методов: механических испытаний, металлографии, рентгеновской дифракции и акустической эмиссии.

Применение предложенной схемы исследований направлено на то, чтобы оценить качество полученных вибромеханической обработкой

полуфабрикатов по сравнению с прессованными, но и выявить особенности и причины в формировании структуры и свойств, а также - технологических преимуществ и недостатков метода ВМО в целях

Рис. 1. Лабораторная установка для вибромсханнческого

внедрения в производство.

деформирования.

Табл. 2.

Зависимость степени деформации материалов от количества проходов н метода обработки._

сплав метод обработки Степень деформации X, %

суммарное количество проходов п

0 1 2 3 4

М2 ВМО 0 7 22 43.5 63.3

М2 ПП 0 18.6 28.5 48 61.5

Д16 ВМО 0 10.2 21.5 31.3 41

Д16 ПП 0 4.7 20.8 38 -

<АК8 ВМО 0 5 14 21 -

Л62 ВМО 0 12.3 20.2 - -

Третья глава посвящена изучению формы и определению схемы деформации в условиях вибромеханического деформирования. В ней приведены результаты исследований механических свойств сплавов на основе ГЦК-металлов, деформированных методами ВМО и ПП. Показано, что изменение толщины стенки и механических свойств сплавов с ростом суммарного обжатия ш в условиях ВМО происходит в меньшей степени по сравнению с ПП.

Для меди М2 при степени редуцирования 0/00=0.6 4-мя проходами (п=4) (рис. 2), после ВМО суммарное утолщение (ДЬ) составило 20% от исходного значения, а после ПП - 40%. Для алюминиевого сплава Д16 после ВМО (п=4) ДЬ составило 12% от исходного значения при 0/00=0.6, а после ПП (п-3) - 35% при 0/00=0.7. Для латуни Л62 и алюминиевого сплава АК8 при 0/00=0.9 после ВМО 3-мя и 2-мя проходами соответственно, ДЬ менее 5%.

Известно [8], что изменение толщины стенки труб при редуцировании зависит от многих параметров, в особенности от условий деформирования и природы материала, и является плохо

предсказуемой величиной.

В настоящей работе выявлено, что различие в суммарных утолщениях в условиях каждого метода для меди М2 и сплава Д16 обусловлено только природой материала.

Для этого сделан анализ схемы деформация в условиях ВМО по сравнению с ПП, исходя из расчета значений продольной (еО, тангенциальной (е^ и радиальной (£г)

Рис. 2. Зависимость толщины стенки от степени деформаций и их зависимостей от степени редуцирования и вида деформации. Медь М2.

редуцирования для сплавов Д16 и М2 (рис. 3).

0.9 D/Do

При расчете использованы формулы [8]: Ei = In e^lniCDj-hjyiDrh,»,

Ef^ln^/h,), где р. - вытяжка (цЧ2/1|); 12 и Ь, D2 и Di, h2 и h( -длина, внешний диаметр и толщина стенки полуфабриката после последующего н предыдущего проходов, и выявлено выполнение условия постоянства объема:

£i + et + £r = 0. Показано, что схема деформации в обоих случаях деформирования одинакова и является по классификации Губкина [9] схемой DI (рис. 4), что позволяет анализировать метод ВМО в сравнении

спа

Обнаружено, что отношение h/ho, характеризующее изменение толщины стенки, изменяется линейно по отношению к степени редуцирования D/Do.

Таким образом, найден параметр к для оценки толщины стенки трубы, не зависящий от природы материала, равный k=(h/ho)/D, который является коэффициентом пропорциональности между величинами (h/ho)/Do и D/Do. При ВМО к=0,077±0,003 м*1 для исследованных материалов, что меньше чем при ПП, в условиях которого параметр к=0,092±0,003 м"1 (рис. 5).

Показано, что изменение толщины стенки в случае ВМО незначительно по сравнению с прямым прессованием, и является более предсказуемой величиной.

Зависимости механических свойств исследованных сплавов от степени редуцирования при ВМО показывают их незначительное изменение.

0.5 0.7

Рис. 3. Зависимость

0.9 D/D0

продольной.

тангенциальной и радиальной деформаций от степени редуцирования и метода деформации. Медь М2.

Рис. 4. Схема деформации по классификации СИ. Губкина.

0.065 0.06 0.055 0.05 0.045 0.04 0.035 0.03

(h/hoyDo

Д16

ПП

ВМО

(h/ho)/Do

0.7

0.8

0.9 D/Do 1

"D/Do1

Рис.5. Зависимость параметра изменения толщины стенки трубы от степени релуднрованни при ВМО и ПП для сплавов Д16 и М2.

По сравнению с отожженным состоянием степень упрочнения и нечерпание пластичности в случае ВМО меньше по сравнению с ПП, как видно, например, из рис. 6 для меди М2 и рис. 7 для сплава Д16. Максимальное увеличение

временного сопротивления разрыву о, в случае ВМО составило 20%, по сравнению с исходным состоянием, а в случае ПП - 50%.

«о

V, 5, %

100

Х,%

Рис.б. Зависимость механических свойств меди М2 от степени деформации после вибромеханического деформирования (1) н прямого прессования (2). 12

20 30

К%

Рис.7. Зависимость механических свойств алюминиевого сплава Д16 от степени деформации после внбромеханического деформирования (1) н прямого прессования (2), где предельная пластичность (й (а), предел прочности и предел текучести 07* (б), относительное сужение у и относительное удлинение 8 (в), твердость НВ (г).

Удлинение, мм

Таким образом, ВМО труб из промышленных материалов (АК8, Д16, М2, Л62) до степеней редуцирования 0.6 вызывает меньшее изменение показателей прочности и пластичности с увеличением количества проходов материала через деформирующий элемент, по сравнению с прессованием.

Для оценки состояния структуры и остаточного ресурса пластичности сплавов, полученных в условиях ВМО и ПП, проведены испытания на растяжение с параллельной регистрацией акустической эмиссии (АЭ). Известно [10], что величина АЭ-пика, образующегося в квазиупругой области диаграммы нагружения сплавов на основе меди, указывает на движение дислокаций в процессе деформации и их выход на поверхность. Это позволяет охарактеризовать остаточный ресурс пластичности предварительно деформированных сплавов.

На рис. 8 приведены кривые «напряжение - удлинение» и изменение огибающей сигналов АЭ, полученные в результате растяжения меди в отожженном состоянии (п=0, ш=0%) и предварительно деформированной методами ВМО (п=4, т=39%) и ПП (п=4, ш-28%). Для исходного образца характер поведения огибающей сигналов АЭ при растяжении стандартный: наблюдается пик АЭ в области перехода от упругих деформаций к пластическим, далее до разрушения постепенный спад акустической активности. Показано [II], что при одноосном растяжении меди процесс

М2 до и после ПП и ВМО. '

• 1 4 I

Удлинение, мм

»». ВМО

Х-63%

»0 . гч

МО . / \

МО . / *

мс. /

40 -

в • Г

0,10

ОМ

ем

(Л4

»01

ОМ

В В

о ■

о * «

Удлинение, мм

Рис.8. Акустихо-эмиссяонные диаграммы, полученные при одноосном растяжении продольных образцов из меди М2 до и после ПП и ВМО. '

пластического течения начинается в поверхностном слое и постепенно распространяется на весь объем образца, и основным источником АЭ на начальной стадии пластической деформации скольжением служит выход дислокаций на поверхность кристалла. Спад АЭ является следствием увеличения числа препятствий на пути движения дислокаций. Отсюда, вид акустнко-эмиссионной кривой определяется, с одной стороны, количеством движущихся к поверхности дислокаций, а с другой - степенью упрочнения поверхностного слоя.

Замечено, что при растяжении прессованной меди после 1 прохода со степенью 18,6%, наблюдаются более низкие значения огибающей сигналов АЭ, чем для вибромеханически обработанной после 2-х проходов с Х-22%, что свидетельствует о меньшей подвижности дислокаций в предварительно деформированном материале при той же степени деформации. Более высокие 'значения огибающей сигналов АЭ при растяжении вибромеханически деформированной меди, что наблюдается для всех образцов, свидетельствуют о большей интенсивности процессов скольжения в объеме образца при растяжении по сравнению с прессованной. Тем более, в отличие от А Э-диаграмм прессованной меди, для вибромеханически обработанной характерно наличие пика в квазиупругой области, свидетельствующего о прохождении лавинообразных процессов в объеме материала. Данные результаты обусловлены, по-видимому, тем, что метод ВМО формирует в деформируемом материале отличную от метода ПП, более однородную по сечению дислокационную структуру, более предпочтительную для деформации по схеме растяжения. Это и объясняет хорошие показатели по вытяжке ц для образцов после ВМО, чем после ПП. Таким образом, сформированная методом ВМО предпочтительная растяжению структура облегчает удлинение образца в продольном направлении в ходе ВМО из-за незатрудненного движения дислокаций, по сравнению с ПП. Известно [12], что причиной их торможения могут быть, например, полосы скольжения, границы зерен и блоков, выделения и т.д.

