Повышение конструктивной прочности литых изделий и сварных швов путем добавления в расплав мелкодисперсных тугоплавких частиц тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.09, кандидат технических наук Головин, Евгений Дмитриевич

• Головин, Евгений Дмитриевич
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Головин, Евгений Дмитриевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ЛИТЬЕ И СВАРКЕ ЗАГОТОВОК (литературный обзор).

1.1. Основные понятия модифицирования.

1.2. Теории модифицирования.

1.3. Термодинамические особенности кристаллизации металлических материалов.

1.4. Кристаллизация материала сварных швов.

1.5. Способы ввода модификаторов в материалы.

1.6. Выводы.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Выбор материалов исследования.

2.2. Структурные исследования.

2.2.1. Оптическая металлография.

2.2.2. Растровая электронная микроскопия.

2.2.3. Просвечивающая электронная микроскопия.

2.2.4. Рентгенофазовый анализ.

2.3. Химический анализ материалов.

2.3.1. Энергодисперсионный рентгеновский микроанализ.

2.3.2. Оптико-эмиссионный спектральный анализ.

2.4. Исследование механических свойств материалов.

2.4.1. Оценка показателей твердости.

2.4.2. Испытание материалов на статическое одноосное растяжение.

2.4.3. Испытания сварных соединений на статический изгиб.

2.5. Оценка показателей, характеризующих надежность материалов.

2.5.1. Испытание на ударный изгиб образцов с концентраторами напряжений.

2.5.2. Определение циклической трещиностойкости материалов.

2.5.3. Испытания на циклическую долговечность.

2.6. Триботехнические исследования материалов.

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ, РАЗВИВАЮЩИХСЯ ПРИ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКЕ МАТЕРИАЛОВ.

3.1. Математическая модель расчета температурных полей.

3.2. Математическая модель структурно-фазовых превращений в стали 20.

3.3. Анализ напряженно-деформированного состояния материалов при лазерной сварке.

3.4. Результаты математического моделирования.

3.5. Выводы.

4. ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ ШВОВ

МОДИФИЦИРОВАНИЕМ ПЕРЕПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА.

4.1. Лазерная сварка хромоникелевой стали.

4.2. Лазерная сварка углеродистой стали.

4.3. Лазерная сварка пластин из алюминиевых сплавов.

4.4. Лазерная сварка титановых сплавов.

4.5. Комбинированная обработка сварных соединений, сочетающая модифицирование сварных швов, а также поверхностную пластическую деформацию швов и зон термического влияния.

4.6. Выводы.

5. ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЛИТЫХ МЕТАЛЛОВ МЕТОДОМ МОДИФИЦИРОВАНИЯ НАНОДИСПЕРСНЫМИ ЧАСТИЦАМИ.

5.1. Модифицирование технически чистого алюминия АДО.

5.1.1. Постановка эксперимента.

5.1.2. Механические свойства модифицированного АДО.

5.1.3. Структура модифицированного АДО.

5.1.4. Электронно-микроскопическое исследование поверхностей образцов, разрушенных в процессе статического растяжения.

5.2. Модифицирование стали 35Л и серого чугуна наноразмерными частицами.

5.3. Модифицирование бронзы БрА9ЖЗЛ.

5.4. Выводы.

6. АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

6.1. Разработка антифрикционного материала на основе серого чугуна.

6.2. Разработка технологического процесса лазерной сварки алюминиевого сплава.

6.3. Внедрение результатов исследований в учебный процесс.

6.4. Представление материалов работы на научно-промышленных выставках.

6.5. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение конструктивной прочности литых изделий и сварных швов путем добавления в расплав мелкодисперсных тугоплавких частиц»

Из всей совокупности известных механизмов дислокационного упрочнения особо может быть выделен механизм, основанный на измельчении зерен-ной структуры. Важнейшее достоинство данного механизма заключается в благоприятном влиянии измельчения зерен не только на прочностные свойства, но также и на показатели пластичности и трещиностойкости металлических материалов. Учитывая высокую эффективность механизма зернограничного упрочнения, многие специалисты пытаются использовать его при разработке технологических процессов обработки материалов.

В последние десятилетия активно проводятся исследования по разработке и модификации методов, основанных на интенсивной пластической деформации материалов. Разработаны технологические схемы, обеспечивающие формирование структуры с размером зерна менее 100 нм. Однако с позиции благоприятного влияния одновременно на показатели прочности и пластичности наиболее эффективны технологические процессы обработки материалов, связанные с измельчением зеренной структуры при деформации материалов в горячем состоянии. С учетом этого обстоятельства для практической реализации предложено множество технологических решений, обеспечивающих контролируемое развитие рекристаллизационных процессов, приводящих, в свою очередь, к измельчению зеренной структуры материалов. В то же время в реальном производстве широко распространены технологические процессы, реализация которых сопровождается формированием явно выраженной крупнозернистой структуры. Избежать ее образования во многих случаях не удается. Речь идет о процессах получения отливок, особенно массивных, и о процессах сварки заготовок, основанных на высокотемпературном нагреве материала и его переходе в жидкое состояние.

Пребывание материала в расплавленном состоянии означает, что по отношению к нормальным условиям термической или термопластической обработки, обеспечивающим формирование качественной структуры, в течение некоторого времени он находился в перегретом состоянии. При охлаждении металла из жидкого состояния в большинстве случаев формируется крупнокристаллическая структура, негативно отражающаяся на комплексе механических свойств материалов. Исправление такой структуры представляет собой сложную техническую задачу, во многих случаях не имеющую эффективного решения. Более перспективен подход, основанный на измельчении зеренной структуры материала на стадии ее формирования из расплава. Одним из путей его практической реализации может быть модифицирование ванны жидкого расплава дополнительно введенными частицами, выполняющими функцию центров кристаллизации или препятствующими перемещению границ зерен при развитии процессов собирательной рекристаллизации.

