Повышение механических свойств металлов и сплавов за счет структурных изменений в поверхностных слоях при ультразвуковой обработке тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.01, кандидат наук Кувшинов Максим Олегович

• Кувшинов Максим Олегович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Кувшинов Максим Олегович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Влияние поверхностного слоя на долговечность деталей машин

1.2 Современное представление о поверхностном слое металлических 19 материалов

1.3 Влияние поверхностных слоев на функционирование деталей 21 машин

1.4 Ультразвуковая обработка, как эффективный метод повышения 25 эксплуатационных характеристик изделий

1.5 Особенности структурообразования при ультразвуковой обработке

1.6 Влияние остаточных напряжений на долговечность деталей машин

1.6.1 Методы контроля остаточных напряжений

1.7 Постановка цели и задач исследований

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материалы для исследований

2.2 Методы и методики проведения исследований

2.2.1 Химический анализ

2.2.2 Определение шероховатости

2.2.3 Металлографический анализ

2.2.4 Определение микротвердости

2.2.5 Просвечивающая электронная микроскопия

2.2.6 Определение остаточных макронапряжений

2.2.7 Ультразвуковой контроль остаточных напряжений

2.3 Технология ультразвуковой обработки

2.4 Статистические методы обработки результатов измерений

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ 84 ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Исследование влияния ультразвуковой обработки на структуру и 84 свойства металлов и сплавов

3.1.1 Исследование микрогеометрии поверхности

3.1.2 Металлографические исследования

3.1.3 Исследование изменения микротвердости

3.1.4 Электронно-микроскопические исследования

3.1.5 Определение остаточных макронапряжений

3.2 Исследование влияния комбинированной обработки на структуру и 113 свойства стали 03Н18К9М5Т

3.3 Исследование влияния ультразвуковой обработки на напряженное 121 состояние стали 03Н17К10В10МТ

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 4. ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВОЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ 132 УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ

4.1 Основные принципы разработки технологического процесса с 132 использованием ультразвуковой обработки

4.2 Промышленное опробование результатов исследований

4.3 Технологические испытания на коррозионную стойкость

4.4 Технологические испытания на износостойкость

4.5 Анализ примеров промышленного освоения технологических 142 процессов ультразвуковой обработки

4.6 Процедура управления остаточными напряжениями 144 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4 146 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 147 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 151 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 152 Приложение 1 174 Приложение 2 175 Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение механических свойств металлов и сплавов за счет структурных изменений в поверхностных слоях при ультразвуковой обработке»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Постоянно возрастающие требования к надежности, безопасности и повышению срока службы машин и конструкций определяют потребность в создании и внедрении на производстве прогрессивных технологий, повышающих эксплуатационные характеристики деталей машин на всех этапах их жизненного цикла. Работоспособность машин напрямую связана с качеством поверхностного слоя деталей. Именно поверхностный слой во многом определяет срок их службы.

Надежность и работоспособность машин непосредственно связана с качеством поверхностного слоя, который формируется на этапах финишной обработки поверхности. При этом в поверхностном слое металла деталей машин остаются следы внедренных абразивных частиц, прижоги, а также микротрещины, которые достаточно трудоемко устранить последующей полировкой с использованием абразивных материалов. Указанные дефекты выступают в роли концентраторов напряжений и зачастую с них начинается процесс разрушения поверхностного слоя деталей при эксплуатации, что снижает надежность деталей машин и машин в целом. Следовательно, развитие современных технологий повышения качества поверхностного слоя требует опережающего подхода в условиях бурного технического прогресса.

Для обработки поверхности изделий используются различные методы, наиболее широкое применение нашли: закалка ТВЧ, химико-термическая, электроэрозионная, электроимпульсная, электронно-лучевая, лазерная, магнитная, химическая и многие другие. Однако при реализации этих методов требуется большое количество тепловой энергии.

Значительная роль в обработке поверхности принадлежит методам поверхностного пластического деформирования, таким как: выглаживание, обкатывание, дорнование и др. При обработке методами ППД происходит

формирование модифицированного поверхностного слоя с равномерным распределением микротвердости по поперечному сечению и остаточными сжимающими напряжениями. Однако по своей природе эти воздействия на поверхностный слой являются статическими, сопровождающиеся большими нагрузками на обрабатывающий инструмент и саму деталь и, как следствие, высоким трением, а отсюда низким качеством получаемой поверхности. Повышение качества получаемой поверхности возможно подбором режимов обработки, но это идет в ущерб производительности процесса. Метод пластического деформирования с наложением ультразвуковых колебаний на инструмент позволяет получать более качественную обработку поверхности сразу по нескольким параметрам с меньшими затратами: шероховатость, упрочнение и остаточные внутренние напряжения.

Ультразвуковая обработка обеспечивает требуемое воздействие на объект обработки на микро- и субмикроуровне. Ультразвуковая обработка позволяет существенно изменить структуру и свойства поверхностного слоя, обрабатываемых металлов путем высокоэнергетического воздействия на него.

Разработка методов формирования микро- и субмикрокристаллической структуры в конструкционных материалах - является новым и эффективным направлением в современном металловедении. Ультразвуковая обработка представляет собой прогрессивную технологию финишной обработки, позволяя заменить ряд классических методов поверхностного пластического деформирования, реализуемых по различным схемам, например накатывание и выглаживание.

В настоящее время УЗО занимает достойное место среди прочих методов модифицирования структуры. Многочисленные исследования открыли обширные возможности для применения ультразвука при обработке металлов.

УЗО значительно выигрывает на фоне других методов имея ряд неоспоримых преимуществ, таких как: отсутствие интенсивного механического воздействия на изделия, которое может привести к их

деформации; отсутствие термического воздействия, которое может привести к перегреву металла и изменению свойств; возможность обработки широкой номенклатуры деталей, в том числе с высокой исходной твердостью; имеет высокую воспроизводимость и повторяемость за счет точного управления параметрами обработки, а также высокую производительность.

Однако ясного понимания механизмов изменения структуры металлических материалов при их УЗО до сих пор нет. Это затрудняет управление данным процессом, что особенно важно для создания структурно однородной микро- и субмикрокристаллической структуры в поверхностных слоях конструкционных металлических материалов.

Следовательно, проработка вопроса применения ультразвука в обработке металлов и сплавов для повышения их физико-механических характеристик, а также последующее применение полученных результатов в инженерной деятельности является актуальной задачей.

Степень разработанности. Изучению технологии УЗО в отечественной и зарубежной науке посвящено большое количество работ [1 - 15].

Исследования в данном направлении проводятся в различных научных школах. Можно отметить результаты работ следующих авторов: В.И. Лукин, В.В. Столяров, В.П. Северденко, А.И. Марков, И.И. Муханов, В.Е. Панин, А.В. Панин, Ю.В. Холопов, Д.С. Фатюхин, J. Huuki, S.V. Laakso, R.K. Dutta и многие другие [16-20].

На данный момент хорошо изучено влияние УЗО на структуру среднеуглеродистых и низколегированных сталей, таких как, стали 20, 40Х, 45, 60, 20Х13, некоторых специальных сталей, например, 4Х5МФ1С, а также чистых металлов, например, алюминий и технически чистый титан. Однако недостаточно внимания уделено вопросу структурных изменений в высокопрочных сложнолегированных сплавах при УЗО, а структурные изменения, обусловленные последовательным воздействием механической (УЗО) и термической обработки вообще не исследованы.

Кроме этого, на данный момент основные тенденции и перспективы развития современного материаловедения направлены на развитие научных основ повышения надежности металлоконструкций эксплуатирующихся в экстремальных климатических условиях путем модифицирования их различными видами обработки (высокоэнергетическим воздействием, ударно-механической обработкой и др.) (грант РНФ №16-19-10010), а также на разработку научно-обоснованных подходов и аппаратно-программных средств мониторинга поврежденности конструкционных материалов на основе подходов искусственного интеллекта для обеспечения безопасной эксплуатации технических объектов в Арктических условиях (грант РНФ №19-19-00332).

В связи с чем имеющийся объем наработок по изучению влияния модифицирования поверхностных слоев посредством технологии УЗО и его влиянию на механические свойства представляется не достаточным и имеется необходимость в дальнейших исследованиях в данном направлении.

Цель работы - повышение эксплуатационных свойств изделий общего машиностроения, специального машиностроения, атомной и других отраслей промышленности за счет использования ультразвуковой обработки, влияющей на структуру и механические свойства поверхностных слоев металлов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести аналитический обзор влияния состояния поверхностного слоя на эксплуатационные свойства деталей машин.

