Развитие теории и технологии формирования структуры и свойств покрытий на металлах в условиях ударно-фрикционного взаимодействия инструмента с поверхностью тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.01, доктор технических наук Завалищин, Александр Николаевич

• Завалищин, Александр Николаевич
• доктор технических наук
• 2005

Оглавление диссертации доктор технических наук Завалищин, Александр Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЕДЕНИЯ ТОНКИХ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ МЕТАЛЛОВ С ПОКРЫТИЯМИ В

УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНОЙ ДЕФОРМАЦИИ;.

1.11 Основные способы формирования покрытия с участием

1 деформации:.

1.1.1. Механотермическое формирование поверхности (МТФ) г. 1.1.2. Финишная антифрикционная безабразивная обработка (ФАБО)

I 1.1.3. Вибро-галтовочное нанесение покрытий.

1.1.4. Наплавка металлов трением.

1.1.5. Поверхностная пластическая деформация с одновременным» нанесением покрытия.

1.2. Структурно-энергетическое состояние поверхностного слоя»

I материалов в условиях интенсивной деформации:.

1.3. Физические основы взаимодействия металлов при твердофазном?

5 контакте. 33;

1.4. Трение, как диссипативная система.

1.5. Поверхностная пластическая обработка гибким инструментом;. 38 116. Структуры сталей;после модифицирования поверхностной? пластической деформацией:.

1.6.Г. Особенности поверхности после обработки ВМЩ.

Выводы и задачи исследования;.

Задачи исследований.

2. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДИКА НАНЕСЕНИЕ ПОКРЫТИЙ | УДАРНО - ФРИКЦИОННЫМ СПОСОБОМ, МЕТОДЫ | ИССЛЕДОВАНИЯ.

I»/ I*.

2.1: Материалы, методика нанесение покрытий;.

2.2. Методы исследования.49

Выводы по главе.

3. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ПОКРЫТИЯ В УСЛОВИЯХ УДАРНО-ФРИКЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

ИНСТРУМЕНТА С ПОВЕРХНОСТЬЮ.

3.1. Основные типы и свойства структур поверхности стали с покрытием.

3.2. Взаимодействие ВМЩ и основы в контактной зоне.

3.3. Особенности строения поверхности стали с алюминиевым» покрытием после ППДсШ.

3.3.1. Структурные превращения при "мягких" технологиях.

3.3.2. Структуры при "жестких" технологиях.

3.4. Строение промежуточной зоны.

3.5. Структура алюминиевого покрытия;.

3.6. Структуры медных и латунных покрытий.

3.7. Структура и свойства материала донора для получения покрытия.

3.8. Механизм образования покрытия в методе ППДсП.

3.8.1. Эволюция структуры основы.

3.8.1.1. Механизм формирования покрытия при "мягкой" технологии.

3:8.1.2. Механизм формирования структур при "жесткой" технологии.

3.8.2. Механизм переноса материала покрытия от донора.

Выводы по главе.

4. ПОВЕДЕНИЕ СТАЛИ С АЛЮМИНИЕВЫМ ПОКРЫТИЕМ ПРИ НАГРЕВЕ.

4ШКинетика роста интерметаллического слоя.

1 4.2: Структура и свойства алюминиевого покрытия после лазерной? обработки;.

Выводы;по главе:.

5. ПОЛУЧЕНИЕ ОДНОРОДНЫХ И КОМПОЗИЦИОННЫХ j МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ:.

I 5.1. Покрытия из чистых металлов.

1 5J2i Композиционные покрытиям.

1 5.2.1. Алюмоникелевые покрытия.196s

5:2.2. Алюмоцинковые покрытия:.

5:2.3 : Композиционные покрытия на основе меди.

5.2.3.1 . Покрытия состава алюминиевой бронзы.

5.23.2! Покрытия состава оловянистой бронзы.

Выводы по главе.

6. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МАССОПЕРЕНОСА В СИСТЕМЕ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЯ ДОНОР - ИНСТРУМЕНТ

ОСНОВА.

6.1: Постановка задачи:.

6.1.1. Общие положения.

6.1.2. Поток массы и интенсивность износа донора.226,

6.1.3. Силы, обусловливающие поток массы.

6:1.41 Тепловые явления в пятне контакта щетки:.236;

6.1.5. Сила, вызывающая поток тепла.239' • \\

6.2.Моделирование состава композиционных покрытий;.240г

Выводы к главе.

7. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ С ЗАДАННЫМИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СВРЙСТВ АМИ.

7.1. Разработка технологии получения антифрикционных покрытий.248 =

7.2Г Применение медных покрытий для восстановления плунжерных пар*

7.3; Повышение стойкости бан дажированных валков.

7.4. Использование алюминиевого покрытия для повышения стойкости валков горячей прокатки;.270i

7.5. Получение защитного покрытия на рессорной заготовке.

7.6. Подготовка поверхности стальной полосы для совмещения рекристаллизационного отжига с нанесением покрытия.

7.7. Повышения стойкости стенок медных кристаллизаторов ЛНРС.278i

Выводы к главе.281!

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Развитие теории и технологии формирования структуры и свойств покрытий на металлах в условиях ударно-фрикционного взаимодействия инструмента с поверхностью»

Актуальность проблемы». Применение разработанных до настоящего времени: разнообразных технологий модифицирования поверхности; кардинально изменяющих ее; свойства, эффективно * решает задачу повышения- срока службы; металлопродукции во многих: областях ее использования. Многообразие вариантов» поверхностной? обработки;, расширяющей; диапазон - рабочих характеристик : в условиях внешних! воздействий;„ позволяет выбирать, оптимальные схемы; модифицирования: для: конкретных условий! эксплуатации: Поэтому разработка и изучение новых способов поверхностного воздействия; в том числе; и нанесения! покрытий; продолжает оставаться:одним из; приоритетных направлений развития; вызывающих теоретический и практический интерес.

Возникновение проблемы экологической безопасности^ и необходимость внедрения энергосберегающих технологий привели к появлению нового класса покрытий, которые формируются в условиях механического воздействия на поверхность. Механические способы« получения? покрытий; в которых основную роль играет пластическая? деформация» поверхности, обладают рядом; преимуществ по сравнению с другими, хотя не являются-универсальными. Эти способы не требуют сложного специализированного? оборудования: и: термического воздействия; в; результате чего? окончательные структура; и свойства: во всем объеме детали; достигнутые на предыдущих этапах обработки, остаются неизменными. В них обычно не используются: химически активные реагенты; загрязняющие окружающую среду. Следовательно, проблема; разработки высокоэффективных технологий) механического»нанесения? покрытий и поиск: рациональных режимов направленного; воздействия: на:структуру и свойства:модифицируемых поверхностей; деталей машин и инструмента является актуальной проблемой материаловедения и представляет значительный народнохозяйственный интерес.

В настоящей работе рассматривается простой и легко реализуемый; способ формирования структуры и свойств покрытий широкого профиля; наносимых в условиях ударно-фрикционного взаимодействия; гибкого инструмента с поверхностью, при котором вращающаяся металлическая щетка (ВМЩ) вырывает частицы из поверхности металла-донора и переносит их на поверхность детали; Однако высокая! стохастичность процесса; который' определяется; большим4 количеством: значимых факторов, таких как интенсивная» пластическая« деформация, температурные условия, природа и структура материалов покрытия и детали и многое другое, усложняет поиск оптимальнойIтехнологии получения покрытий. Установление сложных регрессионных зависимостей между внешними! факторами и свойствами в стохастических процессах. часто не дает адекватных решений и:требует формирования* банка данных по результатам; многочисленных экспериментов;

Применение синергетической методологии? анализа механического; поведения; материалов, изучающей процессы. самоорганизации структур в системах, далеких от равновесия, позволяет определить взаимосвязь между механическими свойствами и структурой без проведения крупномасштабных экспериментов. Такую возможность обеспечивает привлечение законов ; неравновесной термодинамики для разработки технологии«нанесения ? механических покрытий на основе анализа возникающих при этом диссипативных структур.