В качестве модификаторов расплавов могут выступать наноразмерные тугоплавкие частицы. Важнейшим достоинством такого рода частиц является их большое количество, приходящееся на единицу объема, что в значительной степени определяет эффективность измельчения кристаллической структуры материалов. Интенсивное развитие методов получения наноразмерных частиц сопровождается значительным снижением себестоимости их производства. Это обстоятельство лежит в основе повышения экономической эффективности процесса модифицирования материалов с использованием наноразмерных частиц. Для ряда задач, связанных с обеспечением высоких показателей конструктивной прочности изделий ответственного назначения; обсуждаемая технология модифицирования является экономически оправданной уже в сегодняшних условиях. Таким образом, проблема модифицирования материалов при реализации процессов литья и сварки металлических материалов является актуальной, имеющей как научное, так и прикладное значение.

Представленная работа ориентирована на подбор оптимальных композиций вводимых модификаторов и изыскание способов введения мелкодисперсных тугоплавких порошков в расплав металлов для изменения условий кристаллизации материалов. На сегодняшний день не существует единой теории кристаллизации. По этой причине были сделаны попытки оценить процессы, происходящие при добавлении модификаторов в жидкий металл, с точки зрения обобщения накопленного опыта по модифицированию алюминиевых, медных и железоуглеродистых сплавов и их влияния на механические свойства.

В связи с высокой поверхностной энергией наночастицы склонны к слипанию и образованию агломератов. Вследствие высокой дисперсности и, как правило высокой поверхностной энергии, порошки исследуемых в работе модификаторов имеют склонность к окислению, насыщению влагой и газами из окружающей атмосферы. По этой причине, используемые порошки подвергались плакированию защитным материалом (медью, хромом) методом совместного перемалывания смеси порошков в шаровой мельнице в атмосфере инертного газа. Большое внимание уделялось способу ввода порошковых модификаторов в расплав. В рамках работы использовались различные способы ввода модификаторов для выявления наиболее технологичного метода, обеспечивающего надежный и стабильный с точки зрения воздействия на кристаллизующуюся структуру результат. При проведении исследований модифицирования литых изделий, применялись такие методы ввода модификаторов, как помещение на дно разливочного ковша, насыпка на зеркало металла, подача в струю при разливке из печи в раздаточный ковш, введение в колокольчике. При использовании сварочных технологий модификаторы вводились в сварочную ванну за счет предварительного нанесения на свариваемые кромки суспензии на основе клея, а также с помощью промежуточных вставок, изготовленных методом прокатки пакета фольг с помещенным между слоями порошком модификатора.

Учитывая отмеченное выше, при выполнении диссертационной работы особое внимание уделялось изучению структурных изменений в материалах, произошедших вследствие модифицирования, а также влиянию структурного состояния на комплекс механических свойств литых заготовок и сварных соединений.

При постановке цели диссертационной работы и формулировании задач исследования предполагалось, что введение модификаторов в жидкий металл позволит эффективно воздействовать на его структуру, то есть, металл литого изделия и переплавленного сварного шва будут иметь повышенные или близкие к уровню исходных материалов свойства. Однако металл, контактировавший в процессе сварки с расплавом и подвергшийся перегреву, не будет подвергнут воздействию модификаторов и, следовательно, сохранит пониженные свойства, являясь наиболее слабым местом сварного соединения. Существенным недостатком зон термического влияния является наличие в них высоких растягивающих остаточных напряжений, часто превышающих предел текучести исходного материала. Для устранения этого негативного эффекта сварки в работе был предложен метод поверхностного деформирования сварного шва твердосплавным индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой. Данный метод позволяет создать в сварном соединении сжимающие напряжения, повышающие способность материала сопротивляться разрушению.

Для оценки воздействия описанных методов на свойства изучаемых материалов исследовались такие показатели материалов как характеристики прочности, пластичность, ударная вязкость, трещиностойкость, триботехнические свойства. С целью определения этих свойств в работе использовалось современное аналитическое оборудование, характеризующееся высокой надежностью методик и точностью измерений.

Работа выполнена в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» по теме: «Разработка способа получения многофункционального реагента-модификатора на основе нанопорошков тугоплавких соединений для обработки железоуглеродистых расплавов» (ГК № 16.513.11.3131), а также в рамках аналитической ведомственной целевой программы "Развитие научного потенциала высшей школы на 2009-2011 гг." и федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы».

Цели и задачи исследования

Цель диссертационной работы: повышение конструктивной прочности литых изделий и сварных швов металлических материалов путем введения в расплав мелкодисперсных тугоплавких частиц.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Проведение математического моделирования лазерной сварки исследуемых в работе материалов для определения температурно-временных параметров процесса, а также оценки напряженно-деформированного состояния и структурных изменений соединяемых заготовок.

2. Проведение металлографических, электронно-микроскопических и рентгеноструктурных исследований литых заготовок и сварных швов. Сравнение структур немодифицированного и модифицированного металла, выявление особенностей строения модифицированного литого металла.

3. Исследование влияния различных типов модификаторов на качество выплавляемого или свариваемого металла. Исследование эффективности различных способов введения модификаторов в расплав металла.

4. Исследование комплекса механических свойств модифицированного металла, показателей прочности, пластичности, ударной вязкости и трещино-стойкости.

Научная новизна

1. Установлено, что с повышением температуры разливки или сварки металлов эффективность модифицирования материалов наноразмерными тугоплавкими частицами снижается. При выплавке и сварке алюминия и его сплавов эффект модифицирования проявляется наиболее сильно. С повышением температур процесса (при выплавке бронз, стали, чугуна и сварке титановых сплавов, углеродистой и нержавеющей сталей) эффект становится менее выраженным, исчезает или даже приводит к негативным результатам.

2. Методом электронномикроскопического анализа установлено, что в алюминии, модифицированном карбидами и карбонитридами титана, имеет ме

1П сто повышение плотности дислокаций (до ~ 1,5 • 10 см'") и формируются дислокационные ячеистые построения с размером - 2 мкм. На участках с ячеистым строением зафиксировано присутствие наноразмерных частиц.