2. Провести исследования влияния ультразвуковой обработки на структуру и свойства поверхностного слоя конструкционных металлических материалов по предложенным режимам УЗО, и оценить их влияние на механические свойства.

3. Исследовать закономерности модификации структуры мартенситно-стареющей стали 03Н18К9М5Т при комбинированной

«ТО+УЗО» обработках и выявить их влияние на механические свойства поверхностного слоя.

4. Провести анализ особенностей формирования остаточных напряжений в поверхностных слоях осесимметричной разнотолщинной детали из стали 03Н17К10В10МТ и дать оценку влияния УЗО на напряженное состояние.

Объект исследования - конструкционные металлы и сплавы, применяемые для изготовления деталей ответственного назначения (стали 12Х18Н10Т, 30ХГСА, 03Н18К9М5Т, 03Н17К10В10МТ, титановый сплав ВТ16, медь М0б).

Предмет исследования - структурные изменения конструкционных металлических материалов, обусловленные ультразвуковой обработкой.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Выявлены изменения в структурном состоянии поверхностного слоя сталей 12Х18Н10Т, 30ХГСА, титановом сплаве ВТ16, меди М0б, подвергнутых УЗО. Например, установлено, что в поверхностном слое стали 12Х18Н10Т под воздействием УЗО идут процессы интенсивного вторичного двойникования и частичное мартенситное превращение, а в поверхностном слое стали 30ХГСА происходит организация дислокационной структуры, выражающаяся в формировании ячеистой субструктуры внутри мартенситных реек, в процессе движения дислокаций внутри мартенситных реек происходит образование субграниц деформационных ячеек. Получены закономерности поведения параметров структуры в зависимости от режимов УЗО (статическая сила прижима, скорость обработки).

Анализ отечественных и зарубежных литературных источников показал, что на момент написания работы в них отсутствовали сведения о структурно -фазовом состоянии поверхностного слоя исследуемых металлов и сплавов подвергнутых УЗО. Так, в работах металлофизика В.Е. Панина, уделяющего особое внимание УЗО, достаточно подробного изучены структурно-фазовые

превращения в титановых сплавах ВТ6, ВТ1 -0, армко-железе, углеродистых сталях, а также в некоторых среднелегированных сталях.

2. Впервые выявлены структурные превращения, происходящие в поверхностном слое стали 03Н18К9М5Т при обработке, заключающейся в последовательном совмещении термического и ультразвукового воздействия. Установлено, что промежуточная УЗО между закалкой и старением обуславливает формирование субзеренной структуры размером ~120 нм и выделение высокодисперсных интерметаллидных фаз. Механизм формирование субзеренной структуры и высокодисперсных интерметаллидных фаз связан с повышением энергии кристаллической решетки при УЗО и изменением протекания процесса старения.

3. Проведен анализ особенностей формирования остаточных напряжений в поверхностном слое в осесимметричной разнотолщинной детали из стали 03Н17К10В10МТ до и после ультразвуковой обработки. Выявлено, что УЗО способствует уменьшению уровня растягивающих остаточных напряжений по поперечному сечению, а их средние арифметические значения на поверхности меняются с +250 МПа на +80 МПа. Если до УЗО разброс значений растягивающих остаточных напряжений по поперечному сечению находился в интервале от + 250 до +350 МПа, то после УЗО величина остаточных напряжений плавно увеличивается по удалению от поверхности, при этом интенсивность повышения абсолютного уровня напряжений составила ~30 МПа на каждые 0,25 мм сечения. Уменьшение величины растягивающих остаточных напряжений оказывает положительное влияние на эксплуатационные свойства металлоизделий. В частности, при испытании «кислотной» пробой в деталях после УЗО трещины не появлялись, тогда как детали без УЗО испытание «кислотной» пробой не прошли: наблюдается появление трещин.

Теоретическая и практическая значимость. Представленная в работе совокупность полученных данных о строении и свойствах поверхностных слоев исследуемых материалов полученных УЗО представляет научный

интерес и научно-техническую ценность как для материаловедения, так и смежных научных специальностей.

Установленные закономерности модифицирующего воздействия УЗО на структуру и свойства конструкционных металлических материалов вносят существенный вклад в развитие представлений о структурных превращениях на различных размерных уровнях, позволяя прогнозировать развитие физико-механических свойств получаемых упрочненных слоев.

По результатам исследований разработан научно обоснованный способ упрочняющей обработки мартенситно-стареющей стали 03Н18К9М5Т позволяющий формировать поверхностный слой с заданными физико-механическими свойствами, который защищен патентом РФ (№2740294), полученным в Федеральной службе по интеллектуальной собственности.

Полученные результаты позволили сформулировать обоснованные практические рекомендации необходимые для формирования модифицированных слоев деталей машин с заданными физико-механическими свойствами. Также результаты могут быть использованы при внедрении технологии УЗО для обработки деталей из конструкционных, высокопрочных и специальных сталей ответственного назначения в опытное и серийное производство.

Методология и методы исследования. При выполнении работы применялись современные методы исследования структуры, а также физико-механических свойств материалов с последующей статистической обработкой результатов, а также поверенные средства измерений и испытательное оборудование. Оценка шероховатости проводилась на профилометре Hommel-Etamic Т8000. Остаточные напряжения определялись на дифрактометре ДРОН-7 и комплексе измерительно-вычислительном «Астрон». Металлографический анализ выполнялся на анализаторе фрагментов микроструктуры твердых тел на базе микроскопа Olympus GX53 и просвечивающем электронном микроскопе JEOL JEM-2100. Микротвердость

определялась с использованием прибора ПМТ-3 и микротвердомера ВигаБсап 20 05.

Положения, выносимые на защиту:

- закономерности структурно-фазовых превращений в поверхностных слоях сталей 12Х18Н10Т, 30ХГСА, титановом сплаве ВТ16, меди М0б, заключающиеся в изменении размеров структурных составляющих субструктуры (субзерен, фрагментов), изменении плотности дислокаций;

- структурные превращения и механические свойства поверхностных слоев стали 03Н18К9М5Т, формирующиеся при различных сочетаниях ультразвуковой и термической обработок;

- способ упрочняющей обработки мартенситно-стареющей стали 03Н18К9М5Т заключающийся в последовательном совмещении ультразвукового и термического воздействия (закалка +УЗО + старение) и защищенный патентом РФ (№2740294), полученным в Федеральной службе по интеллектуальной собственности;

- характер напряженного состояния поверхностных слоев осесимметричной разнотолщинной детали из стали 03Н17К10В10МТ после проведения ультразвуковой обработки.

Степень достоверности. Достоверность результатов подтверждается систематической воспроизводимостью и повторяемостью результатов, характерными особенностями проведения экспериментальных исследований, использованием поверенного современного научно-исследовательского оборудования, внесенного в Государственный реестр средств измерений, а также согласованностью полученных результатов с результатами других исследователей.

Апробация работы. Основные результаты работы рассматривались на следующих конференциях, конкурсах и семинарах: «XVII Международная научно-техническая Уральская школа-семинар металловедов - молодых ученых» (5 - 9 декабря 2016 г.), «XV Международная молодежная научно-техническая конференция «Будущее технической науки» (27 мая 2016 г.),

«VIII Международная конференция «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений» (27 июня - 01 июля 2016 г.), «X Всероссийская научно-практическая конференция «Наука Молодых» (30 - 31 марта 2017 г.), «VII Международная конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» (7 - 10 ноября 2017 г.), «XVIII Международная научно-техническая Уральская школа-семинар металловедов - молодых ученых. Материаловедение и металлофизика легких сплавов» (21 - 23 ноября 2017 г.), «Научные чтения имени члена-корреспондента РАН И.А. Одинга «Механические свойства современных конструкционных материалов» (6 - 7 сентября 2018 г., 17 -18 сентября 2020 г.), «VIII Международная научно-техническая конференция «Техника и технологии машиностроения» (22 - 25 мая 2019 г.), «V Международная научно-практическая конференция молодых ученых и студентов «Металлургия XXI столетия глазами молодых» (22 мая 2019 г.), «VIII международная конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» (19 - 22 ноября 2019 г.), «Всероссийская научно-техническая конференция «Отечественный и зарубежный опыт обеспечения качества в машиностроении» (23 - 25 октября 2019 г.), «Открытый конкурс научных работ молодых нижегородских ученых в области физики, химии и технологии наноструктур и элементов наноэлектроники» Институт физики микроструктур РАН (15 - 16 мая 2018 г.).

Публикации. Основные результаты работы отражены в семнадцати печатных работах в журналах и различных сборниках трудов российских и международных научно-технических конференций, две из которых - статьи в журналах, входящих в перечень рецензируемых научных журналов и изданий ВАК и две работы из перечня научных изданий, входящих в международные реферативные базы данных и системы цитирования.