Использование указанных принципов для; разработки новых технологий формирования» покрытий различного назначения с широким спектром свойств; в условиях ударно-фрикционного взаимодействия инструмента с поверхностью сдерживается недостаточно ? глубокой I теоретической и практической проработкой? вопросов? взаимосвязи структуры и свойств с технологией нанесения покрытий; и отсутствием металловедческой концепции? формирования! покрытий: Изучение процессов; протекающих при нанесении покрытий; на основе анализа превращений; в структуре детали? и покрытия и использование полученных представлений для реализации новых технологических решений позволяет получать качественно новые характеристики изделий с: минимальными затратами спрогнозировать их поведение при эксплуатации.

Цель работы - развитие теории; формирования поверхностных структур стали с покрытием; в неравновесных условиях ударно-фрикционного взаи-модействияí гибкого инструментас поверхностью»и разработке на этой основе эффективных технологических процессов нанесения покрытий с заданными;составом и свойствами;.

Задачи исследования:

- выделить общие, характерные для контактной зоны у слови я взаимодействия инструмента с поверхностью, необходимые: для определения места исследуемого способа в ряду других методов получения покрытий;

- выявить характерные: структурные: особенности» поверхностных слоев основы и покрытияí и процессы, протекающиег в; металлах в■ сильнонеравновесных условиях поверхностной пластической деформации- при ударно-фрикционном нагружении, на основе анализа структур и технологии при нанесении алюминиевого покрытия на сталь;

- установить закономерности протекания?диффузионных процессов в покрытиях, нанесенных; гибким инструментом, в условиях термического воздействия в зависимости от технологии формирования;

- установить физические- закономерности: механизма« формирования структур поверхности основы: иг покрытия» в зависимости! от технологической схемы обработки;

- разработать концепцию ? формирования однородных и; композиционных покрытий на основе анализа процесса структурообразования при нанесении покрытий из слабоупрочняемых пластичных и труднодеформируемых переходных металлов;

- разработать методологию расчета и конструирования? многофункциональных, многокомпонентных, с: необходимыми свойствами покрытий, содержащих близкие и различные по природе металлы в заданных соотношениях;

- разработать научно-обоснованные технологические процессы нанесения покрытий необходимого функционального назначения на металлоизделия и инструмент различного назначения, осуществить промышленную апробацию и показать эффективность разработанной концепции на примерах промышленного внедрения.

Научная новизна работы:

В;работе установлены следующие научные положения и закономерности.

1. Получены новые научные знания о самоорганизации структур, образующихся ^ на поверхностях стальной ? основы. и г металлического донора ?. в - неравновесных условиях ударно-фрикционного шагружения; гибким инструментом, отвечающих признакам? диссипативных структур; показано; что эволюция! структуры с ростом;интенсивности!взаимодействия;протекает в закономерной! последовательности и начинается со сдвиговой деформации в поверхностных зернах с последующим текстурированием, фрагментацией зерен до образования? на поверхности структуры гидродинамического течения, а переход от однош структуры к следующей; происходит при достижении порогового упрочнения в зависимости от технологических параметров.

2. Установлено; явление пластической деформации' в,поверхностном; слое стали: в I виде макроскопического; волнообразного ь движения • металла; с последующим опрокидованием; гребня волны и; гидродинамическим; течением;, образующим промежуточную зону, связанным; с переходом? кристаллическойIструктуры материала в неустойчивое состояние.

3. Обнаружено при ударно-фрикционном способе нанесения > покрытия и обосновано возникающее в условиях гидродинамического течения металлов явление образования метастабильного твердого раствора внедрения кислорода, обладающего высокой устойчивостью до повышенных температур.

4. Получены новые; научные: знания о диффузионных процессах, протекающих в системе основа - покрытие, образованной в неравновесных условиях и поверхностной пластической?деформации, состоящие в обнаружении близкого к линейному закона роста диффузионных слоев во времени, который феализу-ется благодаря появлению дополнительных путей диффузии из концентраци-о нных неоднородностей ] и: граничной * диффузии; в; рекристаллизующейся! основе.

5; Установлен механизм формирования ? покрытия, включающий I процессы: резания; поверхностного пластического деформирования; с; участием г сдвиговой г и ротационной? моды, гидродинамического течения;.массопереноса:материала основы и покрытия и схватывания; показано, что покрытие начинает осаждаться на структуру с незначительным смещением границ зерен, а с повышением: интенсивности ? взаимодействия в очаге формирования; - на фрагментированную« и далее на структуру промежуточной зоны, схватывание материала покрытия с поверхностью основы и дальнейший рост покрытия» возможен только после достижения порогового упрочнения как материала- основы, так и покрытия, характерного для данного уровня нагружения.

6. Применена синергетическая: методология; анализа механического поведения; металлов в состоянии, далеком от равновесия, заключающаяся; в использовании представлений: об эволюции г деформационных: структур; для объяснения; явлений, сопровождающих; формирование структуры и свойств в системе донор - покрытие - основа в условиях ударно-фрикционной деформации.

7. На основании представлений неравновесной термодинамики: разработана математическая! модель, массопереноса вещества: покрытия; позволяющая определить » потоки*и термодинамические силы 4 в системе донор; - инструмент -обрабатываемая; поверхность, необходимая для расчета: состава и: получения: композиционных покрытий.

8; Разработаны»теоретические: принципы: создания технологических процессов формирования многокомпонентных покрытий; использование которых позволяет конструировать покрытия; заданного функционального назначения с: необходимыми составом и свойствами.

Основные научные положения; выносимые на защиту:

- традиционные: методы анализа процессов модифицирования? поверхности сталей в условиях поверхностной? пластической? деформации, основанные на представлениях механики сплошной; среды; и использование в моделях по своей природе детерминистских» уравнений, не* учитывающих стохастичность всех микроскопических событий; в основном! исчерпали: свои,5 возможности; поэтому должна применяться синергетическая¡методология^процесса формирования покрытий; учитывающая эволюцию диссипативных структур во взаимосвязи с фазовыми переходами, протекающими в неравновесных условиях внешних воздействий;

- зависимости и: новые: научные знания о самоорганизации в структурах,, образующихся на; поверхностях стальной! основы и металлического донора? в неравновесных условиях ударно-фрикционного взаимодействия? гибкого инструмента с поверхностью, согласно«которым эволюция структуры начинается со сдвиговой деформации в плоскостях скольжения г до фрагментации: зеренной структуры, причем, повышение интенсивности деформации не: приводит к разрушению фрагментированной структуры и износу,, а происходит: переход к макроскопическому волнообразному движению металла с последующим гидродинамическим? течением по поверхности, связанным с: переходом волновой структуры; материала? в, неустойчивое; сильновозбужденное состояние, способствующее растворению! кислорода с образованием; метастабильного твердого раствора: внедрения, обладающего^ высокой: устойчивостью- до повышенных температур;:

- концепция конструирования; композиционных покрытий;заданногосостава и« модель расчета конструкции!донорского материала как параметра:технологического процесса, отражающая поведение металла в условиях интенсивной пластической деформации и учитывающая энергетические затраты на всех этапах процесса формирования покрытия;

- энерго- и ресурсосберегающие, экологически: чистые технологические процессы формирования однородных и композиционных покрытий заданного состава, различного функционального назначения на металлоизделия и инструмент,. разработанные: с использованием полученных в диссертацию зависимостей и новых научных знаний о структурных превращениях, протекающих в неравновесных условиях.