' В четвертой главе приведены результаты исследования микроструктуры, текстуры, макро- и микронеоднородности полученных вибромеханической обработкой и прямым прессованием деформированных полуфабрикатов из промышленных сплавов на основе ГЦК-металлов (техническая медь М2, латунь Л62, алюминиевые сплавы Д16 и АК8).

Проведенные исследования микроструктуры на продольных и поперечных сечениях полученных полуфабрикатов и в очаге деформации показали, что применение метода ВМО при редуцировании труб способствует формированию однородной структуры по сечению стенки трубы, по сравнению с ПП.

Например, на рис. 9 представлены микроструктурные фотографии меди М2, которые показывают сформированную зеренную структуру на поперечном сечении деформированных полуфабрикатов, полученных в результате многократного деформирования (п=*4) методами ВМО и ПП на Х=60%.

После разупрочняюще го отжига медь представляет собой крупнозернистую полиэдрическую структуру со средним размером зерна

(1 около 100 мкм (рис, 9, а). Обнаружено, что изменение микроструктуры с увеличением количества проходов при ПП неоднородно по толщине стенки трубы. После 4 проходов (щ=40%) наблюдается раднально ориентированная зеренная структура на поперечном сечении и ориентированная вдоль оси трубы на продольном сечении (рис. 9, б-г). В приповерхностных областях стенки трубы (зоны а и г на рис. 10) наблюдается локализация деформации, причем на слоях внутренней поверхности стенки (зона г на рис. 10) степень локализации выше. На прессованных образцах такая локализация видна уже после 1 прохода (т^ЮУо).

Анализ микроструктур

вибромеханически деформированных образцов в зависимости от степени редуцирования также показал, что с уменьшением внешнего диаметра О наблюдается формирование раднально

Рис.9. Микроструктура меди М2 до (а) и после п~4 на Х-60% методами ПП (б - г) и ВМО (а - ж): внешний (б, д) и внутренний (г, ж) край н середина (в, е) поперечного сечения. Стрелкой указано радиальное направление для данного сечения.

Рис. 10. Параметры зерна -

н зоны их расчета по поперечному сечению образцов.

ориентированной структуры на поперечных сечениях стенки и ориентированной вдоль оси трубы на продольных. Это ярко выражено на образцах со степенью обжатия т"40%, полученных 4-мя проходами (рис.9, д-ж). По сравнению с ПП-образцами такие изменения структуры наблюдаются по всему сечению. На рис. 11 представлена зависимость степени изменения размера зерен по областям (зоны а - г на рис.10) поперечного сечения, характеризуемого отношением Ь/с (где Ъ — высота, с - ширина зерна) (рис. 10), для меда М2 с т=40% после 4-х проходов в условиях ВМО и ПП. Показано, что в случае вибромеханически деформированных образцов зеренная структура более однородна по сечению, по сравнению с прессованными.

Для более детального анализа процессов деформации проведены исследования по

изменению текстурных характеристик по слоям (от внешней до внутренней поверхности стенки) и поперечным сечениям образцов. Оценка текстурного состояния проведена построением обратных полюсных фигур (ОПФ) методом расчета полюсных плотностей по данным рентгеновской

дифракции [13].

Рис. 11. Изменение зерна по областям поперечного сечения № дафрактограмм исследо-

образца от метода обработки. Медь М2.

ванных сплавов в зависимости от количества проходов при ПП и ВМО, видно как изменяется текстура деформации в приповерхностных слоях внешней и внутренней поверхности стенки и по ее поперечному сечению. В случае ПП наблюдается изменение в распределении интенсивности дифракционных линий. В случае ВМО значительных изменений не наблюдается.

Текстура деформации претерпевает большие изменения в случае ПП, как видно, например, из дафрактограмм (рис. 12,13) для сплава Д1 б, полученных в результате последовательного химического снятия слоев (где 1-внешняя поверхность, 2-слой на 1 мм ниже от внешней поверхности, 3-слой на 1 мм выше от внутренней поверхности, 4-внутренняя поверхность стенки).

Из дафрактограмм меди М2 видно, что при ПП с увеличением степени деформации наблюдается изменение типа текстуры по сечению стенки. Из рис.14 для прессованной меда с 60% видно, что на внешней поверхности произошло относительное усиление компоненты

1 1

1 1 1

Р(011) в 1,5 раза, а на внутренней - Р(111) в 3 раза. Это указывает на различие направлений течения материала, которое приводит к возрастанию внутренних напряжений, неоднородности, то есть быстрому исчерпанию ресурса пластичности.

Для вибромеханически деформированной меди с Х=60% картина дифракции практически однородна по слоям. Из сравнения Р{Ш) с данными для отожженного состояния (рис.14) видно, что текстура в условиях. В МО не претерпевает подобных качественных изменений: с увеличением степени деформации (X) происходит постепенное увеличение интенсивности Р(111) по всему сечению, хотя на приповерхностных слоях внутренней поверхности стенки она больше и после 4-х проходов увеличилось в 2 раза. На поперечном

ал.

"I-1-1

120 20, град.

а)

(111X002X202X113X222X004X3] 3X204X224)

1 г

. 1 * 3

, 1 4

1 , эталон

1 -Ь-

яо

120 20, фал

| 1

Г 40

.лХ.

Л,

-]-г

б)

—Л—

-'-1

120 20, град.

Рис. 13. Дифракгограммы сплава Д16 после ВМО (а) и

Рис. 12. Дифракгограммы сплава Д1б -в отожженном ,, ,

ПП (6) по слоям (Си Ка - излучение).

состоянии по слоям (Си Ка - излучение) к эталона (отожженный порошок).

сечении (рис.14, а-в) вдет усиление компоненты Р(001), но в случае ВМО незначительно (на 20%), а в случае ПП — в 2 раза. Таким образом, в условиях ВМО формируется более рассеянная текстура деформации.

ГШ" 1,51 -0,5-ГШ-1,5 -1 -0,5 -

РШ* 1,51 -0,5-

о-

1 2 3 4

в)

Рис. 14. Изменение полюсной плотности (Рьи) по слоям и ОПФ поперечного сечения стенки до (а) н после деформирования методами ПП (б) и ВМО (в). Медь М2.

Для оценки макронапряжений использованы полученные методом рентгеновской дифракции данные, по которым проведен анализ изменения профиля и расположения дифракционных линий с помощью пакета программ [14].

Установлено, что внешний поверхностный слой менее деформированный, чем внутренний, о чем свидетельствует изменение профиля и уширения дифракционных линий. Например, на рис.15 для меди М2 вцяно, что локализации деформации внутренней поверхности стенки больше, чем внешней, на что указывает большее размытие дублета (204). Анализ перемещения центра тяжести дифракционной линии (204) показал, что возникшие при ВМО в материале макронапряжения по сечению более однородны, чем при ПП. На внешней поверхности образца после ПП возникают напряжения растяжения, а на внутренней - сжатия.

до деформирования

после ПП 4 прохода

после ВМО 4 прохода

(001)

(133)

У/

/ г ^ ».«'

•* /»л

г *

Г"1

1(4

\Ч/

ПТрГ

145

Ч4"

//X

—

' « , . 1 /Ч *

У/ /

2 V/

3 У

4 '

ив

тттттт1 Н7

■ ■ 11 ■ 144

У-'Ч

•ч.

ч.

ггугг 1«

143 144 145 1« 147 14] 144 141 14В 147 29, Град (Си Ка) 20, град, (Си Ка)

Рис, 15. Изменение профили дифракционной линии (204) меда М2 то сечению до деформирования (а), после

4 проходов ВМО (б) и ПП (в), где О - эталон, 1 - внешняя поверхность, 2 - слой на 1 мм ниже от внешней поверхности, 3 - слой на 1 мм выше от внутренней поверхности, 4 - внутренняя поверхность; А и Б - оси первой и второй линий дублета (204).

Распределение микронапряжений по слоям стенки трубы определено по величине

микроискажений кристаллической решетки с помощью расчета Гауссовского уширеиия (Ь/Ьо) дифракционных линий. Из рис.16, например для меди М2 в исходно отожженном состоянии (рис. 16, а), видно, что распределение микронапряжений по слоям в случае ВМО (рис. 16, в)

равномерно, по сравнению с ПП (рис. 16, б).