По результатам исследований в Федеральной службе по интеллектуальной собственности РФ получен патент на изобретение «Способ упрочняющей обработки мартенситно-стареющей стали» (№2740294).

Объем и структура диссертационной работы. Текст диссертации состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы, включающего 168 наименований и 3 приложений. Всего 176 страниц, в том числе 70 рисунков и 18 таблиц, иллюстрирующих и содержащих обсуждаемый материал.

Область исследований соответствует требованиям паспорта научной специальности 05.16.01 - «Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов» по следующим пунктам: №2, №3 и №6.

Личный вклад автора в проведенном исследовании заключается в проработке литературных источников для оценки состояния вопроса, постановке цели и задач исследований, постановке и непосредственном участии в проведении экспериментальных исследований, выполнении математических расчетов, внедрении результатов исследований на действующем производстве.

Работа выполнена в рамках проекта «Разработка научно-обоснованных подходов и аппаратно-программных средств мониторинга поврежденности конструкционных материалов на основе подходов искусственного интеллекта для обеспечения безопасной эксплуатации технических объектов в Арктических условиях» (грант Российского Научного Фонда №19-19-00332).

ГЛАВА 1. ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 1.1. Влияние поверхностного слоя на долговечность деталей машин

Пластическая деформация металлических материалов сопровождается накоплением дефектов кристаллической решетки различного масштабного уровня. В работах [21 - 22] рассмотрены принципиальные этапы развития дефектной структуры при пластической деформации:

1. Изначально в микроскопических объемах металла происходит накопление дислокаций, что в свою очередь приводит к процессам ротационной неустойчивости деформации.

2. По наступлению неравновесного состояния на предыдущем этапе происходит переход в новое состояние, которое является устойчивым до определенного момента, пока уровень изменений в кристаллической решетке не становится критическим.

3. После это происходит упорядочивание дефектной структуры, выражающееся в формировании определенных дислокационных структур, возникающих в определенной последовательности, которые свойственны всем металлам по мере развития пластической деформации на разных масштабных уровнях. При полном исчерпании возможности поглощения энергии различными механизмами присущими текущему состоянию происходит переход к большему масштабному уровню деформации.

4. При деформации в металле начинается процесс пластического течения, определяющийся эстафетным путем. Происходит фрагментация кристалла, при этом на границах фрагментов происходит изменение механизма торможения дислокаций, они служат препятствиями. На границах наблюдается наибольшая плотность дефектов.

5. Совокупность механизмов и процессов пластического деформирования кристалла представляет собой изначально заложенную

эволюцию структурных состояний, иерархично следующих друг за другом. При этом исполнение какого-либо структурного состояния объясняется обращением к одному из методов релаксации подводимой внешней энергии, который определяется достижением определенного уровня поглощаемой им энергии.

6. Переход от одного структурного состояния к другому вызывают в кристалле колебания. Переход объемов кристалла из одного неравновесного структурного состояния в другое характеризуются минимумом диссипации энергии.

7. При различном внешнем воздействии или разной совокупности параметров внешнего воздействия возможна реализация одного и того же типа дефектной структуры металла.

Иерархичная эволюция структуры, реализуемая воздействием нового способа поглощения внешней поступающей энергии, формируется при увеличении масштабного уровня деформации. Следовательно, при деформации происходит аккумулирование повреждений и переход дефектной структуры металла с одного масштабного уровня на другой (микроуровень ^ мезоуровень ^ макроуровень). Накопление критической плотности дефектов приводит к самоорганизации дислокационной структуры за счет сил междислокационного взаимодействия и повышению роли коллективных явлений в системе дефектов, в результате чего наблюдается перестройка дислокационной структуры с вовлечением нового механизма диссипации энергии путем эволюции микроповреждений (за счет их слияния) в макроповреждения (микротрещины, микропоры) [23 - 24].

Поверхностный слой металлов играет определяющую роль в процессе их разрушения. Интенсивность силового поля для атомов, расположенных внутри кристаллической решетки и находящихся в состоянии подвижного равновесия равномерна во всех направлениях. В ином положении оказываются атомы, расположенные в поверхностном слое твердого тела, им

характерно частичное отсутствие межатомных связей, что обуславливает особую, аномальную структуру поверхности твердого тела (металла) [25 - 26].

Поверхностный слой подвергается наибольшему физико-химическому воздействию взаимодействуя и обмениваясь энергией с окружающей средой, что приводит к его более ранней повреждаемости. В итоге, при деформации или определенном нагружении он гораздо интенсивнее теряет сдвиговую устойчивость по сравнению с массивом металла по сечению с проявлением специфических механизмов пластической деформации и начинает генерировать дефекты различного масштаба [25]. Поэтому разрушение металлов чаще всего начинается с поверхности и развивается вглубь.

Анализируя работу [22], можно определить ключевые принципы развития деформации поверхностных слоев:

1. В процессе деформации в поверхностных слоях нагруженных тел, происходит генерирование всех видов дефектов вглубь металла по сечению.

2. Внутренние границы раздела обуславливают процессы распространения пластических сдвигов в объеме деформируемого металла, а также определяют механизмы зарождения макродефектов (микротрещин), что в свою очередь оказывает важнейшую роль на формирование концентраторов напряжений в структурно-неоднородных металлических материалах.

3. При различном внешнем воздействии механизмы массопереноса в металлах можно описать наложением локальных структурных превращений на различных масштабных уровнях. Структурные превращения зарождаются на концентраторах напряжений различного масштабного уровня и постепенно эволюционируют в действующих полях напряжений. Поверхностные слои и внутренние границы раздела определяют развитие процессов массопереноса в нагруженном металлическом материале.

Таким образом, пластическое деформирование в поверхностных слоях развивается независимо от объема металла по сечению и превосходит пластическую деформацию внутри объема металла. Эффективно и, что немаловажно, наиболее просто повысить физико-механические свойства

металла поверхностного слоя можно несколькими путями: нанесением различного рода покрытий (защитных, упрочняющих), а также модифицированием поверхностного слоя различными методами и способами [27 - 29].

Как отмечалось ранее, поверхностный слой является источником дефектов по отношению к остальному объему металла по сечению, а накопление дефектов до определенного уровня являющегося критическим, приводит к образованию очага разрушения различного рода т.е. переходу на иной масштабный уровень дефектов [30 - 32].

Одним из эффективных способов приостановки развития процессов пластической деформации и создания остаточных сжимающих напряжений на поверхности и приповерхностных слоях является целенаправленное воздействие высококонцентрированными потоками энергии, которые обеспечивают повышенные эксплуатационные свойства (износостойкость, усталостная долговечность и прочность) по сравнению с исходной поверхностью [33].

Так, например, формирование нелинейных поворотных мод деформации и разрушения в поверхностных слоях в виду неоднородности деформации является определяющим механизмом зарождения усталостных повреждений в металлах [23, 34]. Поверхностный слой генерирует во внутренний объем металла все виды деформационных дефектов, что определяет способность металла накапливать их критическую плотность перед возникновением различного рода повреждения.

Следовательно, при накоплении повреждений в процессе нагружения, поверхность является определяющим фактором в процессе начала разрушения металла. С увеличением степени пластической деформации в поверхностных слоях происходит развитие процессов, которые оказывают определяющее влияние на стадии локализации пластического течения и разрушение изделия в целом [35 - 36].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кувшинов Максим Олегович, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алехин, В.П. Нанотехнология поверхностной упрочняющей и финишной обработки деталей из конструкционных и инструментальных сталей / В.П. Алехин, О.В. Алехин // Машиностроение и инженерное образование. - 2007. - № 4. - С. 2 - 13.

2. Lu, K. Nanostructured surface layer on metallic materials induced by surface mechanical attrition treatment / K. Lu, J. Lu // Materials science and engineering. - 2004. - vol. 375-377. - p. 38 - 45.

3. Панин, В.Е. Наноструктурирование поверхностных слоев конструкционных материалов и нанесение наноструктурных покрытий / В.Е. Панин, В.П. Сергеев, А.В. Панин. - Томск: Изд-во ТПУ, 2008. - 286 с.

4. Huuki, J. Integrity of surfaces finished with ultrasonic burnishing / J. Huuki, S.V. Laakso // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. - 2013. - vol. 227. - № 1. - p. 45 - 53.

5. Приходько, В.М. Применение принципов структурной теории прочности при разработке технологий поверхностного упрочнения, сочетающий закалку ТВЧ и ультразвуковое ППД / В.М. Приходько, О.В. Чудина // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2005. - № 5. - С. 27 -32.