3. Установлено, что применение порошков наноразмерного карбида и карбонитрида титана, плакированных медью, приводит к измельчению кристаллитов технически чистого алюминия, их дендритное строение сменяется на преимущественно полиэдрическое. Модифицирование жидкого металла способствует росту предела прочности на 10. 12 %, рост относительного удлинения составляет от 12 до 30 %.

4. Предложена схема ввода модифицирующих добавок в сварные швы, основанная на использовании промежуточных вставок из фольги с имплантированными в нее наноразмерными частицами. Применение вставок в процессе лазерной сварки заготовок из алюминиевого сплава АМг2М обеспечивает равномерное распределение наночастиц по объему сварочной ванны, что способствует росту ударной вязкости сварного шва на 30 %.

5. Экспериментально установлено, что при сварке углеродистой стали 20 наиболее эффективным модификатором является плакированный-медью карбо-нитрид титана, введение которого приводит к измельчению кристаллов а-фазы и карбидных строчек, выделяющихся в ней, что является причиной повышения ударной вязкости материала на 30 %.

Практическая значимость и реализация результатов работы

1. Результаты проведенных исследований апробированы в ООО «Центро-лит-С» (г. Новосибирск) путем изготовлении втулок опорных катков экскаватора ЭКГ-8 из синтетического алюминиевого чугуна с добавками меди и наноразмерных модификаторов. В присутствии абразивных частиц стойкость модифицированного наночастицами чугуна в 2,2 раза превышает стойкость бронзы

БрА9ЖЗЛ. Результаты проведенных производственных испытаний свидетельствуют об эффективности разработанного материала. С учетом предложенных рекомендаций изготовлены 4 втулки опорных катков для экскаватора, эксплуатирующегося на Моховском разрезе акционерного общества «Кузбассразрез-уголь».

2. Материалы диссертационной работы используются в Новосибирском государственном техническом университете в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по направлению «Материаловедение и технология материалов», а также инженеров по специальности «Материаловедение в машиностроении» .

3. Технические решения, полученные с участием автора диссертации, экспонировались на российских и международных научно-промышленных выставках. Установка по повышению качества сварных швов путем обработки их поверхностных слоев индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой, отмечена малой золотой медалью международной выставки «Металлы Сибири - 2009. Металлургия. Машиностроение. Металлообработка. Сварка» и серебряной медалью VIII Московского международного салона инноваций и инвестиций. Технологические решения по модифицированию сварных швов нанодис-персными частицами, отмечены серебряной медалью выставки «Металлы Сибири-2010. Металлургия. Машиностроение. Металлообработка. Сварка».

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных научных работ, из них: 5 в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК, 4 - в сборниках научных трудов всероссийских и международных конференций.

Объём и структура работы

Диссертация состоит из введения, шести разделов, заключения и приложения. Основной текст диссертационной работы изложен на 222 страницах и включает 91 рисунок, 8 таблиц, список литературы из 185 наименований.

Заключение диссертации по теме «Материаловедение (по отраслям)», Головин, Евгений Дмитриевич

6.5. Выводы^

1. Результаты проведенных исследований апробированы в ООО «Центро-лит-С» (г. Новосибирск) путем изготовлении втулок опорных катков экскаватора ЭКГ-8 из синтетического алюминиевого чугуна с добавками-меди и нано-размерных модификаторов. В* присутствии абразивных частиц стойкость модифицированного наночастицами чугуна в-2,2 раза превышает стойкость бронзы. БрА9ЖЗЛ. Результаты- проведенных производственных испытаний' свидетельствуют об-эффективности разработанного материала. С учетом предложенных рекомендаций изготовлены 4 втулки опорных катков для экскаватора;.эксплуатирующегося на Моховском разрезе акционерного общества «Кузбассразрез-уголь».

2. Результаты проведенных исследований используются Институтом теоретической и прикладной* механики СО РАН при разработке технологических процессов-сварки алюминиевых сплавов'с использованием лазерных комплек-совтипа «Сибирь».

3: Материалы диссертационной работы используются, в. Новосибирском государственном техническом университете в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по направлению «Материаловедение и технология' материалов», а также инженеров по специальности «Материаловедение в машиностроении» в лекционных и лабораторных курсах «Материаловедение», «Технология конструкционных материалов», «Сварочное производство».

4. Технические решения, полученные с участием автора диссертации, экспонировались на российских и международных научно-промышленных выставках. Установка по повышению качества сварных швов путем обработки их поверхностных слоев индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой, отмечена малой золотой медалью международной выставки «Металлы Сибири - 2009. Металлургия. Машиностроение. Металлообработка. Сварка» и серебряной медалью VIII Московского международного салона инноваций и инвестиций в 2010 г. Технологические решения по модифицированию сварных швов нанодисперсными частицами, отмечены серебряной медалью выставки «Металлы Сибири - 2010. Металлургия. Машиностроение. Металлообработка. Сварка».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1 . В ходе математического моделирования процесса лазерной сварки проведена оценка температур, достигаемых в процессе соединения заготовок, и остаточных напряжений, возникающих при кристаллизации переплавленного металла. Максимальный уровень температур, достигаемых при сварке хромони-келевой аустенитной стали 12Х18Н10Т, низкоуглеродистой стали 20 и алюминиевого сплава АМг2М, составляет 2700 °С, 2480 °€, и 1100 °С соответственно. Анализ: полученных результатов показывает, что, несмотря на. кратковременность, теплового воздействия, в углеродистой и аустенитной сталях высока вероятность частичного или полного растворениям наноразмерных модификаторов:

2. При лазерной- сварке положительный эффект проявляется: на алюминиевых сплавах типа АМг2М; и А5М, титановом сплаве/ВТ20 и углеродистой' стали 20. При сварке: хромоникелевой стали 12Х18111 ОТ, термически упрочняемых алюминиевых сплавов Д16 и 01420, а также титанового сплава ВТ6 измельчения структуры и повышения: комплекса механических свойств сварных швовне зафиксировано. '

3. Результаты экспериментального исследования по модифицированию технически чистого алюминия? свидетельствуют о положительном-влиянии модификаторов* на структуру и свойства литого материала. Применение порошков наноразмерного карбида и карбонитрида титана; плакированных медью; приводит к измельчению кристаллитов, их дендритное строение сменяется: на, преимущественно полиэдрическое. В границах* ячеек с повышенной; плотностью дислокаций; зафиксированы, наноразмерные частицы. В результате: модифицирования предел прочности технически чистого алюминия« возрастает на 10;. .121 %, рост относительного удлинения образцов составляет от 12 до 30 %.

