Теория сверхпластической деформации промышленных алюминиевых сплавов тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.04 ВАК РФ

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ___ИНСТИт-МЕХАНИКИ И МАШИНОВЕДЕНИЯ

На правах рукописи

УДК 539.374; 539.376

Рудаев Яков Исаакович

Теория сверхпластической деформации промышленных алюминиевых сплавов

Специальность 01.02.04 - Механика деформируемого твердого тепа

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

АЛМАТЫ, 1995 г.

Работа выполнена в Кыргызском архитектурно-строительном институте

Научный консультант > академик HAH Кыргызской республики, доктор физико - математических наук, профессор {МЛЛеонов |

Ведущая организация - Московский Государственный технический университет им. Н.Э.Баумана (г. Москва)

Официальные оппоненты: - доктор физико-математических наук,

профессор О.В.Соснин

доктор физико-математических наук, профессор Б.Д.Аннин

доктор технических наук, профессор МХАлимжанов

Защита состоится „ 1995 г. в М час. на

заседании специализированного совета Д 53.02.02 при Институте механики и машиноведения НАН РК (480091, г. Алматы, проспект Абая, 31).

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке НАН РК (г. Алматы, ул. Шевченко, 28).

Автореферат разослан „ -0> " 1995 г.

Ученый секретарь

специализированного совета, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник

аймухаметов A.A.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Сверхпластичность неорганических материалов вызывает большой интерес исследователей в области физики твердого тела, материаловедения, механики я обработки давлением.

Внешняя сторона эффекта сверхпластичности проявляется в форме аномального квазиоднородного удлинения (до нескольких сотен и даже тысяч процентов) при малых значениях напряжений пластического течения. Изучение физической сущности подобной аномалии показало, что в отличие от обычной пластической деформации становится, наряду с известными формами массопереноса, превалирующим механизм зернограничного проскальзывания. Реализации указанного механизма способствует формирование ультрамелкозернистой структуры на предварительном этапе (структурная или микрозеренная сверхпластичность) или в процессе нагрева и деформации (динамическая сверхпластичность). Наибольшее количество исследований посвящено микрозеренной сверхпластичности. В то же время известно, что многие промышленные металлические материалы в состоянии поставки проявляют сверхпластические свойства при грамотном подборе температурно-скоростных условий. Иными словами, появляется возможность, по меткому выражению академика РАН К.В.фролова, управлять размером зерна в процессе деформации.

Динамической сверхпластичности (в работе рассматриваются промышленные алюминиевые сплавы в деформированном и литом -состояниях) предшествует иерархия структурных состояний материала. Совершенно неисследованной, на наш взгляд, при этом является проблема реакции механического поведения материала на сильные структурные флуктуации, обусловленные изменяющимися термомеханическими условиями. Это, в частности, означает, что динамическая сверхпластичность не может изучаться вне связи с предшествующими состояниями.

Вызывает сожаление отсутствие систематических исследований сверхпластичности промышленных алюминиевых сплавов методами механики деформируемого твердого тела. Задача изучения законов деформации в широких температурно-скоростных диапазонах, включая формулировку условий перехода материалов в сверхпластическое состояние и особенностей проявления эффекта, пока не решена. При таком подходе, требующем основательных опытных данных, сверхпластичность может быть рассмотрена как некоторое состояние сллава, термомеханические режимы которого достаточно надежно установлены. При этом исчезнет необходимость оценивать макропроявления сверхпластичности с помощью представлений типа коэффициента скоростной чувствительности, а условия перехода должны будут иметь естественные аналитические выражения механического типа.

Определяющие уравнения, необходимые для постановки и решения технологических задач теории пластичности с использованием сверхпластичности, могут иметь чисто феноменологическую природу или отражать физические процессы, сопутствующие возникновению и реализации эффекта. Сказанные уравнения должны быть пригодны . для математического описания не только сверхпластичности, но и пограничных областей. Последнее важно, для решения технологических задач объемного формоизменения, поскольку здесь, как правило, очаг деформации не всегда удается полностью перевести в сверхпластическое состояние, Из сказанного следует возможность разработки оптимальных функций управления технологическими операциями в зависимости от конечной цели процесса.

Естественно, что исследования сверхпласти чкости методами механики не исключают, а, наоборот, подчеркивают необходимость подтверждения полученных результатов на металлографическом уровне.

Сказанное определяет актуальность и важность экспериментальных и теоретических исследований, результаты которых изложены в настоящей диссертации.

Цель работы - экспериментальное изучение законов деформации промышленных алюминиевых сплавов в широких температурно-скоростных диапазонах, разработка методов и численной процедуры определения условий реализации эффекта сверхпластичности, формулировка определяющих соотношений с примером -пользования для решения краевой задачи, некоторые новые технологические приложения.

На защиту выносятся следующие положения.

1. Задача изучения явления сверхпластичности методами механики деформируемого твердого тела в соответствии с постулатами и теоремами общей теории определяющих соотношений.

2. Результаты экспериментального исследования промышленных алюминиевых сплавов (АМг5, 1561, Д18Т, В48, В95-, АК4, АКб, АК8) при растяжении и сжатии в широких температурно-скоростных интервалах, показывающие, что сверхпласпшчности соответствуют термомеханические диапазоны скоростного разупрочнения.

3. Стохастическая модель, устанавливающая связь между напряжеш-ем, температурой, степенью и скоростью деформации, причем появление неоднозначности напряжения по отношению к скорости деформации и „особых" точек, соответствующих границам устойчивости термодинамического потенциала {границ устойчивости фа?.), свойственно многомерным фазовым переходам и позволило объяснить сверхпластичность разновидностью структурного фазового перехода -динамической рекристаллизацией.

4. Определение термомеханических режимов реализации эффекпш сверхпласпшчности как области неустойчивости плотности термодинамического потенциала, причем численное установление указанных режимов осуществлено с использованием стохаспшческой модели.

5. Аналитические условия, которым должно удовлетворять напряжете как функция температуры, степени и скорости деформации при переходе алюлшниевых сплавов в сверхпластическое состояние.

6. Привлечение идей синергетики (теории неравновесных фазовых переходов) для объяснения физической природы сверхпластичности промышленных алюминиевых сплавов, основанное на рассмотрении эффекта как особого (структурно неустойчивого) состояния в иерархии состояний в изменяющихся термических и кинематических условиях.

7. Сформулированная в ра,нках синергетического подхода модель, описывающая основные закономерности высокотемпературной деформации в широком интервале скоростей, включая диапазоны сверхпластичности, причем уравнение состояния записано в форме минимума потенциала катастрофы сборки, а параметр порядка, управляющий и внутренние параметры состояния представляются как эволюционные. ^

8. Пример использования сформулированных определяющих соотношений для постановки и аналитического решения технологической задачи оптимизации процесса прессования круглого прутка в конической матрице с целью получения конечного продукта - полуфабриката с ультрамелкозернистой структурой.

9. Технологические приложения использования сверхпластичности в традиционных методах объемной штамповки по схеме обратного выдавливания и нетрадиционных для сверхпластичности процессах - продольной прокатке листа из алюминиевого слитка и сварке обечаек сильфонных компенсаторов.

Научная новизна.

1. Сформулирована задача исследования законов высокотемпературной деформации металлических материалов в широких диапазонах скоростей деформации. Проведено систематическое экспериментальное изучение деформационного поведения группы промышленных алюминиевых сплавов (АМг5,1561, Д18Т, В48, В95, АК4, АК6, АК8 - в деформированном состоянии, 1561 - в литом состоянии), в результате которого получены принципиально "новые опытные данные по характеру проявления сверхпластических свойств. Для перечисленных сплавов показано, что

диапазонам сверхпластичности соответствует неустойчивость напряжения по отношению к скорости деформации. Сверхпластичность при этом объясняется происходящим при нагреве и деформации структурным фазовым переходом - динамической рекристаллизацией.

2. Разработана на основе стохастического динамического моделирования численная процедура установления термомеханических режимов проявления эффекта сверхпластичности в промышленных алюминиевых сплавах. Сформулированы аналитические условия перехода сплавов в сверхпластическое состояние.

3. Установлено соответствие между сверхпластичностью промышленных алюминиевых сплавов и термодинамикой неравновесных фазовых переходов. Показана взаимосвязь полученных экспериментальных данных, синергетики, теории фазовых переходов второго рода и метода аналитического описания - теории элементарных катастроф. В модельном представлении уравнение состояния принято как минимум термодинамического потенциала Ландау-Гинзбурга с учетом влияния внешнего поля, причем термическая, кинематическая и, следовательно, структурная история описываются эволюцией управляющего параметра и внутренних параметров состояния посредством введения функции чувствительности среды к структурным превращениям.

4. На основании принятых представлений о сверхпластичности промышленных алюминиевых сплавов сформулирована и аналитически решена задача по выработке технологической стратегии получения прутка круглого сечения с ультрамелкозернистой структурой.

5. Разработана технология и получен методом изотермической объемной штамповки ряд осесимметричных деталей с мелким зерном с использованием установленных режимов сверхпластичности, Показаны примеры перспективного использования сверхпластичности в процессе продольной прокатки листа из алюминиевого слитка и в сварке тонкостенных цилиндрических оболочек.

Достоверность полученных результатов обеспечивалась соблюдением положений теория определяющих соотношений,, статистическими критериями, металлографическим анализом.

Практическая ценность работы заключается в совокупности полученных теоретико-экспериментальных результатов и технологических приложений, на. основании которых разработаны и внедрены:

1. Руководящий документ - Металлы. Определение параметров высокотемпературной деформации. Методические указания. РД5 УЕИА.2825-90 (Акт внедрения от 14.04.89 на предприятии п/я А-3700, г. Санкт-Петербург);

2. Организация и функционирование инженерного центра „Сверхпластичность" (Распоряжение Совета Министров Киргизской ССР от 30 июня 1987 года №214-р).

Апробация руботы. Результаты диссертации докладывались на следующих Всесоюзных и Международных конференциях и семинарах: I ... V Всесоюзные научно-технические конференции „Сверхпластичность металлов" )Уфа: 1979, 1989, 1992, Москва, 1981, Тула, 1986), Всесоюзный симпозиум »Вопросы теории пластичности в современной технологии" (Москва, 1985), П Всесоюзная конференция „Ползучесть в конструкциях (Новосибирск, 1984), П Всесоюзная конференция по нелинейной теории упругости (фрунзе, 1985), Всесоюзная научно-техническая конференция „Прогрессивные процессы я оборудование объемной штамповки" (Барнаул, 1986), Сибирская школа по современным проблемам механики деформируемого твердого тела (Новосибирск, 1983), II Всесоюзный семинар „Технологические задачи ползучести и сверхпластичности" (Фрунзе, 1990), Международная конференция „Проблемы механики и технологии" (Бишкек, 1994), The International Conference on Superplasticity in advance materials (ICSAM'94) (Moscow, 1994), а также работы семинаров в ИПСМ РАН (Уфа), НИИММ при СПГУ (Санкт-Петербург), Киргизском

техническом университете и Киргизском архитектурно-строительном институте (Бишкек).

Работа выполнена в рамках Общесоюзной научно-технической программы 072.09. „Сверхпластичность" (1985 - 1990), Программы научных исследований отделения проблем машиностроения, механики и процессов управления АН СССР „Механика" -2.1.10.2 „Механика деформируемого твердого, тела", раздел 2.1.1(12.33 „Разработка экспериментальных методов исследования реологии и структурообразова-ния при больших пластических деформациях" и по плановой научно-исследовательской тематике кафедры сопротивления материалов Бшпхекского политехнического института и Кыргызского архитектурно-строительного института „Пластичность и сверхпластичность материалов при сложных нагружениях и прочность упругопластических конструкции (шифр 1.10.2. № Госрегистрации 01820091061).

П$5лишцти Основные результаты работы опубликованы в 33 научных работах, список которых приведен в конце автореферата.

Структура, диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов по работе, списка цитированной литературы, включающего 267 наименований. Диссертация содержит 312 страниц основного текста, 116 рисунков, 26 таблиц.

Научный консультант работы - доктор физико-математических наук,

академик HAH Киргизской республики i, , „ „ ■

I М.Я.Леонов I

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается важность и целесообразность исследования эффекта сверхпластичности материалов, структура которых специально не готовится. Сформулирована актуальность темы, указана цель работы, охарактеризованы основные результаты, их научная и практическая ценность, раскрыта структура диссертации.

Глава первая посвящена постановке задачи эксперимента по изучению закономерностей высокотемпературной деформации конструкционных материалов и описанию методики первичной обработки опытных данных.

В разделе 1.1 обсужден термодинамический подход к исследованию процессов высокотемпературной деформации.

В разделе 1.2 предлагается деформированное тело феноменологически

« . - » ■ моделировать средой, в которой имеют место термомеханические и

структурообразовательные процессы, а диссипация энергии связана с.

изменением внутренней структуры. В качестве зависимости между

макромасштабными мерами, характеризующими состояние локальной

термодинамической системы, принята удельная свободная энтальпия

(потенциал Гиббса)

г=и-(1 /ро) Т:Е-6б, . (1)

где г = 2(Т,0,х(а))- однозначная функция тензора напряжений Пиолы-Кирхгофа Т, абсолютной температуры 0 и внутренних параметров состояния X ^а ^; р0- плотность материала в недеформированном состоянии; и- внутренняя энергия; Е - тензор деформации Грина второго типа; е - удельная энтропия.

В разделе 1.3 показано, .что ограничение, налагаемое на энергетическое уравнение состояния (1) вторым законом термодинамики (неравенством Клаузиуса-Дюгема) заключается в том, что свободная

энергия определяется функцией ю где - любые

термодинамические переменные.

В разделе 1.4 записан второй закон термодинамики в форме диссипативного неравенства. Диссипация энергии, представленная в виде суммы механической и термической составляющих, должна быть для гарантии допустимости термодинамических процессов неотрицательной.

В механических макроопытах можно измерить силы, перемещения, скорости деформирования,, температуру. Поэтому естественно ввести в энергетику процесса параметры, контролируемые в эксперименте (раздел 1.5) Тогда удельная свободная энергия Гиббса будет зависеть от температуры 9, тензора скоростей деформаций О, тензора деформаций Грина второго типа Е, тензора напряжений Пиолы-Кирхгофа Т и представима в виде

г = ю(0,0,Е)-(1 /р0)Т:Е. (2)

Второй закон термодинамики выражается так

где - приток энергии, обусловленный потоком тепла (2.

Из (3) получаем, что (да> / сЩ = Т и, следовательно, механическое уравнение состояния есть функция типа

Т = Т(0,О,Е). (4)

Уравнение (4) в принципе пригодно для анализа законов деформации сред, которые относятся к консервативным. Однако использование соотношения (4) открывает возможность для обоснованной оценки опытных данных и математической формулировки условий осуществления каких-либо особенностей в поведении конструкционных материалов.

В разделе 1.6 приведена связь между тензорами Е и Н. (Генки). Показано, что при осевом растяжении и сжатии тензор Т может быть заменен в эйлеровом пространстве тензором напряжений Коши (с).

В разделе 1.7 обсуждается постановка задачи эксперимента на простое растяжение в сжатие. Результатом опыта являются реализации зависимости F = F(0IV,ДI), где Т7 - нагрузка яа образец, V - скорость деформирования, А1 - абсолютная деформация. Путем замены переменных в функции отклика В — р(В, V, Ы) строится в терминах актуальной конфигурации зависимость <Тд = ад(в,1?р£), причем <Тд = ст(1 + в) - действительное напряжение, а I - условное напряжение, - начальная площадь сечения образца, 8 - относительная деформация образца, Б — - логарифмическая де-

формация, £)| = 0.5 ^(аё)^ - параметр скорости деформации £ = ¿Ё / Л, а -постоянная.

В разделе 1.8 перечислены цели и возможности многомерного статистического анализа.

Раздел 1.9 посвящен предпосылкам к теории статистической обработки опытных данных.

В разделе 1.10 сформулирована задача оценивания параметров случайного поля, характеризующего процесс высокотемпературного растяжения и сжатия н описываемого детерминированной зависимостью <тд — «тДб,При этом за параметр, от которого зависит семейство вероятностных характеристик, принята степень деформации Ё.

Методика определения границ однородности случайных полей по параметру „абсолютная деформация" изложена в разделе 1.11.

В разделе 1.12 разработан метод нахождения статистических характеристик случайного поля Ста = стДб, £),,§).

При конкретных приложениях (раздел 1.13) в задаче первичной обработки опытных данных предлагается перейти к безразмерным величинам

<? = —, § = 1-, Д =0.51пГ-) , (5)

а3 еэ

где СТ3= 10 МПа, £3 = КГ* с1, 9Э =933.2 К - температура плавления алюминия ВЧ (99.996% А1).

Метод получения и обработки первичной информации реализован в виде программного продукта как решение задачи цифрового моделирования случайных процессов применительно к высокотемпературным испытаниям с позиций активно-пассивного эксперимента.

Вторая глава содержит результаты экспериментального исследования-------------

закономерностей деформирования промышленных алюминиевых сплавов в широких диапазонах температур и скоростей деформации. Указанные исследования заключаются в анализе состояния материала, представляемого зависимостями напряжения от температуры, степени и скорости деформации.

В разделе 2.1 описывается техника эксперимента. Для проведения опытов на растяжение и сжатие использована испытательная машина на высокотемпературную ползучесть Ъ'лТ 2/3, оборудованная коробкой скоростей, позволяющей осуществить ступенчатое регулирование скорости перемещения нижнего захвата машины от 2*103 до 3*10"6 м с"1. Машина ZST 2/3 оснащена необходимым набором регистрирующей аппаратуры.

В разделе 2.2 приведены результаты опытов по растяжению и сжатию образцов деформированного сплава АМг5. На рис. 1 ... 3 соответственно показаны экспериментальные зависимости напряжения от скорости деформации, температуры и степени деформации. Графический анализ экспериментальных данных показал, что существует область температур

9 ,6* названы нижней и верхней критическими темпера-

турами), в которой зависимость напряжения от скорости деформации отклоняется от монотонного характера в сторону снижения напряжений. Для сплава АМг5 обнаруженный эффект имеет место при температурах (733 ... 753)К и скоростях деформации (1,2 ... 5,2)*10"3 с'1 при растяжении, (5,0...13,5)*10'2 с"1 при сжатии.

Ниспадающие ветви диаграмм „напряжение - скорость деформации" принимаются соответствующими проявлению сверхпластических свойств. При этом наблюдататся характерные феноменологические признаки сверх-пластичиости - низкий уровень напряжений при отсутствии деформационного упрочнения и наиболее высокая деформационная способность (до 200%) в условиях растяжения. Проверка постулируемых закономерностей подтверждена металлографическим анализом - микроструктура

представляет собой типичную структуру динамической рекристаллизации, причем исходные вытянутые субзерна (15...45) мкм превратились в равноосные (3...9) мкм.

Естественным представилось оценить механические характеристики сплава АМг5 после сверхпластической деформации. Установлено слабое влияние сверхпластической обработки на показатели прочности и пластичности сравнительно с исходным состоянием. При этом заметно (до 3%) уменьшилась погрешность измерений. Малые доверительные интервалы можно рассматривать как следствие улучшения структуры после деформации в режимах сверхпластичности.

В разделе 2.3 исследуется влияние температуры на пластичность сплава 1561 (АМг61) в литом состоянии. Показано, что для образцов, вырезанных из различных участков слитка и испытанных при нормальной температуре и статическом растяжении, механические свойства обусловлены местоположением образцов. Статистическим анализом доказано, что различие свойств не является случайным и связано с начальной неоднородностью структуры. Температурно-скоростная деформация устраняет указанную неоднородность и поэтому при испытаниях в условиях повышенных температур (по крайней мере, более 573К) можно не принимать во внимание местоположение образцов в слитке.

В разделе 2.4 приведены данные по испытаниям сплава 1561 в литом состоянии при температурно-скоростном растяжении и сжатии. Опытами на растяжение установлено, что сплав не проявляет явных признаков сверхпластичности (б < 30%). При сжатии наблюдается появление характерной для сверхпластичности неустойчивости напряжения по отношению к скорости деформации при температурах (753...773)К и скоростях деформации (5,1*10'2...1,1*101) с"1. Как следствие, отмечаются „провалы" на зависимостях „напряжение-температура" в указанных диапазонах.

