Разработка и исследование многослойного стального материала с высокотемпературной анизотропией теплового расширения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.09, кандидат наук Сафонов Михаил Дмитриевич

• Сафонов Михаил Дмитриевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Сафонов Михаил Дмитриевич

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АНИЗОТРОПИЯ СВОЙСТВ КОНСТРУКЦИОННЫХ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

1.1. Анизотропия свойств деталей из монокристаллических заготовок

1.2. Анизотропия свойств деталей из поликристаллических материалов

1.2.1. Влияние кристаллографической текстуры на свойства

1.2.2. Влияние волокнистого строения (механической текстуры) на механические свойства

1.3. Аномалии теплового расширения поликристаллических материалов

1.3.1. Необратимые объемные изменения при нагреве

1.3.2. Инварные аномалии

1.4. Многослойные металлические материалы

1.5. Постановка задачи исследования

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Материалы исследования

2.1.1. Выбор сталей для композитных заготовок

2.1.2. Технология изготовления исследуемых материалов

2.2. Методы структурных исследований

2.2.1. Дилатометрическое исследование

2.2.2. Оптическая микроскопия

2.2.3. Растровая электронная микроскопия

2.2.4. Микрорентгеноспектральный анализ

2.2.5. Микродифракционный анализ

2.2.6. Рентгеноструктурный анализ

2.3. Математическое моделирование

2.4. Обработка экспериментальных данных

Стр.

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ

МНОГОСЛОЙНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

3.1. Композиция 08Х18Н10+08кп

3.2. Композиция 08Х18+08кп

3.3. Композиция 08Х18Н10+У8

3.4. Композиция 08Х18+У8

3.5. Выводы по Главе

Глава 4. ПРОВЕРКА ГИПОТЕЗЫ О ВЕДУЩЕЙ РОЛИ МЕЖСЛОЙНЫХ

НАПРЯЖЕНИЙ

4.1. Исследование влияния вида образцов на проявление аномалии теплового расширения в многослойных материалах

4.2. Моделирование процесса формирования напряжений в многослойном материале 08Х18Н10+08кп

4.3. Исследование влияния межслойных напряжений на микроструктуру многослойных материалов

4.4. Исследование структуру многослойных материалов второго цикла

4.5. Выводы по Главе

Глава 5. ПЕРСПЕКТИВЫ И НАПРАВЛЕНИЯ РАЗРАБОТКИ ТЕМЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРА

Список используемых сокращений

Акт внедрения результатов научно-исследовательской работы в учебный

процесс

Справка об использовании результатов диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование многослойного стального материала с высокотемпературной анизотропией теплового расширения»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Непрерывное развитие машиностроения требует создания новых материалов, обладающих уникальным набором физико-механических и эксплуатационных свойств для таких динамичных секторов, как газотурбинное двигателестроение, авиационное, судовое, химическое и металлургическое производства. Интенсивные научные исследования направлены в первую очередь на создание новых материалов, обладающих уникальным комплексом свойств, путем формирования в них специального вида структур, которые в первую очередь, способны расширить возможности конструкторских решений для перспективных образцов новой техники. Подобные структуры, обладая аномальными деформационными или теплофизическими характеристиками, способны адаптивно реагировать, «вынуждая» материал динамически подстраиваться и регулировать собственный отклик на внешнее воздействие, такое, как внешняя нагрузка, температура, давление, влажность и др. Такие эффекты наблюдаются в основном в композиционных материалах, что является результатом взаимодействия локальных микроскопических полей упругих напряжений. Изучением теоретических аспектов создания таких материалов занимались такие исследователи, как А. Bensoussan (эффект появления долговременной памяти в композитах), КБ. Almgren (отрицательный коэффициент Пуассона), А.Г. Колпаков (отрицательный ТКЛР в композитах со слоистым строением).

К настоящему времени промышленностью освоено производство многих видов металлического слоистого проката, которые представляют отдельную группу многослойных материалов конструкционного назначения. Основы создания таких материалов, заложенные в фундаментальных трудах, находят свое развитие в работах современных ученых, таких как Ю.П. Трыков, В.И. Лысак, А.А. Батаев, Л.М. Гуревич, А.Г. Кобелев, В.И. Мали, С.В. Гладковский и ряда других исследователей. Однако, ограниченное количество слоев, которое обычно не превышает десяти, не могут привести к формированию новых качеств, которые

проявляются, например, в наноламинатах (М.И. Карпов) либо в слоистых гомогенных материалах, получаемых по ARB-технологии (М Tsuji).

Поэтому многослойные металлические материалы на основе сталей, с количеством слоев до 2000, получаемые методом горячей пакетной прокатки (А.Г. Колесников, А.И. Плохих), вызывают интерес с точки зрения возможного появления новых, в том числе теоретически предсказанных теплофизических свойств. Учитывая это, актуальными являются исследования, направленные на разработку материалов с анизотропными тепловым расширением, управление которым может оказаться эффективным при проектировании теплонагруженных узлов современных машин и агрегатов, испытывающих высокотемпературный нагрев.

Цель работы — разработка многослойного металлического материала на основе углеродистых и нержавеющих сталей с установлением закономерностей структурообразования при формировании анизотропного теплового расширения.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

1. Установление влияния многослойного строения исследуемых материалов для 100- и 2000-слойных образцов, на температурную зависимость линейного расширения, определенную вдоль направления проката, в плоскости проката и перпендикулярно плоскости проката;

2. Исследование влияния межслойной диффузии легирующих элементов на структуру стальных многослойных материалов и температурную зависимость линейного расширения;

3. Установление влияния повторных нагревов многослойных материалов на температурную зависимость линейного расширения, структурную стабильность и превращения, происходящие на межслойных границах;

4. Определение численных значений ТКЛР(техн.) исследованных многослойных материалов с целью разработки рекомендаций по их практическому использованию.

5. Разработка многослойного металлического материала на основе углеродистых и нержавеющих сталей для использования в теплонагруженных узлах машин и агрегатов.

Научная новизна работы:

1. Впервые обнаружена и исследована резко выраженная анизотропия линейного расширения в многослойных стальных материалах, зависящая от направления проводимого дилатометрического измерения — вдоль направления проката, в плоскости проката либо перпендикулярно плоскости проката.

2. Показано, что межслойная диффузия легирующих элементов в 100- и 2000-слойных образцах, приводит к формированию многослойного материала с новым химическим составом слоев и фазовым строением, при сохранении качественного подобия температурной зависимости относительного удлинения (АЬ/Ь) и обнаруженной анизотропии.

3. Установлено, что механизм псевдо-инварного эффекта основан на компенсации теплового расширения в многослойном материале, происходящего за счет сжатия, наблюдаемого при а ^у -превращении.

Практическая значимость работы: результаты исследования показали принципиальную возможность получения резко выраженной анизотропии теплового расширения в металлических конструкционных материалах с кубическими кристаллическими решетками (ОЦК и ГЦК) и позволили разработать рекомендации по их созданию.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты исследований по влиянию многослойной структуры на проявление анизотропии линейного расширения, определенную вдоль направления проката, в плоскости проката и перпендикулярно плоскости проката;

2. Результаты влияния межслойной диффузии легирующих элементов на структуру стальных многослойных материалов и температурную зависимость линейного расширения;

3. Экспериментальные численные данные температурных зависимостей

ТКЛР исследованных многослойных материалов.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертации доложены и обсуждены на IV Междисциплинарном научном форуме с международным участием "Новые материалы и перспективные технологии" РАН, Москва, 27-30 ноября 2018 г., XII Международной конференции «Механика, ресурс и диагностика материалов и конструкций» (Екатеринбург, ИМАШ УрО РАН, 2018 г.), IX Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» (Москва, НИТУ «МИСиС», 2018 г.), V Международной научной конференции «Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении» (Москва, ИМАШ РАН, 2017 г.), VII Международной конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» (Москва, ИМЕТ РАН, 2017 г.), IX Международной научно-инновационной молодежной конференции «Современные твердофазные технологии: теория, практика и инновационный менеджмент» (Тамбов, ТГТУ, 2017 г.), III Всероссийской научно-технической конференции «Материалы и технологии нового поколения для перспективных изделий авиационной и космической техники» (Москва, ВИАМ, 2017 г.), XII Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов «Физико-химия и технология неорганических материалов» (ИМЕТ РАН, 2015 г.), Международных конференциях молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» (Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана 2013, 2014, 2017 гг.)