Реализация работы:

- теоретические и экспериментальные разработки процесса формирования» покрытий внедрены, в . крепежном = производстве ОАО »"Магнитогорскийг метизно-металлургический завод" для повышения стойкости режущего инструмента путем нанесения композиционных антифрикционных покрытий на; основе бронз. Стойкость инструмента - метчиков, пуансонов, отрезных ножей - по результатам работы в 2002 г. выросла в 1,6 - 2,2 раза, при этом годовой экономический эффект составил более 1111000 руб;.

- разработанные автором режимы получения тонкого медного покрытия с низким значением микротвердости использованы в> разработанной технологии восстановления плунжерных пар топливных насосов тяжелонагруженных дизелей: Моторесурс восстановленных плунжерных пар сравним с первоначальным, и экономический эффект составил 961500 руб. и 115440 инвал. руб. в ценах 1990г.;.

- технология! нанесения;алюминиевых< покрытий! и некоторые результаты исследования их свойств использованы для»повышения несущей» способности соединений с натягом. Испытания образцов показали; что алюминиевое покрытие .толщинош 15 - 20 мкм, нанесенное на одну из сопрягаемых поверхностей -вал; обеспечивает усилие распрессовки соединения с натягом в 2,3 - 3,1 раза. Этот эффект использовали в конструкции составных прокатных валков ОАО "ММК", у которых на посадочную поверхность оси перед сборкой наносили ВМЩ алюминиевое покрытие, позволяющее существенно увеличить передаваемый крутящий момент и теплопроводность контакта ось - бандаж;

- разработанные автором режимы получения алюминиевого покрытия были использованы для повышения стойкости валков горячей прокатки штрип-сового стана 300 ОАО "ММК". На работающий валок в;процессе прокатки наносили алюминиевое покрытие, которое уменьшало возможность образования сетки трещин разгара и увеличивало время; между перевалками? на 36 %. Результаты работы; использованы; для проектирования! технологии: и установки для; нанесения покрытий на калибрах; валков горячей> прокатки стана;

- результаты работы в виде технологической инструкции переданы, на Чу-совской металлургический завод, согласно которой на рессорную заготовку наносится толстое алюминиевое покрытие для защиты от окисления при нагреве в пламенной печи; прокатного стана 350л Ожидаемый годовой экономический; эффект от внедрения! технологии; защиты; заготовки! от окисления? составит 72800 руб. за счет снижения угара металла;

- результаты,, полученные автором при« проведении« научно-исследовательской работы, выполненной в рамках гранта Госкомвуза конкурса 1994 г. по фундаментальным проблемам металлургии, выявляют возможность использования предварительного г нанесения алюминиевого; покрытия в условиях ударно-фрикционной деформации; для реализации! сверхскоростного отжига в расплаве металла при одновременном восстановлении покрытия;;

- результаты работы внедрены в учебный процесс подготовки инженеров; в Магнитогорском; государственном техническом; университете по специальностям; 120800 «Материаловедение в машиностроении», 110500 «Металловедение и термическая обработка металлов» и 110800' «Порошковая; металлургия; композиционные материалы, покрытия». В $2000 г. издано учебное пособие: «Фрикционные покрытия на основе алюминия» для студентов вузов с грифом Минобразования РФ.

Заключение диссертации по теме «Металловедение и термическая обработка металлов», Завалищин, Александр Николаевич

Выводы по главе

Проведенные теоретические и экспериментальные- исследования! позволяют определить перспективные направления«использования покрытий, получаемых методом; ППДсП, из; которых наиболее значимыми можно > считать антифрикционные покрытия и покрытия, повышающие коррозионную стойкость,, окалиностойкость и жаростойкость.

Практическое использование композиционных покрытий; на основе меди; типа?антифрикционных бронз, позволяет получать тонкие в пределах допуска слои на рабочей поверхности, обладающие низким значением коэффициента трения, в; результате чего уменьшатся; действующие нагрузки в^ сопряженных поверхностях с соответствующим * повышением долговечности; металлоизделия. Разработанная и внедренная технология получения антифрикционных покрытий на режущем и резьбонарезном инструменте повышает его стойкость в 1,6 -2,2 раза и может применяться как эффективная дополнительная обработка в машиностроении для повышения долговечности инструмента.

Мягкие алюминиевые покрытия, полученные при соответствующих технологиях, могут использоваться? как промежуточные слои, повышающие прочность посадки с составных деталей за счет повышения коэффициента трения в? прессовой посадке в результате заполнения микронеровностей на сопряженных поверхностях. Разработанная! технология» нанесения! промежуточного алюминиевого слоя с на поверхность бочки составного валка пред посадкой: сменного бандажа, изготовленного; из износостойкой! стали; позволила получить необходимую прочность соединения составного валка;, без- которой? невозможна: его? работа; и повысить его износостойкость в 1,8 — 2 раза.

Алюминиевые покрытия и композиционные: покрытия«на основе: алюминия благодаря высокой жаростойкости целесообразно использовать для защиты металлоизделий; работающих при высоких: температурах. Применение алюминиевого- покрытия для повышения разгаростойкости валков: горячей* прокатки снижает износ на 36 %. Использование защитных свойств I алюминия; нанесенного на: заготовки для: горячего проката, например, на рессорную ? заготовку;, предотвращает окалинообразование и угарный расход металла.

Следует считать целесообразным нанесение жаростойкого алюминиевого покрытия на медные блоки кристаллизаторов установок непрерывной разливки стали; Эксперименты,, выполненные на образцах блоков, показали повышение жаростойкости пластин более, чем в: 10 раз.

В работе в рамках выполнения гранта Госкомвуза конкурса 1994 г. по фундаментальным: проблемам металлургии проведено исследование; направленное на разработку новейших, ресурсосберегающих и экологических технологи йв прокатном производстве. Нанесение: покрытий? в: качестве вспомогательной операции на длинномерные изделия с простой формой поверхности, дало возможность исключить из технологической цепи экологически вредный способ химической и электрохимической подготовки поверхности и проводить скоростной отжиг с одновременным; формированием защитного: коррозионно-стойкого покрытия.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработана теория и?технология! нанесения; однородных и многокомпонентных покрытий в условиях поверхностной? пластической; деформации; вызванной I ударно-фрикционным воздействием? гибкого инструмента;, обладающих широким спектром защитных; свойств, что - позволило решить крупную научно-техническую проблему, направленную на; повышение стойкости металлоизделий и работоспособности деталей машин и механизмов и инструмента;

Устано влено, что в процессе нанесения 1 покрытия ; в поверхности основы формируется иерархия диссипативных структур, эволюция которых с повышением интенсивности взаимодействия протекает в последовательности: структура: слабодеформированных зерен, текстурированная; фрагментированная, структура: промежуточной зоны, а покрытие г образуется! после того; как произойдет формирования? такой; структуры, котораяI соответствует данной? интенсивности деформации и уровню упрочнения;.