В пятой главе проведен анализ результатов настоящей работы и их обсуждение. Дано обоснование меньшему, по сравнению с ПП, упрочнению материала, наблюдаемому в условиях ВМО, по - данным исследования микроструктуры и текстуры

Холодная пластическая деформация в исследованных работе сплавах на основе ГЦК-металлов при малых степенях деформации (Х=60%) происходит по механизму скольжения [15,16]. Известно [17], что деформация поликристалл нческого ГЦК-металла по механизму скольжения происходит в первую очередь в благоприятно ориентированных зернах по системе скольжения {111}<110>, в которой действуют максимальные касательные напряжения.

26, град. (Си Ка)

Рис, 16. Гауссовское уш прение Ь/Ьо дифракционной линии (204) по слоям; где Ь- образец, Ьо — эталон; обозначения 1-4 см. на рис. 15.

Дальнейшее деформирование приводит к множественному и согласованному скольжению с развитием текстуры деформации, которая, в свою очередь, зависит от схемы нагружения. Методами металлографии и рентгеновской дифракции в главе 4 выявлено, что в отличие от ПП, в условиях ВМО возможна реализация однородной деформации. На что указывает формирование в условиях ВМО однородной зеренной структуры (рис. 17) н более равномерной по слоям текстуры труб, чем при ПП (рис. 11-13), Это обусловлено вибрационным воздействием, так как оба способа имеют одну схему деформации 01 (глава 3).

Пластическая деформация с самого ее начала и до момента разрушения сопровождается повышением сопротивления материала образца деформации по мере увеличения ее степени, то есть происходит деформационное упрочнение, которое обусловлено торможением дислокаций, движущихся под действием касательных напряжений. Таким образом, наблюдаемое в главе 3 меньшее упрочнение после нескольких проходов предварительной холодной деформации методом ВМО по сравнению с ПП связано с меньшим торможением дислокаций, о чем свидетельствуют данные по регистрации АЭ.

Известно, что пластическая деформация поликристалл нческих материалов начинается под действием максимального приведенного напряжения сдвига х (рис. 18). В условиях ПП из-за нагружения с постоянно действующей радиальной нагрузкой Рг=сопб1, результирующая т стабильна. Тогда как при ВМО, деформирование в условиях которой происходит под действием переменной нагрузки Рг(1), осуществляемой с помощью единичных обжатий по знакопостоянному закону, результирующая т колеблется около своего основного положения а,

т.е. в диапазоне а^сс+Дос. Это

осооооооо

ОСООО.О

00000000000

Рис. 17. Схема зеренной структуры, сформированной в условиях ПП (а) и ВМО (б)..

Примечание: построено по данным рис.11.

приводит к тому, что движение дислокаций облегчено в процессе ВМО из-за того, что в скольжение включаются системы скольжения, отклоненные от напряжения максимального сдвига, так как результирующая т под действием вибрационного воздействия

колеблется, и дислокациям легче обходить препятствия.

сдвига.

Рис.!8. Воздействие переменной знакопостоянной нагрузки на направление максимального напряжения

Известно [18], что развитие текстуры деформации приводит к изменению ориентировки внутри зерен, при этом направление преимущественного скольжения {110} во всех зернах разворачивается к оси растяжения. Тогда в условиях ВМО под действием переменной нагрузки количество благоприятно ориентированных к нагружению зерен становится больше, чем при ПП, и каждое зерно получает меньшую деформацию, то есть происходит однородная деформация, и как

следствие - меньшее упрочнение.

В случае постоянной нагрузки в условиях ПП деформируются сначала благоприятно ориентированные зерна, и с увеличением степени деформации в них начинают вынужденно работать другие системы скольжения, в то время как неблагоприятно ориентированные зерна еще только начинают деформироваться. Это приводит к тому, что дефектность каждого зерна разная и в совокупности эта дефектность больше, чем при переменном нагружешш, так как деформация в этих зернах находится на поздней стадии множественного скольжения. Деформация при переменной нагрузке в условиях ВМО приводит к меньшей дефектности зерен, поскольку процесс множественного скольжения в этом случае находится на ранней стадии.

Таким образом, показано, что в случае вибромеханической деформации ресурс пластичности больше по сравнению с прессованием, что обусловлено меньшим вкладом множественного скольжения в ходе пластической деформации, вызванного знакопостоянным переменным нагружением при вибрационном воздействии.

механические испытания, регистрацию акустической эмиссии, металлографию, рентгеновские методы изучения напряженного состояния и кристаллографической текстуры, впервые выполнено детальное исследование эволюции структуры и текстуры промышленных сплавов на основе ГЦК металлов (медь М2, алюминиевые сплавы Д16 и АК8, латунь Л62) при вибромеханическом деформировании (ВМО) в сравнении с методом прямого прессования (ПП).

2. Установлено, что схема деформации при прямом прессовании (ПП) и вибромеханическом деформировании (ВМО) одинакова и является схемой 01 (по Губкину),

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В настоящей работе, используя комплекс экспериментальных методов, включающих

Определен параметр к для оценки толщины стенки трубы в зависимости от степени редуцирования при вибромеханической обработке (ВМО), не зависящий от природы материала, определяемый как (h/ho)/D и равный 0,07710,003 м"\

3. Установлено, что вибромеханическое деформирование (ВМО) по сравнению с прямым прессованием (ПП) при одинаковых, малых и средних степенях редуцирования обеспечивает:

-меньшее изменение показателей пластичности и прочности и сохранение большего ресурса пластичности;

- меньшую неоднородность дислокационной и зеренной структуры, кристаллографической текстуры и внутренних напряжений по сечению стенки трубы;

-меньшее совершенство кристаллографической текстуры по всему сечению стенки трубы.

4. Совокупность полученных экспериментальных данных позволила предложить объяснение механизма меньшего исчерпания ресурса пластичности при вибромеханическом деформировании (ВМО), которое заключается в следующем. Переменные по величине напряжения при вибромеханической обработке (ВМО) приводят к колебаниям направления максимального напряжения сдвига. Это обеспечивает при вибромеханической обработке (ВМО) возможность действия системы преимущественного скольжения н развитие пластической деформации в зернах более широкого спектра ориентаций и, соответственно, в большем числе зерен и большем объеме металла при меньших средних напряжениях, чем при прямом прессовании ПП.

5. В целом, показано, что вибромеханическое деформирование (ВМО) - перспективный метод изготовления труб небольшого диаметра за счет более однородного деформирования и формирования более однородной структуры метала при одинаковых деформациях, но при меньших деформирующих усилиях и менее габаритном оборудовании, чем, например, при прямом прессовании (ПП).

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1) ЕЛ. Печина, АЛ. Гайворонский. Особенности формирования структуры алюминиевых сплавов АК8 и Д16 в условиях вибромеханического обжатия У/В кн. «Сплавы с эффектом памяти формы и другие перспективные материалы>/Груды ХХХУШ Международного семинара «Актуальные проблемы прочности» в 2-х частях (24-27 сентября 2001 г., г.Санкг-Петербург), г.Санкг-Петербург, 2001,624 е.). С.427-431.

2) RA. Печина, А.А. Гайворонский. Влияние степени деформации вибромеханического обжатия на

физико-механические свойства меди и латуни/Груды II Выездного молодежного семинара «(Проблемы физики конденсированного состояния вещества», 2-5 декабря 2001 г., Екатеринбург. С.20-23.

3) A.A. Гайворонский, Е.А, Печина Микроструктура и механические свойства алюминиевого сплава Д16, подвергнутого вибромеханической обработке и прессованиюУФизика и техника высоких давлений, т.12, №4,2002. С.99-105.

4) ЕЛ. Печина Струетура и свойства ГЦК-магтериалов после вибромеханической обработки/Груды Межгосударственно семинара «Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий (МНТ - VII)». Обнинск: ИАТЭ, 2003. -174 с. С.98-99.

5) RA. Печина, A.A. Гайворонский. Особенности формирования структуры алюминиевых сплавов АК8 и Д16 в условиях вибромеханического обжатия/Технология металлов, №8,2003. СЛ0-14.

6) ЕА Печина, A.A. Гайворонский. Особенности формирования микроструктуры и механических свойств ГЦК-материалов в условиях вибромеханического деформирования. / Материаловедение. №4, 2003. С32-36.

7) АА Гайворонский, Е.А. Печина О влиянии вибромеханической обработки на свойства и структуру алюминиевого сплава АК8. / Металловедение и термическая обработка металлов. №2,2003. С. 17-19.

8) Е.А. Печина, СЛ. Демаков. Влияние вибромеханической обработки на структуру меди при холодном редуцировании длинномерных труб. / Металловедение и термическая обработка металлов, №12, 2006. С.36-40.