6. Панин, А.В. Ультразвуковая обработка конструкционных материалов / А.В. Панин, О. Б. Перевалова, М. С. Казаченок. - Томск: Издательский дом ТГУ, 2016. - 172 с.

7. Amouyal, Y. Short-circuit diffusion in an ultrafine-grained copper-zirconium alloy produced by equal channel angular pressing / Y. Amouyal, S.V. Divinski, Y. Estrin, E. Rabkin // Acta matererialia. - 2007. - vol. 55. - p. 5968 - 5979.

8. Wang, Z. Diffusion and surface alloying of gradient nanostructured metals / Z. Wang, K. Lu // Beilstein Journal of Nanotechnology. - 2017. - vol. 8. -p. 547 - 560.

9. Хмелевская, В.Б. Исследование упрочнения деталей судового валопровода методом покрытия плазменным напылением с ультразвуковой обработкой / В.Б. Хмелевская, Е.С. Мосейко, Е.О. Ольховик // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. - 2013. - № 3. - С. 81 - 87.

10. Клименов, В.А. Структура, фазовый состав и свойства стали 60, подвергнутой ультразвуковой финишной обработке / В.А. Клименов, О.Н. Нехорошков, П.В. Уваркин, Ж.Г. Ковалевская, Ю.Ф. Иванов // Физическая мезомеханика. - 2006. - Т. 9. - Спец. Выпуск. - С. 173 - 176.

11. Dutta, R.K. The effect of tensile deformation by in situ ultrasonic treatment on the microstructure of low-carbon steel / R.K. Dutta, R.H. Petrov, R. Delhez, M.J.M. Hermans, I.M. Richardson, A.J. Bottger // Acta materialia. -2013. - vol. 61. - № 5. - р. 1592 - 1602.

12. Благовещенский, В.В. Накопление дислокаций в кристаллах под действием ультразвука. Часть I. Возможные механизмы размножения дислокаций под действием ультразвука / В.В. Благовещенский, Н.А. Тяпунина // Материаловедение. - 2001. - № 8. - С. 2 - 7.

13. Лотков, А.И. Дефекты структуры и мезорельеф поверхности никелида титана после интенсивной пластической деформации ультразвуковым методом / А.И. Лотков, А.А. Батурин, В.Н. Гришков, П.В. Кузнецов, В.А. Клименов, В.Е. Панин // Физическая мезомеханика. -2005. - Т. 8. - Спец. Выпуск. - С. 109 - 112.

14. Лотков, А.И. Влияние ультразвуковой пластической обработки на структурно-фазовое состояние поверхности никелида титана / А.И. Лотков, А.А. Батурин, В.Н. Гришков, Ж.Г. Ковалевская, П.В. Кузнецов // Письма в ЖТФ. - 2005. - Т. 31. - № 21. - С. 24 - 29.

15. Батаев, И.А. Особенности процессов, происходящих при ультразвуковой поверхностной пластической деформации и термической обработке технического железа / И.А. Батаев, А.А. Батаев, В.А. Батаев, Ю.Н. Ромашова, Д.В. Павлюкова, Е.Б. Макарова, Т.В. Журавина // Физическая мезомеханика. - 2010. - Т.13. - №2. - С. 97 - 101.

16. Северденко, В.П. Ультразвуковая обработка металлов /

B.П. Северденко, К.В. Горев, Е.Г. Коновалов. - Минск: Наука и техника, 1996.

- 246 с.

17. Марков, А.И. Ультразвуковая обработка материалов / А.И. Марков. - Москва: Машиностроение, 1980. - 237 с.

18. Муханов, И.И. Импульсная упрочняюще-чистовая обработка деталей машин ультразвуковым инструментом / И.И. Муханов. - Москва: Машиностроение, 1978. - 44 с.

19. Панин, В.Е. Новые материалы и технологии. Конструирование новых материалов и упрочняющих технологий / В.Е. Панин, В.А. Клименов,

C.Г. Псахье. - Новосибирск: ВО «Наука». Сибирская издательская фирма, 1993. - 152 с.

20. Холопов, Ю.В. Безабразивная ультразвуковая финишная обработка металлов - технология XXI века / Ю.В. Холопов // Металлообработка. - 2002. - № 4. - С. 46 - 48.

21. Шанявский, А.А. Безопасное усталостное разрушение элементов авиаконструкций: Синергетика в инженерных приложениях /

A.А. Шанявский. - Уфа: Монография, 2003, - 803 с., ил. ISBN 5-94920-015-2.

22. Панин, В.Е. Физические принципы мезомеханики поверхностных слоев и внутренних границ раздела в деформируемом твердом теле /

B.Е. Панин, В.М. Фомин, В.М. Титов // Физическая мезомеханика. - 2003.

- Т. 6. - № 2. - С. 5 - 14.

23. Баранов, В.П. Кинетика накопления микроповреждений в нагруженных конструкционных сталях повышенной и высокой прочности / В.П. Баранов, Н.Н. Сергеев, В.Э. Степанова, М.В. Пузикова // Известия

Тульского государственного университета. Естественные науки. - 2013. - №2 1.

- С. 190 - 201.

24. Макаров, П.В. Самоорганизованная критичность деформационных процессов и перспективы прогноза разрушения / П.В. Макаров // Физическая мезомеханика. - 2010. - Т. 13, № 5. - С. 97 - 112.

25. Панин, А.В. Повышение прочностных характеристик конструкционной стали ЭК-181 на основе многоуровневого подхода физической мезомеханики / А.В. Панин, М.В. Леонтьева - Смирнова, В.М. Чернов, В.Е. Панин, Ю.И. Почивалов, Е.А. Мельникова // Физическая мезомеханика. - 2007. - Т. 10. - № 4. - С. 73 - 86.

26. Беленький, А.Я. Электронные поверхностные состояния в кристаллах / А.Я. Беленький // Успехи физических наук. - 1981. - Т. 134.

- № 1. - С. 125 - 147.

27. Филиппов, М.А. Упрочнение и защита поверхности металлов / М.А. Филиппов, И.И. Косицына, М.А. Гервасьев. Екатеринбург: УрО РАН, 2012. - 234 с.

28. Романова, В.А. Влияние модифицированного поверхностного слоя на эволюцию деформационного рельефа в поликристаллических стальных образцах. Численное моделирование / В.А. Романова, О.С. Зиновьева, Р.Р. Балохонов, А.В. Зиновьев, Е.Е. Батухтина // Физическая мезомеханика. - 2013. - Т. 16. - № 6. - С. 59 - 69.

29. Панин, В.Е. Мезомеханика поверхностно упрочненных материалов / В.Е. Панин, А.И. Слосман, Н.А. Антипина // Известия Томского политехнического университета. - 2003. - Т.306. - №1 - С. 30 - 36.

30. Панин, В.Е. Эффект «шахматной доски» в распределении напряжений и деформаций на интерфейсах в нагруженном твердом теле: экспериментальная верификация и механизмы мезоскопического каналирования / В.Е. Панин, А.В. Панин, Т.Ф. Елсукова, О.Ю. Кузина // Физическая мезомеханика. - 2005. - Т. 8. - № 6. - С. 97 - 105.

31. Панин, В.Е. Механизм деформации и зарождения усталостных трещин в поликристаллах алюминия при знакопеременном изгибе / В.Е. Панин, Т.Ф. Елсукова, Г.В. Ангелова // ДАН. - 2002. - Т. 382. - №3.

- С. 335 - 340.

32. Панин, В.Е. Мезосубструктура в поверхностных слоях поликристаллов при циклическом нагружении и ее роль в усталостном нагружении / В.Е. Панин, Т.Ф. Елсукова, А.В. Панин, О.Ю. Кузина // ДАН.

- 2005. - Т. 403. - №3. - С. 1 - 6.

33. Балтер, М.А. Упрочнение деталей машин / М.А. Балтер. - Москва: Машиностроение, 1978. - 184 с.

34. Аргынов, А.Б. Мессбауэровские исследования термически индуцированных фазовых превращений в слоистой системе Fe-Zr /

A.Б. Аргынов, А.К. Жубаев, В.С. Русаков, К.К. Кадыржанов // Физическая мезомеханика. - 2008. - Т.105. - №2. - С.182 - 190.

35. Панин, В.Е. Эффект поверхностного слоя в деформируемом твердом теле / В.Е. Панин, А.В. Панин // Физическая мезомеханика. - 2005.

- Т. 8. - № 5. - С. 7 - 15.