4. Предложена технология ввода модифицирующих добавок в сварные швы, основанная на применении в процессе лазерной сварки заготовок из алюминиевых сплавов промежуточных вставок из алюминиевой фольги с имплантированными в нее частицами модификатора. Такой подход обеспечивает равномерное распределение наночастиц по объему сварочной ванны. Модифицирование сварного шва сплава АМг2М с использованием промежуточных вставок позволило на 30 % повысить ударную вязкость сварного шва.

5. Модифицирование сварных швов титанового сплава ВТ20 наноразмер-ными частицами оксида иттрия< позволяет значительно измельчить кристаллы метастабильной а'-фазы. Это, в свою очередь, сохраняя предел прочности сварного шва на уровне основного металла, обеспечивает рост его характеристик вязкости: ударная вязкость растет на треть, а ресурс работы при малоцикловых испытаниях возрастает в 2,2 раза.

6. При лазерной сварке углеродистой стали наиболее эффективным является инокулирование материала сварного шва наноразмерными частицами кар-бонитрида титана, плакированными медью. Введение наночастиц приводит к измельчению кристаллов а-фазы и карбидных строчек, выделяющихся в ней, что является причиной повышения ударной вязкости матери ал анаЗО %.

7. Для повышения комплекса механических свойств сварных швов на углеродистых сталях и титановых сплавах, а также прилегающих к ним зон термического ^ влияния, предложена комбинированная^ обработка, основанная на модифицировании материала сварного шва наноразмерными частицами тугоплавких соединений и последующей поверхностной пластической деформации материала высокопрочным индентором, колеблющимся» с ультразвуковой частотой.

8. Использование технологии модифицирования-литейных сплавов приводит к неоднозначным-результатам. Наибольший эффект, проявляющийся в измельчении структуры и повышении прочностных свойств и показателей пластичности, достигается на алюминиевом сплаве АДО, температура плавления которого была минимальна. Модифицирование стали 35Л не приводит к изменению прочностных свойств, но сопровождается ростом ударной вязкости на 21 %. Результатом модифицирования серого чугуна ОЧ18 является измельчение выделений графита. При этом прочностные свойства остаются на прежнем уровне. Введение в бронзу БрА9ЖЗЛ частиц карбонитрида титана измельчает кристаллическую структуру материала, однако сопровождается снижением пластичности. Негативное влияние модифицирования объясняется повышением пористости отливок.

9. Результаты проведенных исследований апробированы в ООО «Центро-лит-С» (г. Новосибирск) при изготовлении втулок опорных катков экскаватора ЭКГ-8 и в ИТПМ СО РАН при разработке технологий лазерной сварки. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе в Новосибирском государственном техническом университете в лекционных и лабораторных курсах «Материаловедение», «Технология конструкционных материалов», «Сварочное производство» при подготовке бакалавров и магистров по направлению «Материаловедение и технология материалов», а также инженеров по специальности «Материаловедение в машиностроении». Технические решения, полученные с участием автора диссертации, экспонировались на научно-промышленных выставках и отмечены медалями международной выставки «Металлы Сибири» (2009 и 2010 гг.) и VIII Московского международного салона инноваций и инвестиций (2010 г.).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Головин, Евгений Дмитриевич, 2011 год

1. Вайнгард У. Введение в физику кристаллизации металлов. М. : Мир, 1967. 170 с.

2. Крещановский Н. С., Сидоренко М. Ф. Модифицирование стали. М. : Металлургия, 1970. 296 с.

3. Задиранов А.Н., Кац А. М. Теоретические основы кристаллизации металлов и сплавов : учеб. пособие. М. : МГИУ, 2008. 194 с.

4. Гольдштейн Я. Е., Мизин В. Е. Инокулированиежелезо-углеродистых сплавов. М.: Металлургия, 1993. 416 с.

5. Ребиндер П. А., Липман М. С. Физико-химические основы модификации металлов и сплавов малыми поверхностно активными примесями // Исследования в области прикладной физико-химии поверхностных явлений. М. ; Л., 1936.-С. 36-52.

6. Ребиндер П. А., Лихтман М. С. Исследование в области прикладной физической химии поверхностных явлений. М.; Л. : ОНТИ, 1932. 358 с.

7. Семенченко В. К. Поверхностные явления в металлах и сплавах. М. : Гостехтеориздат, 1957. 492 с.

8. Тамман Г. Металловедение. Химия и физика металлов и их сплавов. М. ; Л. : ОНТИ НКТП, 1935. 440 с.

9. Effect of Fe on grain refinement of commercial purity aluminum / Y. Zhang, N. Ma, H. Yi, S. Li, H. Wang // Materials and Design. 2006. Vol. 27, № 4. P. 794798.

10. Limmaneevichitr C., Eidhed W. Fading mechanism of grain refinement of aluminum-silicon alloy with Al-Ti-B grain refiner // Materials Science and Engineering. A. 2003. Vol. 349, № 1-2. P. 197-206.

11. Modeling of inoculation of metallic melts: application to grain refinement of aluminum by Al-Ti-B / A*. L. Greer, A. M. Bunn, A. Tranche, P. V. Evans, D. J. Bristow // Acta Materialia. 2000. Vol. 48, iss. 11. P. 2823-2835.

12. Johnsson M., Backerud L., Sigworth G. K. Study of the mechanism of grain refinement' of "aluminum after additions of Ti- and B-containing master alloys // Metallurgical and Materials Transactions. A. 1993. Vol. 24, № 2. P. 489-491.

13. Backerud L., Johnsson M. The relative importance of nucleation and growth mechanisms to control grain size in various aluminium'alloys // Light Metals. 1996. Vol. 27, № 4. P. 679-685.