9) Е.А. Печина, СЛ. Демаков, АА. Разуваев. Сгрукгурообразование в промышленных ГЦК-материалах в условиях многопереходной деформации путем вибромеханического обжатия и прямого прессования. / Материаловедение; №10,2006. С. 48-54.

Цитируемая литература

[1] ГЛ. Пановко, М.К. Усков. Развитие вибрационной техники и технологии в СССР. Машиностроение. Специальный выпуск. - Москва - Будапешт: МЦНТИ, 1982. С. 108-111.

[2] ГЛ. Пановко, Э.Г. Гудушаури. Теория вибрационных технологических процессов при некулоновом трении. М.: Наука, 1988.145 с.

[3] ОА. Волоховская, Г.Я. Пановко. Микромеханика пластических деформаций в поликристаллическом материале при монотонных и переменных нагружениях. / Проблемы машиностроения и надежности машин. №3,1996. С.74-82.

[4] О.А Волоховская, ГЛ. Пановко. Исследование поведения напряженных поликристаллических материалов при внешних периодических воздействиях. / Проблемы машиностроения и надежности машин. №1, 1997. С.42-51.

[5] А.Т. Гайворонский. Способ и устройство для вибромеханической обработки материалов. A.C. №276401 от 28.07.1987.

[6] A.A. Гайворонский. Устройство для вибромеханической обработки осесимметричных

деталей. - Патент РФ №2082592, 1997.

[7] А.А. Гайворонский. Низкочастотная установка для исследования влияния условий деформирования на свойства материалов. Автореферат... канд.физ.-мат.наук, Ижевск, 1998.22с.

[8] И.Н. Потапов, А.П. Коликов, В.М. Друян. Теория трубного производства. —М.: Металлургия, 1991.424 с.

[9] И.М. Павлов. Теория прокатки. М.: Мсталлургиздат, 1950. 610 с.

[10] ДЛ. Мерсон. Физическая природа акустической эмиссии при деформационных процессах в металлах и сплавах. Автореферат... доктора физико-матем.наук. Барнаул, 2001, 40 с.

[11]М.А. Криштал, Д.Л. Мерсон, В.П. Алехин, В.А. Зайцев. Распространение пластической деформации по сечению образца и акустическая эмиссия при одноосном растяжении меди. ФММ, 1987, т.63, вып. 5. С.1011-1016.

[12] М.Л. Бернштейн. Структура деформированных металлов. М.: Металлургия, 1977. 432 с.

[13] М.М. Бородкина, Э.Н. Спектор. Рентгенографический анализ текстуры металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1981. 272 с.

[14] Е.В. Шелехов. Пакет программ для рентгеновского анализа поликристаллов. // Тез.докл. на Национальной конференции по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейггронов и электронов для исследования материалов. - Дубна, 1997. -т.З. С.316-320.

[15] Б.А. Колачев, В.А. Ливанов, В.И. Елагин. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1981. 461 с.

[16] М.А. Штремель. Прочность сплавов. Часть II. Деформация.-М.: МИСИС, 1997.-527 с.

[17] В.С. Золоторевский. Механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1983. 352 с.

[18] П.И. Псшухин, С.С. Горелик, В.К. Воронцов. Физические основы пластической деформации. М.: Металлургия, 1982. 584 с.

Отпечатано с оригинал-макета заказчика

Подписано в печать 17.10.2006. Формат 60x84/16. Тираж 100 экз. Заказ № 1730.

Типография ГОУВПО «Удмуртский государственный университет» 426034, Ижевск, ул. Университетская, 1, корп. 4.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Печина, Елена Анатольевна

Введение.

Глава 1. Формирование структуры и свойств ГЦК-материалов в условиях холодной деформации методами обработки давлением (обзор).

1.1. Методы деформирования. Преимущества и недостатки.

1.2. Механические свойства, структура и текстура деформированных металлов и сплавов с ГЦК-структурой.

1.2.1. Механизмы пластической деформации.

1.2.2. Пластическая деформация поликристаллов при повторном и знакопеременном нагружении.

1.2.3. Свойства, структура и текстура деформированных полуфабрикатов.

1.2.4. Текстура труб.

1.2.5. Неоднородность деформации.

1.2.6. Анизотропия свойств.

1.3. Выводы и постановка задачи исследований.

Глава 2. Материалы и методика проведения исследований. Получение деформированных полуф абрикатов.

2.1. Исходное состояние, химический состав исследуемых материалов и их термическая обработка.

2.2. Получение деформированных полуфабрикатов.

2.2.1. Деформирование материалов методом прямого прессования.

2.2.2. Деформирование материалов методом вибромеханической обработки.

2.3. Определение схемы напряженного и деформированного состояния.

2.4. Проведение механических испытаний.

2.5. Проведение металлографических исследований.

2.6. Определение структурных и текстурных характеристик.

2.7. Выводы.

Глава 3. Анализ поведения механических свойств материалов в условиях вибромеханического деформирования по сравнению с прямым прессованием.

3.1. Анализ напряженного и деформированного состояния.

3.2. Влияние количества проходов на показатели прочности и пластичности.

3.3. Оценка остаточного ресурса пластичности деформированной меди методом акустической эмиссии.

3.4. Выводы.

Глава 4. Анализ структуро- и текстурообразования деформированных материалов в условиях вибромеханической обработки и прямого прессования.

4.1. Влияние количества проходов на микроструктуру материалов по толщине стенки.

4.2. Изменение микроструктуры меди в очаге деформации при вибромеханическом деформировании.

4.3. Оценка макронеоднородности материала деформированных полуфабрикатов методом рентгеновской дифракции.

4.4. Влияние количества проходов на текстурные характеристики полуфабрикатов.

4.5. Выводы.

Глава 5. О причинах меньшего исчерпания ресурса технологической пластичности сплавов на основе ГЦК-металлов в условиях вибромеханического деформирования.

Выводы.

Введение диссертация по физике, на тему "Структура и свойства сплавов на основе ГЦК-металлов при вибромеханическом деформировании"

Неоднородность текстуры и, соответственно, высокий уровень макро- и микронапряжений является крайне нежелательным на стадиях технологических переделов, поскольку ухудшается стабильность технологии в целом. Поиск схем деформации, при которых эти нежелательные факторы минимизированы, безусловно, является актуальной задачей.

Развитие методов вибрационной механики [1,2] и их приложение к различным технологическим процессам является перспективным с учетом выше изложенного. Использование вибрации для интенсификации различных технологических процессов, в том числе в процессе непрерывной разливки металлов, при запрессовке деталей, при волочении и протяжке, позволяет во многих случаях интенсифицировать процессы, улучшить качество материалов [3,4]. Например, снизить уровень остаточных напряжений, степень упрочнения металла и т.д.

В начале 90-х гг. в лаборатории пластической деформации ФТИ УрО РАН разработан способ [5] и создана установка для вибромеханической обработки длинномерных осесимметричных изделий [6]. Основными технологическими преимуществами данного способа деформирования, по сравнению с традиционными, являются малогабаритность из-за отказа от использования прессового оборудования и деформирование без использования смазочных материалов из-за малости контактных сил трения. Первые исследования [7] механических свойств деформированных данным методом металлов и сплавов вызвали научный интерес. Меньшее исчерпание технологической пластичности при вибромеханическом деформировании, по сравнению с другими способами деформации (прессование, волочение, прокатка и т.д.), позволяет сократить количество промежуточных отжигов, проводимых между проходами для восстановления структурного состояния, что, несомненно, является экономически выгодным.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

3) исследовать поведение механических свойств, микроструктуры и текстуры полуфабрикатов;

4) оценить остаточный ресурс пластичности полуфабрикатов методом акустической эмиссии;

5) исследовать уровень макро- и микронапряжений деформированных полуфабрикатов;

7) сравнить качество полуфабрикатов, полученных с помощью вибромеханической обработки и прямого прессования, разработать общие рекомендации использования способа вибромеханического обжатия.

Научная новизна работы. В настоящей работе методами механических испытаний, металлографии, рентгеновской дифракции и акустической эмиссии выполнено исследование промышленных сплавов на основе ГЦК-металлов (М2, Д16, АК8 и JI62), полученных многопроходной деформацией с применением схемы прямого прессования и вибромеханического обжатия.

1. Локализация деформации в приповерхностных областях стенок трубы, полученной вибромеханической обработкой, значительно ниже, чем прессованной. Характер течения материала способствует формированию более однородной структуры по сечению стенки трубы.

3. Согласно данным исследования акустической эмиссии плотность дислокаций в поверхностных слоях трубы полученной методом вибромеханического деформирования не достигает уровня, препятствующего выходу движущихся дислокаций на поверхность, даже при степенях деформации превышающих 60%. Это свидетельствует о формировании отличной по сравнению с прямым прессованием дислокационной структуры, в которых поверхность становится непрозрачной для выхода дислокации уже при деформации 48%.