Методы исследований и достоверность результатов. Достоверность результатов обеспечена использованием современного исследовательского оборудования, встроенных программ сбора и обработки данных и комплекса взаимодополняющих методов структурных исследований (сканирующей электронной и оптической микроскопии, рентгеноструктурными методами анализа). Обоснованность теоретических выводов подтверждена экспериментальными данными, полученными лично соискателем.

Личный вклад автора.

Вошедшие в диссертацию результаты получены автором под научным руководством кандидата технических наук Андрея Ивановича Плохих. Совместно с научным руководителем автор участвовал в постановке цели и задач исследования.

Диссертантом лично выполнены теплофизические измерения и обработка полученных результатов, проведенные на оборудовании лаборатории «Прочность конструкционных материалов» УДЦ НУК МТ МГТУ им. Н.Э. Баумана. Металлографические исследования структуры многослойных материалов, подготовка образцов для электронной микроскопии была проведена автором с использованием оборудования кафедры «Материаловедение» МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Вошедшие в диссертационную работу результаты и выводы были получены и сформулированы совместно с научным руководителем и соавторами публикаций.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 12 печатных работ, в том числе 4 статьи в российских периодических рецензируемых изданиях, рекомендуемых ВАК при Министерстве науки и высшего образования РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 170 наименования. Работа содержит 164 страницы машинописного текста, 89 рисунков и 46 таблиц.

Глава 1. АНИЗОТРОПИЯ СВОЙСТВ КОНСТРУКЦИОННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

Создание ориентированного строения в конструкционных материалах является одним из эффективных способов повышения эксплуатационных свойств ответственных деталей машин и агрегатов. Практика создания и использования изделий из композиционных материалов демонстрирует значительные достижения и успехи в этом направлении. К настоящему времени созданы композиционные материалы, обладающие уникальным сочетанием свойств, которые являются практически недостижимыми для традиционных металлических и неметаллических конструкционных материалов. Особенностью отдельных групп композиционных материалов является резко выраженная конструктивная анизотропия свойств, наличие которой создает широкие перспективы целенаправленного управления эксплуатационными характеристиками изделий ответственного назначения [1-3].

Наряду с этим, актуальной остается задача формирования ориентированного строения в традиционных конструкционных материалах, полученных классическими методами формообразования, такими как литье и пластическая деформация. По мнению ряда исследователей, для промышленных сплавов на основе железа, никеля, молибдена, титана, меди, циркония скрытые резервы могут составлять от 30 до 50 % от уровня физико-механических свойств, реализованных в поликристаллических материалах, в том числе за счет недополученных преимуществ, которые может дать благоприятно ориентированная кристаллическая решетка относительно действия внешних сил [4, 5].

Ориентированное кристаллическое строение существенно влияет и на физические свойства. Классическим примером может служить анизотропная трансформаторная сталь, в которой создание специальной кристаллографической тек-

стуры приводит к минимальным потерям при перемагничивании. Еще один пример — рационально созданная текстура для фольг конденсаторов, емкость которых при благоприятной кристаллографической ориентировке может быть увеличена в 2-3 раза.

Еще большего эффекта можно достигнуть, применяя пластическую деформацию к монокристаллическим заготовкам. Так известно о достижении высоких магнитных характеристик в тонких лентах сплава Fe + 50 % М, полученных из монокристаллической заготовки путем последующей интенсивной деформации прокаткой [6].

Таким образом, формирование в изделиях резкой анизотропии свойств, является серьезным резервом для повышения эксплуатационных и функциональных характеристик, а также может решить задачу эффективного использования материалов при создании разнообразных изделий.

1.1. Анизотропия свойств деталей из монокристаллических заготовок

Обладая ярко выраженной анизотропией свойств, монокристаллы позволяют в максимальной степени использовать возможности конструкционного материала, и как следствие, повысить надежность и долговечность изделия. Одним из эффективных технологических решений является метод направленной кристаллизации, в результате которого в заготовках, максимально приближенных по форме к конечному изделию, формируется текстура литья заданной кристаллографической ориентации.

Примером может служить монокристаллическая лопатка газотурбинного двигателя (ГТД). Для этого изделия, с использованием специальных технологических приемов, можно создать рациональную ориентацию кристаллографических осей в азимутальном и осевом направлении относительно действия главных напряжений (Рисунок 1.1), так, чтобы был обеспечен наилучший комплекс механических свойств и максимальный ресурс работы [7-11]. Применение монокри-

сталлических лопаток в авиационных ГТД последних поколений, по существующим прогнозам, позволит значительно повысить температуру газа перед турбиной, уменьшить их массу более чем в 1,5 раза, сократить расход топлива от 15 до 30 %, а также улучшить ряд других характеристик [8].

А [0011

[1001

Рисунок 1.1. Монокристаллическая лопатка газотурбинного двигателя с указанием условной рациональной ориентации монокристалла

Особый практический интерес представляют работы по применению монокристаллических жаропрочных сталей и сплавов в качестве особо теплостойких материалов, способных эффективно противостоять процессу ползучести при повышенных температурах. Известным примером практического применения в машиностроении монокристаллических заготовок с заданной кристаллографической ориентировкой является использование литых упругих элементов, которые, в отличие от поликристаллических аналогов, обладают в первую очередь более высокой теплостойкостью. Представленная на Рисунке 1.2 установка, по утверждению авторов, позволяет получать с помощью направленной кристаллизации

пружинные элементы любой формы из жаропрочных никелевых сплавов, при этом механические свойства могут варьироваться в зависимости от совпадения предпочтительной кристаллографической оси материала с направлением рабочей оси пружины. Предпочтительная кристаллографическая ось монокристалла в данной установке задается формой и размером входного отверстия пресс-формы, применяемой для кристаллизации упругого элемента [12].

В работе [13] предложен процесс формирования высокотемпературной монокристаллической пружины из сплава на основе никеля, содержащего рений. Один из вариантов включает в себя создания керамической формы с применением выплавляемого прототипа пружины, с последующей кристаллизацией в ней наклонной цилиндрической пружины (Рисунок 1.3), используемой в уплотнении зазоров. Второй вариант изготовления включает в себя предварительное определение ориентации основных кристаллографических направлений в монокристаллической заготовке с использованием

а

б

Рисунок 1.2.

Схема установки для получения монокристаллических упругих элементов: а — пресс-форма для направленной кристаллизации; б — схема ортогональных осей монокристалла пружины

Рисунок 1.3. Монокристаллическая наклонная пружина с опорными

стойками.

рентгеноструктурного анализа, с последующей механической обработкой заготовки с целью придания окончательных геометрических размеров плоской пружине в соответствии с направлением действия внешних напряжений.

По утверждению авторов монокристаллическая пружина, входящая в состав уплотнительного элемента, способна выполнять свои рабочие функции до температур свыше 2000 ^ (-1100 °С). Вместе с тем отсутствие пластической деформации в технологическом маршруте изготовления упругих элементов только с использованием метода монокристаллического литья ограничивает возможности получения максимального уровня механических свойств.