Установленные^термомеханические режимы сверхпластпчносги литого гомогенизированного сплава 1561 при сжатии послужили основой для решения задачи оптимизации температурно-скоростных параметров горячей изотермической прокатки листов (раздел 2.5). Оптимальное сочетание энергосиловых и кинематических параметров привело к формированию в металле наиболее благоприятной (приближающейся к ультрамелкозернистой) структуры и, как следствие, к наиболее рациональному сочег талию прочностных и деформационных характеристик, а также к минимальной анизотропии механических свойств.

В разделе 2.6 рассматриваются результаты исследований очага деформации продольной прокаткой клиновых образцов сплава 1561. Испытаниям подвергались клиновые образцы в литом и предварительно деформированном состояниях. Показана перспективность использования зависимостей .между параметрами очага деформации при продольной прокатке клиновых образцов для реализации температурно-скоростных условий сверхпластической деформации.

В разделе 2.7 исследуется деформированный сплав 1561 при растяжении. Особенность указанных исследований состоит в том, что образцы изготавливались не из прутка, а из листа толщиной 10 мм, прокатанного по стандартной технологии. Опытами установлено при температурно-скорос-тном растяжении возникновение эллипсности сечения образцов, объясняемой исходной волокнистой текстурой, ориентированной в направлении прокатки, и вытянутым зерном. При наступлении сверхпластичности, которая связывается с термомеханическими условиями неустойчивости напряжения по отношению к скорости деформации, эллипсность заметно уменьшалась или исчезала.

Раздел 2.8 посвящен изучению температурно-скоростной деформации сплава типа дуралюмин Д18Т. Установлено, что сплав качественно повторяет характер проявления сверхпласАчности, свойственный сплавам алю-миниево-магаиевой группы. Исходная структура с вытянутыми зернами и размером субзерна (30 ... 130) мкм превращается в равноосную рек-

1пб

1,5

V)

0,5

а 1 1 АМг5 X V»1 •

э х-"*

т 5

Г »-1 к *

л

/И* * 5=0, 27

4 / А/г г 1 Ё=0>29

1а С

Ц8

III

-16$

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2 Ю,0

3,35.10"* 9,10-10'" 2,5-10"л 6,75-10-» ^85-10"* 5,СМ0~а 1,35-10"'

Рис. 1. Зависимости напряжения от скорости деформации при растяжении

(-) и сжатии (—) образцов алюминиевого сплава АМг5:

X - 6 = 633К; о - в =673К; А - 9 =713К; р 4 0 =733К; • - 0 = 753К; V -0 = 793К.

773

Рис. 2. Зависимости напряжений о от температуры 0 при растяжений (а) и сжатии (б) сплава АМг5 при скоростях деформации (с'1):

1 - 16.5*Ю'2; 6-2.71*Юг; И -3 :п*10'

з.

2- 13.5* 102; 7 -1.75* КХ2;

12

48М0"3;

3 - 9.07* 10 8 -1.22*10"2; 13-1.36*10':

4-6.08* Ю'2; 5 - 4.08* 10'2; 9 - 8.23* 10"3; 10-5.52* 10'3; 14 - 7.47* Ю"4; 15 -1.50* 10'2; 16 1.14Ч0'3

Рис. 3. Зависимости напряжения от степени деформации при растяжении ( —-) ' и сжатии ( — ) образцов алюминиевого сплава АМг5: • - в =713К; О - Э =73ЭК; А-в = 753К; х-8 = 773К.

ристаллизованную со средним размером субзерна (2 ... 5) мкм. Для этого сплаваГ кайГТГдля АМг5, скоростной диапазон сверхпластичности смещается в сторону увеличения от растяжения (1,4 ... 3,2)* 10"3 с'1 к сжатию (1,83 ... 5,0)* 10"2 с'1 примерно на порядок.

В разделе 2.9 приведены опытные данные по растяжению и сжатию высокопрочных алюминиевых сплавов В48, В95. Для указанных сплавов не установлено наличие сверхпластичности при растяжении. При сжатии наблюдается отклонение от монотонности на кривых „напряжение -скорость деформации" ' и, следовательно, проявление эффекта сверхпластичности в области предельных температур, предшествующих охрупчиванию, при скоростях деформации ( 1,8 ... 5,5)* 10"2 с': для сплава В95 и (1,2...63)*10'VI для сплава В48.

Ковочным алюминиевым сплавам АК4, АК6, АК8, как показали опыты (раздел 2.10), присуще появление, как и другим исследованным сплавам, неоднозначности напряжения по отношению к скорости деформации при растяжении и сжатии в области предельно высоких температур. При этом деформации в условиях растяжения достигают (150 ... 200%). Скорости деформаций, например, для сплава АК4, составляют (2.5 ... 18,0)* 103 с' при растяжении и (5,0... 14,0)* 10"2 с'1 при сжатии.

Таким образом потверждена принципиальная возможность перевода промышленных алюминиевых сплавов в сверхпластическое состояние. При этом сверхпластичности соответствуют термомеханические диапазоны скоростного разупрочнения.

Третья глава посвящена постановке и решению задачи определения термомеханических режимов реализации эффекта сверхпластичности. В ной связи выделяются две проблемы.

1. Пусть имеется массив экспериментальных результатов по деформированию материала в широких температурно-скоростных диапазонах. Требуется установить по ним термомеханические режимы, в которых имеет место эффект сверхпластичности. Постановка и решение такой задачи тре-

бует выработки достаточно эффективных критериев осуществления сверхпластичности.

2. Условия перехода материала должны иметь аналитическую формулировку. При постановке и решении технологических задач обработки металлов с использованием сверхпластичности к уравнению состояния предъявляется требование пригодности не только для анализа процессов сверхпластической деформации, но и граничащих со сверхпластичностью областей высокотемпературной ползучести и термопластичности. Следовательно, определяющие уравнения должны удовлетворять некоторым аналитическим условиям наступления сверхпластичности.

В разделе 3.1 обсуждается история введения и подход к оценке сверхпластичности по коэффициенту скоростной чувствительности

Г \

¿Ддст

¿1п<т т =-

¿Ппе

т =

\

¿1де.

(6)

В разделе 3.2 анализируются способы определения коэффициента т.

Раздел 3.3 связан с исследованием достоверности оценки сверхпластичности с использованием коэффициента скоростной чувствительности в соответствие с условием

т>0.3. (7)

Подробным анализом методов получения коэффициента т и условия (7) с подтверждением с позиций механики деформируемого твердого тела показана сомнительность физической обоснованности критериальности сверхпластичности по коэффициенту скоростной чувствительности.

В разделе 3.4 рассмотрены принципы формулировки условий реализации сверхпластичности в промышленных алюминиевых сплавах. Исследованием законов деформации в широких температурно-скоростных диапазонах установлено, что в отличие от микрозеренной сверхпластичности, здесь происходит перевод исходного структурного состояния материала в другое, готовое к сверхпластичности. Иными словами, при нагреве и де-

21 _ формации осуществляется структурный фазовый переход (динамическая

рекристаллизация). Поэтому в формулировке принципов условий реализации эффекта сверхпластичности промышленных алюминиевых сплавов уместно использовать представления о термодинамике фазовых переходов. В связи с этим предлагается указанные режимы определять в следующем порядке.

1. Устанавливаются все экстремумы плотности термодинамического потенциала 2 из решения системы нелинейных уравнений

т~ = 0 = (8)

Здесь

2 = ¿0 + + ¿2(х,} + ¿з(дГ;)+... (9)

где ¿„(х,) - полином П - ой степени от переменной X,- (¿=1,2,3,4), причем

х, = 0; х? = О-, Хз - Н; хА = а.

2. Определяются границы устойчивости потенциала по (8) и согласно условию

а2*

причем знак равенства в (10) дает соотношения между коэффициентами потенциала 2, принимающего минимум.

3. В области проведения эксперимента исследуется уравнение состояния

Ш= ан = ^ (п)

4. Определяются точки бифуркации решениями уравнения

/¿(вьр.Н,,^»^ (12)

причем §к,Н1 - конкретные значения температур и тензоров деформаций, при которых по тензору скоростей деформаций устанавливаются интервалы неустойчивости (сверхпластичности)..

£ О, (Ю)

Естественно, что решение сформулированной задачи существенно упрощается для процессов растяжения и сжатия. Неизбежным этапом при организации численной процедуры определения термомеханических условий реализации эффекта сверхпластичности становится построение на основании измерений в опытах идентификационной модели. В разделе 3.5 обсуждается принцип формулировки модели статистически однородного нестационарного поля напряжений как системного отображения процесса высокотемпературного деформирования в области проведения эксперимента с аналитическим представлением

е) = с(Х, %А) + 01 (е),МД.(Ё) = 0, (13) .

где е^АГ.ё, А) - математическое ожидание поля, аналитический вид которого неизвестен (функция отклика); А = [/4,] ,р = 12,.. -вектор оцениваемых параметров; £)г(е)- поле ошибок; X = = 6, Х2 — ё -

векторы независимых переменных (факторов); £ - контролируемый, но неуправляемый параметр.

Статистический анализ измерений случайного поля (13) показал, что модель следует отнести к пространственно-параметрическим динамическим моделям систем. Дискретные оценки результатов измерений отклика а (напряжение) в пространстве регулируемых переменных 0,Ё располагаются в виде блочной структуры, в которой интервалы измерений по блокам соответствующих переменных не совпадают. Блоки систематизируются по уровням нерегулируемого параметра е. Поверхность отклика, следовательно, смещается в факторном пространстве. Другими словами, возникает задача активно-пассивного эксперимента - факторы 0, ё образуют блоки плана эксперимента, параметр £ только измеряется, но обработка результатов совместная.

По аналогии с (13) модель наблюдения принята в форме

°4г - о* ± Я/ , (14)

где у,г - число уровней переменных £,0,С соответственно; 5,- - ошибка измерений; а,г - среднее значение напряжения в точке измерения.

Итак, математическая модель системы с измерительным устройством в стандартной форме записывается двумя выражениями - моделью состояния (13) и моделью измерений (14).

Задача математического описания исследуемого процесса по экспериментальным данным и состоящая в оценке вида и параметров

функций (13) решается с помощью регрессионного анализа.

При этом аналитический вид модели рассматриваемых многофакторных систем заранее не известен. Подбираемую функцию будем искать в виде конечного ряда с использованием полиномиального разложения. Возникающие при этом формальные трудности предлагается обойти, привлекая в качестве базовых ортогональные функции с заданным весом на определенной системе точек с реализацией по способу Чебышева.

Статическая часть задачи (раздел 3.6) подразумевает идентификацию экспериментальных данных для каждого выбранного значения нерегулируемого параметра - степени деформации. Выбор оптимальной степени аппроксимирующего полинома предлагается совместить с проверкой адекватности по критерию Фишера (раздел 3.7).

В разделе 3.8 излагается алгоритм решения динамической части задачи идентификации - зависимость каждого коэффициента при одинаковых степенях переменных от нерегулируемого параметра - степени деформации. Процедура, как и в статическом случае, основана на постепенном повышении степени полинома с удовлетворением критерию Фишера.

В разделе 3.9 приведены результаты решения статической части задачи идентификации для одной из степеней деформации при сжатии образцов сплава Д18Т. Показано, что в области проведения эксперимента имеют место неустойчивые режимы деформирования. Кроме того,

дополнительно проведены опыты. по проверке предсказаний идентификационной модели. Получено удовлетворительное соответствие.

Исследования доведены до численной реализации. В программе исходная информация задается зависимостями „усилие - абсолютная деформация" при заданных температуре и скорости деформирования. Результатом расчета являются температурные диапазоны сверхпластичности исследованных сплавав (табл.1). Поскольку скоростные интервалы эффекта существенно зависят от температуры, то в табл.1 приведен только порядок скоростей деформаций.

Раздел 3.10 посвящен формулировке аналитических условий, которым должно удовлетворять уравнение состояния при переходе промышленных алюминиевых сплавов в сверхпластическое состояние при растяжении и сжатии.

1. Считаем температурный диапазон реализации сверхпластичности

установленным 0 € где 9",6" - соответственно нижняя и верхняя

критические температуры. Схематично картина экспериментальных результатов представлена на рис.4.

2. Уравнение состояния при критических температурах должно удовлетворить условиям

да

дг до

де

. =0;

о?*?

. =0;

дг2 сРа

де2

. =0;

ер-?.

(15)

• =0; ««

где е*?, Вс - абсциссы точек перегиба изотерм а—е соответственно при 0?, (рис.4).

3. Будем считать, что структурная термостабильность горячедеформи-рованных алюминиевых сплавов не зависит от степени деформации, а обусловлена скоростными ограничениями. Поэтому допустимо предполо

Таблица 1

NN п/п Марка сплава Исходное состояние Вид деформации

растяжение сжатие

А, К Б, С 1 Примеч. е,/с е, С"1 Примеч.

1 Амг5 Деформир. 743 ... 783 ю-3 СП 743... 783 10~2... 10"1 СП

2 1561 Деформир. 743 ... 783 ю-3 СП _

3 1561 Литой _ - „ нет 753... 793 ю-2 СП

4 Д18Т Деформир. 783... 833 10"3 СП 783... 833 1(Г2 СП

5 В48 Деформир. _ нет 813... 853 1(У2 СП

6 В95 Деформир. нет 733... 793 ю-2 СП

7 АК4 Деформир. 753 ... 793 ю-3 СП 753... 793 Ю-2 СП

8 АК6 Деформир. нет 723... 763 ю-2 СП

9 АКБ Деформир. 723... 763 10"3 СП 723... 763 ю2 СП

Примечания: 1) В колонке е, с'* приведены порядок скоростей деформаций по модулю;

2) Символ „СП" означает наличие сверхпластического состояния материала .

жить существование деформационного интервала' сверхпластичности 8 е ]е 0, £с [, удовлетворяющего условию

~ = 0. (16) ОЕ

4. Скоростной диапазон структурных превращений при конкретных

температурах 0 еустановим, придерживаясь принципа Максвелла

- фазовые переходы имеют место при пересечении кривой равновесия компоненты максвелловского множества (рис.5). Рассматривая график зависимости сг — ё как часть фазовой диаграммы, будем считать восходящие ветви участка немонотонности 1-2-3-4-5 соответствующими измельчению исходной (1-2) и формированию крупнозернистой рекристаллизованной (4-5) структур. Между ними лежит зона (3-4-5) неустойчивости, отвечающая проявлению сверхпластических свойств.

Скоростной интервал сверхпластичности ^.ё") заключен между

точками бифуркации (2-4), в которых

да

де Е=вЛ

де

е=бя

= 0,

(17)

Диапазон структурных превращений определится в

соответствии с правилом Максвелла так

*п( Л 'Аде)

ейе = 0,

(18)

Таким образом, переход промышленных алюмшшевых сплавов в сверхпластическое состояние связан с наличием термических и кинематических факторов, определенным образам связанными .между собой.

Рис. 4. Качественное представление экспериментальных зависимостей „напряжение - скорость деформации" в различных температурных диапазонах

В четвертой главе обосновывается привлечение____методов---------

термодинамики неравновесный фазовых переходов к описанию законов деформации промышленных алюминиевых сплавов в широких температур но - скоторстных диапазонах, включая сверхпластичность.

В разделе 4.1 вводится представление деформируемого материала как открытой пространственной системы, состоящей из большого числа элементов, структура которых не накладывается извне. Процессы, приводящие к такому возникновению структур, называются самоорганизацией. В конкретных случаях одновременного нагрева и статического нагружения можно считать, что реализуется медленное однородное воздействие окружающей среды, при котором сложная система (металлические материалы) переходит в некоторых критических точках в новые состояния. Такой способ относится к самоорганизации через управляющие параметры. Взаимодействие элементов сложной системы, порождаемые структурными изменениями, переносится на внешние макроэффекты, называемые си-нергетическими. С синергетических позиций подтверждается существование, как и установлено в настоящей работе, критических температурных точек сверхпластичности. Последнее не противоречит общему постулату изотропии А.А.Ильюшина или, в несколько другой форме, принципу детерминизма. Наложение деформаций приводит к появлению вблизи критических точек ограниченной области температур, в которой совершается переход из одного структурно устойчивого состояния к другому. В промышленных алюминиевых сплавах обнаруженная неустойчивость напряжения по отношению к параметрам, ответственным за процесс, - температуре и скорости деформаций - свидетельствует о сильном изменении термодинамических функций отклика, обусловленных динамической рекристаллизацией. Происходящие при процессы, как известно, связаны с преобразованием исходной структуры в равноосную микроструктуру с очень мелким зерном. Если при этом учесть наличие неустойчивого (возбужденного) состояния границ зерен с возникновением аморфного слоя,

стимулирующего зернограиичное проскальзывание, то понятным станет проявление сверхпластических свойств.

Таким образом, сверхпластичность промышленных алюминиевых сплавов можно рассматривать как особое структурное состояние в иерархии состояний в изменяющихся термических и кинематических условиях.

В разделе 4.2 освещается связь синергетики с методом математического описания - теорией элементарных катастроф.

Синергетика, как известно, акцентирует внимание на аттракторах, которые рассматриваются как математические образы диссипативных структур, возникающих в развивающихся системах.. В процессе саморганизации система может перескакивать от одного аттрактора к другому в соответствии с уравнением движения

• Л,.=-Уф(Л.,ра), (19)

где Г)у - переменные, характеризующие состояние системы, (За -управляющие параметры, качественно влияющие на свойства решений ( - вектор траектории движения системы ; Р - вектор управляющих параметров); Ф(Л/>Ра) - потенциальная функция.

Для случая равновесия системы Т|;- = - / Л = 0. имеем

зп,

Далее считаем, что:

1. Потенциальная функция Ф(лу>Р«) " гладкая функция переменных •Лу.Эа-

2. Для каждого (За система, описываемая функцией ф(л;<Ра)>

достигает равновесия настолько быстро, что процесс может рассматриваться как мгновенно протекающий.

31 ______.______________

______ Подобные скачкообразные изменения поведения системы в фазовом

пространстве описывает теория элементарных катастроф. Теперь в потенциальной функции Ф(т|,р) можно считать Т| е || , В е'^Л^:

- пространство состояний, Ц^И^Ц- пространство управления). В оолее

общих случаях переменные ц1- могут быть аналогами параметра порядка.

Для моделирования законов деформации промышленных алюминиевых сплавов при повышенных температурах и в широком диапазоне скоростей деформаций будет привлечена катастрофа сборки. Раздел 4.3 посвящен геометрии и организации указанной катастрофы, каноническая форма которой имеет вид

= + (21)

где г| - переменная; {31, Р2 - управляющие параметры.

Многообразие катастрофы сборки задается уравнением

Т13 + р,п + р 2=0. (22)

В разделе 4.4 излагаются основы феноменологической теории фазовых переходов второго рода Л.Д.Ландау. Считается, что потенциал ф(в,^,Г]) является достаточное число раз дифференцируемой функцией температуры в, обобщенных сил ц и величины Г|, изменение которой ответственно за смену фазы вещества (параметр порядка). Поскольку Г| характеризует новое физическое свойство, появляющееся в системе в результате фазового перехода, то в статическом случае Т| будет минимизировать потенциал ф(8,<7, Г|). Потенциал Гинзбурга - Ландау имеет вид

Ф = -г>4 +-РП2 ~<т (23)

4 2

причем г) - переменная состояния (параметр порядка), д - сопряженное ей поле (обобщенная сила).

Связь параметра порядка с полем описывается уравнением состояния = Г|3 + |3т1. (24)

фазовый переход имеет место при изменении знака управляющего параметра Р.

В разделе 4.5 исследуется связь уравнения состояния (24) с топологией катастроф. Показано, что параметр порядка и управляющий параметр, следящие на макроскопическом уровне за структурными изменениями, естественно рассматривать как эволюционные. Принципиальная взаимосвязь между синергетикой (20), теорией элементарных катастроф (22), теорией фазовых переходов второго рода (24) и полученными экспериментальными результатами может быть принята в качестве основы построения модели, пригодной для математического описания закономерностей деформирования алюминиевых сплавов не только при сверхпластичности, но и в пограничных областях высокотемпературной ползучести и термопластичности.

Пятая глава посвящена математическому описанию процессов высокотемпературной деформации промышленных алюминиевых сплавов.