4. Повышение ресурса пластичности материалов в случае вибромеханической обработки обусловлено меньшим вкладом множественного скольжения из-за облегченного движения дислокаций в пределах одной системы скольжения, вызванного знакопостоянным переменным нагружением при вибрационном воздействии.

В работе показано, что схема вибромеханической обработки является более предпочтительной для производства труб безоправочными способами.

Практическая значимость работы. В настоящей работе получена новая информация о структурном и текстурном состоянии трубных полуфабрикатов и их изменении в процессе обработки различными методами деформации. Полученные закономерности могут быть полезными для выбора схем деформации при изготовлении длинномерных осесимметричных изделий путем многопроходной деформации. Результаты работы могут быть использованы при разработке технологии получения материалов с заданными служебными характеристиками и методов их контроля.

Основные положения, выносимые на защиту:

2. Вибромеханическая обработка обеспечивает меньшее утолщение труб при безоправочной деформации по сравнению с прямым прессованием.

3. При вибромеханической обработке по сравнению с прямым прессованием ресурс пластичности сохраняется до больших степеней деформации, формируется более равноосная зеренная структура, а развитие текстуры затруднено.

4. При вибромеханической обработке, по сравнению с прямым прессованием зеренная структура и текстура по сечению стенки трубы формируются более однородно.

5. По результатам исследования акустической эмиссии при одноосном растяжении плотность деформационных дефектов в стенке трубы из меди М2, полученной при вибромеханической обработке, меньше, чем при прямом прессовании.

6. Меньшее исчерпание ресурса пластичности промышленных сплавов на основе ГЦК-металлов (техническая медь М2, латунь JI62, алюминиевые сплавы Д16 и АК8) в условиях вибромеханического деформирования обусловлено формированием однородной зеренной структуры, а развитие текстуры затруднено из-за цикличного изменения уровня силы радиального давления и связанных с этим циклических изменений направлений деформационного сдвига.

Личный вклад автора. Диссертация является самостоятельной работой, обобщившей результаты, полученные лично автором, а также полученные в соавторстве. Автором диссертации лично проведены термическая обработка труб до деформирования, механические испытания, металлографические и дифракционные исследования. Приготовление образцов для исследований и их поверхности (электроискровая резка, механическая и химическая полировка, травление) проведено лично автором. На основе полученных дифракционных данных автором проведены рентгеноструктурный анализ для оценки деформированного состояния слоев материала исследуемых объектов, расчет значений полюсной плотности и построение обратных полюсных фигур для оценки текстуры деформации. Получение деформированных трубных полуфабрикатов методами вибромеханической обработки и прямого прессования проведено совместно с Гайворонским А. А. (ФТИ УрО РАН, г. Ижевск); исследования с использованием метода акустической эмиссии - Разуваевым А. А. (ТГУ, г. Тольятти). Общая и конкретные задачи экспериментальных исследований по диссертационной работе сформулированы научным руководителем - Демаковым С. Л. (УГТУ - УПИ, г. Екатеринбург). Обсуждение и интерпретация экспериментальных результатов проводилась совместно с научным руководителем, научным консультантом Титоровым Д. Б. (ФТИ УрО РАН, г. Ижевск) и соавторами публикаций. Основные положения и выводы диссертационной работы сформулированы автором.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и обсуждены на следующих научных мероприятиях:

• II, III, IV, V Уральских школах-семинарах металловедов-молодых ученых, Екатеринбург, 2000 - 2003 г.;

• 5-ой Российской университетско-академической научно-практической конференции, Ижевск, 2001 г.;

• I - V Конференциях молодых ученых ФТИ УрО РАН, Ижевск, 2001 - 2005 гг.;

• XXXVIII и XXXIX Международных семинарах «Актуальные проблемы прочности», Санкт-Петербург, 2001;

• VI Международной школе-семинаре «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах. Компьютерное моделирование», Барнаул, 2001 г.;

• II и III Выездных молодежных семинарах «Проблемы физики конденсированного состояния вещества», Екатеринбург, 2001 г. и 2002 г.;

• XVI и XVIII Уральских школах металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов», Уфа, 2002 г., Тольятти, 2006г.;

• IX Международном семинаре «Дислокационная структура и механические свойства металлов и сплавов - 'ДСМС-2002'», Екатеринбург, 2002;

• X Московском семинаре «Физика деформации и разрушения твердых тел», Черноголовка, 2002 г.;

• VII Межгосударственном семинаре «Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий (МНТ - VII)», Обнинск, 2003 г.;

• XV Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов» Тольятти, 2003 г.;

• I и II Международных школах «Физическое материаловедение», Тольятти, 2004 и 2005г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, из них 7 статей в рецензируемых журналах [162-170].

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы. Содержание диссертации изложено на 146 страницах машинописного текста, включая 68 рисунков, 8 таблиц и библиографический список, содержащий 173 названий.

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

Выводы к главе 5.

В этой главе на основании результатов, полученных в главах 3,4, и с помощью анализа схемы напряженно-деформированного состояния, механических свойств, микроструктуры, макро-, микронапряжений, текстуры, акустической эмиссии, дано обоснование причин меньшего исчерпания ресурса технологической пластичности.

Показано, что в случае вибромеханической деформации ресурс пластичности больше по сравнению с прессованием, что обусловлено меньшим вкладом множественного скольжения в ходе пластической деформации, вызванного знакопостоянным переменным нагружением при вибрационном воздействии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В настоящей работе, используя комплекс экспериментальных методов, включающих механические испытания, регистрацию акустической эмиссии, металлографию, рентгеновские методы изучения напряженного состояния и кристаллографической текстуры, впервые выполнено детальное исследование эволюции структуры и текстуры промышленных сплавов на основе ГЦК металлов (медь М2, алюминиевые сплавы Д16 и АК8, латунь JI62) при вибромеханическом деформировании (ВМО) в сравнении с методом прямого прессования (ПП).

2. Установлено, что схема деформации при прямом прессовании (ПП) и вибромеханическом деформировании (ВМО) одинакова и является схемой DI (по Губкину). Определен параметр к для оценки толщины стенки трубы в зависимости от степени редуцирования при вибромеханической обработке (ВМО), не зависящий от природы материала, определяемый как (h/ho)/D и равный 0,077+0,003 м"1.

- меньшее изменение показателей пластичности и прочности и сохранение большего ресурса пластичности;

- меньшее совершенство кристаллографической текстуры по всему сечению стенки трубы.

4. Совокупность полученных экспериментальных данных позволила предложить объяснение механизма меньшего исчерпания ресурса пластичности при вибромеханическом деформировании (ВМО), которое заключается в следующем. Переменные по величине напряжения при вибромеханической обработке (ВМО) приводят к колебаниям направления максимального напряжения сдвига. Это обеспечивает при вибромеханической обработке (ВМО) возможность действия системы преимущественного скольжения и развитие пластической деформации в зернах более широкого спектра ориентаций и, соответственно, в большем числе зерен и большем объеме металла при меньших средних напряжениях, чем при прямом прессовании ПП.

5. В целом, показано, что вибромеханическое деформирование (ВМО) -перспективный метод изготовления труб небольшого диаметра за счет более однородного деформирования и формирования более однородной структуры метала при одинаковых деформациях, но при меньших деформирующих усилиях и менее габаритном оборудовании, чем, например, при прямом прессовании (ПП).

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата технических наук, Печина, Елена Анатольевна, Ижевск

1. Г.Я. Пановко, М.К. Усков. Развитие вибрационной техники и технологии в СССР. Машиностроение. Специальный выпуск. Москва. - Будапешт: МЦНТИ, 1982. С. 108-111.

2. Г.Я. Пановко, Э.Г. Гудушаури. Теория вибрационных технологических процессов при некулоновом трении. М.: Наука, 1988.145 с.

3. О.А. Волоховская, Г.Я. Пановко. Микромеханика пластических деформаций в поликристаллическом материале при монотонных и переменных нагружениях. / Проблемы машиностроения и надежности машин. №3,1996. С.74-82.

4. О.А. Волоховская, Г.Я. Пановко. Исследование поведения напряженных поликристаллических материалов при внешних периодических воздействиях. / Проблемы машиностроения и надежности машин. №1,1997. С.42-51.

5. А.Т. Гайворонский. Способ и устройство для вибромеханической обработки материалов. А.С. №276401 от 28.07.1987.

6. А.А. Гайворонский. Устройство для вибромеханической обработки осесимметричных деталей. Патент РФ №2082592,1997.

7. А.А. Гайворонский. Низкочастотная установка для исследования влияния условий деформирования на свойства материалов. Автореферат.канд.физ.-мат.наук, Ижевск, 1998.22с.