В работах [14-16] приведены результаты исследований по установлению закономерностей процессов релаксации в монокристаллах аустенитной стали типа Х25Н25Т, имеющих различную кристаллографическую ориентировку относительно направления рабочей оси пружины. После проведения гомогенизирующего отжига и закалки, монокристаллические заготовки были прокатаны при комнатной температуре со степенью деформации 85 % и подвергнуты старению при температурах 500 и 600 °С. В качестве контрольных использовались образцы той же стали в поликристаллическом состоянии после аналогичных обработок. Сравнительные результаты механических свойств приведены в Таблице 1.1.

Таблица 1.1.

Механические свойства холоднокатаной моно- и поликристаллической

ленты стали Х25Н25Т

Монокристалл с условной кристаллографической ориентировкой текстуры Температура старения, °С Твердость ИУ50, МПа Предел упругости 00,03, МПа Число гибов, п

А 500 2900 1090 63

600 3300 1160 42

Б 500 3900 1660 68

600 3950 1480 27

В 500 2950 1170 137

600 3250 1140 110

Г 500 2970 1150 —

600 3290 1190 —

Поликристалл 500 3720 1440 79

600 3840 1360 52

Параметры Монокристалл с условной кристаллографической ориентировкой текстуры Поликристалл

А Б В Г

Температура старения, °С 500 500 500 500 500

600 600 600 600 600

Твердость ИУ50, МПа 2900 3900 2950 2970 3720

3300 3950 3250 3290 3840

Предел упругости 00,03, МПа 1090 1660 1170 1150 1440

1160 1480 1140 1190 1360

Число гибов, п 63 68 137 — 79

42 27 110 — 52

Можно видеть, что число гибов до разрушения у монокристаллического образца с текстурной ориентировкой «В» практически в два раза превышает аналогичный показатель для поликристаллического образца. Для исследованной стали типа Х25Н25Т благоприятной кристаллографической ориентировкой является монотекстура прокатки (110)[112] - (110)[116].

Проведенные релаксационные испытания показали (Рисунок 1.4), что при относительно невысоких температурах предпочтительным является использование сталей с нестабильным (метастабильным) аустенитом. Повышение температуры эксплуатации делает оправданным использование стабильных аустенитных

сталей. Наконец для высоких температур наблюдается превосходство упругих элементов, выполненных из монокристаллических заготовок.

6,=2200-2600 МПа

200-350 °с ——

Рисунок 1.4. Использование аустенитных сталей различного структурного типа в качестве высокопрочного и релаксационностойкого пружинного материала: НАС — нестабильные (метастабильные) аустенитные стали; САС — стабильные аустенитные стали; МП — монокристаллические стали [17].

Еще одна особенность монокристаллических материалов проявляется в ряде свойств, которые отсутствуют у металлов и сплавов в поликристаллическом состоянии при технической чистоте. В частности, у высокочистых монокристаллов железа, молибдена, вольфрама, ванадия отсутствует порог вязко-хрупкого перехода (ВХП) и проявляется пластичность вплоть до температуры жидкого гелия.

Не менее интересным, с технической точки зрения, свойством является отсутствие проявления отпускной хрупкости первого и второго рода у образцов из монокристаллических сталей, а также высокотемпературной хрупкости в хромо-никелевых сплавах [18, 19]. Так, в исследованиях, проведенных на монокристал-

лических образцах стали 37ХН3Т и сплаве ХН77ТЮР, было показано, что хрупкость, развивающаяся при отпуске или старении, обусловлена, главным образом, присутствием границ зерен [19]. Исключение больших угловых границ как элемента структуры способно существенно повысить значения ударной вязкости (от 2 до 5 раз) по сравнению с поликристаллическими аналогами в условиях охру-чивающего отпуска (Таблицы 1.2-1.4).

Таблица 1.2.

Ударная вязкость и твердость поликристаллических образцов стали

37ХН3Т после отпуска

Режим отпуска Закалка ВТМО

ан, кгм/см2 ИЯС ан, кгм/см2 ИЯС

650 °С, 2 ч охл. в воде 7,1 23,5 7,3 25,5

650 °С, 2 ч охл. в воде + 550 °С, 6 ч охл. в воде 4,0 23,0 6,0 24,5

350 °С, 2 ч охл. в воде 2,8 42,0 3,9 42,5

Таблица 1.3.

Ударная вязкость и твердость монокристаллических образцов стали

37ХН3Т после отпуска

Режим отпуска Закалка ВТМО

ан, кгм/см2 ИЯС ан, кгм/см2 ИЯС

650 °С, 2 ч охл. в воде 7,4 22,0 8,3 23,0

650 °С, 2 ч охл. в воде + 550 °С, 6 ч охл. в воде 7,4 21,5 8,1 22,0

350 °С, 2 ч охл. в воде 4,0 42,0 4,0 43,0

Таблица 1.4.

Ударная вязкость и твердость поли- и монокристаллических образцов

стали 37ХН3Т после отпуска

Режим отпуска Закалка ВТМО

ан, кгм/см2 ШВ ан, кгм/см2 ШТ

1200 °С, охл. с печью 1,3 235 9,5 255

1200 °С, охл. в воде 2,8* 280 16,3* 285

ВТМО 5,7* 310 17,4* 290

* — Испытания проведены на ударных образцах с надрезом типа Менаже.

Из изложенного становится ясным, что возможность использования монокристаллических деталей из сталей и сплавов является достаточно перспективным направлением. Однако сложность получения монокристаллических заготовок существенно ограничивает их применение в промышленных масштабах.

1.2. Анизотропия свойств деталей из поликристаллических материалов 1.2.1. Влияние кристаллографической текстуры на свойства

В первых работах, посвященных систематизации экспериментальных данных по анизотропии физических и механических свойств конструкционных материалов, подробно рассмотрены вопросы упругости, пластичности и прочности металлов, обладающих этой особенностью [20-23].

Эффективным способом формирования в поликристаллических материалах резко выраженной анизотропии физико-механических свойств является, в том числе, пластическая деформация, ведущая к образованию различного рода текстур. Изучению закономерностей формирования текстур при осуществлении термодеформационного воздействия посвящен ряд фундаментальных исследований [24-27]. Наряду с традиционными текстурованными материалами (стали для деталей, получаемых глубокой вытяжкой, анизотропные электротехниче-

ские стали, ряд магнитных материалов), разработаны новые материалы, практическое использование которых целиком зависит от создания в них определенной кристаллографической текстуры.

При этом особо обращается внимание на «целесообразность замены монокристаллических изделий на изделия, имеющие острую кристаллографическую текстуру» [28].

Однако получение острой кристаллографической текстуры, которая вызывает резкую анизотропию свойств, имеет определенные трудности. В первую очередь это связано с тем, что сильная анизотропия характерна для тех металлов и сплавов, у которых она значительно проявляется в монокристаллическом состоянии, а это, как правило, металлы, не обладающие кубической решеткой. Еще одним немаловажным фактором является особенность механизма деформации таких металлов и сплавов, для которых базисное скольжение является практически единственной системой легкого скольжения.

В последние время ведется активное изучение условий формирования текстур, обеспечивающих заданный комплекс анизотропных свойств, недостижимых в изотропных сплавах на основе магния, титана и циркония [29- 44].

Применительно к деформируемым магниевым сплавам установлено, что рациональное легирование позволяет осуществить два способа повышения характеристик глубокой вытяжки: за счет уменьшения интенсивности базисной текстуры и с помощью изменения механизма пластической деформации, которое приводит к повышению сопротивления деформации при сжатии по сравнению с растяжением. Важным является и то, что в определенных сплавах можно снизить более чем на порядок интенсивностью базисной текстуры и, тем самым повысить характеристики технологичности листовых полуфабрикатов при глубокой вытяжке [29—31].