В разделе 5.1 сделан краткий обзор существующих подходов к моделированию процессов сверхпластической деформации. Уравнения состояния степенного типа признаны непригодными из-за несоответствия любым опытным данным по сверхпластичности. Наиболее удачными и прием- . лимыми для описания структурной сверхпластичности могут считаться модель ЕУР-среды (О.М.Смирнов) и полуфеноменологическая теория В.М.-Грешнова. Для моделирования динамической сверхпластичности понятным оказывается использование термодинамического подхода, примененного К.Тапака, КЛшаяаЫ и Н-Логай, У.НеБи^, У.МвЫкау/а, 1.Ташига для описания сверхпластичности при полиморфных превращениях.

В разделе 5.2 изложены основные теоретические предпосылки мате* матического моделирования одноосного растяжения и сжатия промышленных алюминиевых сплавов в широких температуряо-скоростных диапазонах, в том числе в интервалах сверхпластичности. Указанные предпосылки, кроме условий перехода в сверхпластическое состояние (раздел 3.10), включают следующие положения.

___. 1. Сверхпластичность имеет место в определенных термомеханичес-------------

ких условиях, в которых возможна, и превалирует реализация механизма зе-рнограничного проскальзывания. Последнеее облегчается формированием ультрамелкозернистой структуры в процессе нагрева и деформации и связано со структурным превращением - динамической рекристаллизацией.

2. Сверхпластичность интерпретируется как явление, происходящее в условиях неравновесной (возбужденной) динамической структуры с возникновением аморфного состояния границ, стимулирующего зернограничлое проскальзывание. Макропроявление структурной неравновесности заключается в возникновении неоднозначности напряжения к скорости деформации и температуре и, как следствие, в появлении точек бифуркации, соответствующих границам, устойчивостп. Подобное характерно для многомерных структурных фазовых переходов.

3. Структурные изменения. в процессе динамической рекристаллизации носят необратимый характер.

4. Изотермы „напряжение - скорость деформации"* (рис. 4) описываются гладкими функциями, на каждой из которых предполагается существование точек перегиба, удовлетворяющих условию

причем скорости деформаций £ = ё* ставится в соответствие напряжение

ст = сг*. Следовательно, ё — ¿'(е.О), ст = сг*(ё,8) мсут рассматриваться

как внутренние альтернативные параметры состояния, ответственные за деформационную и термическую предисторию. Укажем, что

5. Рассматриваются только процессы активного нагружения. Уравнение состояния принято (раздел 5.3) в форме

<? = m0ri3+p(£,4b . (26)

где положено'

а 4 е 4 . е-е?

Р = р(е, с) - функция, зависящая от температуры и степени деформации; т0 " const.

Поскольку выражение (26) есть минимум термодинамического потенциала Гинзбурга-Ландау, то стандартной редукцией (27) вводится связь аналитического описания процесса деформации с теорией катастроф. При этом Р,(7 определяют семейство управляющих параметров, а параметр порядка Т) = Т](ё,Ё,0) должен рассматриваться как коллективная мода.

Из устойчивости морсоьских функций следует, что если Р > 0 {с, g ]0,1[) то изменений структурного характера в деформируемом

материале не происходит. Условие Р < 0 ^ 6 соответствует структурно неустойчивому состоянию среды. Значение Р = 0 отвечает переходным состояниям. Качественная картина, отражающая влияние знака управляющего параметра на характер кривых q — Т) представлена на рис. 6.

Значения параметров порядка ' Л1> "Пг и скоростей деформации ,

ограничивакнщгх область структурных изменений равны

\1/2

Лт,2 =+(-p/m0)V2; ¿c,n=E,[l + (-p/m0)1'

Скоростной диапазон сверхпластичности определится так Пи^-Э/З/Ио)"2; ё^=ё*[1?(-Р/Зт0)1/2

(28)

Укажем, что соотношения (26) (27) соответствуют условиям (15).

Рис. 6. Влияние знака управляющего параметра Р на характер кривых

Кинетическое уравнение для управляющего параметра представлено (раздел 5.4) в виде

. § = (30)

где Е, = ¿1\ I ¿и - скорость возрастания нормированной температурь^ /(Р.<?) - функция, которую предлагается рассматривать как характеристику в деформируемом сплаве чувствительности к структурным превращениям.

Требования к явному виду указанной функции обсуждены на основании структурных соображений, в соответствие с которыми /(р, вне интервала превращений ®]0Л[ меняется слабо и резко возрастает при 4 е]0,1[. функция /(р1<?) удовлетворяет следующим условиям:

/М

0; /(М)|

=1/2=0; =

В разделе 5.5 записаны, исходя из принятых при моделировании положений, эволюционные уравнения для параметров состояния. Так, для

а имеем

^1=Л>4[ехр(р-5)]/(р^), (31)

где А^ — СОПЛ, 5 = — начальная приведенная температура

эксперимента.

Далее, считая (Лпс* / ¿1пё* = для ё*получаем

кинетическое уравнение

Для получено (раздел 5.6) при £ е ]0,1[ явное выражение

______________________m._ , Ц^П) ------------------------ZT

— m - —?-7——r. (33)

1п(1+-т0л3+Рп)

Здесь же, исходя из условия (16), записано уравнение для определения деформационного диапазона развития сверхпластичности

mSln^ + mo^+ßTi) V Л П (34)

-[vo(1 - v0) + (1 - v0)(1 - 2v0)th<; - (0.5 - v0fth2ф|2,

где Q = — ß)"01, v0 - коэффициент Пуассона; а,к,т$ - постоянные материала.

В разделе 5.7 кратно обсуждается природа существования порогового напряжения сг°. В рамках рассматриваемой модели формула для сг° получается непосредственно из уравнения состояния (26), (27) при £ = 0

<т° = CT*(1- т0 -ß), (35)

Пороговое напряжение не является параметром подгонки, как принято в модели EVP - среды, а оказывается непосредственно связанным

с кинетикой процесса ^ß,С* j.

Легко видеть, что уравнение состояния и эволюционные соотношения приобретают явный характер при известном виде функции чувствительности алюминиевых сплавов к структурным превращениям. Один из приемлемых вариантов функции /(ß,^) предложен в виде (раздел 5.8)

(36).

ц

где Г = степень полноты фазового перехода, определяемая так

причем Д = 1 + (¿40 / 4); - постоянная.

В разделе 5.9 разработана методика определения материальных констант /770,а,<20,/с,ТОд,.А<), которые для исследованных сплавов представлены в табл. 2.

Сопоставление теоретических и экспериментальных данных показывает, что предложенное уравнение состояния с выбранной функцией чувствительности среды к структурным превращениям позволяет удовлетворительно описать основные закономерности

высокотемпературной деформации исследованных алюминиевых сплавов в широком скоростном диапазоне, включая термические и кинематические режимы сверхпластичности.

Шестая глава связана с использованием разработанной модели для решения технологической задачи изотермического прямого прессования круглого прутка в конической матрице в режимах сверхпластичности.

В качестве определяющих приняты соотношения теории упруго-пластических процессов малой кривизны, особенности применимости которой к рассматриваемой задаче обсуждены в разделе 6.1.

Раздел 6.2 посвящен Постановке Задачи. Записаны уравнения равновесия, геометрические соотношения, условия несжимаемости в скоростях и определяющие Соотношения. - Решение задачи опирается на идеи В.В.СоКоловского и НЛ.Малинина о радиальном течении материала в коническом сходящемся канале. С учетом последнего установлен явный, вид разрешающей функции (раздел 6.3), с использованием которого исследованы поля скоростей перемещений и деформаций (раздел 6.4), напряжений (раздел 6.5), а также вычислено усилие прессования (раздел 6.6).

Таблица 2

Постоянные моцели высокотемпературной деформации промышленных алюминиевых сплавов I

Марка Состояние Вид дефор- Значения констант [

сплава мации та а <7о (А) Я, т'а к 5

АМг5 деформир. растяж. 0.3333 0.54 0.5925 (1.08) -0.8434 -7381 0.9 1

сжатие 0.3333 0.54 0.5925 (1.08) -0.8434 14553 0.9 1

Д18Т деформир. растяж. 0.3965 0.5 1.6 (1.2) -1.0987 -3416 0.805

сжатие 0.3965 0.5 1.6 ( 12) -1.0987 11080 0.805!

' 1561 деформир. растяж. 0.3717 0.6 1.33 (12) -2.8445 -4126 1.32 !

1561 литое сжатие 0.3497 0.65 0.5091 (1.07) -1.394 5616 0.68 !

В95 деформир. сжатие 0.49 0.3 6.67 (1.5) -1.5759 16638 0.69 1

»48 деформир. сжатие 0.4482 0.41 3.13 (1.32) -1.3623 14326 0.63

АК4 деформир. растяж. 0.2428 0.4 3.3 ( 133) -1.2622 -3037 1.1

сжатие 0.2428 0.4 3.3 (1.33) -1.2622 10296 1.1

А Кб деформир. растяж. 0.2X46 0.45 0.89 (1.1) -1.3922 -5281 1.21

' сжатие 0.2732 0.43 0.84 ( 1.09) -1.3318 12152 1.12

ЛК8 деформир. сжатие 0.2846 0.45 0.89 ( 1.1) -1.3922 12853 1.21

I I

В разделе 6.7 рассмотрен пример оптимизации процесса прессования с применением сверхпластичности. Математическая формулировка и решение технологических задач объемного формоизменения с использованием сверхпластичности вызывает определенные трудности, поскольку, как правило, очаг деформации не удается полностью перевести в сверхпластическое состояние из-за сильной неоднородности полей температур и скоростей деформаций. Изотермические условия в оптимальном для сверхпластичности температурном режиме вносят упрощение, и ответственность за реализацию эффекта перекладывается на поле скоростей деформаций. В соответствие скоростным ограничениям в очаге деформации возникают, помимо сверхпластической, области. высокотемпературной ползучести и термопластичности.

Использование сверхпластичности способствует при выработке технологической стратегии выдвижению нетрадиционных критериев оптимизации. В рассматриваемой задаче к очагу деформации предъявлены требования максимума объема зоны сверхпластичности и оптимального расположения этой зоны в очаге деформации. В рамках указанных критериев: а) установлены ограничения на угол наклона матрицы, обеспечивающие реализацию сверхпластичности в очаге деформации; б) сформулированы скоростные условия прессования с учетом конечной цели -получить пруток с ультрамелкозернистой структурой. Установлено, что усилие прессования гри таком подходе снижается в 3... 4раза сравнительно с вычисленными без учета введенных ограничений.

В седьмой главе представлены результаты по разработке и опытному опробованию технологических процессов объемного формоизменения, использующего сверхпластичность.

В разделе 7.1 обсуждаются некоторые технологические проблемы применения сверхпластичности. С целесообразностью и перспективностью реализации указанного эффекта связаны при взаимообусловленных направления:

- технология обработки металлов давлением;

- материаловедческие задачи улучшения физико-механических и эксплуатационных свойств металлов и сплавов в конструкциях, изделиях и системах;

- технология соединения методом сварки в твердой фазе.

В разделе 7.2 анализируются основные трудности промышленной реализации эффекта сверхпластичности и указаны возможные пути их преодоления.

В разделе 7.3 показаны результаты экспериментальных исследований по изотермической объемной штамповке деталей в режимах сверх-пласгичности. В условиях инженерного центра „Сверхпластичность" этим методом изготовлены опытно-промышленные партии поковок из сплавов АМг5, Д18Т, АК4, В48, причем технологические параметры заданы на основании установленных термомеханических условий реализации сверхпластичности.

Для решения перечисленных задач разработана и изготовлена установка для изотермической объемной штамповки (раздел 7.4).

По геометрии, механическим свойствам и структуре поковки

находятся в соответствии с техническими условиями при улучшении о

пластических показателей в 1.5 раза, КИМ сравнительно с серийной технологией увеличивается в среднем в 3 ... 4 раза, структура становится ультрамелкозернистой (раздел 7.5).

В разделе 7.6 предложен вариант автоматизации процесса горячей изотермической штамповки и доказана перспективность роботизации в условиях многофункционального участка штамповки.

В разделе 7.7 исследованы термомеханические режимы обкатки сварных швов на примере изготовления многослойных сильфонных компенсаторов из сплава 1561. Показано, что обкатка швов в режимах

сверхпластичности заметно улучшает прочностные и структурные показатели в зонах шва и термического влияния. Использование полученных результатов на предприятиях судостроительной отрасли обеспечило:

- улучшение механических свойств сварных соединений за сч^г снижения структурной неоднородности;

- практическое устранение брака при пневмоформовке;

- увеличение ресурса многослойных сильфонных компенсаторов в 2 ... 3 раза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Сформулирована задача экспериментального изучения закономерностей деформирования конструкционных материалов в широких тсмпературт-скоростных диапазонах, включая интервалы сверхпластичности.

2. Подтверждена принципиальная возможность перевода при нагреве и деформации прол1ьгшленных алюминиевых сплавов, структура которых специально не готовится, в сверхпластическое состояние. Главный экспериментальный результат состоит в обнаружении в исследованных сплавах (деформированные сплавы АМг5, 1561, Д18Т, В48, B9S, АК4, АК6, АК8 и литой сплав 1561) гри растяжении и сжатии скоростных диапазонов, в которых изотермы „напряжение - скорость деформации" отклоняются от монотонного характера с появлением точек бифуркации. Характерные признаки сверхпластичности (низкий уровень напряжений, высокая деформационная способность при растяжении) соответсвуют ниспадающим ветвям Диаграмм „напряжение - скорость деформации". Металлографическими исследованиями подтверждено представление о сверхпластичности алюминиевых сплавов как о процессе, происходящем в условиях динамической рекристаллизации.

____. 3. __ Рассмотрена - задача определения термомеханических- условй й

осуществления сверхпластичности промышленных алюминиевых сплавов. Решение указанной задачи основано на исследовании функции четырех переменных (напряжения, температуры, скорости и степени деформации) -плотности термодинамического потенциала. Выяа,1ены особенности потенциа-ю, которы.и отвечают диапазоны неустойчивости по отношению к скорости деформации и появление „особых" точек, соответствующих границам устойчивости.

В рамках такого подхода предложены аналитические условия, которым должно удовлетворять напряжение при переходе алюминиевых сплавов в сверхпластическое состояние.

Для установления конкретных режимов реализации сверхпластичности разработана ' на принципах рациональной термодинамики стохастическая модель, описывающая связь между напряжением, температурой, скоростью и степенью деформации. При отсутствии информации об аналитическом виде модели в качестве базовых функций приняты ортогональные полиномы Чебышева нескольких переменных. При этом задача разбивается на статическую (идентификация для каждого выбранного значения степени деформации) и динамическую (зависимость каждого коэффициента при одинаковых степенях переменных от степени деформации) части. Процедура основана на постепенном повышении степени полинома, причем адекватность модели проверяется по критерию Фишера.

Исследования доведены до численной реализации для одноосного растяжения и сжати*. В прпгра«1сне исходная информация преОстан.теты зависимостями „усилие - абсолютная деформация" при заданной температуре и скорости деформирования. Конечный результат расчета -температурно-скоростные условия осуществления эффекта сверхпластичности.

4. Сверхпластичность промышленных алюминиевых сплавов характеризуется с привлечением идей синергетики. В связи с этим за

текущим структурным состоянием материала в изменяющихся термических и кинематических условиях на макроскопическом уровне ответственность возлагается на управляющий параметр и параметр порядка. Сверхпластичность в иерархии состояний материала предлагается считать особым (структурно неустойчивым) состоянием, которому соответствует неравновесный фазовый переход (динамическая рекристаллизация). Этот переход является размытым - сверЬластичности предшествуют и после сверхпластичности имеют место метастабильные состояния, обусловленные измельчением исходной и формированием крупнозернистой рекристаллизованной структур. Сверхпластичность же реализуется в условиях образовавшегося в процессе структурного фазового перехода ультрамелкого зерна, дополнительно к которому естественно предположить возникновение стимулирующих зернограничное проскальзывание эффектов (аморфизацию границ зерен, наличие неравновесной возбужденноой структуры).

Принципиальная взаимосвязь, которая установлена • между синергетикой, теорией фазовых переходов второго рода, теорией элементарных катастроф и полученными жсперпмснталъныжи результатами примята в качестве псиовы построения модели, пригодной для математического описания закономерностей деформирования не только при сверхпластичности, но и в пограничных областях высокотемпературной ползучести и термопластичности.

5. Сформулирована для одноосного растяжения и сжатия модель, устанавливающая в исследованных термомеханических диапазонах связь между напряжением, температурой и кинематическими переменны*^. Уравнение состояния предложено в конечной форме, являясь минимумом ; термодинамического потенциала Ландау - Гинзбурга с учетом влияния внешнего поля, и дополнено кинетическими уравнениями для управляющего параметра и внутренних параметров состояния. При выбранной функции чувствительности промышленных алюминиевых сплавов к структурным превращениям показано удовлетворительное

45 _

совпадение теоретических и —опытных—данных как в условиях

сверхпластнчности, так и в пограничных областях.

6. В рамках теории упругопластических процессов малой кривизны с учетом предложенного уравнения состояния математически сформулирована и решена технологическая задача изотермического с использованием сверхпластичности прессования прутка круглого сечения в конической матрице. Рассмотрен пример оптимизации процесса прессования с целью получения конечного продукта - прутка с ультрамелкозернистой структурой.

7. Изготовлены опытно-промышленные партии поковок из сплавов АМг5, Д18Т, АК4, В48 методом объемной изотермической штамповки, причем технологические параметры заданы на основании установленных термомеханических режимов реализации сверхпластичности. Прочностные испытания показали соответствие поковок техническим условия,м. Металлографические исследования подтвердили формирование в поковках ультрамелкозернистой структуры.

Предложен вариант автоматизации процесса горячей изотермической штамповки. Показана перспективность роботизации в условиях многофункционального участка штамповки.

Исследована возможность использования сверхпластичности при сварке алюминиевых сплавов (на примере сварки обечаек сильфонных компенсаторов из листов сплава 1561). Обкатка сварных швов в условиях развития эффекта резко улучшает прочностные и структурные показатели з зонах шва и термического влияния.

Осуществлена технологическая операция горячей прокатки листа непосредственно из слитка сплава 1561 с обеспечением конечной структуры, близкой к ультрамелкозернистой, и с отсутствием практически анизотропии механических свойств.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Кунеев В. И., Рудаев Я. И., Попов А. Г. Аналитическое и экспериментальное исследование неизотермической пластичности и сверхпластической деформации //II Всесоюзн. научно-техн. конфер. „Сверхпластичность металлов" (Москва, декабрь, 1981). Тез. докл. ч.П.-М.: Б. Н,, 1981,- с. 144-145.

2. К теории сверхпластической деформации /Я.И.Рудаев, В.И.Кунеев //Исследование пластических деформаций и прочности материалов и конструкций.- Фрунзе: фПИ, 1982.- с. 54-65.

3. Об особенностях сверхпластической деформации некоторых алюминиевых сплавов /Н.В.Жданов, Г.А.Кучерук, Я.И.Рудаев и др. //II Всезоюзн. конфер. „Ползучесть в конструкциях" (Новосибирск, апрель, 1984). Тез. докл.- Новосибирск: Б. Н., 1984.-С.23-24.

4. О феноменологии сверхпластической деформации алюминиевых сплавов /А-ф.Байман, Н.В.Жданов, Я.И.Рудаев и др. //Структурный механизм пластической деформации и фазовых превращений в сплавах.- Фрунзе: КГУ, 1985.- с. 67-77.

5. Жданов Н.В., Паняев В.А, Рудаев Я.И. О применении эффекта сверхпластичности при изотермическом деформировании //Всесоюзн. симпозиум „Вопросы теории пластичности в современной технологии" (Москва, май, 1985). Тез. докл. -М.: Б.Н., 1985. -с.43.

6. Установка для изотермического объемного формоизменения металлов и сплавов /Н.В.Жданов, Ш.Т.Пазылов, Я.И.Рудаев и др. // Всесоюзн. научно-технич. конфер. „ Прогрессивные процессы и оборудование листовой и объемной штамповки (Барнаул, июнь, 1986). Тез. докл.-Барнаул: БЛ., 1986. -с. 129-130.

7. Гольденшлюгер С.В., Жданов Н.В., Рудаев Я.И. Об эффекте сверхпластичности при объемном формоизменении. ЯП Всесоюзн. научно-техн. конфер. „Сверхпласткчность металлов" (Тула, ноябрь, 1986). Тез. докл. чЛ.- Тула. Б.Н., 1986.-c.45.