На основе исследования изменений; в;деформационных структурах установлено; что -упрочнение; до ? определенного уровня;. в г отличие; от других схем деформации; не' приводит к образованию микротрещин; во фрагментированной структуре поверхности(основы и появлению продуктов износа; аккомодационная I подстройка; сопровождается появлением следующей! формы самоорганизации в тонком; поверхностном ? слое, характеризующейся г возбуждением I колебаний с волнообразным движением микрообъемов; металла; Последующее опрокидывание; гребня волны; приводит к появлению турбулентных потоков, посредством! которых осуществляется массоперенос; на большие; расстояния. В турбулентном движении; участвуют осажденные; частицы; металла покрытия- и адсорбированные элементы среды, в результате чего образуются слоистая г вихревая структура ; промежуточной с зоны и пересыщенные растворы внедрения, обладающие высокой твердостью. Перенос и перемешивание металлов происходит в основном на уровне отдельных микрообъемов, а не на атомном уровне, без образования твердых растворов.

Определено строение покрытий, которое зависит от технологии нанесения. Алюминиевое покрытие при "мягких" технологиях состоит из ; хаотично расположенных округлых частиц, при "жестких" - из бесформенных сильноде-формированных частиц. В покрытии в результате механического легирования содержится до 30% ат. Ие, попадающего из стальной основы, концентрация которого уменьшается с удалением от границы раздела с основой. Использование медного и латунного донорского металлов не изменяет структурных превращений; в основе * и! характера; структуры покрытия. В тонкой! структуре медных и латунных покрытий преобладают частицы с более выраженным- кристаллическим строением.

Установлено, что в донорских металлах, имеющих температуру плавле-ния« выше температуры? контактной зоны, на поверхности образуется сплошной внешний слой со слоистой структурой и твердостью, значительно превышающей исходную, который отделен от деформированной структуры резкой границей раздела. Слоистая структура формируется в динамических условиях контакта в результате фазового перехода в сильновозбужденное (квазиаморфное) состояние с турбулентным течением в поверхностных слоях, испытавших предельную ;деформацию в?локальных объемах. Прекращение взаимодействия ? инструмента с донором приводит к обратному переходу в обычное состояние с фиксированием слоистой структуры.

Массоперенос от донора к основе происходит опосредовано»через дискретную поверхность щетки путем захвата торцами5 гибких элементов частиц из внешнего слоя на поверхности донора; находящегося в сильновозбужденном, квазиаморфном состоянии, и транспортировки их к поверхности основы. Донорская частица переходит на торцевую поверхность гибкого элемента в результате когезионного разрушения вещества в указанном слое. Непрерывный вынос из зоны взаимодействиявещества! в квазиаморфном £ состоянии 1 компенсируется его > восстановлением г на границе раздела; с деформированным слоем. Таким = образом, в результате самоорганизации в5 системе поддерживается? стационарное состояние, характеризующееся- стабильностью структуры, при котором вынос вещества из слоя в квазиаморфном состоянии и его воспроизводство постоянно.

Повторное использование поверхностно упрочненного донора не снижает способность системы донор - инструмент - основа: к формированию г покрытия; После повторного использования?донора изменений? в структурах: деформированного иs квазиаморфного слоев»поверхности не: происходит. Упрочнение поверхности; полученное от предыдущей обработки, не: влияет на динамическое структурное состояние; возникающее: в i очаге взаимодействия: с: инструментом, которое определяется природой материала и той дополнительной механической5 энергией, которую требуется? ввести? в: разогретый металл; донора для* перехода: его1 в сильновозбужденное состояние. Использование в качестве донора * металлов; имеющих более высокие прочностные свойства и температуры плавления: по сравнению с основой, приводит к появлению обратного массопереноса и механическому легированию поверхности! донора металлом? основы. Дополнительный подогрев донора способствует усилению прямого массопереноса.

На основании теоретических и экспериментальных исследований« установлен: механизм« формирования покрытия,, согласно? которому изменение структуры и свойств поверхностей обрабатываемого металлоизделия и донора протекает в три этапа: приработки, осаждения i покрытия и? холостого ? периода; Для каждого ? этапа характерна: определеннаяi иерархия: структур, которая зависит от технологии« нанесения покрытия. Основные структурные; превращения завершаются: на этапе приработки; на которомs в зависимости от интенсивности взаимодействия инструмента с основой реализуются два пути формирования ее структуры: а) с участием сдвиговой и ротационной мод пластической деформации; и б) с дополнительным гидродинамическим, турбулентным течением поверхностных слоев основы и донора, ответственных за образование двух поверхностных зон - деформированной и промежуточной соответственно. Осаждение покрытия протекает в стационарном динамическом состоянии в режиме массопереноса; На заключительном этапе; возникает автоколебательный: процесс с периодическим нанесением и удалением поверхностных слоев покрытия, когда вся система донор - инструмент - основа работает вхолостую, и рост толщины покрытия прекращается.

Установлено влияние технологии нанесения алюминиевых покрытий? на процессы, протекающие в них при? нагреве. Покрытие и промежуточная}зона; полученные при ? "жестких" режимах, устойчивы к рекристаллизационным процессам при нагреве до температур близких к температуре плавления алюминия;. Однако в конечном? итоге ? пластины. покрытия ? самопроизвольно отслаиваются ? от основы, а на поверхностях раздела; появляются соединения; близкие к окислам РеО; Ре3Од, АЦОз, и интерметаллические соединения?железа и алюминия. Образование окислов и интерметаллидов; с решетками;, не изоморфными с основой и покрытием, приводит к появлению; напряжений; разрыхляющих образовавшиеся соединения; Внутреннее окисление происходит в результате распада? и выделения кислорода; из метастабильного раствора; внедрения. Механическое легирование алюминиевого покрытия другими?металлами;резко замедляет скорость диффузии из покрытия и предотвращает его разрушение при нагреве.

Установлено, что из покрытий, полученных при "мягких" режимах, с высокой скоростью происходит диффузионный;рост столбчатых кристаллов фазы РегАЦ, обладающей защитными; свойствами? при; повышенных температурах. Интерметаллические соединения' при нагреве? до 550 °С образуются в слое алюминиевого покрытия, прилегающем? к основе; из концентрационных?неод-нородностей, содержащих: повышенное количество:железа, в результате диффузии железа и алюминия на малые расстояниях образованием фазы РеА1з; при повышении температуры до 600 °С соединения: образуются. в результате диффузионного перехода атомов? алюминия ¡ через> границу раздела, приводящего к росту кристаллов фазы: РегАЦ. Энергия активации диффузии; из такого ? покрытия в четыре раз меньше, чем; при диффузии из алюминиевого; покрытия, полученного плакированием холодной пластической деформацией; Энергия активации снижается в результате увеличения доли граничной диффузии, связанной с появлением: перед: диффузионным; фронтом? мелких рекристаллизованных зерен.

Проведен анализ применимости метода ППДсП для< получения покрытий из металлов, имеющих высокие температуры плавления и испытывающих деформационное упрочнение,,сравнимое с упрочнение стали. Установлено; что> использование: в качестве донора-металлов с высоким деформационным упроч нением приводит к механическому; легированию и образованию в ; поверхностном слое смеси микрообъемов металлов основы и донора: Дополнительный подогрев донора увеличивает его концентрацию в покрытии. Способность металлов ■ к формированию ? покрытий! с помощью 5 гибкого инструмента; обладающих ГЦК решеткой, выше, чем у металлов с ОЦК решеткой.