Ужесточение условий эксплуатации и надежности реакторов на тепловых нейтронах, требует целенаправленного изменения свойств изделий из циркониевых сплавов, применяемых в качестве элементов конструкции реактора. Кристаллографическая текстура этих сплавов, возникающая при технологической

обработке, предопределяет анизотропию физико-механических характеристик, коррозии, радиационного роста и ползучести. Исследования, проведенные в этих направлениях, показали, что высокая способность анизотропных поликристаллических сплавов на основе циркония к пластическому течению может быть реализована за счет особых механизмов релаксации внутренних напряжений [3234]. Разработанные механизмы текстурообразования в а^г позволили повысить структурную и текстурную однородность изделий из циркониевых сплавов и значительно ограничить выделения анизотропных гидридных образований нежелательной ориентации, что позволило снизить процессы замедленного гид-ридного растрескивания [35-37].

Изделия авиационной техники требуют применения заготовок из высокопрочных титановых сплавов. С этой точки зрения особый интерес представляют промышленно выпускаемые титановые сплавы на основе а-фазы (а и псевдо-а), имеющие гексагональную плотноупакованную (ГПУ) решетку с выраженной анизотропией свойств, по уровню недостижимого для изотропных сплавов. Однако по указанным выше причинам пластическая деформация таких сплавов весьма затруднительна. Решением этой задачи может стать использование штам-пового инструмента, который в процессе ковки, в условиях, приближенных к плоской деформации, придает поперечному сечению заготовки треугольную форму. Это обеспечивает накопление больших степеней деформации и создает разупорядоченную текстуру [38-40].

Следующий подход основан на использовании титановых сплавов со смешанной структурой (а + в). На примере конструкционного сплава ВТ23 показано, что формирование текстуры при Р^а-превращении может происходить посредством реализации различных механизмов деформации [41-43]. Сочетание режимов продольной и поперечной прокатки, позволяющее получить острую призматическую текстуру путем первичного двойникования, должно быть оптимальным для формирования высокой базисной фракции в направлении нормали прокатанного листа [43].

Однако, по существующим данным, получить острую кристаллографическую текстуру в титановых псевдо-Р сплавах с кубической решеткой возможно в основном в заготовках малого сечения, с применением холодной пластической деформации [44].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сафонов Михаил Дмитриевич, 2019 год

Список литературы

1. Буланов, И.М. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов МГТУ им. Н. Э. Баумана: учебник для ракетных и авиационных специальностей. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998. 507 с.

2. Мэттьюз Ф., Композитные материалы. Механика и технология: Учебник для физических и материаловедческих специальностей/ Ф. Мэттьюз Р., Ролингс. М.: Техносфера, 2004. 408 с.

3. Батаев А.А., Композиционные материалы: строение, получение, применение: учебное пособие / А.А. Батаев, В.А. Батаев. М.: Университетская книга; Логос, 2006. 400 с.

4. Wawra H.H., Elastomechanisches Werkstucksverhaltrn // Werkstatt und Betrieb. 1973. V. 106, № 5. S. 303-309.

5. Об анизотропии пластической деформации сплава Zr-1%Nb / В.П. Ко-нопленко [и др.]// В сб.: Физика и механика деформации и разрушения. М.: Энергоиздат, 1981. С. 34 - 41.

6. Свойства высокотекстурованной тончайшей ленты из монокристаллической заготовки / Н.С. Белоусов [и др.] // В кн.: Прецизионные сплавы. Вып. 2. М.: Металлургия, 1975. С. 149 -157.

7. Монокристаллы никелевых жаропрочных сплавов / Р.Е. Шалин [и др.] М.: Машиностроение, 1997. 336 с.

8. Научный вклад в создание авиационных двигателей / под общ. ред. В.А. Скибина, В.И. Солонина. М.: Машиностроение, 2000. 750 с.

9. Esser W., Direction Solidification of Blades for Industrial Gas Turbines // Materials for Advanced Power Engineering. 1994. Р. 641-659.

10. Seth Brij B., Superalloys the Utility Gas Turbine Perspective // Superalloys. 2000. Р. 3 -16.

11. Роль направленной кристаллизации в ресурсосберегающей технологии производства деталей ГТД / Е.Н. Каблов [и др.] // Труды ВИАМ. 2013. № 3. С. 1-12

12. Copley S.M., Cast single crystal spring element / S.M. Copley, D.N. Duhl, B.H. Kear. [][ U.S. Patent, № 3,524,636, 1970.

13. DeMange J.J., Dunlap Process for forming a high temperature single crystal canted spring / J.J. DeMange [et al.]. US Patent, № 9,541,148 B1 2017.

14. Особенности текстурообразования и релаксации напряжений в деформированных монокристаллах теплостойкой аустенитной стали / В.Р. Бараз [и др.] // Физика металлов и металловедение. 1981. Т. 51, Вып. 1. С. 180 -187.

15. Влияние деформации и старения на упрочнение и релаксацию напряжений монокристаллов теплостойкой сплава ХН77ТЮР. / В.Р. Бараз [и др.] // В кн.: Термическая обработка и физика металлов. Вып. 6. Свердловск: Изд-во УПИ, 1981. С. 73-78.

16. Структурный механизм релаксации напряжений в монокристаллах аусте-нитной стали, упрочненной термомеханической обработкой / В.Р. Бараз [и др.] // Физика металлов и металловедение. 1982. Т. 54, Вып. 4. С. 967977.

17. Грачев С.В., Теплостойкие и коррозионностойкие пружинные стали / С.В. Грачев, В.Р. Бараз. М.: Металлургия, 1989. 144 с.

18. Исследование отпускной хрупкости монокристаллов конструкционной сталей / Д.П. Родионов [и др.] // Физика металлов и металловедение. 1972. Т. 33, Вып. 3. С. 621-626.

19. Исследование хрупкости сталей и сплавов после высокотемпературной термомеханической обработки монокристаллов / Садовский В.Д. [и др.] // Физика металлов и металловедение. 1975. Т. 39 Вып. 1. С. 105-111.

20. Микляев П.Г., Анизотропия механических свойств материалов / П.Г. Ми-кляев, Л.Б. Фридман. М.: Металлургия, 1969. 269 с.

21. Микляев П.Г., Анизотропия механических свойств металлов / П.Г. Мик-ляев, Л.Б. Фридман. М.: Металлургия, 1986. 224 с.

22. Адамеску Р.А., Анизотропия физических свойств металлов / Р.А. Ада-меску, П.В. Гельд, Е.А. Митюшов. М.: Металлургия, 1985. 136 с.

23. Гречников Ф.В., Деформирование анизотропных материалов. М.: Машиностроение, 1998. 448 с.

24. Кудрявцев И.П., Текстура в металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1965. 292 с.

25. Вассерман Г., Текстуры металлических материалов / Г. Вассерман, И. Гревен М.: Металлургия, 1969. 564 с.

26. Уфимцева М.П., Влияние деформации на текстурообразование в кремнистом железе/М.П. Уфимцева, Р.А. Адамеску, П.В. Гельд// Структура и свойства текстурованных металлов и сплавов. М.: Наука, 1969. С. 48-52.

27. Теория образования текстур в металлах и сплавах / Я.Д. Вишняков [и др.] М.: Наука, 1979. 343 с.

28. Гервасьева И.В., Закономерности текстурных преобразований и роль ме-зоструктурных неоднородностей в процессах деформации и рекристаллизации ОЦК и ГЦК металлических материалов: Автореф. дис. д-ра физ-матем. наук/ И.В. Гервасьева . Екатеринбург, 2003.

29. Закономерности формирования текстуры и анизотропии механических свойств магниевых сплавов / С.Я. Бецофен [и др.] // Деформация и разрушение материалов. 2018. № 9. С. 2-15.