14. Effect of silicon-on grain refinement of aluminum produced by electrolysis / Z. Liu, M: Wang, Y. Weng, T. Song, Y. Huo, J. Xie // Materials Transactions. 2003. Vol. 44, № 10. P. 2157-2162.

15. Mondolfo L. F. Aluminum alloys : structure and properties. London ; Boston : Butterworths, 1976. 971 p.

16. Quested T. E., Greer A. L. The effect of the size distribution of inoculants particles on as-cast grain size in aluminium alloys // Acta Materialia. 2004. Vol. 52, iss. 13. P. 3859-3868.

17. Tronche A., Greer A. L. Electron-backscatter diffraction study of inoculation of Al. Philosophical Magazine Letters. 2001. Vol. 81. P. 321-328'.

18. Modeling of inoculation of metallic melts: application to grain* refinementof aluminum by Al-Ti-B V A. L. Greer, A. M. Bunn,, A. Tronche, P. V. Evans, D. J.i

19. Bristow // Acta Materialia. 2000. Vol. 48,.iss. 11. P. 2823-2835.

20. Tronche A., Greer A.L. In: Peterson R.D., editor. // Light metals. Warrendale, PA: TMS; 2000. Pi 827-832.

21. Tronche A., Greer A.L. In: Ehrke K., Schneider W., editors.,// Continous-casting. Weinheim: DGM and Wiley-VCH; 2000P. 218-223.

22. Schumacher P., Greer A.L., Worth J'., Evans P:V., Kearns M.A., Fisher P. et al: // Materials Science Technology. 1998. Vol: 14, iss. 394;

23. MaxwellT., Hellawell A. // Acta Metallurgica. 1975. Vol. 23, iss. 229. 28uDavies,I.G.,.Dennis J.M., Hellawell-A. // Metalls Transactions. 1970. Vol!1, iss. 275.

24. Honeycomb R. W. Plastic deformation of metals. New York : St. Martin's Press, 1968. 477 p.

25. The plastic deformation of polycrystalline aggregates / R. Armstrong, I. Codd, M. Douthwaite, N. J. Petch // Philosophical Magazine. 1962. Vol. 7, iss. 73. P. 45-58.

26. Conrad H. Model of strain hardening to explain the effect of grain size on the flow stress of metals, in: Ultrafine Grains in Metals Russian Translation. Moscow : Metallurgiya, 1973. 206 p.

27. Гуляев Б. Б. Синтез.сплавов. (Основные принципы. Выбор компонентов). М.: Металлургия, 1984. 160 с.

28. Коган J1. И. и др. «Проблемы металловедения и физики металлов», М. : Металлургиздат, 1949. 225 с.

29. Осинцев О. Е., Федоров В. Н. Медь и медные сплавы: отечественные и зарубежные марки : справочник. М.: Машиностроение, 2004. 336 с.

30. Ловчиков А. В. Микролегированные медные сплавы. М.: Цветметин-формация, 1988. Вып. 3. 58 с.

31. Stefanescu D. М. Science and engineering of casting solidification. New York : Kluver Academic, 2002. 324 p.

32. Николаев Г. А., Фридляндер И. H., Арбузов Ю. П. Свариваемые алюминиевые сплавы. М. : Металлургия, 1990. 296 с.

33. GwayerA. G., PhillipsH. W. // Journal of Institute of Metals. 1926. Vol. 36, p. 283.

34. Кунин Л. Л. Поверхностные явления в металлах / под ред. Ю. А. Клячко. М. : Металлургиздат, 1955. 304 с.

35. Андреев И. А. Физико-химические основы производства стали. М. : Изд. АН СССР,1951. 152 с.

36. Гуляев А. П., Ульянин Е. А. Специальные стали и сплавы // ЦНИИЧМ. 1965. Вып. 39. С. 5.

37. Приданцев М. В. Влияние примесей и редкоземельных элементов на свойства сплавов. М. : Металлургиздат, 1962. 208 с.

38. Гуляев Б. Б. Литейные процессы. М.; Л. : МАТТТГИЗ, 1960. 416 с.

39. Власов В. С. Влияние структуры аустенита на перлитное превращение и конструктивную прочность стали : дис. . канд. техн. наук. Новосибирск, 1982. 179 с.

40. Свойства и природа упрочнения низколегированной стали, содержащей небольшие количества ниобия, ванадия-и титана / В. С. Щербакова, В. И. Саррак, Л. С. Лившиц, Н. А. Гринберг // Сталь. 1971. № 6. С. 538-542.

41. Майер Л., Шаувиндхольд Д. Влияние ниобия на свойства свариваемых конструкционных сталей // Черные металлы. 1967. № 1. С. 3-18.

42. Гольдштейн1 М. И. Карбонитридное упрочнение низколегированных сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1979. № 7. С. 2-5.

43. Бойко Ю. Ф., Навроцкий И. В., Подгайский М. С. Образование фер-ритных зерен при полиморфном* превращении // Физика металлов'и металловедение. 1980. т. 49. №. 1. С. 126-131.

44. Wrissenberg Н., Hornbogen Е. Der Uebergang von diskontinuierlicher zu kontinuierlicher Bildung von Perlit aus warmverformten Austenit. // Arch. Eisenhuet-ternw. 1979. T. 50, № 11, S. 479-483.

45. Влияние горячей деформации аустенита стали 140ГЗ на его структуру и кинетику последующих превращений / М. Л. Бернштейн, В. А. Займовский, А. Г. Козлова, Т. Л. Колупаева// Известия АН СССР. Металлы. 1977. № 1. С. 155-160.

46. Тушинский JI. И. Перспективы повышения конструктивной прочности стали // Субструктура и конструктивная прочность стали : межвуз. сб. науч. тр. Новосибирск : НЭТИ, 1976. С. 3-38.

47. Неймарк В. Е., Духин А. И. // Проблемы металловедения и физики металлов. 1959. №6. С. 34-39.

48. Каменецкая Д. С., Пилецкая И. Б. // Проблемы металловедения и физики металлов». 1955. № 4. С. 63.