Показано, что получение: покрытий! из донорских сплавов затруднено в связи с существованием в них твердых соединений, отрицательно влияющих на процесс массопереноса. Поэтому разработаны теоретические: основы и эффективная технология получения многокомпонентных покрытий с различным сочетанием металлических компонентов«в! широком ? диапазоне концентраций, с использованием композиционной конструкции донора, составленного из; макрообъемов чистых металлов; Таким способом получаются жаростойкие покрытия, например, алюмоникелевые, антифрикционные композиционные покрытия с составом антифрикционной бронзы, обладающие низким коэффициентом трения и др.

Для получения покрытий необходимого состава заданного функционального 4 назначения«разработана математическая модель, базирующаяся на; современных принципах неравновесной термодинамики, согласно которым в системе донор - инструмент поверхность донора рассматривается; как открытая термодинамическая система; в которой существуют потоки энергии и вещества. Учитывая, что массоперенос; от композиционного > донора^ к основе суммируется из потоков от каждого компонента, используя теорию необратимых процессов, предполагающую линейную; связь г между термодинамическими силами, потоками« и производством : энтропии, модель позволяет рассчитать конструкцию донора; составленного из макрообъемов чистых металлов.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили определить перспективные направления использования« покрытий, получаемых методом * ППДсП, из которых наиболее значимыми можно ? считать антифрикционные покрытия, покрытия, повышающие коррозионную стойкость, окалиностойкость и жаростойкость. Практическое внедрение композиционных покрытий на основе меди типа антифрикционных: бронз позволило получить тонкие: слои на: режущей: кромке резьбонарезного» инструмента; обладающие низким значением : коэффициента : трения;, в t результате : чего > уменьшаются действующие нагрузки в сопряженных поверхностях с соответствующим повышением долговечности металлоизделия; Использование алюминиевых покрытий в соединениях с натягом : значительно ; увеличивает передаваемый крутящий * момент и теплопроводность. Применение данного эффекта позволило изготовить составные прокатные валки с бандажом из износостойкой стали: Алюминиевые покрытия и композиционные покрытия? на основе алюминия благодаря протекторным свойствам алюминия < целесообразно ; использовать для: защиты металлоизделий от воздействия агрессивных сред при нормальных и высоких температурах и при механических нагрузках. Нанесение алюминиевого покрытия на работающие: валки: горячей: прокатки сортового стана: позволило повысить стойкость калибров на 36%. Другая область использование метода ППДсП - это нанесение : покрытий ? в : качестве : подслоя : на « длинномерные : изделия * с : простой формой поверхности, позволяющее исключить из технологической цепи экологически вредный способ химической: и электрохимической подготовки поверхности и получать защитные коррозионностойкие покрытия погружением в расплав из того же металла.

Обобщения, проведенные в аналитическом обзоре, теоретические представления, изложенные в диссертации, зависимости, полученные в экспериментальных исследованиях, и примеры ; практического применения результатов работы целесообразно использовать в соответствующих дисциплинах, преподаваемых студентам : металлургических и машиностроительных специальностей s в высших учебных заведениях. Ведение металловедческих представлений: о структурных изменениях, протекающих в поверхностях в процессе формирования механических покрытий, позволит студентам глубже изучить механизм и кинетику нанесения покрытий и творчески подходить к проблеме создания новых технологий модифицирования поверхности.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Завалищин, Александр Николаевич, 2005 год

1. Саверин М.М. Дробеструйный наклеп. М.: Машгиз, 1955. 311с.

2. Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка: поверхностным? пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 1978. 151 с.

3. Повышение:несущей: способности:деталей машин;алмазным:выглаживанием / В.К. Яценко, Г.З. Зайцев, В.Ф. Притченко и др. М.: Машиностроение; 1985.231 с.

4. Рыковский Б.П., Смирнов В.А., Щетинин Г.М. Местное упрочнение деталей поверхностным наклепом. М.: Машиностроение, 1985. 151 с.

5. Кершенбаум В.Я. Механотермическое формирование поверхностей трения. М.: Машиностроение, 1987. 231 с.

6. Лхматов Л.С. Молекулярная физика граничного трения. Мл Гос. Изд-во физ-мат. лит., 1963; 472 с.

7. Сварка трением: Справочник / В.К.Лебедев, И.А.Черненко и др.; Под общ. ред. В.К.Лебедева. М.: Машиностроение, 1987. 364 с.

8. Тарновский И.Я., Леванов А.Н., Поксеваткин М.И. Контактные напряжения при пластической деформации. М.: Машиностроение, 1966; 279 с.

9. Польцер Г., Майсснер ? Ф. Основы ; трения ? и ; изнашивания; М.: Машиностроение, 1984. 263 с.1.. Литвинов В.Н., Михин Н.М., Мышкин Н.К. Физико-химическая механика избирательного переноса при трении. М.: Наука, 1979. 186 с.

10. Любарский И.М., Палатник Л.С. Металлофизика трения. Mi: Металлургия, 1976. 176 с.

11. Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии: Пер: с англ. Ml : Машиностроение, 1986. 392 с.

12. Кащеев В.Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов. Ml: Машиностроение, 1978; 211 с.

13. Каракозов Э.С. Соединение металлов в-твёрдой фазе. Ml:. Металлургия, 1976. 263 с.

14. Гарбар И.И. О структуре и строении поверхностных? слоев сопряженных материалов трущихся пар // Трение и износ. 1190. Т.2. №4. С 581 -593;

15. Рыбакова JI.M., Куксенова Л.И. Структура и износостойкость металла. М.: Машиностроение, 1982. 211 с.18; Синергетика и фракталы в материаловедении / B.C. Иванова, А-С. Ба-ланкин, И.Ж. Бунин, А.А. Оксогоев. М.: Наука, 1994. 383 с.

16. Гаркунов Д.Н. Триботехника. М.: Машиностроение, 1989. 327 с.

17. Рыбакова Л:М., Куксенова Л.И., Назаров Ю.А. Структура стали 50Г после финишной антифрикционной безабразивнош обработки поверхности и оценка качества модифицированного?слоя?// Металловедение и;термическая обработка металлов. 1992. № 10. С. 14 20.

18. Дорофеев Ю.Н. Обработка деталей ППД с нанесением покрытий натиранием // Вестник машиностроения. 1984. № 7. С. 55 56.

19. Бабичев А.П. Вибрационная обработка деталей, М.: Машиностроение. 1974. 133 с.

20. Kawase Н, .Makimoto М. Development of Aluminium-clad steel sheet by Roll-bonding II Frens Iron and Steell Inst. Jap. 1983. V. 23. № 7. P. 23-34

21. Белевский Л. С. Пластическое деформирование поверхностного слоя? и формирование покрытия ? при • нанесении ? гибким?инструментом. Магнитогорск: Лицей РАН, 1996.231с.

22. А.с. 1206068 СССР, МКИ В 24В 39 / 00. Способ нанесения покрытия / Л.С. Белевский, В.И. Кадошников, Ю.М. Миронов и др. Опубл. 12.01.86. Бюл.З.

23. А.с. 1479555 СССР, МКИ С 23 С 26/ 00. Способ нанесения покрытия / А.Н. Завалищин, Л.С. Белевский, Ю.В. Санкин и др. Опубл. 15.01.89. Бюл.З.

24. Л.с. 1446194 СССР, МКИ С 23 С 26 / 02. Устройство для нанесения покрытия на поверхность / В.Л. Пиксаев, Л.С. Белевский, Г.М. Красовская и др. Опубл.23; 12.88. Бюл.47.