30. Влияние механизма деформации на анизотропии механических свойств и технологичность магниевых сплавов / С.Я. Бецофен [и др.] // Металлы. 2008. № 3. С. 83-90.

31. Количественные методы описания текстуры и анизотропии свойств сплавов на основе титана и магния / С.Я. Бецофен [и др.] // Титан. 2010. № 2. С. 16-22.

32. Локализация пластического течения в технических сплавах циркония / Т.М. Полетика [и др.] // Прикладная механика и техническая физика. 2003. Т. 44, № 2. С. 132 -142.

33. Эволюция дислокационной структуры в сплавах циркония при пластической деформации / Т.М. Полетика [и др.] // Деформация и разрушение материалов. 2006. № 10. С. 12-16.

34. Гирсова С.Л., Эволюция системы границ при пластической деформации ГПУ-сплава 7г / С.Л. Гирсова, Т.М. Полетика // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2013. Т. 18, № 4-2. С. 1807-1808.

35. Закономерности рекристаллизации прокатанных моно- и поликристаллов циркония и сплава 7г-1%№ / М.Г. Исаенкова [и др.] // Физика металлов и металловедение. 2014. Т. 115, № 8. С. 807.

36. Эволюция кристаллографической текстуры при нагружении и ее влияние на анизотропию механических свойств изделий из циркониевого сплава / М.Г. Исаенкова [и др.] // Цветные металлы. 2014. № 12. С.68-73.

37. Механизмы влияния текстуры оболочечных труб из циркониевых сплавов на их коррозионное поведение / Ю.А. Перлович [и др.] // Физика и химия обработки материалов. 2014. № 1. С. 67-76.

38. Логинов Ю.Н., Обоснование влияния анизотропии на разнотолщинность холоднокатаных труб из титанового сплава / Ю.Н. Логинов, В.Г. Смирнов, В.В. Котов // Производство проката. 2008. № 2. С. 28-31.

39. Логинов Ю.Н., Анизотропия свойств титанового сплава / Ю.Н. Логинов, В.В. Котов // Вестник Уральского государственного технического университета УПИ. 2005. № 13. С. 187.

40. Логинов Ю.Н., Преобразование условия текучести при деформации металлических материалов с ГПУ решеткой / Ю.Н. Логинов, В.Д. Соловей, В.В. Котов // Металлы. 2010. № 2. С. 93-99.

41. Образование базисной текстуры в титановом сплаве ВТ18У / И.В. Эгиз // Металловедение и термическая обработка металлов. 1992. № 6. С. 4547.

42. Хорев А.И., Текстура тонких листов титанового сплава ВТ23 / А.И. Хо-рев, И.В. Эгиз, А.А. Бабарэко // Металлы. 1992. № 4. С. 119-123.

43. Формирование базисной текстуры в сплаве ВТ23 путем поперечной прокатки / А.И. Хорев [и др.] // Металлы. 1992. № 6. С. 99-104.

44. Анизотропия механических свойств и текстурное упрочнение титановых сплавов / А.И. Хорев [и др.] // В сб. Легирование и термообработка титановых сплавов. 1977. С. 242-252.

45. Отчет по теме: «Определение качества металла, внутреннего силикатно-эмалевого покрытия и параметров резьбы НКТ 0 73х5,5 производства». URL:https://pandia.ru/text/78/162/79873.php (дата обращения: 10.03.2019).

46. Bastien P.G., The mechanism of formation of banded structures J. Iron and Steel Institute 187. 1957. P. 281-291

47. Grange R.A., Effect of microstructural banding in steel //Met. Trans. 1971. Vol. 2. Р. 417.

48. Krauss G., Solidification, segregation, and banding in carbon and alloy steels //Metallurgical and Materials Transactions B. 2003. No. 34. Р. 781-792.

49. Evolution of microstructural banding during the manufacturing process of dual phase steels / G. Caballero // Mater. Trans. 2006. № 47. Р. 2269-2276.

50. Bhadeshia H.K., Phase transformations contributing to the properties of modern steels // Bulletin of the polish academy of sciences technical sciences. 2010. Vol. 58, № 2. Р. 255-265.

51. Hertzberg R.W., Deformation and fracture mechanics of engineering materials. New York: John Wiley & Sons, 1983. 697p.

52. Биллигман И., Высадка и штамповка. М.: Машгиз, 1960. 467 с.

53. Лахтин Ю.М., Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Металлургия, 1976. 420 с.

54. Ковка и штамповка: Справочник: в 4-х т. М.: Машиностроение, 1986. Т. 2: Горячая штамповка / под ред. Е.И. Семенова [и др.]. 592 с.

55. Семенов Е.И., Общие требования к волокнистому строению высаженных поковок / Е.И. Семенов, И.С. Зиновьев // Вестник машиностроения. 1977. № 11. С. 69-71.

56. Колотенков И.В., К вопросу о влиянии макроструктуры металла на долговечность подшипников качения // Труды ВНИИПП. 1962. Вып. 3. С. 3-16.

57. Колотенков И.В., К вопросу о влиянии макроструктуры металла на долговечность подшипников качения // Труды ВНИИПП. 1965. Вып. 2. С. 5-17.

58. Колотенков И.В., К вопросу о повышении долговечности подшипников // Технология подшипникостроения. 1959. Вып. 18. С. 6-10.

59. Раузин Я.Р., Влияние макроструктуры металла на контактную выносливость и долговечность подшипников качения // Контактная прочность машиностроительных материалов: сб. науч. трудов. М.: Наука, 1964. С. 5155.

60. Шейн А.С., Влияние ориентировки волокна на контактную усталостную прочность закаленной стали // МиТОМ. 1957. № 12. С. 61-66.

61. Юсипов З.И., Обработка металлов давлением и конструкции штампов / З.И. Юсипов, Ю.И. Каплин. М.: Машиностроение, 1981. 272 с.

62. Гаркунов Д.Н., Триботехника. М.: Машиностроение, 1985. 424 с.

63. Исследование влияния расположения волокон относительно контактной поверхности на ее стойкость на истирание / Е.И. Семенов, О.А. Белокуров, В.Ю. Лавриненко // Механика деформируемого тела и обработки металлов давлением: сб. науч. трудов. Тула, 2001. Ч. 1. С. 55-60.

64. Алленов М.Г., Моделирование технологического процесса поперечно-клиновой прокатки заготовки для горячей объемной штамповки коленчатого вала / М.Г. Алленов, О.А. Белокуров // Вестник МГТУ «Станкин». 2016. № 4. С. 67-70.

65. Троп А.А., Управление технологическими процессами обогатительных фабрик / А.А. Троп, В.З. Козин, Е.В. Прокофьев. М.: Недра, 1986. 315 с.

66. Влияние трения на распределение волокнистой структуры поковки подшипникового кольца при горячей штамповке / Е.Д. Грозенок [и др.] Вюник НТУ «ХП1». 2016. № 30. С. 32-36.

67. Автономова, Л.В. Исследование распределения волокнистой структуры поковки подшипникового кольца при горячей штамповке / Л.В. Автоно-мова, Е.Д. Грозенок, А.В. Степук // Вюник НТУ «ХП1». Серiя «Технологи в машинобудуванш». 2016. № 33. С. 69-73.

68. Одесский П.Д., Предотвращение хрупких разрушений металлических конструкций / П.Д. Одесский, И.И. Ведяков, В.М. Горпинченко. М.: СП Интермет инжиниринг, 1998. 219 с.

69. Гладштейн Л.И., Структура и свойства аустенита горячекатаной стали / Л.И. Гладштейн, Д.А. Литвиненко, Л.Г. Онучин. М.: Металлургия, 1983. 11 с.