8. Рудаев Я.И. О температурно-скоростных условиях начала сверхпластичности /ЛИ Всесоюзн. конференШ1Я „Сверхпластичность металлов" (Тула, ноябрь, 1986). Тез. докл. ч.1. -Тула: Б.Н., 1986.-с.58.

9. Горынин И.В., Рудаев Я.И., Чашников Д.И. К вопросу об аналитических условиях начала сверхпластичности // Судостроительная промышленность, серия металловедение, металлургия. -1987. -вып. 5.- с. 28-31.

10. Рудаев Я.И., Чашников Д.И. Основные пути использования сверхпластичности металлов в современной технике и технологии //Судостроительная промышленность, серия металловедение, металлургия: - 1987,- вып. 6.- с. 40-48.

11. , Гольденшлюгер С.В., Жданов Н.В., Рудаев Я.И. О термодинамике критических параметров сверхпластичности.// Конфер. математ. и механ. Киргизии (Фрунзе, сентябрь, 1987) Тез. докл.-Фрунзе, Илим, 1987.-c.86. .

12. Рудаев Я.И., Чашников Д.И. К вопросу о математическом моделировании сверхпластического одноосного растяжения //Судостроительная промышленность, серия материаловедение.- 1989.- вып. 12. - с. 41-48.

13. Паняев В.А., Рудаев Я.И., Чашников Д.И. О количественной оценке реологии сверхпластической деформации //Судостроительная промышленность, серия материаловедение.- 1989.- вып. 12,- с. 4856.

14. Рудаев Я.И. К вопросу математического моделирования сверхпластического растяжения //IV Всесоюзн. конф. "Св<,рхпластичность металлов" (Уфа, май, 1989). Тез. докл., ч.1,- Уфа: Б.Н.. 1989,- 16 с..

15. Жданов Н.В., Рудаев Я.И. О термодинамическом подходе к экспериментальному исследованию сверхпластичности //IV Всесоюзн. конфер. „Сверхпластичность металлов" (Уфа, сентябрь, 1989). Тез. докл. Ч.1.- Уфа: Б. Н., 1989.-c.84.

16. Цифровое моделирование случайных процессов высокотемпературного деформирования конструкционных материалов /Ш.И.

Валиев, Н.В.Жданов, Я.И.Рудаев //Прочность и деформация материалов и конструкций,- Фрунзе: фПИ, 1989.-е. 42-56.

17. Жданов Н.В., Рудаев Я.И. Энергетические представления в механике сверхпластнческой деформации// „Проблемы прочности и сейсмостойкости энергетического оборудования" (Фрунзе, сентябрь, 1989). Тез. докл.-фрунзе: фПИ, Б. Н., 1989.-c.45.

18. Рудаев Я.И. О фазовых переходах в сверхпластичности //Проблемы прочности,- 1990.- N10.- с.50-54.

19. Температурно-скоростная деформация литого алюминиевого сплава 1561 /Н.В.Жданов, В.А.Паняев, Я.И.Рудаев, Д.И.Чашников //Судостроительная промышленность, серия материаловедение. -1990. -вып. 15. -с. 45-49.

20 Паняев В.А., Рудаев Я.И. К вопросу о сверхпластичности алюминиевых сплавов В48, В95 //„Математическое моделирование и проблемы автоматизации" (Фрунзе,-октябрь, 1990). Тез. докл. -Фрунзе: Б.Н., 1990. -с. 96.

21. Валиев Ш.И., Жданов Н.В., Рудаев Я.И. О применении методов пространственно-параметрического моделирования при исследовании процесов сверхпластического деформирования сплавов /Д1 Всесоюзн. семинар „Технологические задачи ползучести и сверхпластичности" (Фрунзе, сентябрь, 1990). Тез.докл. -Фрунзе: Б.Н., 1990. -с. 9-10.

22. Динамическое моделирование процессов высокотемпературной деформации конструкционных материалов /Н.В.Жданов, Я.И.Рудаев //Системы управления в гибком производстве. -Бишкек: БПИ, 1991.-е. 102-108.

23. Нелинейная вязкопластическая деформация алюминиевых сплавов /Ш.И.Валиев, Ш.ТЛазылов, Н.В.Жданов, Я.И.Рудаев //Структура и прочность металлических материалов. -Бишкек: БПИ, 1991.-с. 58-67.

24. Рудаев Я.И., Чашников Д.И. Основные трудности промышленной реализации процессов сверхпластической деформации и пути их

--------преодоления—//— Судостроительная - промышленность. ^ серия----

25. Сверхпластичность некоторых алюминиевых сплавов // Ю.С. Зо-лотаревский, В.А.Паняев, Я.И.Рудаев и ар. //Судостроительная промышленность, серия материаловедение.-1990.-вып. 16.-С.21-26.

26. Н.В.Жданов, Я.И.Рудаев. Термодинамический анализ процессов высокотемпературного деформирования //V Всесоюзн. конфер. „Сверхпластичность неорганических материалов" (Уфа, май, 1992). Тез. докл. -Уфа: Б.Н., 1992. -с. 23.

27. Исследование оптимальных температурно-скоростных параметров горячей _ прокатки листов из литого алюминиевого сплава АМг61 (1561) / Н.Н.Барахтина, Ю.С.Золотаревский, Я.И.Рудаев й др. //Вопросы материаловедения. -1992. -вып. 19-20. -с. 72-79.

28. Термодинамические основы исследования процессов высокотемпературного деформирования конструкционных материалов /Н.В.Жданов. Я.И.Рудаев. //Статика и динамика упругопластичес-кихсред. -Бишкек: КАСИ, 1994. -с. 63-69.

29. О конкретизации кинетических уравнении модели сверхпластической деформации /В.В.Платонов, Я.И.Рудаев //Статика и динамика упругопластических сред. -Бишкек: КАСИ, 1994. -с. 60-63.

30. Chashnikov D.J., RucJaev J.I., Ushkov S.S., Zhdanov N.V. Some problems of practical application of superplasticity //Intern, conf. on Superplasticity in advanced materials. (Moscow, may, ¡994). Abstract. -Moscow: ICS AM 94, 1994. -p. 6-7.

31. Chashnikov D.J., Rudaev J.L, Ushkov S.S., Zhdanov N.V. Mathematical modelling of superplasticity of comn.ercial aluminium alloys //intern, conf. on Superplasticity in advanced materials, i Moscow, may, 1994). Abstract. -Moscow: ICSAM 94, 1994. -p. 7-25.

32. Рудаев Я.И. Синергетика и эффект сверхпластичностн //Междуна-родн. конфер. „Проблемы механики и технологии" (Бишкек, июнь, 1994). Тез. докл. -Бишкек: Б.Н., 1994. -с. 38.

33. Рудаев Я.И. Сверхпластичность промышленных алюминиевых сплавов. - Бишкек: КыргСХИ, 1995.- 152с.

материаловедение. -1991. -вып. jS. -с. 51-60.

л

Rudaev Jakov Isaakovich (Jakov I. Rudaev)

The theory of superplastic deformation of commercial aluminium alloys The thesis for doctor's degree (physic - mathematical sciences) 01.02.04 • mechanics of deformable solid body

We suggest you consider the problem of formulation of equations which decribe ties between stresses, temperature and kinematical variables in high gomologeous temperature and in wide range of strain rates including spaces of superplasticity of commercial aluminium alloys.

The modelling realized using the ideas of thermodynamic of phase transformation.

It is shown that sheet punching in the process of volumantical formation the preparation of ultra small-grained structure is not always a necessary operation and this can be combined with heating and deformation.

Рудаев Ясов Исаакович

6нд1р1ст1к алюминий коспаларынын устемел1 пластикалык деформациясынын теориясы

Физика-математика гылымдарынын докторы гылыми дэрежес ж алу диссертациясы

01.02.04 -деформацияланатын капы дененщ механикасы

8нд1р1ст1к алюминий коспаларынын аюгаргы гомологиялык темпе-ратурада хэне жылдамдыктардын интервалын ескеретшкек диапазон-дарда кернеулерд1.температураны аэнекинематикалык айналымдарды байланыстыратын тендеулерд1 алу есеб! карастырылган.

Нобайлау тен емес салмаксыздыктын фазалык айналуларынын тер-модинамикалык керсетШмдерж пайдалану аркылы бер1лген.

Колемдж формалык езгеру кезшде структуранын ультраусак бвл1кшектвуд1 алдын-ала даярлау кааетт1 эд1с. емес екенд1Н жэне асылыту деформациясымен косуга болатындылыгы керсет1лген.

Введение.

1. Постановка задачи эксперимента по изучению законов высокотемпературной деформации конструкционных материалов.

1.1. Термодинамический подход к исследованию высокотемпературной деформации металлов и сплавов.

1.2. Динамическая модель деформируемого тела.

1.3. Энергетическое уравнение состояния.

1.4. Неравенство диссипации энергии.

1.5. Об одном частном виде механического уравнения состояния.

1.6. Об описании напряженно-деформированного состояния в пространственном и материальном рассмотрении.

1.7. Некоторые особенности постановки задачи эксперимента.

1.8. О целях и возможностях многомерного статистического анализа

1.9. Основные предпосылки к теории статистической обработки опытных данных.

1.10. Постановка задачи статистического анализа.

1.11. Определение границ однородности исследуемых случайных полей по параметру „абсолютная деформация".

1.12. Определение статистических характеристик исследуемого случайного поля.

1.13. О конкретных приложениях методики статистического анализа 61 Выводы к главе 1.

2. Экспериментальное исследование законов деформации промышленных алюминиевых сплавов в широких диапазонах температур и скоростей деформации.

2.1. Техника эксперимента.

2.2. Деформированный сплав АМг5.

2.3. Температурно-скоростная деформация литого алюминиевого сплава 1561 (АМг5).

2.4. Пластичность литого гомогенизированного сплава 1561 при температурно-скоростном растяжении и сжатии.

2.5. Оптимизация температурно-скоростных параметров горячей прокатки листов литого алюминиевого сплава 1561.

2.6. Исследование очага деформации продольной прокаткой клиновых образцов из сплава 1561.

2.7. Деформированный сплав 1561.

2.8. Сплав типа дуралюмин Д18Т.

2.9. Высокопрочные алюминиевые сплавы В48, В95.

2.10. Ковочные алюминиевые сплавы АК4, АК6, АК8.

Выводы к главе 2.

3. Термомеханические условия реализации эффекта сверхпластичности.

3.1. Понятие о коэффициенте скоростной чувствительности.

3.2. Способы определения коэффициента скоростной чувствительности.

3.3. О критерии сверхпластичности с использованием коэффициента скоростной чувствительности.

3.4. Некоторые общие принципы формулировки условий реализации эффекта сверхпластичности.!.

3.5. Об использовании методов динамического моделирования при описании процессов высокотемпературного деформирования конструкционных металлов и сплавов.

3.6. Статическая часть задачи идентификации.

3.7. К вопросу об адекватности математической модели.

3.8. Решение динамической части задачи идентификации модели.

3.9. Пример численного решения статической части задачи идентификации модели.

3.10. Об аналитических условиях перехода алюминиевых сплавов в сверхпластическое состояние при одноосном растяжении и сжатии. ф Выводы к главе 3.

4. Синергетика и сверхпластичность.

4.1. Сверхпластичность как самоорганизация диссипативных структур.

4.2. Синергетика и теория элементарных катастроф.

4.3. Геометрия и организация катастрофы сборки.

4.4. Теория ЛДЛандау.

4.5. Уравнение состояния и топология катастроф.

Выводы к главе 4.

5. Математическое описание процессов высокотемпературной деформации промышленных алюминиевых сплавов.

5.1. О феноменологическом описании сверхпластической деформации.

5.2. Основные теоретические предпосылки.

5.3. Уравнение состояния.

Ф 5.4. Кинетическое уравнение для управляющего параметра.

5.5. Эволюционные уравнения для внутренних параметров состояния.

5.6. О деформационных условиях развития сверхпластичности.

5.7. Пороговое напряжение.

5.8. Конкретизация функции чувствительности материала к структурным превращениям.

5.9. Сравнение теоретических и экспериментальных данных.

Выводы к главе 5.

6. Задача прессования круглого прутка с использованием сверхпластичности.

6.1. Об определяющих уравнениях теории сверхпластической деформации.

6.2. Постановка задачи.

6.3. Определение разрешающей функции.

6.4. Скорости перемещений и деформаций.

6.5. К определению компонент напряжений.

6.6. Вычисление усилия прессования.

6.7. Об оптимизации процесса прессования при использовании сверхпластичности.

Выводы к главе 6.

7. Разработка и опытное опробование высокоэффективных технологиче-ских процессов обработки давлением в режимах сверхпластичности.

7.1. Технологические проблемы использования эффекта сверхпластичности.

7.2. Основные трудности промышленной реализации эффекта сверхпластичности и возможные пути их преодоления.

7.3. Изотермическая объемная штамповка.

7.4. Установка для изотермической объемной штамповки.

7.5. Результаты металлографического анализа.

7.6. Технологические системы модульного типа для горячей изотермической штамповки.

7.7. Исследование термомеханических режимов обкатки сварных швов.

Выводы к главе 7.

Требования резкого увеличенй&э&мпо? развития экономики на научно-технического прогресса и интенсификации народного повышения его эффективности и качества всех видов выпускаемой продукции ставят задачи создания и внедрения технологических процесоов и оборудования, которые в состоянии обеспечить качественный скачок|$Ь только уровня конечной продукции, но и способов ее производства. этом естественней упор на ресурсосберегающие технологии, используя которые можно достичь значительной экономии материальных, энергетических и трудовых затрат по сравнению с традшщонШШи методами при высоком качестве продукции, превосходящем лучшие зарубежные и отечественные образцы.

Научно-технический прогресс любой отрасли определяется не только технологией производства, но и применяемыми материалами. Важнейшую роль в машиностроении играют металлические материалы, определяющее значение которых сохранится, на наш взгляд, на длительный период времени. Поэтому особую важность приобретает перевод на интенсивные методы металлургического и заготовительного производства. Здесь можно наиболее эффективно внедрить ресурсосберегающие процессы, чтобы максимально приблизить используемые в дальнейшем металлургические изделия и заготовки по массе, форме и качеству к готовым деталям узлов и машин.

Главенствующим при этом является замена процессов механической обработки на малоотходные и безотходные технологии обработки металлов давлением на базе кузнечно-штамповочного, прессового и прокатного производств. Успехи указанных способов металлургического производства, достигнутые в последние годы, опираются, главным образом, на совершенствование традиционных теории и практики обработки металлов давлением, созданием новых видов высокопроизводительного, высокомощного, универсального технологического оборудования.

Из новейших достижений в изучении поведения металлов и сплавов при деформировании, использующих результаты исследований в металловедении, физике металлов, механике сплошных сред и обработке давлением, достаточно перспективным и революционизирующим считается практическая реализация эффекта сверхпластичности.

Явление сверхпластичности можно считать научной и технологической новинкой лишь по той причине, что в шестидесятых годах проблема была сформулирована и начаты систематические исследования не только по выяснению микромеханизмов, но и в области промышленного использования. Однако еще в 1920 году в [1] описано отличие поведения эвтектического сплава Pb-Sn от других кристаллических материалов, объясненное переходом материала в аморфное состояние. В 1928 году в [2] при растяжении сплавов Pb-Sn и Pb-Bi было получено удлинение 400% и установлено наличие зависимости удлинения от температуры и скорости деформации. На влияние структурного фактора впервые обращено внимание в [3], причем показано, что удлинение возрастает с измельчением зерна и при малых скоростях деформации зерна сохраняют равноосность. В [3] указано, что механизмом, отвечающим за удлинение почти в 2000%, является зернограничное скольжение, причем "вязкая" деформация есть неньютоновское течение.

Первые исследования, приведшие к введению, ставшего международным, термина сверхпластичность, проведены А.А.Бочваром и З.А.Свидер-ской в 1945 году [4]. Изучение сверхпластичности связано с именами отечественных ученых - А.А. Пресняков а, А.С.Тихонова, И.И.Новикова,

A.П.Гуляева, Я.М.Охрименко, О.А.Кайбышева, О.М.Смирнова, М.Х.Шор-шорова, В.А.Лихачева, М.М.Мышляева и др.; зарубежных - В.Бекофена,

B.Вейса, Е.Андервуда, О.Шерби, М.В.Грабского, Е.Харта, А.Мукерджи, Р.Джифкинса и др.

Естественно, что с расширением и углублением исследований менялись представления об эффектах, объединенных названием сверхпластичность. Вопрос о механизмах сверхпластической деформации является во многих аспектах дискуссионным и не может считаться окончательно решенным. Трудно не согласиться с утверждением [5], что сверхпластическая деформация осуществляется теми же способами массопереноса, что и обычная пластическая деформация. Не рассматривая все тонкости известных микромоделей, можно считать общепризнанным, что существенный вклад в сверхпластическое течение вносит проскальзывание по границам зерен, сопровождаемое, естественно, процессами внутризеренной деформации, необходимыми для сохранения сплошности материала и предотвращающими значительную накопляемость повреждений (процессы аккомодации).

В анализе природы и, как следствие, существующих определений понятия сверхпластического течения металлов и сплавов можно выделить два подхода. Первый из них заключается в сопоставлении механизмов деформации с феноменологическими признаками эффекта. Другая концепция состоит в рассмотрении сверхпластичности с термодинамических позиций.

В [6] под сверхпластичностью понимается способность металлических материалов к аномально высокому удлинению. К характерным признакам сверхпластичности относятся резкое увеличение ресурсов пластичности, заметное снижение усилия деформирования при отсутствии практически деформационного упрочнения, сильная зависимость напряжения течения от скорости деформации.

Сверхпластичность в [7] рассматривается как особый вид пластичности, расшифровываемый отдельно для микрозеренной (структурной) сверхпластичности и сверхпластичности превращения. Для сверхпластичности микрозеренного типа предполагается главным механизмом деформации зернограничное скольжение, включающее смену соседей зерен.

Механизм сверхпластичности превращения считается надежно не установленным и, следовательно, не может служить отличительным признаком. Поэтому делается совершенно логичный вывод - общее определение сверхпластичности могут дать только феноменологические признаки, найденные в результате изучения механики деформации. В соответствии со сказанным сверхпластичность определяется как способность металлических материалов квазиравномерно деформироваться с высокой скоростной чувствительностью напряжения течения (т>0,2.0,3)1. Данная формулировка фактически находится в полном соответствии с [8].

В приведенных определениях внимание акцентировано на следствии (большая деформационная способность при низком уровне напряжений), но неизвестной остается причина аномалий.

Более физически обоснованное определение эффекта сверхпластичности приведено в [9]. Под сверхпластичностью понимается состояние материала, при котором возможность деформирования без разрушения резко возрастает с одновременным снижением напряжения текучести. Здесь сверхпластичность, в отличие от ранее обсужденных представлений, считается состоянием материала. Другими словами, делается попытка дать сверхпластичности термодинамическое осмысление.

Очень интересное и довольно точное с термодинамических позиций определение сверхпластичности сформулировано в [10]. Сверхпластичность считается особым состоянием материала, способного к большой деформации. Согласно [10] могут быть реализованы следующие виды сверхпластической деформации: а) структурная (микрозеренная), проявляющаяся при исходном мелком зерне и в определенных температурно-скоростных условиях; б) субкритическая, обусловленная так называемым состоянием предпревращения;

1 Величину ш= d In ст / d In 8 называют коэффициентом скоростной чувствительности (ст - действительное напряжение, s - скорость логарифмической деформации). в) мартенситная, наблюдаемая во время мартенситного превращения; г) рекристаллизационная, возникающая в процессе динамической рекристаллизации.

Приведенному определению вполне соответствует гипотеза о физической природе сверхпластичности как о суперпозиции деформации и одного или нескольких превращений [11].

Другими словами, утверждается, что сверхпластические свойства могут демонстрировать сплавы, для которых в определенных условиях характерно совмещение деформации с формированием мелкозернистой структуры.

Из сказанного следует, что сверхпластическая деформация является одним из способов получения полуфабрикатов с ультрамелким зерном, остающимся неизменным после снятия термомеханического воздействия. Деформация металла с исходной ультрамелкой структурой без соблюдения температурно-скоростных параметров сверхпластичности ультрамелкое зерно уничтожает.