25. Завалищин А.Н., Завалищина Е.Г., Белевский; Л.С. Исследование структуры; и состава покрытий; нанесенных металлическими^ щетками // Известия вузов. Черная металлургия. 1989. № 6. С. 111-113.

26. Анцупов В:П; Теория и практика: плакирования; изделий гибким? инструментом. Магнитогорск, 1999. 242 с.30; Анцупов В.П. Теоретические основы; плакирования изделий гибким инструментом: Магнитогорск. 1996. 60 с.

27. Завалищин А.Н. Структура и свойства стали: после; поверхностной пластической?деформацииз с одновременным нанесением! покрытия // Металловедение и термическая обработка металлов. 1998. № 2. С.31-35.

28. А.с. 1558996 СССР, МКИ С 23 С 26 / 00. Устройство для нанесения металлических покрытий на ленту / И.И. Ошеверов, П.Н. Смирнов, А.А. Титова и др. Опубл.23.04.90. Бюл; № 15.

29. Перепичка Е.В. Очистно-упрочняющая обработка изделий; щетками; М.: Машиностроение, 1989; 136 с.

30. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего; инструмента: М.: Машиностроение, 1982. 320 с.

31. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. 480 с.

32. Епифанов Г.Н. О двухчленном законе трения // Исследования по физике твердого тела. М. 1957. С. 12 -27.

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

34. Современные представления о контактном трении при обработке металлов давлением / В.И. Каиланов, В.И. Шокарев, Б.Н. Грунько и др. Деп. в УкрНИИНТИ 02.01.89. № 35-Ук 89.

35. Алехин В.П! Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов: М.: Наука, 1983. 280 с.

36. Избирательный? перенос: в тяжелонагруженных узлах трения / Под. ред. Гаркунова Д.И. М.: Машиностроение, 1982. 205 с.

37. Поверхностная прочность материалов при трении: / Б.И. Костецкий, И.Г. Носков, А.К. Карауло и др; Киев: Технпса, 1976. 296 с.

38. Костецкий Б.И. Структурно-энергетическая? приспособляемость материалов при трении // Трение и износ. 1985. Т. 6. № 2. С. 201 -212.

39. Фляйшер Г. Об энергетическом уровне: фрикционных пар // Трение и износ. 1987. Т. 8. № I.e. 25-38.

40. Боуден Ф.П., Тейбор Д. Трение и смазка. М.: Машгиз, 1960. 542 с.

41. Dal arm М. Werkstofforschung aufdem Gebiet der Plastizifat und Feszid-keit Wiss Zeitochr. Т.Н. Otto von Guericke. Magdeburg. 1975. № 2/3. P. 235 -245.

42. Боуден Ф.П., Тейбор»Д. Трение и смазка твердых тел. М:: Машиностроение, 1968. 543 с.

43. Тэйбор Д. Трение как диссипативный процесс // Трение и износ. 1994. Т. 15. №2. С. 296-315.49: Проблемы изнашивания твердых тел в аспекте механики / А.Ю. Иш-л и некий, И.В. Крагельский, Н.М. Алексеев и др. // Трение и износ. 1986. Т. 7. № 4. С. 581-592.

44. Панин В.Е., Гриняев Ю.В. Неустойчивость ламинарного течения и вихревой характер пластической деформации кристаллов // Известия высших учебных заведений. Физика. 1984. № 1. С .61 -- 67.

45. Алексеев Н.М., Мелашенко А.И., Нагорных С.Н. Динамика фрикционного контакта // Трение и износ. 1989. Т. 10. № 5. С. 809 -819.

46. Физические основы прочности тугоплавких металлов / В.И. Трефи-лов, Ю.В. Мильман, Р.К. Иващенко, С.А. Фирстов. Киев:Наукова думка,. 1915. 315 с.

47. Рыбин В.В. Структурно-кинетические аспекты физики развитой пластической деформации // Известия вузов. Физика.1991. № 3. С. 7-22.

48. Конева Н.А., Козлов Э.В. Физическая природа стадийности;пластической деформации // Известия вузов. Физика. Т. 33. № 2. С. 89-106.

49. Физическая мезомеханика и и компьютерное конструирование материалов. Под ред. Панина В.Е. Новосибирск: Наука. Сиб. отд., 1995. Т.1. 297 с.

50. Измельчение микроструктуры в вольфраме интенсивной пластической деформацией / И.В. Александров, Г.И. Рааб, Л.О. Шестакова, А.Р. Кильмаме-тов и др. // Физика металлов и металловедение. Т. 93. № 5. 2002. С. 105 112.

51. Mitchel С.М., Laufer Е.Е. Surface structure in an abraded titanium alloy // Wear. 1980. Vol.41. P. 351 -363.

52. Heilmann R., Don? J;, Sum T.S. et. al. Sliding wear and transfer // Wear. 1983. Vol. 91. P. 171-190.

53. Chen L.H., Rigney D.A. // Wear. 1989. Vol. 129. P. 303-317.

54. Гарбар И.И., Северденко В.П., Скорынин Ю.В. Образование продуктов изнашивания при трении скольжения // Доклады академии наук СССР. 1975. Т. 225. №3. С. 546- 548:

55. Рапопорт Л.С., Рыбакова. JI.M. Влияние структурного состояния поверхностных слоев на? процессы трения и изнашивания I. II Трение: и износ.1987. Т. 8. №5. С. 888-894.

56. Рапопорт Л.0. Уровни пластической деформации поверхностных слоев и их связь с процессами изнашивания // Трение и износ. 1989. Т. 10. № 5. С. 786-792.

57. Фирстов С.А., Саржан Г.Ф. Дислокационная структура и деформационное упрочнение ОЦК-металлов // Известия вузов. Физика. 1991. № 3. С.23-34.

58. Структурные уровни пластической деформации и разрушения. Под ред. В.Е. Панина. Новосибирск: Наука. Сиб. Отд., РАН, 1990. 255 с.

59. Конева Н.А., Козлов Э.В. Закономерности структурного упрочнения // Известия вузов. Физика. Т. 34. № 3. С. 56-70.

60. Малыгин Г.А. Процессы самоорганизации дислокаций и пластичность кристаллических материалов / Фракталы и прикладная синергетика Сб. тез. Первого междисциплинарного семинараМ, 1999. С. 87-88.

61. Гарбар ? И.И. Кинетика развития: дислокационной структуры меди в процессе трения // Трение и износ. 1982. Т. 3. №5. С. 880-889.

62. Кабалдин Ю.Г Структурно-энергетический подход к процессу изнашивания режущего инструмента// Вестник машиностроения. 1990: № 12. С 6268.

63. Кабалдин Ю.Г Структурно-энергетический подход к процессу изнашивания твердых сплавов // Известия;вузов Машиностроение. 1986. № 4. С. 127 131.

64. Кабалдин Ю.Г. Повышение устойчивости процесса резания // Вестник машиностроения. 1991. № 6. С. 37-40.

65. Nakajima К., Mizutani Y. Structural change of he surface layer of low carbon steels due to abrding // Wear. 1969. Vol. 11. P. 283-292:

66. Dautzenberg J.H. // Wear. 1980. Vol. 61. P. 111-124.

67. Поверхностная прочность материалов при трении,. / Под. ред. Б.И. Костецкого. Киев: Техника, 1976. 291 с.

68. Михин Н.М. Внешнее трение твердых тел. М.: Наука. 1977,. 220 с.

69. Каракозов Э.С. Сапрыгин В;Д. Холодная сварка труб. М.: Металлургия, 1978. 173 с.