70. Эффект повышения ударной вязкости при формировании слоистой структуры в процессе горячей прокатки ферритной стали / И.М. Счастливцев [и др.] // Доклады Академии наук. 2010. Т. 433, № 1. С. 42-45.

71. Исследование причин повышения вязкости ферритной стали 08Х18Т1 в результате повторной горячей прокатки / Д.А. Мирзаев [и др.] // Физика металлов и металловедение. 2004. Т. 98. С. 90-98.

72. Влияние повторной горячей прокатки на ударную вязкость ферритной стали 08Х18Т1, охрупченной при исходной горячей прокатке / Д.А. Мирзаев [и др.] // Деформация и разрушение. 2006. № 3. С. 24-30.

73. Ударная вязкость и пластические свойства составных слоистых образцов по сравнению с монолитными / И.Л. Яковлева [и др.] // Физика металлов и металловедение. 2007. Т. 104, № 2. С. 212-221.

74. Development of Ferrous Laminated Composites with Unique Microstructures by Control of Carbon Diffusion / Kum D.W. et al. // Metallurgical Transactions A. 1986. V. 17A. P. 1517-1521.

75. Embury J.D., The fracture of mild steel laminates / J.D. Embury, N.J. Petch, A.E. Wraith // Transaction of Metall Science. AIME. 1967. Vol. 239. P. 114118.

76. Inverse Temperature Dependence of Toughness in an Ultrafine Grain-Structure Steel / Y. Kimura et al. // Science. 2008. V. 320. P. 1057-1060.

77. / T. Inoue et al. // Metall. Mater. Trans. A. 2010. V. 41A. P. 341-355.

78. Колесников А.Г., Исследование возможности получения субмикро- и наноразмерной структуры в многослойных материалах методом горячей прокатки / А.Г. Колесников, А.И. Плохих, И.Ю. Михальцевич // Производство проката. 2010. № 3. С. 25-31

79. Структура и свойства многослойного материала на основе сталей, полученного методом горячей пакетной прокатки / Т.И. Табатчикова [и др.] // Физика металлов и металловедение. 2013. Т. 114, № 7. С. 633-646.

80. Власова Д.В., Хладостойкость многослойных стальных материалов / Д.В. Власова, А.И. Плохих // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2018. № 4. С. 66-73.

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

82.Young A.G., The plastic deformation of alpha-uranium / A.G. Young, K.M. Gardiner, W.B. Rotsey // Journal of Nuclear Materials. 1960. № 2. Р. 234.

83. Attchison I., Honeycombe R.W.K., Johnson R.H. Properties of Reactor Materials and Effects of Radiation Damage / I. Attchison, R.W.K. Honeycombe, R.H. Johnson; ed. D.J. Littler. London, 1962. Р. 430.

84. Schmid E., Uber die Anisotropie von Zinkblechen / E. Schmid, G.Z. Wassermann // Metallkde. 1931. № 23. S. 87-90.

85. Kench J., Incremental collapse in a-uranium subjected to thermal cycles while undergoing creep / J. Kench, J. Chamberlain, A. Young // J. Nucl. Mater. 1962. Vol. 2, № 2. P. 165-181.

86. Siegmund T., The irreversible deformation of a duplex stainless steel under thermal cycling / T. Siegmund, E. Werner, F. Fischer // Mater. Sci. Eng. A. 1993. Vol. 169. P. 125-134.

87. Белов К.П., Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнетиках. М.: ГИТТЛ, 1957. 279 с.

88. Захаров А.И., Физика прецизионных сплавов с особыми тепловыми свойствами. М.: Металлургия, 1983. 384 с.

89. Седов В.Л., Антиферромагнетизм гамма железа. Проблема инвара. М.: Наука, 1987. 287 с.

90. Бодряков В.Ю., Инварное и коварное поведение простых ферромагнетиков: термодинамическое моделирование / В.Ю. Бодряков, А.А. Повзнер // Журнал технической физики. 2007. Т. 77, Вып. 2. С. 65-71.

91. Структура и свойства инварного ГЦК-сплава Fe-35% Ni после комбинированной пластической деформации гидроэкструзией и волочением / В.М. Надутов [и др.] // Физика и техника высоких давлений. 2012. Т. 22, № 2. С. 125-137.

92. Особенности температурной зависимости теплового расширения и намагниченности насыщения инварного сплава Fe-67.0%, Ni-32.5%, Co-0.5% с нанокристаллической структурой / Х.Я. Мулюков [и др.] // Журнал технической физики. 2002. Т. 72, Вып. 7. С. 75-78.

93. Влияние термических обработок на температурный коэффициент линейного расширения и магнитный момент образцов инварного сплава Н30К10Т3 / А.И. Уваров [и др.] // ФММ. 2004. Т. 98, № 4. С. 35-43.

94. Регулирование коэффициента линейного расширения в Fe-Ni-Co-Ti инварах в результате старения и фазового наклепа / А.И. Уваров[и др.] // ФММ. 2010. Т. 110, № 4. С. 374-383.

95. Освоение новых технологий производства многофункциональных сплавов инварного класса с повышенными эксплуатационными свойствами / В.М. Колокольцев [и др.] // Металлургические процессы и оборудование. 2013. № 3. С. 47-52.

96. Исследование режимов термической обработки при производстве высокопрочных инварных сплавов нового поколения / М.В. Чукин [и др.]// Металлург. 2014. № 4. С. 97-102.

97. Особенности формирования комплекса физико-механических свойств в высокопрочных инварных сплавах / Н.В. Копцева [и др.] // Сталь. 2014. № 4. С. 97-99.

98. Хоменко, О.А. Происхождение и особенности инварных аномалий физических свойств. Fe-Ni сплавы с ГЦК-решеткой // Физика металлов и металловедение. 2007. Т. 104, № 2. С. 155-165.

99. Negative thermal expansion from 0,3 K to 1050 K in ZrW2O8 / T.A. Mary et al. // Science. 1996. № 272. Р. 90-92.

100. Патент на изобретение № 2095455. Неферромагнитный инварный сплав и изделие, выполненное из него (их варианты) / Ю. Л. Родионов Л.П. Хромова. 1997. (Восстановлен в 2004 г.).

101. Хромова Л.П., Исследование влияния технологических процессов обработки на ТКЛР инварного сплава TI-36 % NB / Л.П. Хромова, Ю.Л. Родионов, Г.В. Юдин // Оборонный комплекс научно-техническому прогрессу России. - 2005. - № 1. - С. 12-15.

102. Хромова Л.П., Родионов Ю.Л., Юдин Г.В. Влияние термообработки образцов сплава Т1-36 % NB на температурный коэффициент линейного расширения и механические свойства // Оборонный комплекс научно-техническому прогрессу России. - 2005. - № 1. - С. 9-12.

103.Kainuma R, Invar-type effect induced by cold-rolling deformation in shape memory alloys / R. Kainuma et al. // Appl. Phys. Lett. 2002. № 80. P. 43484350.

104. Multifunctional Alloys Obtainedvia a Dislocation-Free PlasticDeformation Mechanism / T. Saito et al. // Science. 2003. Vol. 300. P. 464-467.

105.Strain glass transition in a multifunctional b-type Ti alloy / Y. Wang et al. // Sci. Rep. 2014. № 4.

106. Использование промежуточной нанокристаллической у-фазы для получения аустенитных сталей с регулируемым коэффициентом термического расширения / В.В. Сагарадзе [и др.]// Физика металлов и металловедение. 2014. Т. 115, № 5. С. 517-531.

107. Tailored thermal expansion alloys / J. Monroe et al. // Acta Mater. 2016. № 102. P. 333-341.

108.Superelasticity and tunable thermal expansion across a wide temperature range / Y. Hao et al. // J. Mater. Sci. Technol. 2016. № 32. P. 705-709.