8. Паршин B.C., Фотов А.А., Алешин В.А. Холодное волочение труб. М.: Металлургия, 1979.240 с.

9. И.Л. Перлин, JI.X. Райтбарг. Теория прессования металлов. М.: Металлургия, 1975.

10. Брюханов А.Н. Ковка и объемная штамповка. М.: Машиностроение, 1975.- 408 с.

11. И.М. Павлов. Теория прокатки. М.: Металлургиздат, 1950. 610 с.

12. Производство труб .// Под ред. И.Н. Потапова.- М.: Металлургия, 1980.1 Юхвец И. А.

13. А.Т. Гайворонский. Формирование оружейных стволов. Екатеринбург: УрО РАН,1998. 254 с.

14. Итоги науки и техники: Прокатное и волочильное производство. М.: ВИНИТИ, 1981, №11. с.168.

15. Сборник трудов Всесоюзной конференции «Трубы 2004». Екатеринбург: 2004 г.

16. И.Н. Потапов, А.П. Коликов, В.М. Друян. Теория трубного производства. М.: Металлургия, 1991.424 с.

17. Каданников В.В., Тихонов А.К. Развитие металлических материалов для легкового автомобилестроения в период 2000-20005 гг. Тольятти: ОАО «АВТОВАЗ», 2005. 52 с.

18. А.П. Грудев. Теория прокатки. М.: Металлургия, 188. 240 с.

19. Г.И. Гуляев, П.Н. Ившин, И. Н. Ерохин и др. Технология непрерывной безоправочной прокатки труб. М.: Металлургия, 1975. 264 с.

20. Г.И. Гуляев, В.Н. Данченко, И.Н. Ерохин и др. Технология холодного редуцирования труб на непрерывных станах. Обзорная информация ин-та «Черметинформация», 1980, сер.8, вып.1.40 с.

21. Ф.А. Данилов, А.З. Глейберг, В.Г. Балакин. Горячая прокатка и прессование труб. Изд.3-е, перераб.и доп. М.: Металлургия, 1972. 567 с.

22. И.И. Казакевич, М.И. Гриншпун, Н.С. Макаркин. Оборудование для прокатного производства. М.: НИИИнформтяжмаш, 1970, №1-70-5. с.28-31.

23. П.Г. Емельяненко. Теория косой и пилигримовой прокатки. М.Металлургия, 1949. 491с.

24. B.C. Смирнов. Теория прокатки. М.: Металлургия, 1967. 460 с.

25. П.К. Тетерин. Теория поперечной и винтовой прокатки. М.: Металлургия, 1983. 270 с.

26. А.П. Чекмарев, В.М. Друян. Теория трубного производства. М.:Металлургия, 1976. 305 с.

27. И.Н. Потапов, П.И. Полухин. Технология винтовой прокатки, М.: Металлургия, 1990.344 с.

28. И. А. Фомичев. Косая прокатка. М.: Металлургиздат, 1963.262 с.

29. Ю.Ф. Шевакин, А.З. Глейберг. Производство труб. М.: Металлургия, 1968. 494 с.

30. Г.Я. Гун. Теоретические основы обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1980. 456 с.

31. А.П. Чекмарев, Я. Л. Ваткин. Основы прокатки труб в круглых калибрах. М.: Металлургиздат, 1962.222 с.

32. А.А. Шевченко. Непрерывная прокатка труб. М.: Металлургиздат, 1954. 268 с.

33. В.В. Ериклинцев, Ю.И. Блинов, Д.С. Фридман, JI.M. Грабарник. Теория редуцирования труб. Свердловск: Средне-Уральское кн.изд-во, 1970. 230 с.

34. С.И. Борисов. Производство труб на установках с автоматическими и пилигримовыми станами. М.: Металлургиздат, 1959.380 с.

35. П.И. Орро, Я.Е. Осада. Производство стальных тонкостенных труб. Харьков-Москва: Метуллургиздат, 1954.416 с.

36. В.А. Тюрин, В.А. Лазоркин, И.А. Поспелов, Х.П. Флаковский. Ковка на радиально-обжимных машинах. -М.: Маштностроение, 1990.-256 с.

37. Любвин Ю.Ф. Обработка металлов радиальным обжатием. М.: Машиностроение, 1975.248 с.

38. Радюченко Ю.С. Ротационное обжатие. М.: Машиностроение, 1972.176 с.

39. Ширинкин Л.В. Технологические возможности и область применения радиально-обжимных машин. // Кузнечно-штамповочное производство.-1987, №6, с.6-7.

40. Радюченко Ю.С. Комплексное решение вопросов развития технологии и оборудования для радиального обжатия. // Кузнечно-штамповочное производство.-1987, №6, с.2-5.

41. Володин A.M., Савинов Е.А., Дашевский Б.Д. Радиально-обжимная горизонтальная машина с цикловым программным управлением. // Кузнечно-штамповочное производство. -1987.-№6, с.18.

42. И.Л. Перлин, М.З. рманок. Теория волочения. М.: Металлургия, 1971.448 с.

43. Г.А. Савин. Волочение труб. М.: Металлургия, 1982.160 с.

44. Гайворонский А.Т., Емельянов О.Б. Устройство для волочения труб. Патент РФ №2055665 Кл. В 21 С 1/24 (от 10 марта 1996).

45. Гайворонский А.Т., Гайворонский А.А. Способ волочения труб с внутренней ступенчатой поверхностью и устройство для его осуществления. Патент РФ №2057602 Кл. В 21 С 1/24 (от 10 апреля 1996).

46. В.В. Жолобов, Г.И. Зверев. Прессование металлов. М.: Металлургия, 1971. 455 с.

47. B.JI. Колмогоров. Механика обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1986.688 с.

48. И.Л. Перлин, Л.Х. Райтбарг. Теория прессования металлов. М.: Металлургия, 1975. 448 с.

49. Г.И. Гуляев, А.Е. Притоманов, О.П. Дробич, В.К. Верховод. Прессование стальных труб и профилей. М.: Металлургия, 1973. 192 с.

50. Л.В. Прозоров. Прессование стали и тугоплавких сплавов. М.: Машиностроение, 1969.244 с.

51. Гайворонский А.Т., Прокопьев Г.А. Устройство для прессования труб с внутренним утолщением.: А.С. №1611484 Кл В 21 С 23/08 (от 8 августа 1987).

52. А.В. Мастрюков. Технология металлов. М.: Машгиз, 1952. Стр.233.

53. Процессы изостатического прессования. /Под.ред.Джеймса П. Дж.: Пер.с англ./Под ред.Папирова И.И. и Пахомова Я.Д. -М.Металлургия, 1990.- 192 с.

54. Береснев Б.И., Трушин Е.В. Процесс гидроэкструзии.- М.:Наука, 1976.-200 с.

55. Гайворонский А.Т. А. С. № 1479194, Кл. В 21 J 5/04. Устройство для гидростатического прессования полых изделий./Гайворонский А. Т. от 15. 01. 1989.

56. А. С. № 1465165 Кл. В 21 J 5/04. Способ гидромеханического прессования полых изделий и устройство для его осуществления./ Гайворонский А. Т., Савушкин А. Н. от1511.1988.

57. А.С. № 1237291 Кл. В 21 J 5/04. Способ гидромеханического прессования полых изделий со ступенчатым хвостовиком./ Гайворонский А. Т., Яковлев Ю. А. - от 15.02. 1986.

58. А. С. № 1266591 Кл. В 21 С 23/20. Устройство для обратного гидромеханического прессования полых изделий. от 01.07.1986.

59. Плахотин В. С., Коковихин Е. А., Трунина Т. А. О применении процессов гидромеханического прессования.// Физика и техника высоких давлений. 1983, вып. 13. -с. 9-12.

60. А. С. № 1484396 Кл. В 21 С 23/20. Устройство для обратного гидромеханического прессования./ Гайворонский А. Т., Емельянов О. Б., Сайранов С. А. от 08.02.1989.

61. Гайворонский А.Т., Прокопьев Г.А., Яковлев Ю.И. Трение и смазки в процессах гидропрессования: Препринт. Свердловск: УрО АН СССР, 1988. 62 с.

62. Береснев Б.И., Езерский К.И., Трушин Е.В., Каменецкий Б.И. Высокие давления в современных технологиях обработки металлов. М.: Наука, 1988. 254 с.

63. Богданов В.А. Исследование и разработка оптимизированной технологии холодного гидропрессования заготовок режущего инструмента: Автореф. . к.т.н.- Минск, 1983. 24 с.