70. Горский В.В., Иванова Е.К., Гончаренко А.Б. Исследование поверхностных слоев трения стали? методом оже- и рентгеновской спектроскопии // Физика металлов и металловедение. 1982. Т. 53. Вып. 3; С. 554 559.

71. Горский В.В., Тихонович В.В. О стабильности свойств легированных кислородом структур трения в условиях термических воздействий // Металлофизика; 1987. Т. 9. № 1.С. 46- 50.

72. Горский В.В., Тихонович В.В., Шановая Б.С. Структурные изменения в поверхностных слоях пары трения сталь > 130X1 бМ-сталь 20X13 // Металлофизика. 1985. Т. 7. № 5. С. 56 62.

73. Разумов О.Н., Горский В.В., Грипачевский А.Н. Особенности строения легированных кислородом структур в слоях трения * меди // Металлофизика. 1987. Т. 9. № 2. С. 96 98.

74. Горский В.В. Формирование легированных кислородом сплавов Me Me' О в зоне контакта металлов при трении // Трение и износ: 1989. Т. 10. № 3. С. 452 - 460;

75. Гарбар И.И. О структуре и строении поверхностных слоев сопряженных материалов трущихся пар // Трение и износ. 1990. Т.П. № 4. С. 581-593.

76. Rozenfield A.R. // Wear. 1986. Vol. 113. P. 319-329.

77. Eim S.G., BmmonJiH:.Tbe unlubricatedïwear ofiron // Wear. 1986. Vol. 113. P.383-399.93; Костецкий Б.И: Натансон М.Э.1, Бершадский Л.И. Механохимические процессы при граничном трении. М.: Наука, 1972. 170 с.

78. Buckley D.H., Janson R.I. The: influence of crystal structure: and* some properties of hexagonal metals on friction and adgesion // Wear. 1972. Vol. 20. № 1. P. 89-103.

79. Грипачевский ' A.H., Горский B.B., Литвинов * В .H. Локальное ; рентге-носпектральное исследование поверхности трения: бронзы, БрОФ 10-1 // Трение и износ. 1985. Т. 6. № 4. С. 227-271.

80. Буше Н.А. Подшипниковые: сплавы для подвижного: состава; М.: Транспорт, 1967. 224 с.

81. Алексеев Н.М., Крагельский И.В., Шапиро А.М. Особенности пластического течения металлов при трении и их влияние на процессы трения и изнашивания // Трение и износ: 1983. Т. 4. № 3. С. 389-397.

82. Алексеев Н.М., Буше Н.А. Некоторые : аспекты совместимости материалов при трении. I . Подповерхностные процессы // Трение и износ. 1985. Т. 6: № 5. С. 773 -783:

83. Алексеев : Н.М., Буше Н.А. Некоторые аспекты совместимости материалов при трении. II. Поверхностные процессы //Трение и износ. 1985. Т. 6. № 6. С. 965 974.

84. Алексеев Н.М., Буше Н.А. Некоторые аспекты совместимости : материалов при трении. III. Микроироцессы механической фрикционной приспособляемости // Трение и износ. 1987. Т. 8. № 2. С. 197-205.

85. Akagaki. Т., Kato К. Wear mode diagram in lubricated sliding friction of carbon steel // Wear. 1989. Vol. 129. P. 303-317.

86. Миграция атомов примеси;в железе при;пластической деформации / В.В. Немошкаленко, В.В. Тихонович, В.В. Горский и др.// Металлофизика; 1993. Т. 15. №4. С. 45-53.

87. Горский В.В., Чубенко А.Н., Якубцов И.Я. О строении легированных кислородом структур в контактной зоне трения никеля // Металлофизика. 1987. Т. 9. №2. С. 116-117.

88. Пластическая деформация и массоперенос в поверхностных слоях металлов при трении / В.В. Горский, Е.К. Иванова, А.Н. Чубенко, А.Н. Грипачевский. Дет в ВИНИТИ. 1985. № 9032-85.

89. Исследование: поверхностных слоев s трения методом спектроскопии оже электрона«/ В.В. Немошкаленко, В.В. Горский, Ю.Н. Иващенко и др. // Металлофизика. 1987. Т. 11. №1. - С. 106 - 107.

90. Иванова B.C. Синергетика разрушения. Ресурс и прочность оборудования нефтеперерабатывающих заводов. Уфа. 1989. С. 3 — 28.

91. Кабалдин Ю.Г. Управление стружкообразованием при резании углеродистой стали // Вестник машиностроения. 1992. № 2. С. 44-48.

92. Коба Е.С., Лацко Д.В., Мильман Ю.В. // Поверхность. 1987. № 8. С. 123 130.

93. Образование твердых растворов металлов при пластическом течении; под; высоким; давлением / В.А. Жорин, И.Ф.Макарова; М.Я. Ген? и др. // ДАН? СССР. 1981. Т. 261. №2: С. 405 408.

94. Формирование ультратонкой структуры в?никелиде титана при пластическом течении под высоким давлением / В.А. Жорин, В.Б. Федоров,

95. Д.К. Хакимова, Е.Г. Галкина, Е.В. Татьянин // ДАН СССР. 1984. Т. 275. № 6. С. 1447- И49.

96. Фарбер В.М. Вклад диффузионных процессов?в;структурообразова-ние при интенсивной холодной пластической деформации металлов // Металловедение и термическая обработка металлов. 2002. № 8. С. 3 9.

97. Слядников Е.Е; Генерация и эволюция точечных дефектов в кристалле при интенсивном внешнем воздействии? // Физическая мезомеханика. 1999. Т. 2. № 1 -2. С. 27- 36.

98. О структурных параметрах и характеристиках прочности металлов / В.В. Федоров, Г.А. Чекурова, Г.М. Коновалова и др.// Металлы. 1988. № 2. С. 131-136.

99. Иванова B.C., Терентьев В.Ф. Природа усталости металлов. М.: Металлургия, . 1975, 454 с:

100. Федоров В.В. Термодинамические аспекты?прочности;и разрушения твердых тел. Ташкент: ФАН, 1979; 167 с.

101. Иванова B.C. Усталостное? разрушение металлов. М.:; Металлургия. 1963 . 271с.

102. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. М.: Металлургиз-дат, 1961. Т.2. 416 с.

103. Оf природе схватывания твердых тел. Сб. под ред. / П.А. Ребиндера М.: Наука, 1968. 57 с.

104. Айнбиндер С.Д. Холодная сварка? металлов. Рига:: АН Латв. ССР. 1957. 162 с.

105. Потапов H.H., Лебедев В.Н. Слоистые металлические композиции; М: Металлургия, 1986. 287 с.

106. Лашко Н.Ф., Лашко-Авакасян С.В. Металловедение сварки. М: Машгиз, 1954. 272 с.

107. Казаков Н.Ф. Диффузионная сварка материалов. М: Машиностроение, 1976.312 с.

108. Астров Е.И. Плакированные многослойные металлы. М:: Металлургия; Л 965: 239 с.

109. Семёнов А.П. Схватывание металлов. М: Машгиз, 19691280 с.

110. Балакин В:И:, Хренов К.К. Роль вакуума при холодной сварке // Автоматическая сварка. 1966. № 2. С. 43- 48.

111. ЗО.Упит Г.Н. Ювенильные поверхности, их получение и свойства // Доклады АН СССР. 1968. Т. 179. № 6. С. 1318-1321.