109. Исаева Е.А., Создание компенсаторов термических напряжений для перспективного авиационного ГТД методами порошковой металлургии / Е.А. Исаева, С.А. Перевоин, Д.А. Исаев // Изв. МГТУ МАМИ. 2013. Т. 2, № 2. С. 331-336.

110. Singh M., Advanced Ceramic Matrix Composites with Multifunctional and Hybrid Structures. NASA Glenn Research Center. / M. Singh, G.N. Morsher. Cleveland: OH 44135, 2005.

111. Красный И.Б., Технология формирования толстых медных слоев на вы-сокотеплопроводящих керамических подложках // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2015. № 4. С. 11-16.

112.Bensoussan A., Asymptotic Analysis for Periodic Structures /A. Bensoussan, J.-L. Lions, G.C. Papanicolaou. Amsterdam, 1978.

113.Sanchez-Palencia E. Nonhomogeneous Media and Vibration Theory: Lecture Notes in Physics 127. 1980.

114.Almgren R.F., An isotropic three-dimensional structure with Poisson's ratio // J. of Elasticity. 1985. V. 15. P. 427-430.

115.Колпаков А.Г., К задаче синтеза композиционного материала одномерного строения с заданными характеристиками / А.Г. Колпаков, С.И. Ракин // Прикладная механика и техническая физика. 1986. № 6. С. 143-150.

116.Колпаков А.Г., Деформационные характеристики слоистых композитов при нелинейных деформациях / А.Г. Колпаков, С.И. Ракин // Прикладная механика и техническая физика. 2004. № 5. С. 157-166.

117. Астров Е.И., Плакированные многослойные металлы. М.: Металлургия, 1965. 239 с.

118.Король В.К., Основы технологии производства многослойных металлов / В.К. Король, М.С. Гильденгорн. М.: Металлургия, 1970. 238 с.

119.Голованенко А., Сварка прокаткой биметаллов. М.: Металлургия, 1977. 160 с.

120.Гельман A.C., Плакирование стали взрывом. М.: Машиностроение, 1978. 270 с.

121. Слоистые металлические композиции / И.Н. Потапов [и др.] М.: Металлургия, 1986. 216 с.

122.Дорогобид В.Г., Теория прокатки слоистых металлов / В.Г. Дорогобид, H.H. Ильина. Магнитогорск, 1998. 60 с.

123. Производство слоистых композиционных материалов / А.Г. Кобелев [и др.] М.: Интермет-Инжиниринг, 2002. 496 с.

124.Трыков, Ю.П. Деформация слоистых композитов / Ю.П. Трыков, В.Г. Шморгун, Л.М. Гуревич. Волгоград: Политехник, 2001. 240 с.

125.Многослойная сталь в сварных конструкциях / под ред. Б.Е. Патона, Б.И. Медовара. Киев: Наукова думка, 1984. 284 с.

126.Копань В.С., Об электросопротивлении и механических свойствах многослойных композиций на основе меди и алюминия / В.С. Копань, А.В. Лысенко // Физика металлов и металловедение. 1970. т.29, № 5. С. 1075.

127.Майборода В.П., Свойства тонкослойного проката сталь-медь / В.П. Май-борода, В.С. Копань // Известия АН СССР. Металлы. 1973. № 3. С. 132136.

128.Возможности метода вакуумной прокатки как способа получения многослойных композитов с нанометрическими толщинами слоев / М.И. Кар-пов[и др.] // Материаловедение. 2004. № 1. С. 48-53.

129. Многослойный композит Cu-Fe с нанометрической толщиной слоев / М.И. Карпов [и др.] // Материаловедение. 2005. № 1. С. 36-39.

130. Анизотропия плотности сверхпроводящего критического тока в слоистых наноструктурных композитах, содержащих слои сплава Nb-50% Ti / М.И. Карпов [и др.] // Материаловедение. 2008. № 6. С. 35-39.

131.Novel ultrahigh straining process for bulk materials development of the accumulative roll bonding (ARB) process / Y. Saito [et al.]// Acta Mater. 1999. № 47. P. 579-583.

132. Strength and Ductility of Ultrafine Grained Aluminum and Iron Produced by ARB /N. Tsuji [et al.] //Scripta Mater. 2002. 47. №12. P. 893-899.

133.Получение ультрамелкозернистого листа из ультранизкоуглеродистой стали пакетной прокаткой / Г.Е. Коджаспиров [и др.]// МиТОМ. 2007. № 12. С.13-16.

134. Рудской А.И., Перспективные технологии изготовления листового проката с ультрамелкозернистой структурой / А.И. Рудской, Г.Е. Коджаспи-ров, С.В. Добаткин // Металлы. 2012. № 1. С. 88-92.

135. Суханов Д.А., Повышение конструктивной прочности сталей формированием тонкодисперсной слоистой структуры: дис. канд. техн. наук/ Д.А.Суханов. Новосибирск, 2002. 198 с.

136. Патент на изобретение № 2380234 Российская Федерация, МПК В 32 В 15/00. Способ получения металлических листов со стабильной субмикро -и наноразмерной структурой: опубл. 27.01.2010. Бюл. № 3. / А.Г. Колесников [и др.] 6 с.

137. Патент на изобретение №. 2428289 Российская Федерация, МПК В 23 К 20/22. Способ получения многослойных металлических листов со стабильной субмикро- и наноразмерной структурой: опубл. 10.09.2011. Бюл. № 25 / А.Г. Колесников [и др.]. 7 с.

138. Исследование особенностей формирования субмикро- и наноразмерной структуры в многослойных материалах методом горячей прокатки/ Колесников А.Г., [и др.]. //МиТОМ .2010. № 6. С. 44-49

139. Исследование многослойного материала на основе нержавеющих сталей, полученного методом горячей пакетной прокатки/ Табатчикова, Т.И.[и др.]. // ФММ. 2014. Т.115, №4. С. 431-442

140. Поликевич К.Б., Плохих А.И. Деформационная способность многослойных металлических материалов //Новые материалы и технологии в машиностроении. 2017. № 26. С. 65-68.

141. Колесников А.Г., Плохих А.И., Шинкарев А.С. Измерение сил прокатки супермногослойных стальных материалов и определение зависимости сопротивления деформации от параметров процесса //Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2014. № 12. С. 1-11.

142.Production- and microstructure-based fatigue assessment of metallic AISI 304/430 multilayer materials produced by hot pack rolling/ Schmiedt, A. // Ma-terialpruefung. 2017. Т. 59, № 2. С. 123-129.

143.Марочник сталей и сплавов/ Зубченко, А.С. [и др.]. Машиностроение, 2003. С. 585 - 784

144. Румшиский Л.З., Математическая обработка результатов эксперимента. М.: Наука, 1971. 192 с.

145.Плохих А.И., Колесников А.Г., Сафонов М.Д. Высокотемпературный псевдоинварный эффект в многослойных материалах на основе ста-лей//Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. -2017. Т. 19, № 2. С. 7-20.

146. Неймарк Б. Е., Физические свойства сталей и сплавов, применяемых в энергетике: справочник / Б. Е. Неймарк. М.; Л.: Энергия, 1967. 240 с.

147. Шинкарев А.С., Повышение конструктивной прочности сталей формированием тонкодисперсной слоистой структуры: дис. канд. тех. наук: 05.02.09. /Александр Сергеевич Шинкарев. М., 2015. 163 с.

148. Остаточные напряжения в слоистых композитах / Ю.П. Трыков [и др.] М.: Металлургиздат, 2010. 237 с.

149. Сафонов М.Д., Исследование инварной аномалии в многослойных материалах. Инженерный журнал: наука и инновации. 2018. вып.6. URL: http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2018-6-1775

150. Гольдштейн М.И., Грачев С.В., Векслер Ю.Г. Специальные стали. М.: Металлургия, 1985. 408 С.