36. Плешанов, В.С. Эволюция мезоструктуры и кинетика накопления усталостных повреждений в сварных соединениях конструкционной стали в условиях, близких к плоскому напряженному состоянию / В.С. Плешанов, В.Е. Панин, В.В. Кибиткин, Н.А. Лебедева // Физическая мезомеханика. - 2001.

- Т. 4. - № 6. - С. 105 - 117.

37. Кузнецов, Н.Д. Технологические методы повышения надежности деталей машин / Н.Д. Кузнецов, В.И. Цейтлин, В.И. Волков. - Москва: Машиностроение, 1993. - 304 с.

38. Иванова, B.C. Исследование циклической вязкости разрушения стали 45 и выбор оптимальной поверхностной упрочняющей обработки /

B.C. Иванова, В.А. Кобзев, В.Ф. Терентьев // Циклическая вязкость разрушения металлов и сплавов. - 1981. - С. 107 - 126.

39. Лычагин, Д.В. Классификация и масштабная иерархия структурных элементов деформации ГЦК-монокристаллов / Д.В. Лычагин, В.А. Старенченко, Ю.В. Соловьева // Физическая мезомеханика. - 2005. - Т. 8.

- № 6. - С. 67 - 77.

40. Шанявский, А.А. Предел усталости и выносливости как характеристики материала или элемента конструкции с позиций синергетики / А.А. Шанявский, М.А. Артамонов // Физическая мезомеханика. - 2004. - Т. 7.

- № 2. - С. 25 - 33.

41. Шанявский, А.А. Ротационная неустойчивость деформации и разрушения металлов при распространении усталостных трещин на мезоскопическом масштабном уровне. I. Процессы пластической деформации в вершине трещины / А.А. Шанявский // Физическая мезомеханика. - 2001.

- Т. 4. - № 1. - С. 73 - 80.

42. Алехин, В.П. Закономерности формирования наноструктурного состояния конструкционных и инструментальных сталей при поверхностной упрочняющей обработке и ее технологические параметры / В.П. Алехин, О.В. Алехин // Деформация и разрушение материалов. - 2008. - № 9.

- С. 32 - 39.

43. Сулима, A.M. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин / A.M. Сулима, В.А. Шулов, Ю.Д. Ягодкин. - Москва: Машиностроение, 1988. - 240 с.

44. Инженерия поверхности деталей / А.Г. Суслов, В.Ф. Безъязычный, Ю.В. Панфилов [и др.]. - Москва: Машиностроение, 2008. - 318 с.

45. Суслов, А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин / А.Г. Суслов. - Москва: Машиностроение, 2000. - 320 с.

46. Смелянский, В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием / В.М. Смелянский. - Москва: Машиностроение, 2002. - 300 с.

47. Панин, В.Е. Физические процессы на границах раздела при получении гетерогенных материалов и покрытий / В.Е. Панин, В.М. Фомин,

В.М. Титов и др. // Сб. статей по интеграционным программам фундаментальных исследований СО РАН. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1998.

- С. 343 - 356.

48. Васильев, М.А. Структура и динамика поверхности переходных металлов / М.А. Васильев. - Киев: Наукова думка, 1988. - 248 с.

49. Zangwill, A. Physics of surfaces / A. Zangwill. - Cambridge: Cambridge University Press, 1988. - 536 р.

50. Панин, А.В. Зарождение и развитие потоков дефектов на поверхности деформируемого твердого тела / А.В. Панин, В.А. Клименов, Н.Л. Абрамовская, A.A. Сон // Физическая мезомеханика. - 2000. - Т. 3. - №2 1.

- С. 83 - 92.

51. Панин, В.Е. Поверхностные слои нагруженных твердых тел как мезоскопический структурный уровень деформации / В.Е. Панин // Физическая мезомеханика. - 2000. - Т. 4. - № 3. - С. 5 - 22.

52. Панин, В.Е. Физическая мезомеханика поверхностных слоев твердых тел / В.Е. Панин // Физическая мезомеханика. - 1999. - Т.2. - №6.

- С. 5 - 23.

53. Thakur, S.K. Advances in Applied Surface Engineering / S.K. Thakur, R.G. Krishnan. - Singapore: Research Publishing Services, 2011. - 394 p.

54. Youssef, H.A. Manufacturing technology: materials, processes, and equipment / H.A. Youssef, H.A. El-Hofy, M.H. Ahmed. - Boca Raton, FL: Taylor & Francis/CRC Press, 2012. - 915 p.

55. Харламов, Ю.А. Методы модифицирования поверхностных слоев деталей машин и инструментов / Ю.А. Харламов // Современное машиностроение. - 2000. - № 3 - 4. - С. 9 - 17.

56. Одинцов, Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник / Л.Г. Одинцов. - Москва: Машиностроение, 1987. - 328 с.

57. Григорьев, С.Н. Технологические методы повышения износостойкости контактных площадок режущего инструмента /

С.Н. Григорьев, В.П. Табаков, М.А. Волосова. - Старый Оскол: ТНТ, 2011.

- 379 с.

58. Абрамов, О.В. Воздействие мощного ультразвука на межфазную поверхность металлов / О.В. Абрамов, А.И. Манохин. - Москва: Наука, 1986.

- 265 с.

59. Борозна, В.Ю. Влияние ультразвуковой поверхностной обработки на структуру и свойства титановых сплавов / В.Ю. Борозна // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2010. - №S3. - С. 341 - 349.

60. Алехин, В.П. Получение нанокристаллических материалов с использованием высоких гидростатических давлений со сдвигом и ультразвуковой упрочняющей обработки / В.П. Алехин, Й.С. Пьен, Ч.С. Ким, Й.В. Сонг // Новые перспективные материалы и технология их получения / сб. науч. тр. - Волгоград: Изд-во РПК Политехник, 2004. - Т. I. - С. 22 - 24.

61. Кимстач, А.В. Оптимизация режимов УЗО сварных соединений различных конфигураций / А.В. Кимстач, А.С. Тарасов // Проблемы машиноведения и машиностроения: Межвузовский сборник. - 2002. - Вып. 28.

- с. 144 - 148.

62. Клочков, Д.П. Повышение эффективности обработки поверхностей деталей применением ультразвукового поля / Д.П. Клочков, О.В. Бурлаченко // Известия Волгоградского ГТУ: Прогрессивные технологии в машиностроении. - 2009. - Т. 8. - №5. - С. 8 - 9.

63. Корниенко, Е.Е. Структурные и фазовые превращения в сварных швах сталей 20, 09Г2С и 30ХГСА при ультразвуковой обработке / Е.Е. Корниенко, Н.В. Плотникова // Современные проблемы и технологии машиностроения / сб. науч. тр. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009.

- С. 249 - 253.

64. Лихобабина, Н.В. Механизм образования микрорельефа торцов роликов при ультразвуковом алмазном выглаживании / Н.В. Лихобабина, А.В. Королев, А.А. Королев // Прогрессивные направления развития

технологии машиностроения / сб. науч. тр. - Саратов: Изд-во СГТУ, 2009.

- С. 75 - 80.

65. Обловацкая, Н.С. Исследование влияния режимов ультразвуковой финишной обработки на качество поверхностей судового машиностроения / Н.С. Обловацкая // Проблемы корабельного машиностроения / сб. науч. тр.

- Северодвинск: Изд-во Севмашвтуз, 2002. - Вып.№5. - С. 8 - 13.

66. Пегашкин, В.Ф. Импульсная отделочно-упрочняющая обработка цилиндрических деталей ультразвуковым инструментом / В.Ф. Пегашкин, Г.А. Осипенкова, Н.П. Малыгина, К.А. Певцов // Проблемы и перспективы металлургии и металлообработки / сб. науч. тр. - Нижний Тагил: Изд-во НТИ УрФУ, 2001. - С. 74 - 75.

67. Назарова (Самигуллина), А.А. Влияние ультразвуковых колебаний на структуру и свойства ультрамелкозернистого никеля / А.А. Назарова (Самигуллина), P.P. Мулюков, В.В. Рубаник, Ю.В. Царенко, А.А. Назаров // Физическая мезомеханика. - 2010. - Т. 10. - №2 6. - С. 600 - 607.

68. Сидоров, М.М. Повышение прочности сварных соединений методом поверхностной ударной обработки / М.М. Сидоров, Н.И. Голиков, А.А. Аргунова // Проблемы и перспективы управления энергетическими комплексами и сложными техническими системами в арктических регионах / сб. науч. тр. - Якутск: Изд-во Дани Алмас, 2012. - С. 183 - 184.

69. Таратынов, О.В. Повышение качества поверхностного слоя изделий из титанового сплава методом ультразвуковой обработки / О.В. Таратынов, В.В. Порошин, В.В. Харченко // Наукоёмкие технологии в машиностроении. - 2012. - №10. - С. 13 - 19.