49. Клячко Ю. А. и др. // ДАН СССР. 1950. Т. 72, № 5. С. 927.

50. Kreszanovskij N. S., Ginzburg Е. S. // Metallurgie und Giesserei Technik. 1954. № 11. S. 497.

51. Крещановский H. С. и др. // Литейное производство. 1951. № 2. С. 26.

52. Крещановский Н. С. и др. // Литейное производство. 1954. № 1. С. 23.

53. Крещановский Н. С., Сидоренко М. Ф. // Литейное производство. 1961. №11. С. 32.

54. Крещановский Н. С. // Материалы 27-го Международного конгресса литейщиков в Цюрихе. 1960. С. 367.

55. Френкель Я. И. Кинетическая теория жидкостей. Л. : Наука, Ленингр. отд., 1975. 592 с.

56. Atkinson Н. V., Shi G. Characterization of inclusions in clean steels: a review including the statistics of extremes methods // Progress in Materials Science. 2003. Vol. 48, iss. 5. P. 457-520.

57. Чернов Д. К. Исследования, относящиеся до структуры литых стальных болванок // Чернов Д. К. Избранные труды по металлургии и металловедению. М. : Наука, 1983. С. 208-235.

58. Frank F. С. Crystal dislocations. Elementary concepts and definitions // Philosophical Magazine. Series 7. 1951. Vol. 42, iss. 331. P. 809-819.

59. Frank F. C. Capillary equilibria of dislocated crystals // Acta Crystallographies 1951. Vol. 4, pt. 6. P. 497-501.

60. Кистяковский В. А., Данков П. Д. К вопросу об электрокристаллизации металлов. Статья вторая // Известия АН СССР. Серия 7. Отделение математических и естественных наук. 1932. № 7. 993-996.

61. A mechanism for the poisoning effect of silicon on the grain refinement of Al-Si alloys / D. Qui, J. A. Taylor, M-X. Zhang, P. M. Kelly// Acta Materialia. 2007. Vol. 55, iss. 4. P. 1447-1456.

62. Shiflet G. J., Merwe J. H. The role of structural ledges as misfit-compensating defects: fcc-bcc interphase boundaries // Metallurgical and Materials Transactions. A. 1994. Vol. 25, № 9. P. 1895-1903.

63. Крещановский H. С.и др. // Вопросы металловедения аустенитных сталей (ЦНИИТМАШ). 1956. № 52.

64. Козачковский О. Д. // Вопросы физики металлов и металловедения. 1948. №1, С. 76.

65. Браун М. П., Буруклис Г. А., Дурдо М. Т. Модифицированная быстрорежущая сталь. М. : Машгиз, 1956. 130 с.

66. Langmuir I. The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica and platinum // Journal of the American Chemical Society. 1918. Vol. 40, iss. 9. P. 1361— 1403.

67. Крушенко Г. Г., Фильков М. Н. Модифицирование алюминиевых сплавов нанопорошками // Нанотехника. 2007. № 12. С. 58-64.

68. Гостев А. С., Гостева Е. Г., Гулевский В. А. Роль нанопорошков в модифицировании сплавов // Молодой ученый. 2010. № 11-1'. С. 53-55.

69. Мартюшев Н. В. Улучшение свойств бронз, содержащих свинец, их легированием и микролегированием // Металлургия машиностроения. 2011. № З.С. 37-41.

70. Петрунин А. В., Панфилов А. В., Панфилов А. А. О влиянии модифицирования наноразмерными тугоплавкими частицами на структуру и свойства алюмоматричных композитов // Литейное производство. 2009. № 10. С. 17—20.

71. Влияние инокулирующего модифицирования на морфологию и топографию, упрочняющих фаз в жаропрочном сплаве / Е. Н. Еремин, А. С. Лосев, Ю. О. Филиппов, А. Е. Еремин // Литейщик России. 2008. № 8. С. 39-43.

72. Миннеханов Г. Н., Гурдин В. И., Миннеханов Р. Г. Выбор оптимальных модифицирующих комплексов для среднеуглеродистых сталей с повыше-ной хладостойкостью // Омский науч. вестн. 2007. № 2. С. 140-142.

73. Седельников В. В. Структурообразование кристаллизующихся систем при модифицировании их ультрадисперсными порошками // Литейное производство. 2005: № 1. С. 2-5.

74. Миннеханов Г. Н., Миннеханов Р. Г., Еремин-Е. Н. Влияние модифицирования наночастицами карбонитрида титана на кристаллизацию жаропрочного, никелевого сплава ЖС-32 // Омский науч. вестн. 2009: №77-1. С. 39-42.

75. Е. Д. Головин, В. А. Кузнецов, А. И. Попелюх, А. Ю: Голиков. Применение лигатуршри выплавке серого чугуна СЧ 15 // Научный вестник НГТУ. 2011. №1(42). С. 159-162.

76. В. Г. Буров, А. И. Попелюх, Е. Д. Головин; А. Ю. Огнев, Е. О. Бородина, Д. Д. Головин. Образование хрупкой фазы в сварных швах аустенитной хромоникелевой стали в процессе лазерной сварки // Обработка металлов.- 2011. №2(51). С. 53-57.

77. Najafi H., Rassizadhghani J., Asgari S; As-cast mechanical properties of vanadium/niobium microalloyed steels- // Materials Science and Engineering. A. 2008. Vol. 486, iss; 1-2. P. 1-7.

78. Ferkel H. Properties of copper reinforced by laser-generated A1203-nanoparticles // Nanostructured Materials. 1999: Vol; 11, iss. 5. P: 595-602.

79. Zhang Hi, R., Ojp; ©i A;, ChaturvednM: CI -Nainosize:-boride particles in heat-treated nickel base' superalloys // Scripta Materialia. 2008. Vol: 58, iss; 3. P. 167-170;

80. Bouaeshi W. B., Li D: Y. Effects of Y203 addition on microstructure, mechanicallpropertieSj electrochemical!behavior, andlresistance to corrosive wearrof aluminum^■-// Tribology International! 2007. Vol; 40, iss; 2: P: 188^-199:

81. Basavakumar K. G., Mukunda P. G., Chakraborty M. Influence of grain refinement and^modification on; microstructure and; mechanical^ properties of Al-7Si and Al-7Si-2.5Cu cast alloys // Materials Characterization. 2008. Vol. 59, iss. 3. P. 283-289.