151.Проблемы металловедения и физики металлов: сб. трудов/ ЦНИИ черной металлургии, Институт металловедения и физики металлов. М.: Метал-лургиздат, 1951.- № 2. - 272 с.

152.Козлов П.А., Исследование влияния легирования на фазовый состав и свойства жаропрочных 9%-ных хромистых сталей для элементов теплоэнергетического оборудования: дис. канд. тех. наук: 05.16.01/ Павел Александрович Козлов. М., 2011. 140 с.

153.Молотилов Б.В., Прецизионные сплавы: справочник / под ред. Б.В. Моло-тилова. М.: Металлургия, 1983.- 438 с.

154. Effect of Diffusion Processes During Pack Rolling on Multilayer Material Stability/ Vlasova, D.V. [et al.]. //Metallurgist ,2018 . Vol. 62 , Issue 5-6.- С. 432 - 439

155. Исследование влияния диффузии легирующих элементов на фазовый состав многослойного стального материала/Власова, Д.В. [и др.] // Новые материалы и технологии в машиностроении. 2019. № 28. С. 13-18

156. Специальные стали: пер. с нем. / Э. Гудремон; Под ред. чл.-кор. АН СССР А.С. Займовского [и др.]. Москва: Металлургия, 1966 Т.1. 736 с.

157. Johnson G. R., Cook W. H. A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures // Proc. of 7th Symposium on Ballistics, Hague, Netherlands, 1983. P. 541-547.

158. Соболев А. В., Радченко М. В. Использование модели пластичности Джонсона-Кука в численном моделировании бросковых испытаний контейнеров для транспортирования ОЯТ //Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. 2016. №. 3. С. 82-93.

159. Круглов П.В., Колпаков В. И. Закономерности взрывного формирования удлиненных высокоскоростных элементов из стальных сегментных обли-цовок//Инженерный журнал: наука и инновации. 2017. №12.С. 1-19.

160. Теория сварочных процессов / Под ред. В.В. Фролова. М.: Высшая школа, 1988. 559 стр.

161. Физические величины: Справочник / А. П. Бабичев [и др.]; Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1231 с.

162. Горелик С.С., Рекристаллизация металлов и сплавов. 3-е изд. / С.С. Горелик, С.В. Добаткин, Л.М. Капуткина. М.: МИСиС. 2005. 432 с.

163. Механизм релаксации межслойных напряжений в многослойных стальных материалах/ Плохих, А.И. [и др.] // Авиационные материалы и технологии. 2018. № 2 (51). С. 26-32.

164. Плохих, А.И., Сафонов М.Д. Исследование структурных превращений хромистых сталей в составе композиций многослойных материалов // Техника и технология: новые перспективы развития.2014.№ XV.C73-77.

165. http://thomas-sourmail.net/stainless/ (дата обращения 09.10.2019)

166. Превращение аустенита в феррит в "классическом" сплаве Fe-9%Cr. I. Анализ литературных данных/ Мирзаев, Д.А. [и др.] Известия Челябинского научного центра УрО РАН, 1998. № 2. С. 51-60.

167. Boas W., Honeycombe, R. W. K., The Deformation of Tin Based Bearing Alloys by Heating and Cooling //Journal Inst. Metals (September-August 19461947) 73.-p. 433-444.

168. Марочник сталей и сплавов / В. Г. Сорокин, А. В. Волосникова, С. А. Вяткин [и др.]; Под общ. ред. В. Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989. - 460 с.

169. Арзамасов Б.Н., Конструкционные материалы: справочник / Б.Н. Арза-масов, [и др.]; под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1990.- 688 с.

170. Кайбышев Р.О., Скоробогатых В.Н., Щенкова И.А. Новые стали мартен-ситного класса для тепловой энергетики. Жаропрочные свойства // Физика металлов и металловедение. 2010 Т.109, №2 С. 200-215

Список используемых сокращений

1. ТКЛР - температурный коэффициент линейного расширения;

2. ГТД - газотурбинный двигатель;

3. ВХП - вязко-хрупкий переход;

4. RD - направление совпадающее с направлением прокатки;

5. TD - направление поперечное направлению прокатки;

6. ND - направление перпендикулярное плоскости прокатки;

7. AL/L - относительного удлинения;

8. Тп - температура перегиба;

9. ОЦК - объёмно-центрированная кубическая решётка;

10. ГЦК - гранецентрированная кубическая решетка;

11. НАС — нестабильные (метастабильные) аустенитные стали;

12. САС — стабильные аустенитные стали;

13. МП — монокристаллические стали;

14. ГПУ - гексагональную плотноупакованную;

15. v — коэффициент Пуассона;

16. Е — модуль нормальной упругости;

17. ARB - накопительная прокатка с соединением;

18. РЭМ - растровая электронная микроскопия;

19.МРСА - микрорентгеноспектральный анализ;

20. ^.р. - температура начала динамической рекристаллизации;

21. EBSD - метода автоматического анализа картин дифракции обратно рассеянных электронов для микроструктурного анализа;

22. Ас3 - температурой окончания обратного превращения;

23. Тр - температурой растворения упрочняющей фазы.

Акт внедрения результатов научно-исследовательской работы в учебный процесс

УТВЕРЖДАЮ Первый проректор-проректор по учебной работе МГТУ им. Н.Э.Баумана

2._ Падалкин Б.В.

2019 г.

АКТ ВНЕРЕНИЯ

результатов научно-исследовательской работы в образовательный процесс

В ФГБОУ ВПО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (МГТУ им. Н.Э. Баумана) внедрены в образовательный процесс кафедры «Материаловедение», в курс дисциплины «Наноструктурированные многослойные материалы» вариативной части основной магистерской программы «Материаловедение, технологии получения и обработки металлических материалов со специальными свойствами» для направления подготовки 22.04.01 «Материаловедение и технологии материалов», следующие результаты научно-исследовательской работы, выполненные в рамках кандидатской диссертации аспиранта кафедры «Материаловедение» Сафонова Михаила Дмитриевича:

1. Результаты исследования анизотропии ТКЛР многослойных материалов на основе сталей.

Форма внедрения: лекционный материал модуля № 1 части 1.1 «Конструкционные материалы со слоистой структурой», раздел 1.1.5 «Структурные особенности и свойства многослойных материалов» в объеме 2 часа аудиторных занятий и 2 часов самостоятельной работы студентов.

2. Результаты исследования релаксация межслойных напряжений при циклических нагревах стальных многослойных материалов.

Форма внедрения: лекционный материал модуля № 2 части 2.1. «Многослойные конструкционные материалы с субмикро- и наноструктурой», раздел 2.1.2 «Влияние релаксации напряжений на сплошность межслой-ной границы» в объеме 2 часов аудиторных занятий и 5 часов самостоятельной работы студентов.

3. Результаты исследования межслойного диффузионного перераспределения элементов замещения в многослойных материалах. Форма внедрения: лекционный материал модуля № 2 части 2.1. «Многослойные конструкционные материалы с субмикро- и наноструктурой», раздел 2.1.4 «Влияние межслойной диффузии легирующих элементов на нарушение ламинарного строения вследствие фазовой перекристаллизации» в объеме 2 часа аудиторных занятий и 2 часов самостоятельной работы студентов.

Заключение: общий объем внедрения результатов научно-исследовательской работы, выполненные в рамках кандидатской диссертации аспиранта кафедры «Материаловедение» Сафонова Михаила Дмитриевича, составил 6 часов аудиторных занятий и 9 часов самостоятельной работы студентов.

Декан факультета МТ

А.В. Игнатов

Е.Н. Каблов

Справка об использовании результатов диссертационной работы