70. Вагапов, И.К. Исследование влияния ультразвуковой ударной обработки на значение и распределение остаточных напряжений в сварной заготовке / И.К. Вагапов, М.М. Ганиев, A.C. Шинкарев // Изв. Вузов. Авиационная техника. - 2005. - №2. - C. 56 - 59.

71. Комбалов, B.C. Влияние шероховатости твердых тел на трение и износ / В.С. Комбалов. - Москва: Наука, 1974. - 113 с.

72. Панин, В.Е. Влияние структурного состояния поверхностных слоев образцов технического титана на их усталостную долговечность и механизмы усталостного разрушения / В.Е. Панин, Т.Ф. Елсукова, Ю.Ф. Попкова, Ю.И. Почивалов, Сундер Рамасуббу // Физическая мезомеханика. - 2014. - Т. 17. - № 4. - С. 5 - 12.

73. Панин, В.Е. Влияние ультразвуковой ковки поверхностных слоев на характер усталостного разрушения сварного соединения титанового сплава ВТ8-1 / В.Е. Панин, А.С. Смирнова, Ю.И. Почивалов // Механика, ресурс и диагностика материалов и конструкций / сб. науч. тр. - Екатеринбург: Изд-во ИМАШ УрО РАН, 2018. - С. 358 - 359.

74. Каттас, А.И. Технология поверхностного упрочнения конструкционных сталей импульсным (ультразвуковым) и высокочастотным наклепом: дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 05.02.01/ Каттас Андреас Иоанну; - Москва, 1986. - 301 с.

75. Слесарев С.В. Совершенствование технологии стабилизации остаточных напряжений в прецизионных деталях типа колец подшипников на основе применения ультразвуковой энергии: дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 05.02.01 / Слесарев Сергей Валентинович; ГОУ ВПО Саратовский ГТУ. - Саратов, 2006. - 174 с.

76. Бабенко, М.Г. Способы релаксации остаточных напряжений / М.Г. Бабенко, С.В. Слесарев // Прогрессивные направления развития технологии машиностроения / сб. науч. тр. - Саратов: Изд-во СГТУ, 2003. - С. 76 - 78.

77. Королев, А.В. Анализ уровня вибрации подшипниковых узлов 2108-1006120-01 после ультразвуковой стабилизирующей обработки / А.В. Королев, В.В. Болкунов, С.В. Слесарев // Прогрессивные направления развития технологии машиностроения / сб. науч. тр. - Саратов: Изд-во СГТУ, 2005. - С. 38 - 40.

78. Нечаев, Л.М. Влияние ультразвуковой обработки на физико-механические свойства борированного слоя / Л.М. Нечаев, Н.Б. Фомичева, И.Ю. Канунникова, Е.В. Маркова // Современные наукоемкие технологии.

- 2008. - № 9. - С. 16 - 19.

79. Дубоделова, О.С. Определение остаточных напряжений в поверхностном слое детали при совместной обработке точением и обкатыванием / О.С. Дубоделова, Т.Г. Ивченко // Инженер. - Донецк: ДонНТУ. - 2005. - № 6. - С.132 - 135.

80. Приходько, В.М. Металлофизические основы разработки упрочняющих технологий / В.М. Приходько, Л.Г. Петрова, О.В. Чудина.

- Москва: Машиностроение, 2003. - 384 с.

81. Григорьев, С. Н. Технологические методы повышения износостойкости контактных площадок режущего инструмента / С.Н. Григорьев, В.П. Табаков, М.А. Волосова. - Старый Оскол: ТНТ, 2011.

- 379 с.

82. Соловьев, Д.Л. Деформационное упрочнение способом статико-импульсного нагружения / Д.Л. Соловьев // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2005. - № 10. - С. 3 - 6.

83. Клубович, В.В. Ультразвуковая обработка материалов / В.В. Клубович, А.В. Степаненко. - Минск: Наука и техника, 1981. - 295 с.

84. Северденко, В.П. Применение ультразвука в промышленности / В.П. Северденко, В.В. Клубович. - Минск: Наука и техника, 1967. - 261 с.

85. Северденко, В.П. Обработка металлов давлением с ультразвуком / В.П. Северденко, В.В. Клубович, А.В. Степаненко. - Минск: Наука и техника, 1973. - 288 с.

86. Северденко, В.П. Ультразвук и пластичность / В.П. Северденко, В.В. Клубович, А.В. Степаненко. - Минск: Наука и техника, 1976. - 448 с.

87. Марков, А.И. Ультразвуковое резание труднообрабатываемых материалов / А.И. Марков. - Москва: Машиностроение, 1968. - 365 с.

88. Тяпунина, Н.А. Особенности пластической деформации под действием ультразвука / Н.А. Тяпунина, В.В. Благовещенский, Г.М. Зиненкова // Изв. вузов. Физика. - 1982. - № 6. - С. 118 - 128.

89. Казанцев, В.Ф. Физические основы воздействия ультразвуковых колебаний на процесс пластического деформирования / - В кн. Повышение эффективности технологических процессов в поле акустических колебаний. - Москва: Металлургия, 1981, - С. 91 - 96.

90. Кулемин, А.В. Поглощение ультразвука в металлах в процессе их пластической деформации / А.В. Кулемин // Акустический журнал. - 1980.

- Т. 26. - № 5. - С. 735 - 740.

91. Казанцев, В.Ф. Исследование акустических потерь в меди в поле мощных ультразвуковых и статических напряжений / В.Ф. Казанцев, К.Я. Сергеева // Докл. АН СССР. - 1979. - Т. 248. - № 4. - С. 848 - 850.

92. Асташев, В.К. О влиянии высокочастотной вибрации на процессы пластического деформирования / В.К. Асташев // Машиноведение. - 1983.

- № 2. - С. 3 - 11.

93. Папшев, Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием / Д.Д. Папшев. - Москва: Машиностроение, 1978. - 152 с.

94. Валиев, Р.З. Объемные наноструктурные металлические материалы: получение, структура и свойства / Р.З. Валиев, И.В. Александров.

- Москва: ИКЦ «Академкнига», 2007. - 398 с.

95. Фарбер, В.М. Классификация процессов релаксации напряжений и их проявление на различных стадиях пластической деформации металлов / В.М. Фарбер, О.В. Селиванова // Металлы. - 2001. - № 1. - С. 110 - 115.

96. Носкова, Н.И. Субмикрокристаллические и нанокристаллические металлы и сплавы / Н.И. Носкова, Р.Р. Мулюков. - Екатеринбург: УрО РАН, 2003. - 279 с.

97. Глезер, А.М. Новый подход к описанию структурно-фазовых превращений при очень больших пластических деформациях / А.М. Глезер // Известия ВУЗов. Физика. - 2008. - № 5. - С. 36 - 46.

98. Cherif, A. Effects of ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) on residual stress state and fatigue strength of AISI 304 / A. Cherif, Y. Pyoun, B. Scholtes // Journal of materials engineering and performance. - 2010.

- Vol. 19. - р. 282 - 286.

99. Huuki, J. Surface improvement of shafts by the diamond burnishing and ultrasonic burnishing techniques / J. Huuki, S.V. Laakso // Int. j. machining and machinability of materials. - 2017. - Vol. 19. - № 3. - p.249 - 259.

100. Панин, В.Е. Субструктурные и фазовые превращения при ультразвуковой обработке мартенситной стали / В.Е. Панин, В.А. Клименов, В.П. Безбородов и др. // Физическая мезомеханика. - 1993. - Т. 86. - № 6.

- С.77 - 83.

101. Malaki, M. A review of ultrasonic peening treatment / M. Malaki, H. Ding // Materials and Design. - 2015. - Vol. 87. - p.1072 - 1086.

102. Анчев, В.А. Влияние ультразвука на микротвердость и дислокационную структуру меди / В.А. Анчев, Ю.А. Скаков // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1974. - №11. - С. 132 - 139.

103. Панин, А.В. Особенности пластической деформации и разрушения технического титана и малоуглеродистой стали, подвергнутых ультразвуковой обработке / А.В. Панин // Физическая мезомеханика. - 2004.

- Т.98. - №1. - С. 109 - 118.

104. Колобов, Ю.Р. Влияние ультразвукового деформирования поверхности на структуру и механические свойства поликристаллического и наноструктурного титана / Ю.Р. Колобов, О.А. Кашин, Е.Ф. Дударев и др. // Изв. вузов. Физика. - 2000. - №9. - С. 45 - 50.