64. ASEA. Pamphlet AQ 14-102 E.QUINTUS. Hydrostatic extrusion press type QE. Vesteros (Sweden), 1970,- 15 p.

65. Проспект AQ 12-103 R. Гидроэкструзия труб из меди и медных сплавов./ Вестрос.: ASEA, 1976. -7 с.

66. Береснев Б. И., Езерский К. Н., Трушин Е. В. Физические основы и практическое применение гидроэкструзии. М.: Наука, 1981. - 240 с.

67. И.Н. Потапов, А.П. Коликов, В.М. Друян. Теория трубного производства. М.: Металлургия, 1991.424 с.

68. Богатов А.А., Мижирицкий О.И., Смирнов С.В. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. -М.: Металлургия, 1984.144 с.

69. Клубович В. В. Степаненко А. В. Ультразвуковая обработка материалов. Минск Наука и техника 1981г. 295с.

70. Способ упрочнения поверхности деталей машин и инструментов ударными импульсами (патент РФ № 2098259) (СИО).

71. В.Б. Дементьев. Разработка и исследование процесса формообразования нарезов винтовым обжатием в стволах стрелкового оружия. / Инновационный проект предприятий Удмуртии. 2006.

72. В.Б. Дементьев. Инновационные технологии повышения качества поверхности осесимметрических заготовок металлургического производства. / Инновационный проект предприятий Удмуртии. 2006.

73. Анисович А. Г. Причины повышения пластических свойств сплавов цветных металлов при импульсных воздействиях / Анисович А. Г., Тофпенец Р. Л., Марукович Е. И. // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2004. - N 2. - С. 26-30

74. Здор Г. Н. Применение импульсного магнитного поля для повышения механических свойств сплавов цветных металлов / Г. Н. Здор, А. Г. Анисович, А. Г. Яскович // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2004. - N 5. - С. 65-69

75. Володин Т. В. Повышение прочностных и эксплуатационных свойств инструментальных сталей и инструмента импульсным высокоэнергетическим методом воздействия / Т. В. Володин и др. ] // Проблемы машиностроения и надежности машин. -2004.-N6.-С. 56-61

76. Володин Т. В. Влияние импульсных высокоэнергетических воздействий на поверхностные свойства металлических сплавов / Т. В. Володин и др. ] // Проблемымашиностроения и надежности машин. 2005. - N 2. - С. 62-65.

77. Баранов Ю. В. Дефектообразование и залечивание дефектов в металлических материалах импульсным электрическим током / Ю. В. Баранов // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2005. - N 2. - С. 91-101

78. К.В. Фролов. Вибрации в технике: Справочник в 6 т. Т. 1: Колебания линейных систем. М.: Машиностроение, 1978. - 352 е.- Совм. с др.

79. К.В. Фролов. Методы совершенствования машин и современные проблемы машиноведения. М.: Машиностроение, 1984. - 223 с.

80. K.V. Frolov, M.F.Dimentberg, A.I.Menyailov. Vibroacoustical Diagnostics for Machines and Structures. Research Studies Press LTD. Taunton, Somerset, England. John Wiley and Sons INC. New-York Chichester - Toronto - Brisbane - Singapore, 1991.

81. K.V. Frolov, I.F.Goncharevich. Vibration Technology. Theory and Practice. CRC Press, USA, 1991.

82. К.В. Фролов. Технологии на все времена. М.: Знание, 1991. - 64 с. (Новое в жизни, науке, технике. Сер. Техника; №12).

83. Г.Я. Пановко, В.Н. Власов и др. Устройство для возбуждения вибрации кристаллизатора машин непрерывного литья заготовок (N1025485. -Бюлл. изобр. -1983. -N24.

84. Volokhovskaya O.A., Panovko G.Y. On micromechanics of vibration action to themechanical properties and stress-strain state of materials. Proc. of Intern. Conf. "Mechanics in Design'98". Nottingam, July 6-9,1998, p. 79-86.

85. Математическое моделирование вибрационных машин для переработки сыпучих материалов // Известия Курского государственного технического университета. N1. -Курск, 1997. С. 11-20. (Соавторы: Яцун С.Ф., Локтионова О.Г.)

86. Panovko G, Lukin L. Vibration Impact Processes in Systems with Viscous-Elastic Limiters. // World Wide Web (WWW) Conference Proceedings of Third European Nonlinear Oscillations Conference. Technical University of Denmark, http://www.midit.dtu.dk. 1999.

87. Panovko G., Frolov K.V. Singularities of Frictional Interaction of Machines Elements at Vibration. Proc. Ill Internal Symposium on Tribo-Fatigue. October, 22-26,2000. Beijing, China, Hunan University Press, pp. 24-35.

88. Akinfiev Т., Armada M., Panovko G., Viba J. Study Reliability of self Controlled Oscillator Proc. 4-th Internat. Conf. "Vibrations machines and Technology. France, 1999, p. 26-33.

89. G.Y. Panovko, L. Lukin. Dynamics of electromagnetic vibration exciters with impact limiters. /Tenth World Congress on the theory of Machines and Mechanisms. University of Oulu. Finland. June 20-24,1999, p. 1495-1503.

90. Г.Я. Пановко, Л.Я. Банах. Об одном способе виброударного уплотнения сыпучей среды Труды XIII Международного симпозиума по динамике виброударных (сильно нелинейных) систем. Москва-Звенигород, май 2001, с. 16.

91. Зегер А. В кн.: Дислокации и механические свойства кристаллов. Пер с англ. М.: ИЛ, 1960. с. 179-268.

92. Бернер Р., Кронмюллер Г. Пластическая деформация монокристаллов. М.: Мир, 1969. 272 с.

93. Шмидт Э., Боас В. Пластичность кристаллов в особенности металлических. Пер.с нем. М.:ОНТИ, 1938.316 с.

94. С.С. Горелик. Рекристаллизация металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1978. 568 с.

95. A.W. Tompson. Substructure strengthening mechanisms / Met.Trans.-1977, v.8A,№6. P.833-842.

96. D.L. Holt. Dislocation cell formation in metals / J.Appl.Phys.-1970, v.41, №8. P.3197-3202.

97. B.C. Золоторевский. Механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1983. 352 с.

98. А.Я. Красовский. Физические основы прочности. Киев: Наук.думка, 1977.140 с.

99. Д. Мак Лин. Механические свойства металлов. -М.: Металлургия, 1965. 431 с.

100. А.Н. Орлов. Зависимость плотности дислокаций от величины пластической деформации и размера зерна. / ФММ, 1977. т.44, №5. С.966-970.

101. Р. Хоникомб. Пластическая деформация металлов. -М.: Мир, 1972. 408 с.

102. Ф.Р. Н. Набарро, З.С. Базинский, Б.Д. Холт. Пластичность чистых монокристаллов. -М.:Металлурния, 1967.214 с.

103. Н.В. Дубовицкая, Л.Н. Лариков. Электронно-микроскопическое исследование полигонизации и рекристаллизации деформированных прокаткой монокристаллов меди и никеля / Укр.физ.журн., 1970, т.15, №3. С.493-498.

104. A.W. Tompson. Substructure strengthening mechanisms / Met.Trans.-1977, v.8A,№6. P.833-842.

105. D.L. Holt. Dislocation cell formation in metals / J.Appl.Phys.-1970, v.41, №8. P.3197-3202.

106. M.A. Штремель. Прочность сплавов. Часть II. Деформация. М.: МИСИС, 1997. -527 с.

107. П.И. Полухин, С.С. Горелик, В.К. Воронцов. Физические основы пластической деформации. М.: Металлургия, 1982.

108. Boas W., Agilvie G.I. «Acta Metal.», 1954, №2. p.665.

109. Steeds I.W. «Proc.Roy.Soc.», 1966, A292, p.343-373.

110. Kuhlmann-WilsdorfD.- «Trans.А1МЕ», 1962, v.224, p.1047-1061.

111. Усиков М.П., Утевский Jl.M. «Проблемы металловедения и физики металлов». Вып.8. М.: Металлургия, 1964. с.77-99.

112. В.И. Трефилов, В.Ф. Моисеев, Э.П. Печковский. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов. Киев: Наукова думка, 1987. 248 с.

113. С.С. Горелик. Рекристаллизация металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1978. 568 с.

114. Wiedersich Н. Hardening mechanisms and theoty of deformation / J.Metals.,1964, v. 16, №5. P/425-430.

115. Ashby M.F. Mechanism of deformation and fracture // Adv. Appl. Mech.-1983, v.23. P.118-177.

116. П.В. Рябко, К.П. Рябошапка. Особенности пластической деформации и хрупкого разрушения гетерогенных систем. /Металлофизика, 1972, т.43. С.3-25.

117. Д. Халл. Введение в дислокации. М.: Атомиздат, 1968.280 с.