Можно считать признанным, что измельчение зерна - один из эффективных путей повышения физико-механических характеристик металлов и сплавов при нормальной температуре. Металлы и сплавы с ультрамелким зерном обладают повышенной прочностью при обычных и криогенных температурах без существенного снижения показателец пластичности, а зачастую с их ростом [6, 12 . 19]. Измельчение зерна способствует повышению циклической прочности, твердости и сопротивления ударной вязкости. В ряде зарубежных работ рекламного характера есть сообщения о том, что материалы, прошедшие сверхпластическую деформацию, обладают повышенной коррозионной стойкостью. Одновременно укажем на важный с точки зрения эксплуатационого поведения металла факт - практическое отсутствие анизотропии свойств после деформации в состоянии сверхпластичности.

Обсудим основные условия, считающиеся необходимыми для осуществления сверхпластического деформирования. Напомним, что материалы в зависимости от исходного структурного состояния могут быть сверхпластичными, деформируемыми в режимах сврхпластичности [20] (динамическая сверхпластичность) и в условиях, близких к сверхпластичности [21].

Основными факторами, определяющими деформационное поведение сверхпластичного материала, считаются в [6] следующие:

1. Наличие в исходном материале равноосной стабильной микроструктуры с размером зерна не более 10 мкм (по мнению некоторых авторов - 20 мкм). Для металлов и сплавов, способных к полиморфным и другим структурным превращениям, требование исходного ультрамелкого зерна является необязательным, но желательным, т.к. измельчение зерна дает возможность увеличивать скорость деформации на 2-3 порядка при прочих равных условиях [22].

2. При деформации должны быть обеспечены изотермические условия в интервале (O,4.1)*0S, где 0S - температура плавления (изотермическая сверхпластичность) или около температуры превращения 6t (динамическая сверхпластичность). В последнем случае деформация иногда стимулируется термоциклированием вблизи значения 6t.

3. Скоростной интервал деформации ограничивается двумя условиями; с одной стороны, скорость деформации должна быть невысокой для обеспечения протекания диффузионных процессов, с другой - достаточно высокой для исключения интенсивного роста зерна. Другими словами, скорость деформации должна быть промежуточной между скоростями высокотемпературной ползучести и термопластичности (в условиях

• Л О л одноосного растяжения 8 = 10" . 10 * с" для подавляющего большинства исследованных материалов).

Обсудим перечисленные факторы с позиций расширенных представлений о сверхпластичности.

1. Структурный фактор. Считаем, следуя [6,13], что сверхпластичность отличается от других видов необратимой деформации существованием механизма зернограничного проскальзывания. Реализация указанного механизма облегчается формированием ультрамелкозернистой структуры, причем для структурной (микрозерен-ной) сверхпластичности - на предварительном этапе. Поскольку сверхпластичности соответствуют определенные термомеханические условия, то наличие мелкого зерна может считаться необходимым, но не достаточным условием. К мелкозернистости добавляется требование равноосности и несклонности к росту зерна при нагреве и деформации, хотя трудности в обеспечении последнего условия общеизвестны. Важным структурным элементом являются также границы зерен [23].

Несколько другой подход, называемый иногда деформированием в режимах сверхпластичности [20] (динамической сверхпластичностью), не связан с предшествующей подготовкой ультрамелкозернистой структуры. В таких случаях предполагается совмещать процессы высокотемпературной деформации с формированием ультрамелкозернистой структуры. Иными словами, ставится задача создания структурной ситуации, способствующей при одновременном нагреве и деформации реализации механизма зернограничного проскальзывания и, естественно, проявления сверхпластических свойств. Примером такого подхода является деформация с развитием динамической рекристаллизации [6, 10, 20, 24, 25 . 30]. Деформирование в температурно-скоростной области, соответствующей развитию и течению динамической рекристаллизации, может быть использовано также для материалов, способных к полиморфным превращениям. Последнее упрощает реализацию динамической сверхпластичности, расширяет это понятие и позволяет отказаться, в принципе, от необходимости вести деформацию при температуре, близкой к температуре превращения. Если оценивать роль структурного фактора с позиций [5], то можно прийти к выводу, что наличие исходной равноосной ультрамелкозернистой структуры не пи лис гея как достаточным, так и обязательным условием перевода материала в сверхпластичное состояние. По существу в иносказательной форме утверждается приемлимость известной теории метастабильности фаз [31]. Типичной иллюстрацией сказанного может служить [32] случай сверхпластического деформирования крупнозернистого алюминия (размер зерна 130 мкм), реализуемый при кручении и растяжении. Установление появления сверхпластичности в монокристаллах [33] также заставляет пересмотреть существующие каноны и по-новому взглянуть на многие противоречащие им экспериментальные факты. Считая структурный фактор очень важным, будем рассматривать его как производный, определяемый оптимальной комбинацией основных факторов физического состояния -температуры, степени и скорости деформации.

2. Температурный фактор. С точки зрения канонов классического определения сверхпластичности в наиболее жесткие рамки поставлен тепературный фактор. Если придерживаться известного в теории определяющих соотношений принципа детерминизма [34, 35], то следует допустить существование критических температурных точек перехода материала в сверхпластическое состояние. Наложение напряжений приводит к появлению вблизи критических точек ограниченной области температур, соответствующей переходному процессу из одного структурно устойчивого состояния к другому.

Укажем, что приведенные выше определения понятия сверхпластичности отличаются характерной особенностью - привязкой к напряженному состоянию одноосного растяжения. Поэтому часто сверхпластичность связывают с возможностью накопления значительных необратимых деформаций, хотя природа указанных аномалий может быть различной [10]. Кроме того, наличие аномальных деформаций не может служить критерием сверхпластичности, например, при сжатии, а также для всех сложных напряженных состояний и сложных путей нагружения. По-видимому, поэтому в [36] предлагается характеризовать сверхпластичность не резким повышением пластичности, а сильным снижением сопротивления деформированию (низким уровнем напряжений).

Представление о низком уровне напряжений нуждается в специальном пояснении. Хорошо известно, что с повышением температуры напряжение течения убывает по закону, близкому к экспоненциальному. Уровень напряжений при этом существенно зависит от скорости деформации. Уменьшение скорости приводит, как правило, к снижению напряжения. Из такого анализа выбор „особого состояния материала" [10] - сверхпластичности - неочевиден.

Подмечено [29, 36], что необычные изменения показателей сопротивления деформированию наблюдаются в температурно-скоростных интервалах, в которых зависимость напряжения течения от температуры получает отклонения от монотонного характера в сторону снижения напряжений.

Следует подчеркнуть, что критерий оценки наличия эффекта сверхпластичности по падению напряжений в определенном температурном диапазоне разделяется многими авторами [10, 16, 36, 37, 38].

Отметим, что для материалов, структура которых специально не готовится, температура является наиболее чувствительным фактором реализации эффекта сверхпластичности.

3. Скоростной фактор. В первых систематических опытах по сверхпластичности было обнаружено [3], что течение сплавов олова с сурьмой, свинцом и висмутом при растяжении развивается по визуальным наблюдениям также, как и у аморфных тел (стекол, смол), - не образуется видимая шейка и отсутствует деформационное упрочнение. Было установлено, что в процессе деформирования вязкие свойства образцов не остаются неизменными, а зависят от степени деформации. Анализ деформации образцов из прессованного оловянно-свинцового сплава напоминал течение ньютоновской жидкости. Так было впервые обращено внимание на зависимость напряжения пластического течения от скорости деформации.

Внешнее сходство реологии сверхпластичности с деформацией полимеров в горячем состоянии позволило Г391 рассмятринять сверхпластичность как течение неньютоновской среды, описываемой уравнением cr = Сё"' , (0.1) где <у - напряжение пластического течения; ё - скорость логарифмической деформации; С, т - постоянные, причем, как указано в [8, 39], т может быть функцией £.

Исходя из (0.1) в качестве критерия сверхпластичности, пригодного для оценки температурно-скоростных условий, была принята определенная величина коэффициента скоростной чувствительности diner т т = ——. (0.2) ате

Не останавливаясь здесь на анализе принципиальной возможности оценки сверхпластичности1 с использованием т, укажем, что правомерность такого подхода ставится под сомнение как не соответствующее физической модели поведения [10, 12, 27, 31, 40].

Принято, как указывалось выше, считать, что для подавляющего количества сверхпластических материалов скоростной диапазон развития эффекта колеблется (при осевом растяжении) в пределах 10"* . 10*" с" . Однако указанные пределы достаточно условны, так как при переходе от осевого растяжения к простому линейному сжатию при той же температуре, можно достичь сверхпластического течения при скорости деформации на порядок выше (при структурной и динамической сверхпластичности) [29, 41].

Верхний скоростной предел может достигать достаточно высоких значений (1 с"1 и более) в условиях большого гидростатического давления [42. 48].

1 Ниже вопрос о переходе материала в сверхпластичсскос состояние, в том чиг.пр г использованием коэффициента скоростной чувствительности, будет обсужден подробно.

Наложение ультразвукового поля на сверхпластическую деформацию приводит к эффекту снижения температуры, а главное, - к скоростям, соответствующим нормальным технологическим скоростям, обычным в практике обработки металлов давлением [49]. Сравнительно со сверхпластическим деформированием без ультразвукового воздействия сопротивление деформации снижается на (20 . 30) %. При сверхпластической деформации, когда скорость деформации должна быть ограничена в установленных пределах лишь на начальной стадии обработки, начавшийся процесс имеет место и при увеличении скорости на последующих этапах.

Таким образом, при взгляде на скоростной фактор сверхпластической деформации в достаточно широком аспекте заключаем, что ограничения по скорости деформации связаны не только с видом материала и его исходным структурным состоянием, но существенно и со схемой деформирования.

Практически во всех оригинальных исследованиях утверждается, что наличие сверхпластичности определяется характером зависимости „напряжение скорость деформации". Поэтому изучение влияния скоростного фактора превращается в одну из актуальнейших проблем реологии сверхпластического течения, и, в конечном счете, определяет условия перехода материала в сверхпластическое состояние.

Конечно, влияние на напряжение пластического течения скоростного фактора весьма существенно. Если к ним прибавить еще изменчивость структуры в зависимости от температурных и кинематических условий, то задача установления режимов проявления сверхпластических свойств становится достаточно сложной.

Следует оговориться, что применению сверхпластической деформации для радикального улучшения комплекса свойств промышленных металлических материалов стало уделяться внимание лишь в последнее десятилетие [6]. Для этого потребовалось [49] пересмотреть ряд установившихся в практике обработки металлов давлением стереотипов: а) использование максимально возможных скоростей деформирования для достижения высокой производительности процессов изготовления металлургических полуфабрикатов; б) полное исключение деформирования в температурных диапазонах полиморфных и любых других видов аллотропических превращений с целью не допустить нарушений сплошности обрабатываемого материала. Последнее тесно связано с обработкой при высоких скоростях деформации.

Из классического определения процесса обработки металлов давлением - процесса придания металлу требуемой формы и достижения необходимого уровня физико-механических свойств - основное внимание, практически всегда, обращалось на формообразование, формирование оптимальной структуры, определяющей при заданном химическом составе комплекс физико-механических свойств, ограничивалось и в настоящее время ограничивается, как правило, раздроблением литой структуры, а получение рациональной микроструктуры и размельчение зерна до уровня ультрамелкого остается процессом последующей термической обработки. По-видимому с такой точки зрения конкретные технологические реализации эффекта микрозеренной сверхпластичности, требующие предварительной подготовки ультрамелкой структуры, достаточно долго не могли быть осуществлены. Не случайно первые промышленные опыты по применению явления сверхпластичности были проведены на сплавах эвтектического и эвтектоидного составов. Уместно указать, что дальнейшие экспериментальные лабораторные и опытно-производственные работы по сверхпластичности широкой гаммы промышленных сплавов показали во многих случаях экономическую целесообразность использования эффекта в специфических (пневмо- и газостатическая формовка, бесфильерное волочение) и традиционных процессах (объемная штамповка и прессование). При этом в ряде случаев эффект снижения усилия и повышения деформируемости компенсирует отрицательные моменты - низкую скорость и затраты на подготовку структуры [6, 18, 49, 50]. Интересно, что в связи с необходимостью для реализации структурной сверхпластичности наличия исходной ультрамелкозернистой структуры появился ряд работ [8, 51, 52], объединенных термином „контрол1фуемая деформация", приобретших самостоятельное направление технологического воздействия на структуру и свойства металла в процессе обработки давлением.

Итак, обобщая сказанное, можно утверждать, что использование эффекта сверхпластичности - уникального свойства многих конструкционных металлов и сплавов - создает предпосылки применения технологических режимов обработки с пониженным сопротивлением деформированию, с высоким качеством конечного продукта и, естественно, с меньшими энергозатратами.

Строгую постановку и решение возникающих при этом теоретических и практических проблем нельзя считать окончательно сформулированными. Настоящая работа содержит результаты, позволяющие продвинуться в осмыслении и использовании сверхпластичности ряда промышленных алюминиевых сплавов, структура которых специально не готовится.

Актуальность работы. Сверхпластичность неорганических материалов вызывает большой интерес исследователей в области физики твердого тела, материаловедения, механики и обработки давлением.

Внешняя сторона эффекта сверхпластичности проявляется в форме аномального квазиоднородного удлинения (до нескольких сотен и даже тысяч процентов) при малых значениях напряжений пластического течения.Изучение физической сущности подобной аномалии показало, что в отличие от обычной пластической деформации становится, наряду с известными формами массопереноса, превалирующим механизм зернограничного проскальзывания. Реализации указанного механизма способствует формирование ультрамелкозернистой структуры на предварительном этапе (структурная или микрозеренная сверхпластичность) или в процессе нагрева и деформации (динамическая сверхпластичность). Наибольшее количество исследований посвящено микрозеренной сверхпластичности. В то же время известно, что многие промышленные металлические материалы в состоянии поставки проявляют сверхпластические свойства при грамотном подборе температурно-скоростных условий. Иными словами, появляется возможность, по меткому выражению академика РАН К.В.фролова, управлять размером зерна в процессе деформации.

Динамической сверхпластичности (в работе рассматриваются промышленные алюминиевые сплавы в деформированном и литом состояниях) предшествует иерархия структурных состояний материала. Совершенно неисследованной, на наш взгляд, при этом является проблема реакции механического поведения материала на сильные структурные флуктуации, обусловленные изменяющимися термомеханическими условиями. Это, в частности, означает, что динамическая сверхпластичность не может изучаться вне связи с предшествующими состояниями.

Вызывает сожаление отсутствие систематических исследований сверхпластичности промышленных алюминиевых сплавов методами механики деформируемого твердого тела. Задача изучения законов деформации в широких температурно-скоростных диапазонах, включая формулировку условий перехода материалов в сверхпластическое состояние и особенностей проявления эффекта, пока не решена. При таком подходе, требующем основательных опытных данных, сверхпластичность может быть рассмотрена как некоторое состояние сплава, термомеханические режимы которого достаточно надежно установлены. При этом исчезнет необходимость оценивать макропроявление сверхпластичности с помощью представлений типа коэффициента скоростной чувствительности, а условия перехода должны будут иметь естественные аналитические выражения механического типа.

Определяющие уравнения, необходимые для постановки и решения технологических задач теории пластичности с использованием сверхпластичности, могут иметь чисто феноменологическую природу или отражать физические процессы, сопутствующие возникновению и реализации эффекта. Указанные уравнения должны быть пригодны для математического описания не только сверхпластичности, но и пограничных областей. Последнее важно для решения технологических задач объемного формоизменения, поскольку здесь, как правило, очаг деформации не всегда удается полностью перевести в сверхпластическое состояние, из сказанного следует возможность разработки оптимальных функций управления технологическими операциями в зависимости от конечной цели процесса.

Естественно, что исследования сверхпластичности методами механики не исключают, а, наоборот, подчеркивают необходимость подтверждения полученных результатов на металлографическом уровне.

Сказанное определяет актуальность и важность экспериментальных и теоретических исследований, результаты которых изложены в настоящей диссертации.

Цель работы - экспериментальное изучение законов деформации промышленных алюминиевых сплавов в широких температурно-скоростных диапазонах, разработка методов и численной процедуры определения условий реализации эффекта сверхпластичности, формулировка определяющих соотношений с примером использования для решения краевой задачи, некоторые новые технологические приложения.

На защиту выносятся следующие положения.

1. Задача изучения явления сверххпластичности методами механики деформируемого твердого тела в соответствии с постулатами и теоремами общей теории определяющих соотношений.

2. Результаты экспериментального исследования промышленных алюминиевых сплавов (АМг5, 1561, Д18Т, В48, В95, АК4, АК6, АК8) при растяжении и сжатии в широких температурно-скоростных интервалах. показывающие, что сие.пуппястичностк соответствуют Tcpivioiviexa-нические диапазоны скоростного разупрочнения.

3. Стохастическая модель, устанавливающая связь между напряжением, температурой, степенью и скоростью деформации, причем появление неоднозначности напряжения по отношению к скорости деформации и „особых" точек, соответствующих границам устойчивости термодинамического потенциала (границ устойчивости фаз), свойственно многомерным фазовым переходам и позволило объяснить сверхпластичность разновидностью структурного фазового перехода - динамической рекристаллизацией.

4. Определение термомеханических режимов реализации эффекта сверхпластичности как области неустойчивости плотности термодинамического потенциала, причем численное установление указанных режимов осуществлено с использованием стохастической модели.

5. Аналитические условия, которым должно удовлетворять напряжение как функция температуры, степени и скорости деформации при переходе алюминиевых сплавов в сверхпластическое состояние.

6. Привлечение идей синергетики (теории неравновесных фазовых переходов) для объяснения физической природы сверхпластичности промышленных алюминиевых сплавов, основанное на рассмотрении эффекта как особого (структурно неустойчивого) состояния в иерархии состояний в изменяющихся термических и кинематических условиях.

7. Сформулированная в рамках синергетического подхода модель, описывающая основные закономерности высокотемпературной деформации в широком интервале скоростей, включая диапазоны сверхпластичности, причем уравнение состояния записано в форме минимума потенциала катастрофы сборки, а параметр порядка, управляющий и внутренние параметры состояния представляются как эволюционные.

8. Пример использования сформулированных определяющих соотношений для постановки и аналитического решения технологической задачи оптимизации процесса прессования круглого прутка в конической матрице с целью получения конечного продукта - полуфабриката с ультрамелксзср-нистой структурой.

9. Технологические приложения использования сверхпластичности в традиционных методах объемной штамповки по схеме обратного выдавливания и нетрадиционных для сверхпластичности процессах - продольной прокатке листа из алюминиевого слитка и сварке обечаек сильфонных компенсаторов.

Научная новизна.

1. Сформулирована задача исследования законов высокотемпературной деформации металлических материалов в широких диапазонах скоростей деформации. Проведено систематическое экспериментальное изучение деформационного поведения группы промышленных алюминиевых сплавов (Амг5, 1561, Д18Т, В48, В95, АК4, АК6, АК8 - в деформированном состоянии, 1561 - в литом состоянии), в результате которого получены принципиально новые опытные данные по характеру проявления сверхпластических свойств. Для перечисленных сплавов показано, что диапазонам сверхпластичности соответствует неустойчивость напряжения по отношению к скорости деформации. Сверхпластичность при этом объясняется происходящим при нагреве и деформации структурным фазовым переходом - динамической рекристаллизацией.

2. Разработана на основе стохастического динамического моделирования численная процедура установления термомеханических режимов проявления эффекта сверхпластичности в промышленных алюминиевых сплавах. Сформулированы аналитические условия перехода сплавов в сверхпластическое состояние.

3. Установлено соответствие между сверхпластичностью промышленных алюминиевых сплавов и термодинамикой неравновесных фазовых переходов. Показана взаимосвязь полученных экспериментальных данных, синергетики, теории фазовых переходов второго рода и метода аналитического описания - теории элементарных катастроф. В модельном представлении vpaimewue СОСТОЯНИЯ принято как MrlKKiviyivi термодинамического потенциала Ландау-Гинзбурга с учетом влияния внешнего поля, причем термическая, кинематическая и, следовательно, структурная история описываются эволюцией управляющего параметра и внутренних параметров состояния посредством введения функции чувствительности среды к структурным превращениям.

4. На основании принятых представлений о сверхпластичности промышленных алюминиевых сплавов сформулирована и аналитически решена задача по выработке технологической стратегии получения прутка круглого сечения с ультрамелкозернистой структурой.