105. Панин, А.В. Влияние исходного структурного состояния армко-железа на эффект ультразвуковой обработки / А.В. Панин, М.С. Казаченок, Ю.И. Почивалов и др. // Изв. вузов. Физика. - 2009. - №1. - С. 74 - 82.

106. Панин, А.В. Формирование нанокристаллической структуры в поверхностных слоях стали ЭК-181 в процессе ультразвуковой обработки / А.В. Панин, В.М. Чернов, М.В. Леонтьева-Смирнова и др. // Физическая мезомеханика. - 2009. - Т.12. - №2. - С. 83 - 94.

107. Кобрин, М.М. Эпюры остаточных напряжений при контактной и контактно-сдвиговой схемах поверхностного пластического деформирования / М.М. Кобрин // Вестник машиностроения. - 1963. - №1. - С.56 - 60.

108. Маталин, А.А. Технологические методы повышения долговечности деталей машин / А.А. Маталин. - Киев: Техника, 1971. - 144 с.

109. Чепа, П.А. Технологические основы упрочнения деталей поверхностным деформированием / П.А. Чепа. - Минск: Наука и техника, 1981. - 128 с.

110. Пазков, А.Ф. Влияние алмазного выглаживания на точностные характеристики деталей / А.Ф. Пазков // Поверхностный слой, точность и эксплуатационные свойства деталей машин и приборов. - Москва: МДНТП им. Дзержинского. - 1980. - С. 101 - 104.

111. Каледин, Н.А. Повышение долговечности деталей поверхностным деформированием / Н.А. Каледин, П.А. Чепа. - Минск: Наука и техника. 1974. - 232 с.

112. Браславский, В.М. Технология обработки круглых деталей роликами / В.М. Браславский. - М: Машиностроение, 1975. - 160 с.

113. Ящерицын, П.И. Технологическая наследственность в машиностроении / П.И. Ящерицын, Э.В. Рыжов, В.И. Аверченко. - Минск: Наука и техника, 1977. - 256 с.

114. Булат, С.И. Деформируемость структурно-неоднородных сталей и сплавов / С.И. Булат, А.С. Тихонов, А.И. Дубровин. - Москва: Металлургия, 1975. - 352 с.

115. Технологические остаточные напряжения / А.В. Подзей, А.М. Сулима, М.И. Евстигнеев [и др.]. - Москва: Машиностроение, 1973.

- 216 с.

116. Казанцев, В.Ф. Ультразвуковое поверхностное пластическое деформирование твердых тел / В.Ф. Казанцев, Б.А. Кудряшов, Р.И. Нигметзянов, В.М. Приходько, Д.С. Фатюхин // Вестник ХНАДУ. - 2009. -№46. - С. 7 - 9.

117. Добаткин, В.И. Воздействие мощного ультразвука на межфазную поверхность металлов / В.И. Добаткин, Г.И. Эскин, О.В. Абрамов. - Москва: Наука, 1986. - 276 с.

118. Кулемин, А.В. Применение ультразвука для упрочнения деталей / А.В. Кулемин, В.В. Кононов, И.А. Стебельков // Пути повышения эффективности использования ультразвукового технологического оборудования для обработки материалов в 11-й пятилетке / сб. науч. тр.

- Ленинград: Изд-во ЛДНТП, 1981. - С. 40 - 44.

119. Муханов, И.И. Ультразвуковая упрочняюще-чистовая обработка стали и чугуна / И.И. Муханов // Вестник машиностроения. - 1968. - № 6.

- С. 51 - 54.

120. Марков, А.И. Ультразвуковое алмазное выглаживание деталей режущего инструмента / А.И. Марков, И.Д. Устинов. - М: Машиностроение, 1979. - 54 с.

121. Авторское свидетельство №472782. Кл. В 24 В 39/04. Ультразвуковая головка для деформационного упрочнения и релаксационной обработки / Е.Ш. Статников, Л.В. Журавлев, А.Ф. Алексеев и др.; Опубл. 05.06.75. Бюл. № 21.

122. Дрожжина, Е.А. Влияние акустических параметров режима ультразвуковой упрочняющей обработки на характеристики поверхностного слоя / Е.А. Дрожжина, В.В. Зубенко, В.Ф. Казанцев. З.И. Поляков // Физика и химия обработки материалов. - 1982. - № 6. - С. 18 - 24.

123. Муханов, И.И. Поверхностный слой стальных детален машин после ультразвуковой чистовой и упрочняющей обработки / И.И. Муханов, К.М. Голубев // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1969.

- № 9. - С. 141 - 147.

124. Гатовский, К.М. Теория сварочных напряжений и деформаций / К.М. Гатовский. - Ленинград: ЛКИ, 1980. - 331 с.

125. Экспериментальная механика / С. Атлури, А. Кобаяси, Д. Дэлли, У. Райли. - Москва: Мир, 1990. - 552 с.

126. Васильков, С.Д. Разработка и исследование метода неразрушающего контроля остаточных напряжений в металлах и сплавах и его метрологическое обеспечение: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 05.11.01/ Васильков Сергей Дмитриевич; С.-Петерб. гос. ун-т информац. технологий, механики и оптики. - СПб., 2010. - 23 с.

127. Трофимов, В.В. Метод рентгеновской тензометрии в технической диагностике металлических изделий / В. В. Трофимов, Иво Краус // Современное машиностроение. Наука и образование. - 2011. - № 1.

- С. 273 - 279.

128. Никитина, Н.Е. Преимущества метода акустоупругости для неразрушающего контроля механических напряжений в деталях машин / Н.Е. Никитина, С.В. Казачек // Вестник научно-технического развития. - 2010.

- № 4. - С. 18 - 28.

129. Ревякина, O.K. Усовершенствование мартенситно-стареющих сталей на основе системы Fe-Ni-Co-Mo-Ti / O.K. Ревякина, Л.Ф. Петраков, В.В. Сачков, А.И. Щербаков // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1981. - № 6. - С. 52 - 65.

130. Потак, Я.Н. Высокопрочные стали / Я.Н. Потак. - Москва: Металлургия, 1972. - 208 с.

131. Уманский, Я.С. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов, Л.Н. Расторгуев.

- Москва: Металлургия, 1982. - 632 с.

132. Электронная микроскопия тонких кристаллов / П. Хирш, А. Хови, Р. Николсон [и др.]. - Москва: Мир, 1968. - 574 с.

133. Биргер, И.А. Остаточные напряжения / И.А. Биргер. - Москва: Машгиз, 1963. - 232 с.

134. Рентгенографическое определение макронапряжений: лабораторная работа / М.Г. Исаенкова, Ю.А. Перлович, В.И. Скрытный, В.Н. Яльцев; Федеральное агентство по образованию, Московский инженерно-физ. ин-т (гос. ун-т). - Москва: МИФИ, 2007. - 47 с.

135. Смирнов, А.Н. Оценка напряженно-деформированного состояния сварных соединений углеродистых сталей после различных режимов тепловложения акустическим методом / А.Н. Смирнов, В.Л. Князьков, Н.В. Абабков, Е.А. Ожиганов, Н.А. Конева, Н.А. Попова // Дефектоскопия.

- 2018. - № 1. - С. 40 - 46.

136. Khlybov, A.A. Effect of heat treatment on residual stresses in the zone of fusion of austenitic and vessel steels / A.A. Khlybov // Metal Science and Heat Treatment. - 2016. - vol. 58. - p. 426 - 430.

137. Zhan, Y. Experiment and numerical simulation for laser ultrasonic measurement of residual stress / Y. Zhan // Ultrasonics. - 2017. - vol. 73.

- p. 271 - 276.

138. Комарова, Т.В. Организация эксперимента в металловедении и термообработке: учебное пособие / Т.В. Комарова, М.Н. Чеэрова. - Нижний Новгород: Нижегородский гос. технический ун-т им. Р. Е. Алексеева, 2010.

- 284 с.

139. Круг, Г.К. Статистические методы в инженерных исследованиях: Лабораторный практикум / Г.К. Круг. - Москва: Высшая школа, 1983. - 193 с.

140. Комарова, Т.В. Статистическое оценивание основных характеристик случайных величин / Т.В. Комарова. - Горький: ГПИ, 1988. - 22 с.

141. Колосова, Т. М. Методические указания к лабораторным и практическим работам для студентов направления подготовки 22.04.01 «Материаловедение и технологии материалов» всех форм обучения / Т.М. Колосова, Е.С. Беляев. - Н. Новгород: Изд-во НГТУ, 2015. - 11 с.

142. Лялькина, Г.Б. Математическая обработка результатов эксперимента: учебное пособие / Г.Б. Лялькина, О.В. Бердышев. - Пермь: ПНИПУ, 2013. - 77 с.