82. Qian M. Heterogeneous nucleation on potent spherical substrates during solidification // Acta Materialia. 2007. Vol; 55, iss 3. P. 943-953.

83. Nafisi S., Ghomashchi R., Vali H. Eutectic nucleation in hypoeutectic Al-Si alloys // Materials Characterization. 2008. Vol. 59, iss. 10. P. 1466-1473.

84. Talas Si, Cochrane R. C. Effects of Ti on the morphology of high purity iron alloys // Journal of Alloys and Compounds. 2005. Vol. 396, iss. 1-2. P. 224-227.

85. Non-metallic inclusion and intragranular nucleation of ferrite in Ti-killed C-Mn steel / J.-S. Byun, J.-H. Shim, Y. W. Cho, D. N. Lee // Acta Materialia. 2003. Vol. 51, iss. 6. P. 1593-1606.

86. Nagarjuna S., Sanna D. S. Effect of cobalt additions on the age hardening of Cu-4.5Ti alloy II Journal of Materials Scicnce. 2002. Vol. 37, № 10. P. 19291940.

87. Effect of Zr addition on corrosion behavior of Cu-6Ni-2Mn-2Sn-2 A1 alloy / Y. Seo, S. Kim, S. Han, C. Kim // Metallurgical and Materials Transactions. A. 2002. Vol. 33, № 7. P. 2237-2240.

88. Laser welding of modified 12% Cr stainless steel: strength, fatigue, toughness, microstructure and corrosion properties / E. Taban, E. Deleu, A. Dhooge, E. Kaluc // Materials & Design: 2009. Vol. 30, iss. 4. P. 1193-1200.

89. Nucleation of intragranular ferrite at Ti203 particle in low carbon steel / J.-H. Shim, Y. W. Cho, S. H. Chung, J.-D. Shim, D. N. Lee // Acta Materialia. 1999. Vol. 47, iss. 9. P. 2751-2760:

90. Богомолова H. А. Практическая металлография : учеб. для сред. ПТУ. 3-е изд., перераб. и доп. М. : Высш. шк., 1987. 240 с.

91. Брандон Д., Каплан У. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля. М. : Техносфера, 2006. 384 с.

92. Ямпольский А. М. Травление металлов. М. : Металлургия, 1980. 168с.

93. Коваленко В. С. Металлографические реактивы : справочник. М. : Металлургия, 1981. 121 с.

94. Беккерт М: Способы металлографического травления М. : Металлургия, 1988. 400 с.

95. Растровая-электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ: в 2 кн. Кн. 1.: пер. с англ. / Дж. Гоулдстейн, Д. Ньюбери, П. Эчлин, Д. Джой, Ч. Фиори, Э. Лифшин. М. : Мир, 1984. 303 с. : ил.

96. Томас Г. Электронная микроскопия металлов. М. : ИЛ:, 1963. 351 с.

97. Электронная микроскопия в металловедении : справочник / под ред. А. В. Смирновой. М. : Металлургия, 1985. 192 с.

98. Thompson К. С., Reynolds R. J. Atomic absorption, fluorescence and flame emission spectroscopy :a practical approach. 2nd ed. New York : Wiley, 1978. 319 p.

99. Element-specific chromatographic detection by atomic emission spectroscopy / ed. P. C. Uden. Washington : American Chemical Society, 1992. 350 p. (ACS symposium series; 479).

100. ГОСТ 9012—59. Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю. Введ. 1960-01-01. М: : Изд-во стандартов, 1959. 45 с.

101. ГОСТ 23667—791 Твердомеры для металлов. Общие технические требования. Введ. 1981-01-01. М. : Изд-во стандартов, 1981. 12 с.

102. ГОСТ 9013-59. Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу. Введ. 1960-01-01. М.: Изд-во стандартов, 1959. 9 с.

103. ГОСТ 9450-76. Измерение микротвердости'вдавливанием алмазных наконечников. Введ. 1977-01-01. М. : Изд-во стандартов, 1970. 10 с.

104. Золоторевский В. С. Механические свойства»металлов. М. : МИСИС, 19981 400 с.

105. ГОСТ 6996-66. Сварные соединения. Методы определения механических-свойств. Взамен ГОСТ 6996-54 ; введ. 1967-01-01. М. : Изд-во стандартов, 1967. 44 с.

106. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. Введ. 1986-01-01. М.: Изд-во стандартов, 1985. 39 с.

107. ГОСТ 9454-78. Металлы. Методы испытания на ударный изгиб при пониженной, комнатной и повышенной температурах. Введ. 1979-01-01. М. : Изд-во стандартов, 1978. 12 с.

108. Романив О. Н., Ткач А. Н. Структурный анализ кинетических диаграмм! усталостного разрушения конструкционных сталей // Физико-химическая механика материалов. 1987. № 5. С. 3-16.

109. Романив О. Н., Ткач А. Н. Структура и припороговая усталость сталей // Физико-химическая механика материалов. 1983. № 4. С. 19-33.

110. Ярема С. Я., Мельничок Л. С., Попов Б. А. Аналитическое описание диаграмм усталостного разрушения по участкам // Физико-химическая механика материалов. 1982. Т. 18, № 6. С. 56-58.

111. Романив О. Н. Вязкость разрушения конструкционных сталей. М. : Металлургия, 1979. 176 с:

112. Ярема С. Я) Исследование роста усталостных трещин и кинетические диаграммы, усталостного разрушения // Физико-химическая механика материалов. 1977. Т. 13, № 4. с. 3-22.

113. Ярема С. Я. Некоторые вопросы методики испытаний материалов на, циклическую трещиностойкость // Физико-химическая механика материалов. 1978. Т. 14. №4. С. 68-77.