5. Разработана технология и получен методом изотермической объемной штамповки ряд осесимметричных деталей с мелким зерном с использованием установленных режимов сверхпластичности, Показаны примеры перспективного использования сверхпластичности в процессе продольной прокатки листа из алюминиевого слитка и в сварке тонкостенных цилиндрических оболочек.

Достоверность полученных результатов обеспечивалась соблюдением положений теории определяющих соотношений, статистическими критериями, металлографическим анализом.

Практическая ценность работы заключается в совокупности полученных теоретико-экспериментальных результатов и технологических приложений, на основании которых разработаны и внедрены:

1. Руководящий документ - Металлы. Определение параметров высокотемпературной деформации. Методические указания. РД5 УЕИА.2825-90 (Акт внедрения от 14.04.89 на предприятии п/я А-3700, г. Санкт-Петербург);

2. Организация и функционирование инженерного центра „Сверхпластичность" (Распоряжение Совета Министров Киргизской ССР от 30 июня 1987 года №214-р).

Апробация работы. Результаты диссертации докладывались на следующих Всесоюзных и Международных конференциях и семинарах: 1 . V Всесоюзные научно-технические конференции „Сверхпластичность металлов" )Уфа: 1979, 1989, 1992, Москва, 1981, Тула, 1986), Всесоюзный симпозиум „Вопросы теории пластичности в современной технологии" (Москва, 1985), II Всесоюзная конференция „Ползучесть в конструкциях (Новосибирск, 1984), II Всесоюзная конференция по нелинейной теории упругости (Фрунзе, 1985), Всесоюзная научно-техническая конференция „Прогрессивные процессы и оборудование объемной штамповки" (Барнаул, 1986), Сибирская школа по современным проблемам механики деформируемого твердого тела (Новосибирск, 1983), II Всесоюзный семинар „Технологические задачи ползучести и сверхпластичности" (Фрунзе, 1990), Международная конференция „Проблемы механики и технологии" (Бишкек, 1994), The International Conference on Superplasticity in advance materials (ICSAM'94) (Moscow, 1994), а также работы семинаров в ИПСМ РАН (Уфа), НИИММ при СПГУ (Санкт-Петербург), Киргизском техническом университете и Киргизском архитектурно-строительном институте (Бишкек).

Работа выполнена в рамках Общесоюзной научно-технической программы 072.09. „Сверхпластичность" (1985 - 1990), Программы научных исследований отделения проблем машиностроения, механики и процессов управления АН СССР „Механика" -2.1.10.2 „Механика деформируемого твердого тела", раздел 2.1.10.2.3.3 „Разработка экспериментальных методов исследования реологии и структурообразова-ния при больших пластических деформациях" и по плановой научно-исследовательской тематике кафедры сопротивления материалов Бишкекского технического университета и Киргизского архитектурно-строительного института „Пластичность и сверхпластичность материалов при сложных нагружениях и прочность упругопластических конструкций (шифр 1.10.2. № Госрегистрации 01820091061).

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 33 научных работах, список которых приведен в Приложении.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов по работе, списка цитированной литературы. Диссертация содержит 312 страниц основного текста, 116 рисунков, 26 таблиц. Список цитированной литературы включает 267 наименований.

Выводы к главе 7

1. В рамках инженерного центра „Сверхпластичность" выявлена номенклатура деталей из промышленных алюминиевых сплавов, для изготовления которых могут быть эффективно использованы методы сверхпластической обработки в технологических процессах объемного формоизменения.

Рис. 7.17 Сильфонный компенсатор в сборе, подготовленный для стендовых испытаний

2. Изготовлены опытно-промышленные партии поковок из сплавов АМг5, Д18Т, АК4, В48 методом объемной изотермической штамповки в режимах сверхпластичности, причем технологические параметры заданы на основании установленных термомеханических условий реализации эффекта сверхпластичности при одноосном растяжении и сжатии.

По геометрии, механическим свойствам и структуре поковки находятся в соответствии с техническими условиями при улучшении пластических показателей в 1,5 раза, КИМ сравнительно с серийной технологией увеличивается в среднем в 3 . 4 раза, структура становится ультрамелкозернистой.

3. Показана перспективность использования сверхпластичности при сварке алюминиевых сплавов, причем обкатка сварных швов в условиях , развития эффекта резко улучшает прочностные и структурные показатели в зонах шва и термического влияния.

4. Предложен вариант автоматизации процесса горячей изотермической штамповки. Показана перспективность роботизации в условиях многофункционального участка штамповки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Сформулирована задача экспериментального изучения закономерностей деформирования конструкционных материалов в широких температурно-скоростных диапазонах, включая интервалы сверхпластичности.

2. Подтверждена принципиальная возможность перевода при нагреве и деформации промышленных алюминиевых сплавов, структура которых специально не готовится, в сверхпластическое состояние. Главный экспериментальный результат состоит в обнаружении в исследованных сплавах (деформированные сплавы Амг5, 1561, Д18Т, В48, В95, АК4, АКб, АК8 и литой сплав 1561) при растяжении и сжатии скоростных диапазонов, в которых изотермы „напряжение - скорость деформации" отклоняются от монотонного характера с появлением точек бифуркации. Характерные признаки сверхпластичности (низкий уровень напряжений, высокая деформационная способность при растяжении) соответсвуют ниспадающим ветвям диаграмм „напряжение - скорость деформации". Металлографическими исследованиями подтверждено представление о сверхпластичности алюминиевых сплавов как о процессе, происходящем в условиях динамической рекристаллизации.

3. Рассмотрена задача определения термомеханических условий осуществления сверхпластичности промышленных алюминиевых сплавов. Решение указанной задачи основано на исследовании функции четырех переменных (напряжения, температуры, скорости и степени деформации) -плотности термодинамического потенциала. Выявлены особенности потенциала, которым отвечают диапазоны неустойчивости по отношению к скорости деформации и появление „особых" точек, соответствующих границам устойчивости.

В рамках такого подхода предложены аналитические условия, которым должно удовлетворять напряжение при переходе алюминиевых сплавов в сверхпластическое состояние.

Для установления конкретных режимов реализации сверхпластичности разработана на принципах рациональной термодинамики стохастическая модель, описывающая связь между напряжением, температурой, скоростью и степенью деформации. При отсутствии информации об аналитическом виде модели в качестве базовых функций приняты ортогональные полиномы Чебышева нескольких переменных. При этом задача разбивается на статическую (идентификация для каждого выбранного значения степени деформации) и динамическую (зависимость каждого коэффициента при одинаковых степенях переменных от степени деформации) части. Процедура основана на постепенном повышении степени полинома, причем адекватность модели проверяется по критерию фишера.

Исследования доведены до численной реализации для одноосного растяжения и сжатия. В программе исходная информация представляется зависимостями „усилие - абсолютная деформация" при заданной температуре и скорости деформирования. Конечный результат расчета -температурно-скоростные условия осуществления эффекта сверхпластичности.

4. Сверхпластичность промышленных алюминиевых сплавов характеризуется с привлечением идей синергетики. В связи с этим за текущим структурным состоянием материала в изменяющихся термических и кинематических условиях на макроскопическом уровне ответственность возлагается на управляющий параметр и параметр порядка. Сверхпластичность в иерархии состояний материала предлагается считать особым (структурно неустойчивым) состоянием, которому соответствует неравновесный фазовый переход (динамическая рекристаллизация). Этот переход является размытым - сверпластичности предшествуют и после сверхпластичности имеют место метастабиль'ные состояния, обусловленные измельчением исходной и формированием крупнозернистой рекристаллизованной структур. Сверхпластичность же реализуется в условиях образовавшегося в процессе структурного фазового перехода ультрамелкого зерна, дополнительно к которому естественно предположить возникновение стимулирующих зернограничное проскальзывание эффектов (аморфизацию границ зерен, наличие неравновесной возбужденноой структуры).

Принципиальная взаимосвязь, которая установлена между синергетикой, теорией фазовых переходов второго рода, теорией элементарных катастроф и полученными экспериментальными результатами принята в качестве основы построения модели, пригодной для математического описания закономерностей деформирования не только при сверхпластичности, но и в пограничных областях высокотемпературной ползучести и термопластичности.

5. Сформулирована для одноосного растяжения и сжатия модель, устанавливающая в исследованных термомеханических диапазонах связь между напряжением, температурой и кинематическими переменными. Уравнение состояния предложено в конечной форме, являясь минимумом термодинамического потенциала Ландау - Гинзбурга с учетом влияния внешнего поля, и дополнено кинетическими уравнениями для управляющего параметра и внутренних параметров состояния. При выбранной функции чувствительности промышленных алюминиевых сплавов к структурным превращениям показано удовлетворительное совпадение теоретических и опытных данных как в условиях сверхпластичности, так и в пограничных областях.

6. В рамках теории упругопластических процессов малой кривизны с учетом предложенного уравнения состояния математически сформулирована и решена технологическая задача изотермического с использованием сверхпластичности прессования прутка круглого сечения в конической матрице. Рассмотрен пример оптимизации процесса прессования с целью получения конечного продукта - прутка с ультрамелкозернистой структурой.

7. Изготовлены опытно-промышленные партии поковок из сплавов Амг5, Д18Т, АК4, В48 методом объемной изотермической штамповки, причем технологические параметры заданы на основании установленных термомеханических режимов реализации сверхпластичности. Прочностные испытания показали соответствие поковок техническим условиям. Металлографические исследования подтвердили формирование в поковках ультрамелкозернистой структуры.

Предложен вариант автоматизации процесса горячей изотермической штамповки. Показана перспективность роботизации в условиях многофункционального участка штамповки.

Исследована возможность использования сверхпластичности при сварке алюминиевых сплавов (на примере сварки обечаек сильфонных компенсаторов из листов сплава 1561). Обкатка сварных швов в условиях развития эффекта резко улучшает прочностные и структурные показатели в зонах шва и термического влияния.

Осуществлена технологическая операция горячей прокатки листа непосредственно из слитка сплава 1561 с обеспечением конечной структуры, близкой к ультрамелкозернистой, и с отсутствием практически анизотропии механических свойств.

11 Р И JI С) ж к н и я

V ; КЫРШЗ <Х|> СОВЕТ .

•ш МИНИ С Г 1> ,/| II Г / ' Ф м И 11 и ст г о в

С О It НТ 11 1СИр| мзской ССР t •ТТ-" .•> ."WfffP TV » If WBI It 'JWUr.^.l !.'« ■ "I "»f 'i l».'4'»ff>4,.»"«lV" '-'WBt itT'fl г ЬУЙРУК РАС) l ОРЯ Ж EH И К г. ^('Vin* ''•<* I■ <<»:> im/iht in*

V '

J / or 11 Ю.-ЧЯ tosv гол» * /ПЧ-р

S* / И целят кондшггрцрзп илучннх сил и мггг^рначчю-толшчг ишк

У\ уокохоыш ооядглкл рчоvprcou (fop©гмиргс тухлоло-ГИЙ :

X. (>до<Н'и гь 7/user:? к VQVQ lt».4V.:ii':-y i\'> О Осм.гмнт:!!, ГС'ЗДШфНОГО ЦСИГ1 pO "ClM£ ЗСПЛОСТй'ШООГb" И СОСТП'.") 1 ЯГ:ТV-JТ1 г-rto(';о07 ро;ГЛ ОЛЬ) 1 оТ1о ялгюдп (ГОЛОЕЧ'П ор

I \ vm ■ ■ '1' ■'•' ■ • t^ t ;irvV)j^'Toiv'/v; '''<1 п.;ог лаотичностг>" иг.иГ^дрц сопхулчтчдитиш ^ » / JAfп'о птт.г\ч- ■»> "омглчссглго икгглтута й пл^шо-нроьУизиодо'ггпиП'То Ginuu.'vi;i3-;-jo"M;r;ioTX) отдела J* Оо на^иночгфокт^одь-^ ^ГБОИЛОГО O'J't.'i.iu'iiOKM-i "jTp

О \f ,<. vV Л/ уГ ^'.'м.-гтпгь ооноп:ш;р: г*?уфчомк юсгонориого центрп пппорг

Уг f'Y iMfiCTjv-iHOiVib":

V v) - ргарП^О'Г/у ,П COX^V'/J) расурсОСбОреГЗ ТОтЯ'ОЛОГШ) по— ./yl^ ^ лучокня зю'итоиок о i:ci:<x^;,nohrjVAZU rv^oicra свогхплдстк'шсклчт;

С ' - копр;* '^члологиа с целью иолляо/Ш! дсог^^щк'ьтп* уА ^tfoJi^:j:>nrvi:;?r t.','\'io\'lUvWn;

V. Ч Г* '

V С) С \ ^пипчошю 1*рудои.М1г» MOTa7uioo6Tu\<3cmci; v v д к /f)M \'ju"oнелчеоras: кадав со в1годпо:^ю и

V i^v ионой тешголопьх сиорхтт^^•.р^г^сти в iipon г\« водсп-о; \ ^ пр)лодй[^го солт'о::г!(;.;х: работ о крэдпр.гятшп^с г fiir) j^crryojrriux до no^.oil росу.улосбарогаице^ тр:.подоит ' о расстреляем нотаил." "сериалов.

3. ir. ••' )СлТю;г1'ольио1^ саволу

СО? :: ! ::.г\у ; ' ; скоЛ СС? в с? ог; v ." ••.логл^см }to\."^J;6 'iioj-c'r/a: 'nj г. .П.-.МОК.Д CJ> у****™.-™ 3fil';,w'

• l" ''" . ' , ontvirjie'iM иижкцимо Uswm /./Г'" :.' ^ у ■ • уд^™^™

С "В11' ■ ' ' •1 * > к .„. , , ■o4'|»"V0»WfCMy ИЙНОДУ Ш.ОО-Ж>№Л

-.;.;" ■.-.,,< *л л* о анишмоиич д

•■I';, I ,( , \ | «. | 1 ' • • / 1 > j , г Г ' .тск.'.и с.-чогу l/ашиотр™ ^ои.уиччил и L

ШЛ.'О } J ' " 1 "

Coun I'd : .* ■

Выписка из протокола семинара лаборатории 06 Института проблем сверхпластичпости металлов АН СССР от 20 декабря 1991 года.

Слушали ; Сообщение доцента Бишкекского политехнического института Я.И.Рудаева - "Исследование процессов деформирования и упрочняющие технологии конструкционных материалов", выполненного в рамках общесоюзной научно-технической программы 072.09 " Сверхпластичность

В отчете представлены результаты исследований по механике высокотемпературной деформации, включающих диапазоны сверхпластичности. Показано,что свершюстичность промышленных алшиневых сшшвов реализуется в температурно-скоростных условиях структурной неустойчивости. Это явление трактуется с точки зрения неравновесной термодинамики как размытый фазовый переход - динамическая рекристализация. Сформулировано уравнение состояния , пригодное для описания одноосной высокотемпературной деформации упомянутых сплавов в широком скоростном диапазоне, в том числе в интервалах сверхпластичности. Указанное уравнение записано с привлечением аппарата теории катастроф; для семейства управляющих параметров и внутренних параметров состояния аволщионные уравнения.

Постановили: Отметить целенаправленность выполненных исследований. Признатьи< соответствующими заданиям программы 072.09 "Сверхпластичность". Рекомендовать продолжить исследования с целью формулировки и решения граничных задач, важных для технологических приложений, с использованием полученных соотношений.

ИПСМ АН СССР, д.ф.-м.н Р.А.Васин / иа руководящий документ

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ. ЧАСТЬ I".

Руководящий документ, разработанный сотрудниками Фрунзенского политехнического института и ЦНТИ "Прометей" (г.Ленинград) состоит из двух частей. В первой части рассматриваются некоторые практические аспекты термодинамического подхода к вопросом деформирования конструкционных материалов. Известно, что термодинамика позволяет изучать с общих позиций разнообразные процессы с целью установления связи между ними. Такое положение достигается тем обстоятельством, что термодинамические законы и принципы неравновесной термодинамики приводят н некоторым фундаментальным соотношениям, которые ограничивают возможные реологические соотношения механики деформируемого твердого тела. Это положение существенно используется во второй части данного пособия.

Исходя из общего вида уравнения состояния, рассмотренного в первой части, формулируются некоторые обязательные принципы экспериментального исследования широкого класса конструкционных материалов. Ценным в этом подходе является возможность применения методов математической статистики и теории планирования экспериментов. Как известно, эти вопросы зачастую остаются вне поля зрения экспериментаторов.

Сказанное позволяет рекомендовать данное пособие для широкого использования в экспериментальной механик.

Старший научный сотрудник

НИИММ ЛГУ

•^wu/дение б

Ц/я г--результо» № ВНЕДЩВД ' ачщ, а -,: , -Дешик ^ ГМьЗгЗЗг:t ш ' * ilii iXWV ^

1 Y - - - f vr—I 11 I | ' ii . у имостью

-.руб. (1989г У

4 ^fe^T^SS^sM; .

-5араятеристика «асн^"^ сальноеТ~ег

V » "tV^tl внедрения етОДика (кетод). • , ' • г . too»»» ^ ' ••

ЯГ ' " ".«

С ч • 4 ' . , 'Y : -"W

4. Новизна результатов научно-исследовательских работ принципиал о- овые,' кечес венно новые; оди ик старых разраббток)

5. Опытно-промышленная проверка пион де ук ать номер w дату акт

Л» испытаний*- наылзнование предприятия, период; -б. Внедрены:

- е промышленное производство участок, цех цеха , про Соци л»-" охрана

РУДа» нал меч

- в проектные работы . указать о ъ т, пре риятие

7. Годовой эконокхчесхяй эффект ожидаемый . . - . . п• ^отчвнедрения в проект) фактический*-. -. . / • в тем числе долевое участие о, цифрами и прописью il' ■1*

А'

Ж;, iv

• ^vJh

8.Удельная эконо* нтивность внедренных резу г

-А

Дфсе

9. Объем внедрения что составляет от объема положенного в основу расчета гарантированного экономичен эффекта, рассчитанного ло окончании НИР О. при поэтапном внедрении Э^^. гар. при заключении;

10. Социальный и научно-технический эффект■ г-;"-';Г1'-",|Т . ■ ■■" I 1.1 "i' r'.—г LY;,./'Лг." '. {".''^^^Х^ГМтГ! .

Ч охрана окружающей1! сроды,недр7ч улучшение и оздоровление условий труда» совершенствование структуры управления» научно-технических ■ направлений, специальные назначения и Т.д.;

Примечание.Настоящий акт внедрения заверяется гербовой печатью со стороны Заказчика и со стороны Исполнителя.

1. Rosenhein W., Haughton I.L., Bingham K.E.//J.Inst.Metals.-1920.-v.23.-p.261.

2. Jenkins C.l.M.//J.Metals.-1928.-v.40.-p.21.

3. Pearson C.B.//J.Inst.Metals.-1934.-v.54.-p.lll.

4. Бочвар A.A,, Свидсрская З.Л. Явления свсрхпластичпости в сплавах цинкас алюминием // Изв. АН СССР, OTH.-1945.-N9.-c.824.

5. Лихачев В.А., Мышляев М.М., Сепьков О.Н. О роли структурныхпревращений в сверхпластичпости //фММ.-1987.-т.63,вып.9.-с.1045-1060.

6. Кайбышев О.А. Сверхпластичность промышленных сплавов.- М.:

7. Металлургия, 1984.- 264 с.

8. Новиков И.И. Определение понятия "спсрхпластичпость" //II Всесоюзнаянаучно-тсхиич. конференция "Сверхпластичиость металлов" (Москва, декабрь, 1981). Тез. докл.- М.: Б.П., 1981.- с.11-15.

9. Бекофен В. Процессы деформации.- М.: Металлургия, 1977.- 288 с.

10. Теория пластических деформаций металлов / Под ред. ЕЛ 1.Упксопа,

11. А.Г.Овчинникова.- М.: Машиностроение, 1983.- 598 с.

12. Гуляев А.П. Сверхпластичность стали.- М.: Металлургия, 1982.- 56 с.

13. И. Пресняков А.А. О природе сверхпластического течения // Ш Всесоюзн. конф. "Сверхпластичность металлов" (Тула, ноябрь, 1986). Тез. докл.-Тула: Б.Н., ч.1., 1986.- с. 4-5.

14. Смирнов О.М. Обработка металлов давлением в состоянии сверхпластичности.- М.: Машиностроение, 1979.- 168 с.