143. Налимов, В.В. Статистические методы планирования эксперимента / В.В. Налимов, Н.Н. Чернышова. - Москва: Наука, 1965. - 151 с.

144. Ермолов, И.И. Неразрушающий контроль. Справочник. В 8 т. Т.3. Ультразвуковой контроль / И.И. Ермолов, Ю.В. Ланге. - Москва: Машиностроение, 2008. - 859 с.

145. Холопов, Ю.В. Обработка сварных соединений металлов ультразвуком с целью снятия остаточных напряжений / Ю.В. Холопов // Сварочное производство. - 1973. - №12. - С. 20 - 21.

146. Статников, Е.Ш. Технология ультразвуковой ударной обработки как средство повышенной надежности и долговечности сварных металлоконструкций / Е.Ш. Статников, В.О. Муктепавел // Сварочное производство. - 2003. - №4. - С. 25 - 29.

147. Волков, С.С. Исследование возможности применения ультразвуковой обработки для снижения остаточных напряжений и деформаций в сварных соединениях / С.С. Волков, А.В. Коновалов, Л.А. Шестель // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. -2020. - №2. - С. 3 - 10.

148. Голиков, Н.И. Перераспределение остаточных сварочных напряжений при ультразвуковой ударной обработке сварных соединений

стыков труб / Н.И. Голиков, М.М. Сидоров // Сварочное производство. - 2011. - №5. - С. 3 - 6.

149. Хлыбов, А.А. Влияние ультразвуковой ударной обработки на структуру и свойства поверхностного слоя аустенитной стали 12Х18Н10Т / А.А. Хлыбов, М.О. Кувшинов // Заготовительные производства в машиностроении. - 2017. - № 11. - С. 515 - 519.

150. Хлыбов, А.А. Повышение физико-механических характеристик поверхностного слоя титанового сплава ВТ16 методом ультразвуковой ударной обработки / А.А. Хлыбов, М.О. Кувшинов, М.С. Камаев // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2019. - № 5. - С. 209 - 212.

151. Хлыбов, А.А. Исследование структуры поверхностного слоя стали 03Н18К9М5Т после ультразвуковой обработки / А.А. Хлыбов, М.О. Кувшинов // Физическая мезомеханика. - 2019. - № 6. - С. 100 - 106.

152. Хлыбов, А.А. Ультразвуковое поверхностное пластическое деформирование (ППД) меди марки М0б / А.А. Хлыбов, Кувшинов М.О. // Вестник Тамбовского университета. Серия Естественные и технические науки. - 2016. - № 3. - С. 1074 - 1076.

153. Углов, А.Л., Хлыбов А.А., Бычков А.Л., Кувшинов М.О. О неразрушающем контроле остаточных напряжений в деталях осесимметричной формы из стали 03Н17К10В10МТ / А.Л. Углов, А.А. Хлыбов, А.Л. Бычков, М.О. Кувшинов // Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова. - 2019. - № 4. - С. 3 - 9.

154. Кувшинов, М.О. Механизм формирования упрочненного слоя при ультразвуковой ударной обработке / М.О. Кувшинов, А.А. Хлыбов // Наука молодых / Сб. тр. Всероссийской науч.-практ. конф. - Арзамас: Изд-во НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2017. - С. 163 - 169.

155. Кувшинов, М.О. Влияние поверхностного пластического деформирования в ультразвуковом поле на структуру и свойства стали 12Х18Н10Т / М.О. Кувшинов, А.А. Хлыбов // Деформация и разрушение

материалов и наноматериалов / Сб. тр. Международной конф. - Москва: Изд-во ИМЕТ РАН, 2017. - С. 455 - 457.

156. Кувшинов, М.О. Сравнительный анализ методов поверхностного пластического деформирования (ППД) / М.О. Кувшинов, А.А. Хлыбов // Уральская школа молодых металловедов / Сб. тр. Международной науч. -техн. конф. - Екатеринбург: Изд-во Уральский федеральный университет, 2017. - С. 37 - 42.

157. Хлыбов, А.А. О неразрушающем контроле остаточных напряжений в деталях из стали 03Н17К10В10МТ-ВД / А.А. Хлыбов, А.Л. Углов, М.О. Кувшинов // Отечественный и зарубежный опыт обеспечения качества в машиностроении / Сб. тр. Всероссийской науч.-техн. конф. - Тула: Изд-во Тульский государственный университет, 2019. - С. 246 - 248.

158. Кувшинов, М.О. Повышение физико-механический характеристик поверхностного слоя титанового сплава ВТ16 методом ультразвуковой ударной обработки / М.О. Кувшинов, А.А. Хлыбов // Техника и технологии машиностроения / Сб. тр. Международной науч.-техн. конф. - Омск: Изд-во Омский государственный технический университет, 2019. - С. 218-223.

159. Кувшинов, М.О. Исследование влияния ультразвуковой обработки на структуру и свойства мартенситно-стареющей стали ЭП637 / М.О. Кувшинов, А.А. Хлыбов // Металлургия XXI столетия глазами молодых / Сб. тр. Международной науч.-практ. конф. - Донецк: Изд-во Донецкий национальный технический университет, 2019. - С. 132 - 133.

160. Кувшинов, М.О. Ультразвуковое поверхностное пластическое деформирование - эффективный метод повышения эксплуатационных характеристик деталей машин / М.О. Кувшинов, А.А. Хлыбов, Д.Ю. Магин // Уральская школа молодых металловедов / Сб. тр. Международной науч. -техн. конф. - Екатеринбург: Изд-во Уральский федеральный университет, 2016. - С. 34 - 38.

161. Кувшинов, М.О. Применение ультразвуковой ударной обработки для улучшения качественных характеристик медных облицовок

кумулятивных снарядов / М.О. Кувшинов, А.А. Хлыбов // Будущее технической науки / Сб. тр. Международной науч.-техн. конф. - Нижний Новгород: Изд-во НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2016. - С. 617.

162. Кувшинов, М.О. Исследование влияния ультразвуковой ударной обработки на структуру и свойства поверхностного слоя стали 12Х18Н10Т / М.О. Кувшинов, А.А. Хлыбов // Механические свойства современных конструкционных материалов / Сб. тр. конф. - Москва: Изд-во ИМЕТ РАН, 2018. - С. 77 - 78.

163. Кувшинов, М.О. Влияние ультразвуковой обработки на физико-механические свойства поверхностного слоя / М.О. Кувшинов, А.А. Хлыбов // Механические свойства современных конструкционных материалов / Сб. тр. конф. - Москва: Изд-во ИМЕТ РАН, 2020. - С. 30 - 31.

164. Кувшинов, М.О. Исследование влияния ультразвуковой обработки на структуру и свойства мартенситно-стареющей стали 03Н18К9М5Т / М.О. Кувшинов, А.А. Хлыбов // Деформация и разрушение материалов и наноматериалов / Сб. тр. Международной конф. - Москва: Изд-во ИМЕТ РАН, 2019. - С. 455 - 457.

165. Способ упрочняющей обработки мартенситно-стареющей стали: пат. №2740294 РФ: МПК С2Ю 6/00, С2Ю 8/00, В24В 39/00 / авторы и заявители Хлыбов А.А., Кувшинов М.О.; патентообладатель ФГБОУ ВО НГТУ им. Р.Е. Алексеева, опубл. 12.01.2021.

166. Хлыбов, А.А. Исследование влияния ультразвуковой обработки на структуру и свойства поверхностного слоя конструкционной стали 30ХГСА /

A.А. Хлыбов, М.О. Кувшинов // Технология металлов. - 2021. - № 1. - С. 12 - 16.

167. Неразрушающий контроль: справочник: в 8 т. / под общ. ред.

B.В. Клюева. Т.4.: в 3 кн. Кн. 1 Акустическая тензометрия // В.А. Анисимов [и др.] 2-е изд. перераб. Москва: Машиностроение, 2006. - 736 с.

168. Фатюхин, Д.С. Формирования эксплуатационных свойств деталей машин ультразвуковыми методами / В.М. Приходько, И.А. Меделяев, Д.С.Фатюхин. - Москва: МАДИ, 2015. - 264 с.

г 1

Государственная корнорання но атомной жергин i «Росатом»

Федеральное юе\ дарственное унитарное предприятие

РОССИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР

Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной фишки

ФГУП«РФЯЦ-ВНИИЭФ»

пр Мира, л " i Capon. Нижегородская оол . (»071X8 «К к.'ПиУша Email slalWvniiel'ni Клетайп ISIV™ «Мимма»

Л кт