114. Определение характеристик сопротивления- развитию трещины (трещиностойкости) металлов при, циклическом нагружении. Методические указания // Физико-химическая механика материалов. 1979. Т. 15, № 3. С. 8397.

115. Школьник Л. М. Методика усталостных испытаний : справочник. М. : Металлургия, 1978. 304 с.

116. ГОСТ 25.506-85. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. Введ. 1986-01-01. М. : Изд-во стандартов, 1985. 38 с.

117. Годунов С. К., Рябенький В. С. Разностные схемы (введение в теорию). М. : Наука, 1973. 400 с.

118. Юрьев С. Ф. Удельные объёмы фаз'в мартенситном превращении ау-стенита. М. : Металлургиздат, 1950. 48 с.

119. Попова JI. Е., Попов А. А. Диаграммы превращений аустенита в сталях и бета-раствора в сплавах титана. М. : Металлургия, 1991. 503 с.

120. Кристиан Дж. Теория превращений в металлами сплавах. В 2 ч. Ч. 1. Термодинамика и общая кинетическая теория : пер. с, англ. М. : Мир, 1978. 806 с.

121. Sheng, I., Chen. Y. Modeling welding by surface healing // Journal of Engineering Materials and Technology. 1992. № 114. P. 439-448.

122. Inoue Т., Raniecki B. Determination of thermal-hardening stresses in steels by use of thermoplasticity theory // Stresses in Steels by use of Solids. 1978. Vol. 26, №3. P. 187-212.

123. Абрамов В. В. Напряжения и деформации при термической обработке стали. Киев ; Донецк : Вища шк., 1985. 133 с.

124. Denis S., Sjostrom S., Simon A. Coupled temperature, stress, phase transformation calculation // Metallurgical and Materials Transactions. A. 1987. Vol. 18, № 7. P. 1203-1212.

125. Hildenwall В., Ericsson Т. Prediction of residual stresses invcase hardening steels // Hardenability concepts with applications to steel : proc. of a symp. USA, Chicago, 24-26 Oct. 1977. New York. : Metallurgical Society of AIME, 1978. P. 579-606.

126. Северденко В. П., Сухо древ Э. Ш., Орлов А. Р. Механические свойства сталей, деформированных в широком интервале температур / ред. В. П.

127. Северденко ; АН БССР. Физико-технический ин-т. Минск : Наука и техника, 1974. 56 с.

128. Peirce D., Shih С. F., Needleman A. A tangent modulus method for rate dependent solids // Computers & Structures. 1984. Vol. 18, iss. 5. P. 875-887.

129. Jonsson M., Karlsson L., Lindgren L. Deformations and stresses in butt-welding of large plates with special reference to the mechanical material properties // Journal of Engineering Material and Technology. 1985. Vol. 107, iss. 4. P. 265-270.

130. Малинин Н. H. Прикладная теория пластичности и ползучести : учеб. для студентов вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М. : Машиностроение, 1975. 400 с.

131. Прус А. А., Ермолаев Б. И. Металлы и сплавы. Справочные данные о физико-механических свойствах при различных температурах и условиях на-гружения. М. : ЦНИИ, 1975. 583 с.

132. Зиновьев В. Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах : справочник. М. : Металлургия, 1989. 383 с.

133. Винокуров В. А., Григорьянц А. Г. Теория сварочных деформаций и напряжений. М. : Машиностроение, 1984. 280 с.

134. Bôrjesson L. Coupled thermal, metallurgical and mechanical models of multipass welding. Luleâ : Luleâ tekniska univ., 1999. 358 p.

135. Особенности формирования сварных швов при лазерной сварке углеродистых сталей / В. Г. Буров, А. М. Оришич, А. А. Батаев, Ю. В. Афонин, Е. Д. Головин, А. Ю. Огнев // Обработка металлов. 2005. № 4 (25). С. 13-14.

136. Григорьянц А. Г., Шиганов И. Н. Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн. 5. Лазерная сварка металлов / под ред. А. Г. Григорьянца. М. : Высш. шк., 1988. 207 с.

137. Cibula А. The mechanism of grain refinement of sand castings in.aluminium alloys // Journal of the Institute of Metals. 1949: Vol; 76. P. 323-360.

138. Бондарев Б. И», .Напалков; В . И., Тарарышкин В. И. Модифицирование алюминиевых деформируемых сплавов. М. : Металлургия, 1979. 224 с.

139. Мальцев М. В: Модифицирование структуры металлов и сплавов. М. : Металлургия, 1964. 214 с.

140. Nafisi S., Ghomashchi* R. Boron-based refiners:: implications in conventional casting of Al-Si alloys // Materials Science and Engineering: A.2007. Vols. 452-453. P. 445-453.

141. Vinod Kumar G. S., Murty B. S., Chakraborty M. Grain refinement response of LM25 alloy towards Al-Ti-C and Al-Ti-B grain refiners // Journal of Alloys and Compounds. 2009. Vol. 472, iss. 1-2. Р. 112-120.

142. Повышение механических свойств алюминиевых литейных сплавов с помощью ультрадисперсных порошков / Г. Г. Крушенко, Б. А. Балашов, 3. А. Василенко, М. Н. Фильков, Т. Н. Миллер // Литейное производство. 1991. №4. С. 17-18.

143. Напалков В. И., Махов С. В. Легирование и модифицирование алюминия и магния. М.: МИСИС, 2002. 375 с.

144. Коротаева 3. А. Получение ультрадисперсных порошков механохи-мическим способом и их применение для модифицирования материалов : авто-реф. дис. . канд. хим. наук : 02.00.04 / Место защиты: Кемеров. гос. ун-т. Кемерово, 2008. 22 с.

145. Егоров-Тисменко Ю. К. Кристаллография и кристаллохимия : учеб. для вузов по специальности «Геология» М. : Кн. дом «Ун-т», 2005. 587 с.

146. Современная кристаллография. В 4 т. Т. 3. Образование кристаллов / А. А. Чернов, Е. И. Гиваргизов, X. С. Багдасаров и др. ; редкол.: Б. К. Вайн-штейн и др.. М. : Наука, 1980. 407 с.