15. Новиков И.И., Портной В.К. Сверхпластичность сплавов с ультрамелкимзерном.- М.: Металлургия, 1984.- 264 с.

16. Охримсико Я.М., Смирнов О.М. Эффект свсрхпластичиости п перспективы его использования в обработке металлов давлением.- М.: Машиностроение, 1971.- 32 с.

17. Паршин A.M., Чашников Д.И. Сверхпластичность и длительная сверхпластичность металлов и сплавов.- JT.: ЛДНТП, 1975.- 36 с.

18. Гуссв Ю.В., Грибова II.К., Пшсничнов Ю.И. Сверхпластичность промышленных алюминиевых и магниевых сплавов // Технология легких сплавов,- 1982., N10.- с. 3-8.

19. Бочвар А.А. Современное состояние проблемы сверхпластичности мелкокристаллических материалов и некоторые перспективы дальнейших работ // фиХОМ.- 1982, N6.- с. 85-94.

20. Базык А.С, Тихонов А.С. Применение свсрхпластичиости в современнойметаллообработке.- М.: НИИМаш, 1977.- 64 с.

21. Современное состояние практического применения сверхпластичности /

22. Т.Дж.Хсдли, Д.Калиш, Н.Н.Апдервуд //Сверхмелкое зерно в металлах.-М.: Металлургия, 1973.- с. 300-329.

23. Смирнов О.М. Итоги и перспективы развития технологии обработки металлов давлением в состоянии сверхпластичности //КШП.- 1985.- N8.-с. 16-17.

24. Соспип О.В, Горев Б.В. Деформирование материалов в режимах, близкихк свсрхнластическому течению // 1У Всесоюзп. копфер. "Сверхпластичность металлов" (Уфа, сентябрь, 1989). Тез. докл. Уфа: Б.Н., 1989 , ч.Г-с.- 17.

25. Использование эффекта сверхпластичности титановых сплавов в металлообрабатывающей промышленности / Фролов А.А, Цсйтина ИЛ. // Обработка цветных металлов и сплавов. Обзорная информация.-Вып. 3.- М.: Цниицветмет., 1986.- с. 47-53.

26. Кайбышев О.А., Валиев Р.З. Границы зерен и свойства металлов.- М.:

27. Металлургия, 1987,- 214 с.

28. Сверхпластичность сплава системы Al-Cu-Mg с добавками переходныхметаллов / А.М.Дискин, В.К.Портной, А.М.Дриц и др.// Известия ВУЗов. Цветная металлургия,- 1986.- N6.- с. 16-18.

29. Chokshi А.Н., Wadsworth J., Mukherjee A.K. Microstructure evidence for dynamic recrystalization during superplastic deformation // Scripta Metallurgies- 1987.-v.21, NIO.-p. 1347-1351.

30. Вайнблат Ю.М., Шаршагин H.A. Динамическая рекристаллизация алюминиевых сплавов // Цветные металлы.- 1984.- N2.- с. 67-70.

31. Горынин И.В., Рудаев Я.И., Чашников Д.И. К вопросу об аналитическихусловиях начала сверхпластичпости // Судостроительная промышленность, серия металловедение, металлургия.- 1987.- вып. 5.- с. 28-31.

32. Рудаев Я.И., Чашников Д.И. Основные пути использования сверхпластичпости металлов в современной технике и технологии // Судостроительная промышленность, серия металловедение, металлургия. 1987.- вып. 6.- с. 40-48.

33. Сверхпластичиость некоторых алюминиевых сплавов Ц Ю.С. Золотарсвский, В.А.Папясв, Я.И.Рудаев и др.// Судостроительная промышленность, серим материаловедение.- 1990,- вып. 16.-е. 21-26.

34. Лихачев В.А, Мышляев М.М, Сеньков О.Н. Сверхпластичность крупнозернистых поликристаллов алюминия при растяжении // Проблемы прочности.- 1987.- N8.- с. 40-41.

35. Бережкова Г.В., Регель В.Р., Салков Л.В. Сверхпластичпость монокристаллов II ДАН СССР.- 1988.- т. 303, N1.- с. 102-104.

36. Поздсси А.А., Трусов П.В., Пяшин Ю.И. Большие упругопластические деформации: теория, алгоритмы, приложения.- М.: Наука, 1986.- 232 с.

37. Ильюшин А.А. Пластичность: основы общей математической теории.

38. М.: Изд-во АН СССР, 1963.- 272 с.

39. Пресняков А.А. Локализация пластической деформации.- М.: Металлургия, 1983,- 56 с.

40. Тихонов А.С. Эффект свсрхпластичиости металлов и сплавов.- М.: Паука,1978.- 143 с.

41. Сверхпластичпость некоторых титановых сплавов / Р.К.Ауба Кирова, А.А.Пресняков, С.С.Ушков, А.П.Бандсльдинова.- Алма-Ата: Паука, 1987.-212 с.

42. Backofcn W.A., Turner J.R, Avery D.A. Super-plasticity ill the Al-Zn alloys //

43. Trans. ASM. I9(>4.- v.57, N4.- p. 980-990.

44. Рудасв Я.И. О фазовых переходах в свсрхпластичиости // Проблемы прочности.- 1990.- N10.- с.50-54.

45. Деформирование магниевого сплава МА2-1 в состоянии свсрхпластичиости / Охримспко Я.М., Смирнов О.М, Гуссв Ю.В. и др.// Научные труды МИСиС "Теория и технология обработки металлов давлением.-N86 М.: Металлургия, 1975,- с. 192-197.

46. Чашников Д.И. Деформируемость судостроительных сталей при обработке давлением.- Л.: Судостроение, 1974.- 136 с.

47. Металловедение и технология металлов / Ю.П.Солнцев, В.Л.Веселов, В.П.Демьянцсвич и др.- М.: Металлургия, 1988.- 512 с.

48. Чашников Д.И., Черемных Д.М. Сверхпластичность металлических материалов // Металлургия,- N14.- Судостроение, 1971.- с. 90-107.

49. Мальков А.В., Колачев Б.А. Получение титановых сплавов со сверхмелким зерном / 1 Всесоюзн. научно-техническая конференция "Сверхпластичность металлов" (Уфа, май, 1978). Тез. докл. Уфа: Б.Н., 1981.- 15.

50. О влиянии схемы напряженного состояния па проявление эффекта сверхпластичпости / Галахов А.В., Тихонов А.С., Шоршоров М.Х. и др. // физика и химия обработки материалов.- 1977.- 1977.- N2.- с.95-100.

51. Баропластичсский эффект при свсрхпластичпости / И.И.Истиров, В.И.Зайцев, Г.Я.Акимов и др. // ДАМ СССР.- 1982.- т.267, N2.- 370 с.

52. Supcrplaslic like behaviour at high strain rates in mechanically allocd aluminium / Biclcr Т.К., Nich T.L., Wadsworth 1., Muckcrjce A.K. // Scripta Metallurgical 1988,-v.22, N1,- p. 81-86.

53. Ушков C.C., Чашников Д.И. Термин "сверхпластичиость" в широком иузком значениях // Судостроительная промышленность, серия материаловедение.- N13,- 1990.- с. 11-21.

54. Yang M.S., Ahmed U.K., Roberts W.T. Process control of supcrplaslic formingunder superimposed hydrostatic plessurc // Mater. Sci. and ling.- 1989.- v. 122.-p. 193-203.

55. Портной В.К. Оптимизация гетерогенности общий принцип подхода кполучению ультрамелкого зерна в сверхпластических сплавах разного типа // Цветные металлы.- 1987.- N5.- с. 79-83.

56. Контролируемая прокатка / В.И.Погоржельский, Д.А.Литвиненко, Ю.И.Матросов, А.В.Иваницкий.- М.: Металлургия, 1979.-е. 118-130.

57. Ишлинский А.Ю. Прикладные задачи механики. Кн.1. Механика вязкопластических и не вполне упругих тел. М.: Наука, 1986.- 359 с.

58. Ильюшин А.А. Механика сплошной среды. М.: МГУ, 1990. - 310 с.

59. Трусделл К. Первоначальный курс рациональной механики сплошныхсред.- М.: Мир, 1975.- 592 с.

60. Седов Л.И. Введение в механику сплошной среды. М.: физматгиз, 1962.284 с.

61. Лурье А.И. Теория упругости. М.: Наука, 1970.- 939 с.

62. Циглер Г. Экстремальные принципы термодинамики необратимых процессов и механика сплошной среды.- М.: Мир, 1966. 136 с.

63. Коларов Д, Балтов А, Бончсва Н. Механика пластических сред. Мир,1979. 304 с.

64. Копдауров В.П., Никитин Л.В. Теорстнчссскне основы реологии гсоматериалов. М.: 11аука, 1990. - 207 с.

65. Дьярмати 1/1. Неравновесная термодинамика. М.: Мир, 1974.- 304 с.

66. Макклнпток (|)., Аргон А. Деформация и разрушение материалов. М.:1. Мир, 1970.-443 с.

67. Работпов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Паука,1979.- 744 с.

68. Бенерджи П, Баттерфилд Р. Методы граничных элементов в прикладных науках. М.: Мир, 1984. - 494 с.

69. Толоконпиков Л.А. Механика деформипуемого твердого тела. М.: Высшая школа, 1979. 318 с.

70. Гленсдорф П, Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций. М.: Мир, 1973. - 280 с.

71. Веников В.А, Веников Г.В. Теория подобия и моделирования. М.: Высшая школа, 1984. - 439 е.

72. Перегудов ф.И., Тарассмко Ф.П. Введение в системный анализ. М.: Высшая школа, 1989. - 367 с.

73. Хакен Г. Синергетика: иерархия неуетойчивоетей в самоорганизующихсясистемах и устройствах. М.: Мир, 1985. - 423 с.

74. Астарида Дж., Марручи Дж. Основы гидромеханики неньютоновских жидкостей. М.: Мир, 1978. - 309 с.

75. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971.- 208 с.

76. Математическая теория планирования эксперимента / Под ред. С.М.Ермакова. М.: Наука, 1983. - 392 с.

77. Шсффс Г. Дисперсионный анализ. М.: физматгиз, 1963. - 628 с.

78. Болотин В.В., Гольдеиблат И.И., Смирнов А.ф. Строительная механика.

79. Современное состояние п перспективы развития. М.: Стройиздат, 1972.- 157 с.

80. Грипфсльд М.А. Методы механики сплошных сред в теории фазовых превращений. М.: Наука, 1990. - 212 с.

81. Пригожип И. От существующего к возникающему: Время и сложность вфизических науках. М.: Паука, 1985. - 327 с.

82. Николис Г., Пригожип И. Познание сложного. Введение. М.: Мир, 1990.- 344 с.

83. Проблемы термопластичности и ползучести / П.Пэжина, А.Савчук // Проблемы теории пластичности и ползучести. М.: Мир, 1979. - с.94-202.1. М

84. Базаров И.П. Термодинамика. И.: Высшая школа, 1991. - 376 с.

85. Прагер В. Введение в механику сплошных сред. М.: ИЛ., 1963. - 312 с.

86. Майборода В.П., Кравчук А.С., Холин Н.Н. Скоростное деформированиеконструкционных материалов. М.: Машиностроение, 1986. - 264 с.

87. Термодинамическое описание неравновесных процессов в деформируемых телах в области структурных превращений / В.И.Асташкин,

88. Я.И.Буряк, А.Е.Опышко // Термодинамика необратимых процессов. -М.: Наука, 1987.-с. 177-185.

89. Малинин Н.Н. Ползучесть в обработке металлов. М.: Машиностроение,1986. 216 с.

90. Левитас В.И. Большие упругогшастические деформации материалов привысоком давлении. Киев: 11аукова думка, 1987.- 232 с.

91. Бердичевский В.Л., Седов Л.И. Динамическая теория непрерывно распределенных дислокаций. Связь с теорией пластичности // ПММ. -1967, №6. с. 981 - 1000.

92. Илыошип А.А. Моделирование горячих и скоростных процессов обработки металлов давлением // 1IMM. 1952. - 16, №4. - с. 368 - 398.

93. Кадашевич Ю.И, Новожилов В.В. Теория пластичности, учитывающаяостаточные микроиапряжепия // ПММ. 1958. - 22, №1. - с. 78 - 89.

94. Кондауров В.И. Об уравнениях упруговязкоиластической срсды с конечными деформациями // ПМТф. 1982.- №4. - с. 133-139.

95. Левитас В.И. К теории больших упругопластических деформаций // ДАН

96. УССР. Сер. А. 1983. - №6. - с. 26 - 32.

97. Танака К, Jwasaki R. A phenomenological theory of transformation superplasticity // Eng. Fracture Mechanics. 1985. - v.21, N4. - p. 709-720.

98. Эткинс П. Порядок и беспорядок в природе. М.: Мир, 1987. - 244 с.

99. Пластическое течение металлов /И.А.Кийко // Научные основы прогрессивной техники и технологии. М.: Машиностроение, 1985. - с. 102-133.

100. Кийко И.А, Морозов Н.А, Казаков В.Г. Принципы и методы адаптационного математического моделирования и его применение в автоматизированных системах управления (АСУТП) обработки металлов давлением // ДАН СССР. 1978. - т. 241, N2. - с. 318-321.

101. Соколовский В.В. Теория пластичности. -М.: Высшая школа, 1969. -608 с.

102. Малинин 11.11. Технологические задачи пластичности и ползучести. М.:

103. Высшая школа, 1979. 119 с.

104. Ильюшин А.Л., Ленский B.C. Сопротивление материалов. М.: физматгиз, 1959. 371 с.

105. Вытяжка металла в свсрхпластичсском состоянии / Д.С.фельдс, Дж.Ф.Губерт // Достижения в области обработки металлов давлением. -М.: Металлургия, 1981.-е. 152-182.

106. Боровков А.А. Математическая статистика. Дополнительные главы. М.:1. Наука, 1984. 144 с.

107. Саати Т. Принятие решений: метод анализа иерархий. М.: Радио и связь,1993. 320 с.

108. Айвазян п др. Прикладная статистика: Основы моделирования и первичная обработка опытных данных. М.: финансы и статистика, 1983. - 471 с.

109. Свешников А.А. Прикладные методы теории случайных функций. М.: Наука, 1968. - 464 с.

110. Шалыгин А.С., Палагин Ю.И. Прикладные методы статистического моделирования. Л.: Машиностроение, 1986. - 320 с.

111. Виленкип С.Я. Статистическая обработка результатов исследования случайных функций. М.: Энергия, 1979. - 320 с.

112. Адлер Ю.П., Маркова Е.П., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптпмальпых условий. М.: Наука, 1976. - 280 с.

113. Блехман И.И., Мышкис А.Д., Пановко Я.Г. Механика и прикладная математика: Логика и особенности приложений математики. М.: Наука, 1990. - 360 с.

114. Бримкулов У.Н., Круг Г.К., Саванов В.Л. Планирование экспериментов при исследовании случайных полей и процессов. -М.: Наука, 1986.-153 с.

115. Большсв JI.И, Смирнов 11.В. Таблицы математической статистики. М.: Наука, 1983. - 416 с.

116. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. Справочное руководство. М.: Наука, 1971. - 192 с.

117. Степнов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний. Справочник. М.: Машиностроение, 1985. - 232 с.

118. Материалы в машиностроении. Выбор и применение. Справочник. Т. 1. Цветные металлы и сплавы. М.: Машиностроение, 1967. - 304 с.

119. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. М.: Металлургия, 1978. - 392 с.

120. Малипип Н.Н. Расчеты па ползучесть элементов машиностроительных конструкций.- М.: Машиностроение, 1981.-220 с.

121. Охримснко Я.М. и др. Штамповка сложнокольцевых деталей с использованием свсрхпластичиости // Кузпсчпо-штамповочпос производство. -1981. -N3. -с. 2-4.

122. Миклясв П.Г, Дудсиков В.М. Сопротивление деформации и пластичность алюминиевых сплавов. Справочник. -М.: Металлургия, 1979.-182 с.

123. Портной В.К. формирование ультрамелкозернистой структуры сплавов на разной основе для сверхпластической формовки. Автореф. дисс. докт. техн. наук Москва, 1988. - 51 с.

124. Потапова Л.Л. Оценка сверхпластичности сплавов // Технология легких сплавов. 1982.- N9.- с. 60-61.

125. Горелик С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1978. - 582 с.

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

127. Рабинович М.Х. К вопросу о применении обработки в условиях сверхпластичности для промышленных алюминиевых сплавов // Г1 Всесоюзп.научно-тсхиич. конф. "Сверхпластичиость металлов" (Москва, декабрь, 1981). Тез. докл., М.: Б.П., ч.1, 1981.-с.65-68.

128. Свсрхпластическая деформация и ее влияние на механические свойства сплава АМг5 / В.А.Паняев, Ш.Т.Пазылов, А.Н.Закатиев // Структура и прочность металлических материалов.- Бишкек: БПИ, 1991.- с. 48 57.

129. Жуковец И.И. Механические испытания металлов. М.: Высшая школа, 1986.- 200 с.

130. Золотарсвский B.C. Структура и прочность литых алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1981.- 351 с.

131. Смирнов II.В., Дупип-Барковский И.В. Курс теории вероятности и математической статистики для технических приложений.- М.: Наука, 1965.-371 с.

132. Л ахти н Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1980,- 493 с.

133. Киселев Л.Е., Криворотов В.И., Чашников Д.И. Геометрические и кинематические параметры очага деформации при продольной прокатке клипового образца на гладкой бочке // Судостроительная промышленность, серия материаловедение.- 1989.- Вып. 11. с.75-79.

134. Hildebrand М., Strobel Н. Zur Ermittlung des Primarumformvermogens ausrevahlter hochlegierter Stahle mittels Keifwalzpoben // Neue Hutte.- 1978.-N4.-s. 129-131.

135. Алюминиевые сплавы. Структура и свойства полуфабрикатов из алюминиевых сплавов. Справочник.- М.: Металлургия, 1974,- 432 с.

136. Конструкционные материалы. Справочник. М.: Машиностроение, 1990,- 668 с.

137. Грабский М.В. Структурная сверхпластичиость металлов. М.: Металлургия, 1975.- 272 с.

138. Hart E.W. A theory for flow polyciystals I I Acta Metallurgica. 1967.- v. 15.- p. 1545-1549.

139. Duchegne P, De Meester P. // J.Mater.Sci. 1974.- v.9, N1. - p. 109-116.

140. Кайбышев О.А. Пластичность и сверхпластичность металлов. М.: Металлургия, 1975. - 280 с.

141. Edington I.W., Melton K.N, Culter C.P. Superplasticity // Prog, in Mater. Sci. -1976.- v.21, N2. p. 63-170.

142. Hedworth I, Stowell M.I. 3 J. Mater. Sci. -1971.- v.6, N8.- p. 1061-1069.

143. Morrison W.B. // Trans. Metal. Soc. AIME. 1968.- v.242, N10.- p. 2221-2227. 136. Dunlop G.L, Taplin D.M.R. // J. Mater. Sci. - 1972.- v.7, N1.- p. 84-92.

144. Morrison W.B. // Trans. ASM. -1968. v.61, N3. - p. 423-434.

145. Naziri H, Pearce R. //J. Inst. Metals.- 1969.- v.97.- p.326-330.

146. Hart E.W. Theory of the tensile test // Acta Metallurgica.- 1967.- 15, N2.-p. 351-355.

147. Охрименко Я.М, Смирнов О.М, Матвеенков А.П. Изменение реологических параметров стали ШХ15 в процессе фазового превращения // Изв. вузов. Черная металлургич.- 1975.- N1,- с. 62-64.

148. Методика исследования реологических параметров сверхпластической деформации на гравипластометре / Охрименко Я.М, Смирнов О.М, Балакин В.П. // Теория и технология обработки металлов давлением, N94.- М.: Металлургия, 1976.- с. 69-75.

149. Murty G.S. // Scripta Metallurgica.- 1972.- v.6.- p. 37-41.

150. Murty G.S, Singh V.P, Jengar N.G.K. // Trans. ASME. 1975.- v.97, N2.- p. 187-188.

151. Hayden H.W, Brophy I.N.// Trans. ASM.- 1968.- v.21, N3.- p. 542-549.

152. Experimental evolution of strain rate sensivity parameter for superplastic material / Chinh N.Q., Juhasz A., Tasnadi P., Covaes J. // Acta Univ. Carol. Math, et Phys. 1991.- 32, N1.- p. 17-23.