118. Orowan Е. Conditions for dislocation passage of precipitates // Proc. Symp. Intern. Stress in metals and alloys. London: Inst.met, 1948. P.451-454.

119. В.Ф. Моисеев. О пределе текучести дисперсноупрочненных сплавов с некогерентными частицами. / Укр.физ.журн., 1979, т.24, №3. С.309-316.

120. Я.Б. Фридман. Механические свойства металлов. М.: Машиностроение, 1974, т.1. 472 с.

121. М.В. Сторожев, Е.А. Попов. Теория обработки металлов давлением. М. Машиностроение, 1977.423 с.

122. Макклинток Ф., Аргон А. Деформация и разрушение материалов. М.: Мир, 1970. 443с.

123. А.К. Коттрелл. Дислокации и пластическое течение в кристаллах. М.: Металлургия, 1958.267 с.

124. Р. Хоникомб. Пластическая деформация металлов. М.Мир, 1972. 408 с.

125. Г.С. Писаренко, А.А. Лебедев. Деформирование и прочность материалов при сложном напряженном состоянии. Киев: Наукова думка, 1976. 415 с.

126. B.C. Иванова. Разрушение металлов. М.: Металлургия, 1979. 167 с.

127. Б.И. Береснев, Е.Д. Мартынов, К.П. Родионов и др. Пластичность и прочность твердых тел при высоких давлениях. М.:Наука, 1970.162 с.

128. А.А. Богатов, О.И. Мижирицкий, С.В. Смирнов. Обработка металлов давлением. / Межвузовский сб., вып.5. Свердловск: УПИ, 1978. С.33-38.

129. Е. Томсен, И. Холтуис, Г. Томсен, Теоретические основы инженерных расчетов. Пер.с англ., 1981, т.ЮЗ, №3. С.1-6.

130. В.И. Трефилов, В.Ф. Моисеев, Э.П. Печковский, И.Д. Горная. Общая схема деформационного упрочнения поликристаллических ОЦК-металлов. /Докл. АН СССР, 1985.-285, №1.-С.Ю9-112.

131. В.И. Трефилов, В.Ф. Моисеев, Э.П. Печковский. Изменение ячеистой дислокационной структуры и упрочнение при пластической деформации ОЦК-металлов. /Докл. АН СССР. Сер.А.-1985. -№11. С.81-84.

132. F. Takeuchi. Theory of high-temperature type work-hardening of body-centred cubic metals //J.Phys.Jap.- 1970.- 28, №4. P.955-964.

133. В.Ф. Моисеев, Э.П. Печковский, В.Г. Михайлов и др. Упрочнение и разрушение при повторной пластической деформации. I. Перестройка дислокационной структуры и эквивалентная деформация / Пробл.прочности.-1983, №4.

134. В.Ф. Моисеев, Э.П. Печковский, В.Г. Михайлов и др. Упрочнение и разрушение при повторной пластической деформации. И. Многопроходная деформация при термомеханической обработке/Пробл.прочности.-1983, №5.

135. И.Д. Горная, В.В. Иващенко, И.В. Корякин и др. Дислокационная структура и механические свойства молибденового сплава МЧВП после горячего гидропрессования / Укр.физ.журн. 1983.-28, №1. С.97-101.

136. М.Л. Бернштейн. Структура деформированных металлов. М.: Металлургия, 1977. 432 с.

137. Ю.А. Геллер, А.Г. Рахштадт. Материаловедение. Методы анализа, лабораторные работы и задачи. Учебное пособие для вузов. М.: Металлургия, 1989.456 с.

138. JI.M. Утевский. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. М.: Металлургия, 1973. 584 с.

139. С.С. Горелик, Ю.А. Скаков, JI.H. Расторгуев JI.H. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. М.: МИСИС, 1994. 328 с.

140. М.М. Бородкина, Э.Н. Спектор. Рентгенографический анализ текстуры металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1981.272 с.

141. ГОСТ 27655-88. Акустическая эмиссия. Термины, определения и обозначения. М.: Изд-во стандартов, 1988.

142. Drouillard Т. F. Acoustic emission. A bibliography with abstracts. IFI/Plenum. N.Y., 1979, 787 p.

143. Грешников B.A., Дробот Ю.Б. Акустическая эмиссия. М.: Изд-во стандартов, 1976.-276с.

144. Бунина Н.А. Исследование пластической деформации металлов методом акустической эмиссии. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1990. 156с.

145. Б.А. Колачев, P.M. Габидулин, Ю.В. Пигузов. Технология термической обработки цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1980. 280 с.

146. Б.А. Колачев, В.А. Ливанов, В.И. Елагин. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1981. 461 с.

147. Г. Вассерман, И.Гревен. Текстуры металлических материалов. М.: Металлургия, 1969. 654 с.

148. И.П. Кудрявцев. Текстуры в металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1965. 292 с.

149. B.C. Смирнов, В.Д. Дурнев. Текстурообразование металлов при прокатке. М.: Металлургия. 300 с.

150. Л.Ф. Мондольфо. Структура и свойства алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1979. 640 с.

151. М.Б. Альтман, Г.Н. Андреев, Ю.П. Арбузов и др. Применение алюминиевых сплавов: Справ.изд. М.: Металлургия, 1985. 344 с.

152. M.JI. Бернштейн, В.А. Займовский. Механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1979. 495 с.

153. Д.Л. Мерсон. Физическая природа акустической эмиссии при деформационных процессах в металлах и сплавах. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. Барнаул. 2001. 40 с.

154. М.А. Криштал, Д.Л. Мерсон, В.П. Алехин, В.А. Зайцев. Распространение пластической деформации, по сечению образца и акустическая эмиссия при одноосном растяжении меди. ФММ, 1987, т.63, вып.5. С.1011-1016.

155. А.Т. Гайворонский, А.А. Гайворонский. Вибромеханика новый способ обработки материалов. / ИПМ УрО РАН. Ижевск, 1997. 20 с. Деп. в ВИНИТИ 05.02.97 №300В97.

156. Гайворонский А.Т., Гайворонский А.А., Пиньковский В.П., Сухих А.А. Вибромеханическая обработка труб. Деп. в ВИНИТИ 11.05.94 № 1148 В94.

157. Гайворонский А.А., Бобаков В.Г. Особенности вибромеханической обработки алюминия и его сплавов. / Тезисы второй Российской университетско-академической научно-практической конференции. Ижевск: Изд-во УдГУ, 1995, ч.З. с.50.

158. А.Т. Гайворонский, А.А. Гайворонский. Вибромеханика новый способ обработки материалов. / ИПМ УрО РАН. Ижевск, 1997. 20 с. Деп. в ВИНИТИ 05.02.97 №300В97.

159. А.А. Гайворонский, Е.А. Печина. Микроструктура и механические свойства алюминиевого сплава Д16, подвергнутого вибромеханической обработке и прессованию. /Физика и техника высоких давлений, т. 12, №4,2002.

160. Е.А. Печина, А.А. Гайворонский. Особенности формирования микроструктуры и механических свойств ГЦК-материалов в условиях вибромеханического деформирования. /Материаловедение. №4,2003. с.32-36

161. А.А. Гайворонский, Е.А. Печина. О влиянии вибромеханической обработки на свойства и структуру алюминиевого сплава АК8. /Металловедение и термическая обработка металлов. №2. Москва: 2003. с.17-19

162. Е.А. Печина, C.JI. Демаков, А.А. Разуваев. Структурообразование в промышленных ГЦК-материалах в условиях многопереходной деформации путем вибромеханического обжатия и прямого прессования. /Материаловедение, |№10, 2006. С.48-54,

163. Е.А. Печина, А.А. Гайворонский. Особенности формирования структуры алюминиевых сплавов АК8 и Д16 в условиях вибромеханического обжатия./Технология металлов, №8, 2003. С.10-14.

164. Е.А. Печина, C.JI. Демаков. Влияние вибромеханической обработки на свойства и структуру меди при холодном редуцировании длинномерных труб./ Металловедение и термическая обработка металлов, №12,2006. С.36-40.

165. Е.А. Печина. Структура и свойства ГЦК-материалов после вибромеханической обработки. / Труды Межгосударственно семинара «Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий (МНТ VII)». Обнинск: ИАТЭ, 2003. -174 с С.98-99.

166. И.Н. Фридляндер. Алюминиевые деформируемые конструкционные сплавы. М.: Металлургия, 1979. 208 с.

167. Д.Л. Рабкин, А.В. Лозовская, И.Е. Склабинская. Металловедение сварки алюминия и его сплавов. Киев: Наук.думка, 1992.160 с.

168. Металловедение алюминиевых сплавов. Справочник. М.: Наука, 1985. 238 с.