153. Булат С.И., Тихонов А.С., Дубровин A.K. Деформируемость структурно неоднородных сталей и сплавов. М.: Металлургия, 1975. - 352 с.

154. Rai G., Grant N.Y. // Metal. Trans.- 1975.- v.6, N2.- p. 385-390.

155. Nutall K. // InternJourn. Mech. Sci.- 1971,- v.13, N1. p. 83.

156. Колобов Ю.Р. Роль зернограничных диффузионных потоков в реализации структурной сверхпластичности / ГУ Всесоюзн. конфер. "Сверхпластичность металлов" (Уфа, сентябрь, 1989). Тез. докл. Уфа: Б.Н. - 1989, ч.1.- 10 с.

157. Seibel G. La superplasticite metallique caracte risation et posibilites ^application // Foxmage et traitements des metaux. -1972. v. 11, N32.- p. 17-25.

158. Кайбышев О. А., Салищев Г. А. Сверхпластичность двухфазных титановых сплавов и технология изготовления изделий // Кузнечно-штамповочное производство.- 1986. N8. - с. 4-6.

159. Бочвар А.А О природе сверхпластичности мелкокристаллических материалов // Изв. АН СССР, Сер. Металлы. 1979. - N2. - с. 3-11.

160. Lian I., Baudelet J. Influence of variation of strain rate sensivity on limit strain of superplasticity // Scripta Metallurgies- 1987. v.21, N3. - p. 331-334.

161. Amit R., Ayres R.T.A. On report anomalies in retating strain rate sensivity (m) to distility // Met Nrans.-1976. v.7, N10.- p. 1589-1591.

162. Rassmann G., Muller P., Grabner W. // Heye Hutte. -1972.- N8. s. 449-454.

163. Muller P., Rassmann G. // Zeits fur Met.- 1975. Bd.66, N4.- s. 213-219.

164. Garfinkel M., Witzke W.R., Klopp W.D. // Trans. Met. Soc. AIME. 1969.-v.245, N2.- p. 303.

165. Hori S., Furushiro N. // Techn. Rep. Osako Univ.- 1973.- v.23, N3.- p. 75-82.

166. Lee D. // Met. Trans.- 1970.- v.78, N2. p. 1607-1616.

167. Allele A, Rosen A. // Scripta Metallurgica.- 1976.- v. 10, N5.- p.471.

168. Охрименко Я.М, Смирнов О.М, Сурмач М.ф. // физика и химия обработки материалов.-1971. N6.- с. 37-41.

169. Цифровое моделирование случайных процессов высокотемпературного деформирования /Ш.И.Валиев, Н.В.Жданов, Я.И.Рудаев // Прочность и деформация материалов и конструкций.- Фрунзе: фПИ, 1989.- с. 42-55.

170. Sagat S, Blenkinshop Р, Taplin D.M.R. // J. Inst Met.- 1972.- v.100, N9.- p. 268-274.

171. Грешнов B.M. Исследование сверхпластичности и способ ее эффективного использования в технологии металлообработки: Автореф. дисс. докт.физико-математ. наук.- Киев: 1992. 33 с.

172. Avery D.H, Stuart J.M. // Syracuse Univ. Press.- 1968.- p. 371.

173. Phenomenological theory a guide to constitutive relation and fundamental deformation properties / E.W.Hart, C.Y.Li, H.Yamada // Constitutive equations in plasticity.-Cambrige: MIT Press, 1976.- p. 149-197.

174. Баренблат Г.И. Замечания о дискретности разрушения // Проблемы прочности.-1982.- N2.- с. 107-110.

175. Пресняков А.А, Аубакирова Р.К. К вопросу о скоростной чувствительности напряжения течения при растяжении // фММ.- 1985.- т.60, вып.1. -с. 205-207.

176. Аубакирова Р.К, Набоко А.Ф, Умурзаков Т.А Динамическая рекристаллизация титановых сплавов / У конференция "Сверхпластичность неорганических материалов" (Уфа, май, 1992). Тез. докл.- Уфа: Б.Н, 1992.- 52 с.изо

177. Сопротивление деформации меди МОБ и сплава Бр.0ф7-0,2 / А.М.Галкин, В.И.Озерский, М.Я.Пахомова и др. // Цветные металлы.-1988.- N2.- с. 71-73.

178. Полухин П.И., Гун Г.Я., Галкин А.М. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1983.- 352 с.

179. Rossard С. Formation de la striction dans la deformation a chaud par fracture // Revue de la metallurgies 1966.- N3. p. 225-235.

180. Рудаев Я.И., Чашников Д.И. О количественной оценке реологии сверхпластической деформации // Судостроительная промышленность, серия материаловедение.- 1989.- вып. 12.- с. 48-56.

181. Гвоздев А.Е. Производство заготовок быстрорежущего инструмента в условиях сверхпластичности.- М.: Машиностроение, 1992.- 476 с.

182. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций.- М.: Наука, 1966.752 с.

183. Thom R. Stabilite structurellr et Morphogenese.- N.Y.: Benjamin, 1992.

184. Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний.- M.: Наука,1981.- 568 с.

185. Парсониддж Н., Стейвли JI. Беспорядок в кристаллах, ч.1.- М.: Мир,1982.- 440 с.

186. Изюмов Ю.А., Сыромятников В.Э. фазовые переходы и симметрия кристаллов. М.: Наука, 1984. - 568 с.

187. Василевский А.С., Мултановский В.В. Статистическая физика и термодинамика. М.: Просвещение, 1985.- 256 с.

188. Гилмор Р. Прикладная теория катастроф, ч.1.- М.: Мир, 1984.- 285 с.

189. Стратонович P.JI. Нелинейная неравновесная термодинамика.- М.: Наука, 1980.- 480 с.

190. Бутенин Н.В.и др. Введение в теорию нелинейных колебаний.- М.: Наука, 1987. 384 с.

191. Готлиб Б.М. и др. Адаптивное управление процессами обработки металлов давлением.- М.: Металлургия, 1986.- 144 с.

192. Круг Г.К. и др. Планирование эксперимента в задачах идентификации и экстраполяции.- М.: Наука, 1977.- 208 с.

193. Горский В.Г, Адлер Ю.П, Талалай А.М. Планирование промышленных экспериментов.- М.: Металлургия, 1978. 112 с.

194. Денисов В.И., Попов А.А. Пакет программ оптимального планирования эксперимента.- М.: финансы и статистика, 1986. 159 с.

195. Собер Дж. Линейный регрессивный анализ. М.: Мир, 1980. - 456 с.

196. Вучков И. и др. Прикладной регрессивный анализ.- М.: финансы и статистика, 1987. 239 с.

197. Денисов В.И. Математическое обеспечение системы ЭВМ Экспериментатор (регрессионный и дисперсионный анализ).- М.: Наука, 1977.-251с.

198. Гаспаров Д.В, Дахнович А.А. Оптимизация технологических процессов в производстве электронных приборов.- М.: Высшая школа, 1986.- 191 с.

199. Хемминг P.B. Численные методы для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1972.- 400 с.

200. Гутер P.C, Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта.- М.: Наука, 1970.- 432 с.

201. Калиткин Н.Н. Численные методы. М.: Наука, 1978.- 512 с.

202. Суетин П.К. Ортогональные многочлены по двум переменным.- М.: Наука, 1988.- 384 с.

203. Сильверстов А.Н, Чинаев П.И. Идентификация и оптимизация автоматических систем.- М.: Энергоатомиздат, 1987. 200 с.

204. Хартман К. и др. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. М.: Мир, 1977. 552 с.

205. Новик Д.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов.- М.: Металлургия; София: Техника, 1980.- 304 с.

206. Кантор В.И. и др. Оптимальное управление точностью обработки деталей в условиях АСУ.- М.: Машиностроение, 1981.- 256 с.

207. Мастеллер ф., Тыоки Дж. Анализ данных и регрессия. Вып.1.- М.: финансы и статистика, 1982.- 317 с.

208. Лоусон Ч., Хенсон Р. Численное решение задач метода наименьших квадратов.- М.: Наука, 1986.- 232 с.

209. Бейтмен Г., Эрдейи А. Высшие трансцендентные функции. Кп. 2.- М.: Наука, 1974.- 296 с.

210. Сустин П.К. Классические ортогональные многочлены,- М.: Паука, 1979.-416 с.

211. Воробьев II.I I. Теория рядов,- М.: Наука, 1979.- 408 с.

212. Маделупг Э. Математический аппарат физики.- М.: Наука, 1968.- 620 с.

213. Бернштейп М.Л. Структура деформированных металлов. М.: Металлургия, 1977.-432 с.

214. Бочвар А.А. Сверхпластичиость мелкозернистых материалов // П Всесоюзн. паучно-технич. копф. "Сверхпластичность металлов" (Москва, декабрь, 1981). Тез. докл.- М.: Б.Н., 1981.- с. 3-9.

215. Лихачев В.А., Сспьков О.Н. Влияние роста зерна па сверхпластичиостьсплавй// Проблемы прочности.- 1987.- N4.- с. 31-37.

216. Haydcn H.W., Gibson R.C., Bropliy I.H. The relationship between superplasticily and formabilily // Metal. I-orm Interred. Theory and Pracl.-N.Y., London: 1971,- p. 475-497.

217. Гладыше» Г.П. Термодинамика и микрокинетика природных иерархических процессов.- М.: 11аука, 1988.- 287 с.

218. Механические свойства металлов и сплавов с позиций синергетики / В.С.Иванова, Г.В.Вставский // Итоги науки и техники, материаловедение и термическая обработка.- М.: ВИНИТИ, 1990.- т.24.- с. 43-98.

219. Громов В.Г. О макроскопическом описании явления сверхпластичности // ГУ Всесоюзн. конф. "Сверхпластичность металлов" (Уфа, сентябрь,1989). Тез. докл., ч.1.- Уфа: IS.II., 1989.- 20 с.

220. Рудаев Я.И, Чашников Д.И. К вопросу о математическом моделировании свсрхпластичсского одноосного растяжения // Судостроительная промышленность, серия материаловедение.- 1989.- вып. 12. с. 41-48.

221. Рудаев Я.И. К вопросу математического моделирования сверхпластического растяжения // 1У Всесоюзн. конф. "Сверхпластичность металлов" (Уфа, мду, 1989). Тез. докл., ч.1.- Уфа: Б.П., 1989.- 16 с.

222. Об оптимальной температуре свсрхпластичиости / Г.А.Кувпшиов, И.И.Новиков //Теплофизика конденсированных сред,- М.: Паука, 1985.-с. 41-43.

223. Дегтярева А.С. Закономерности эвтектоидного распада в системах алюминий-цинк. Авторсф. дисс. канд. тех. паук. Ленинград: ЛГ1И, 1987. - 16 с.

224. Динамическая рекристаллизация упорядоченного сплава Ti-Al / Г.А.Салшцсв, Р.М.Имасв, А.Б.Поткии и др. // Цветные металлы,- 1988.-N7.- с. 95-98.

225. Персвсзспцсв В.Н., Рыбин В.В. Современное состояние теории свсрхпластичиости // 1У Всесоюзн. паучпо-техпич. копф. "Сверхпластичпость металлов" (Уфа, май, 1989). Тез. докл.- Уфа: В.II, 1989.- ч. 1.- 5 с.1. V7

226. Ларин С.А., Перевезенцев В.Н., Чувильдеев В.Н. Реология сверхпластического течения в области малых скоростей деформаций // 1У Всесоюзп. научно-техн. конф. "Сверхпластичность металлов" (Уфа, май, 1989). Тез. докл.- Уфа: Б.Н., 1989.- ч.1.- ^Ос.

227. Мышляев М.М. Ползучесть и сверхпластичность материалов с существенно неравновесным (возбужденным) структурным состоянием // 1У Всесоюзн. научно-техн. конф. "Сверхпластичность металлов" (Уфа, май,1989). Тез. докл., ч.1,- Уфа: Б.Н., 1989.- 7 с.1. Jo . ^

228. Наймарк Зильбершмйдт В.В. Некоторые вопросы устойчивости сверхпластического деформирования // физические вопросы прочности и пластичности.- Горький, 1987.- с. 125-142.

229. Грешнов В.М. Статистическая модель сверхпластической деформации мелкокристаллических материалов // Изв. АН СССР. Металлы.- 1989.-N2.- с. 53-62.

230. Реальные фазовые переходы и принципы их описания / А.Н.Смирнов // Системы особых температурных точек твердых тел.- М.: Паука, 1983.264 с.

231. Нелинейные волны и самоорганизация.- М.: Паука, 1983.-264 с.

232. Whitney Н. Maping of the plane into the plane // Ann. Math. 1955,- 62.- p. 374-470.

233. Структурная устойчивость математических моделей. Значение методов теории катастроф / Д.Чилингуорт // Математическое моделирование. -М.: Мир, 1979.-е. 249-274.

234. Постои Т., Стюарт И. Теория катастроф и ее приложения.- М.: Мир, 1980 .- 608 с.

235. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Статистическая физика, ч. 1.- М.: Наука, 1976.

236. Packer C.M, Sherby O.D. An interpretation of the superplasticity phenomen in two phase alloys // Trans. ASM.- 1967.- v.60.- p. 21-28.

237. Gifkins K.S. Comment of structural // Mater. Sci. and Eng.- 1975.- 36, N1.- p. 27-33.

238. Ханнанов Ш.Х. Кинетика процессов, определяющих структурную сверхпластичность металлов // фММ.- 1987.- 64, N6.- с. 1051-1059.

239. Каминский В.М. Вращательное движение зерен при сверхпластической деформации // фММ.- 1987.- 64, N5.- с. 844-852.

240. Morgan G.C, Hammond С. Superplaslic deformation properties of i-Ti alloys // Mater. Sci. and Eng.- 1987.- 86, N3,- p. 159-177.

241. Нигматулин Р.И, Холин H.H. Реологические уравнения сверхпластичности и ползучести с учетом микрорастрсскивапия материала // 1 Всесоюзн. научно-техпич. конф. "Сверхпластичпость металлов" (Уфа, май, 1978). Тез. докл.- Уфа: li.l I, 1978,- с. 21-23.

242. О деформационных свойствах и кинетике разрушения твердых тел с микротрещииами / О.Б.Наймарк // О термодинамике деформирования и разрушения твердых тел с микротрещинами.- Свердловск: УПЦ АН СССР.- 1982.- с. 3-34.

243. О пластичности, сверхпластичности и кинетике порообразования в металлах и сплавах / С.Н.Гришаев, В.В.Зильбершмидт, О.Б.Наймарк // Прочность, пластичность и вязкоупругость материалов и конструкций. Свердловск: УМЦ АН СССР.- 1986.- с. 56-63.

244. Определяющие уравнения и устойчивость деформирования материалов в состоянии свсрхпластичиости / О.Б.Наймарк, С.Н.Гришаев, В.В.Зальбсршмидт // Деформирование и разрушение композитов.-Свердловск: УМЦ АН СССР,- 1985.- с. 68-71.

245. К теории сверхпластической деформации / Я.И.Рудаев, В.И.Кунеев // Исследование пластических деформаций и прочности материалов и конструкций.- Фрунзе: фПИ, 1982.- с. 54-65.

246. Анализ формоизменения оболочек из листовых заготовок при формовке в состоянии сверхпластичности / О.М.Смирнов, Я.М.Охрименко, М. А.-Цепин и др.// Известия вузов. Черная металлургия.- 1980, N9.- с. 89-93.

247. Панченко Е.В., Ренне И.П. Определение технологических параметров пневмоформовки деталей в условиях сверхпластичпости // КШГ1,- 1978, N12.-с. 15-17.

248. Ренне И.П., Папченко Е.В. Определение параметров уравнения свсрх-пластичсского состояния листовых материалов из опытов на двухосное растяжение // Проблемы прочности.- 1978, N8.- с. 31-35.

249. Панченко Е.В., Ренне И.П. Расчет давления деформаций среды и времени формовки в режиме свсрхпластичпости // Вестник машиностроения.-1980, N5,- с. 66-70.

250. Методика расчета напряжений и деформации при обработке давлением материалов со сложными реологическими свойствами. Сообщение I./ Е.Н.Чумачепко, АЛ 1.Скороходов, А.И.Александрович и др.// Известия вузов. Черная металлургия.- 1981, N11.-с. 89-92.

251. Цепип М.А. Актуальные вопросы прикладной феноменологической теории структурной свсрхпластичпости // 1У Всссоюзп. иаучно-техппч. конференц. "Сверхпластичиость металлов" (Уфа, май, 1989). Тез. докл.-Уфа: Б.П., 1989,- ч.1.- 20 с.

252. Analysis of phase transformation supcrplasticity by using continuum mechanics / H.Nozaki, Y.lJcsugi, Y.Nishikawa, l.Tamura // Journ. Japan Inst. Metals.-1986.- 50, 1,- p. 56-63.

253. Короткина М.Р. Применение теории катастроф к описанию СП // 1У Всесоюзн. научно-тсхнич. конфср. "Сверхпластичность металлов". Тез. докл. Уфа: Б.Н., 1989.- ч.1.-14 с.

254. Гуфан Ю.М. К теории фазовых переходов, характеризуемых многомерным параметром порядка // фТТ.- 1971.- т. 13,- с. 225-231.

255. Александров К.С. и др. фазовые переходы в кристаллах галлоидпых соединений АВХ. Кристаллизация, структурные и магнитные превращения.- Новосибирск: Наука, 1981.- 266 с.

256. Леонов М.Я. Прочность и устойчивость механических систем.- Фрунзе: Илим, 1986.-216 с.

257. Структурные уровни пластической деформации и разрушения / В.Е.Панип, Ю.В.Гриняев, В.И.Данилов и др. Новосибирск: Наука, 1990 - 255 с.

258. Демидович В.И, Марой И.А, Шуваловв»Э.З. Численные методы анализа.- М.: 11аука, 1967.- 368 с.

259. Пластическое течение металлов /И.А.Кийко //Научные основы прогрессивной техники и технологии.- М.: Машиностроение, 1985.- с. 102-133.

260. Малинип 11.11. Прикладная теория пластичности и ползучести.- М.: Машиностроение, 1975. 400 с.

261. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям.-М.: Наука, 1971.-576 с.

262. Аксенов Л.В. Системное проектирование процессов штамповки,-Л.: Машиностроение, 1990.-240 с.

263. Современное состояние практического применения свсрхпластичиости / Т. Дж. Хсдлн, Д.Калиш, И.И.Андервуд //Сверхмелкое зерно в мсталлах.-М.: Металлургия, 1973.- с. 300-329.

264. Егоров Б.Е. и др. Влияние сверхпластической деформации на формирование структуры и свойств титановых сплавов // фиХОМ.- 1990.- N3.^ с. 120-124.

265. Выбор оптимального модификатора для стали 12ХЗМфА / Л.Е.Кисслсв, С.К.Михайлов, Б.К.Светкин, Д.И.Чашников // Литейное производство.-1976.-N10.-5 с.

266. А.с. N1613235 (СССР). Роботизированный комплекс горячей штамповки / В.Д.Даровских, Я.И.Рудаев, Н.В. Жданов, В.М.Бабиченко. 1990.

267. А.с. N1548034 (СССР). Манипулятор / В.Д.Даровских, Я.И.Рудаев, Н.В.Жданов, В.М.Бабиченко. 1988.

268. А.с. N1684024. Захватный комплекс / В.Д.Даровских, Я.И.Рудаев, В.М.Бабиченко, Н.В.Ждапои. 1988.

269. Старовойтенко Е.М. и др. Расчет температуры в зоне контакта при деформировании заготовок из жаропрочных никелевых сплавов // Технология легких сплавов.- 1990.- N2.- с. 64-68.

270. Батурин А.И. и др. Исследование теплоизоляции металла при горячей деформации жаропрочных сплавов // Известия вузов. Черпая металлургия,- 1989,- N11.- с. I 1-14.

271. Новиков И.И., Климов К.М., Бурхапов Ю.С. Расчет температуры при электростимулированпой прокатке топких лепт // Известия All СССР. Металлы.- 1985.- N2.- с. 27-31.

272. Бабепко В.А. и др. Объемная штамповка. Атлас схем и типовых конструкций штампов.- М.: Машиностроение, 1982.- 104 с.266. фиглип С.З. и др. Изотермическое деформирование металлов.-М.: Машиностроение, 1978.- 273 с.