112. Сальников A.C. Атомно-энергетическая модель трения // Металловедение и термическая обработка металлов. 1993. № 7. С. 27-32.132!„Уэрт, 4!, Томсон Р: Физика твёрдого тела; М: Мир; 1966; 558с;

113. Каракозов Э.С. Сварка металлов давлением. М.: Машиностроение, 1986. 276 с.

114. Каракозов Э.С. Сапрыгин В.Д. Холодная сварка;труб. М.: Металлургия, 1978. 173 с.

115. Гегузин Я.Е., Крагельский Н.В., Парицкая Л.Н. О взаимном;схватывании металлов при высоких температурах под давлением // О природе схватывания твердых тел. М.: Наука, 1968. С. 5-8.

116. Крагельский Н.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы: расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. 526 с.

117. Шоршоров М.Х., Красулин Ю.Л., Дубасов A.M. К вопросу о расчетной оценке режимов сварки давлением // Сварочное производство. 1967. № 7. С. 14- 17.

118. В шип»! В.И. Сварка металлов трением. JI.: Машиностроение, 1970.175 с.

119. Иванова B.C., Закирничная М.М., Кузеев И.Р. Синергетика и фракталы. Универсальность>механического поведения;материалов. 4.2. Уфа: УГНТУ, 1998. 226 с.143; Моисеев H.H. Алгоритм развития. М.: Наука, 1987. 202 с.

120. Польцер F., Эвелинг В;, Фиркоский А. Внешнее трение твердых тел, диссипативные структуры и самоорганизация // Трение и износ.Л 988. Т. 9. №1. С. 12-18.

121. Цеснек JI.C. Механика и микрофизика истирания поверхностей. М.: Машиностроение, 1979. 263 с.

122. Гленсдорф П., Пригожин И., Термодинамическаяf теория структуры; устойчивости и флуктуаций. М.: Мир, 1973. 280 с.

123. Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. М-: Мир,. 1979. 512 с.

124. Эбелинг В. Образование * структур при необратимых процессах. М.: Мир, 1979. 279 с.

125. Синергетика и фракталы в материаловедении / B.C. Иванова, A.C. Баланкин, И.Ж. Бунин и др. М.: Наука, 1994. 383 с.

126. Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов / Под. ред. В.Е. Панина Новосибирск: Наука, 1995. Т. 1. 297 с.

127. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. М.: Металлургия, 1986. 224 с.

128. Корольков Б.П. Ряды эволюции структур // Вестник Российской академии наук. 1997. Т. 67. № 10. 929- 935.

129. Мусин P.A., Лямин Я.В. Проявление процессов самоорганизации при сварке пластическим? деформированием // Сварочное производство; 1997. № 3. С. 7 -8.

130. Зуев И.В., Редчиц A.B., Редчиц В.В. Применение принципов;синергетики при анализе процессов; сопровождающих соединение материалов // Сварочное производство. Л 996. № 21 С.3-121

131. Колбасников * Н.Г., Щукин С.В. Энтропия1 и i деформационное упрочнение металлов // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 1990. №4. С. 57- 60.

132. Расчет и экспериментальное определение ■ вероятностных характеристик; деформируемого металла / А.К. Григорьев, A.B. Иванов; Н.Г. Колбасников, С.Г. Фомин-// Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 1990. № 1.С. 41 -43.

133. Колбасников Н.Г., Трифонова И.Ю; Интегрально-вероятностная интерпретация температурной зависимости предела текучести металла // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 1995. № 11. С. 36 -41.

134. Поляков A.A.Трение; на основе самоорганизации. М.: Наука, 1992.267с.

135. Бершадский Л.И. О самоорганизации и концепциях износостойкости трибосистем И Трение и износ. 1992. Т. 13. №6. С. 1077-1094.

136. Костецкий Б.И. Трение; смазка и износ. Киев. Технжа. 1970. 396 с.

137. Гершман И.С., Буше H.A. Неустойчивость трибосистемы с токосъемом в процессе самоорганизации//Трение и износ. 1999: Т. 20.№ 6; С. 623-629.

138. Гершман И.С., Трушевский С.М:, Шумицкий A.B. Роль * углерода в самоорганизациишроцесса изнашивания сильноточных скользящих электрических контактов // Трение и износ. 2002. Т. 23. № 5. С.520 — 523.

139. Гершман И.С. Совместимость материалов при трении с токосъемом // Трение и износ. 2000. Т. 21. № 5. С. 540-543.

140. Поляков A.A. Две модели трения и их термодинамическая>интерпретация // Трение и износ. 1992. Т. 13. №5. С. 925-930.

141. Бершадский • Л.И. Оsвзаимосвязи¡: структурных механизмовsиi дисси-пативных потоков приs кинетическом (некулоновском)?трении; и износе // Трение и износ. 1989. Т. 10. № 2. С. 358-364.

142. Завалищин А.Н., Белевский И.Л. Самоорганизация диссипативных структур при нанесении алюминиевых покрытий гибким инструментом II Фракталы и прикладная синергетика: Сб. науч. тр. М., 1999. С.89 90.

143. Шапиро A.M. Механизм временной самоорганизации изнашивания // Трение м износ. 1990. Т. 11. № 3. С. 401 408.

144. Гершман И.С., Буше H.A., Берент В.Я. Термодинамические аспекты существования! устойчивых вторичных структур на поверхностях сильноточных скользящих контактов // Трение и износ. 1989. Т. 10. № 2. С. 225-232:

145. Гершман И.С., Пенский Н.В. Закономерности! образования? вторичных; структур в условиях трения с токосъемом // Трение и износ. 1995: Т. 16. № 1.С. 126-131.

146. Берент В.Я., Гершман И.С. Вторичные структуры на поверхностях сильноточных скользящих контактов: 1. Строение и состав. // Трение и износ. 1989. Т. 10. №4. С. 687-693.

147. Кургузов Ю.И., Папшев Д.Д. Технологическое обеспечение качества поверхности при» упрочнении механическими» щетками // Вестник: машиностроения. 1986. №4. С. 54 59.

148. Папшев Д.Д: Эффективность методов s отделочно-упрочняющей обработки // Вестник машиностроения; 1983. № 7. С. 42- 44.

149. Рыбакова J1.M., Куксенова Л.И., Назаров Ю.А. Структура поверхностных слоев и износостойкость закаленной стали 50Г после финишной антифрикционной безабразивной обработки // Металловедение и термическая обработка металлов;. 1993. № 3. С. 5 -9.

150. Куксенова Л.И., Рыбакова Л.М., Назаров Ю.А. Структура поверхности и износ чугуна после финишной антифрикционной безабразивной обработки // Металловедение и термическая обработка металлов. 1993; № 9. С.11 15.

151. Миркин Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов. М.: Изд-во. Физ.-мат. лит. 1961. 861 с.

152. Тейлор А. Рентгеновская металлография: пер. с англ. М.: Металлургия, 1965.663 с.190: Уоррен. Б.И. Рентгенографическое изучение деформированных металлов: // Успехи физики металлов. М; 1963. Т.5. С.172 -238.

153. Санкин Ю. В., Завалишин А. Н., Санкин М.Ю. Гармонический анализ формы рентгеновских линий. Международ сб. науч. тр. Магнитогорск. 2004. С. 47 58.

154. Р. Шторм Р. Теория вероятностей / Статистика / пер. с нем. М.: Мир. 1970. 364 с.

155. Кидин И.Н., Андрюшечкин В.И., Гобунов И.ГВ Установка для определения остаточных напряжений на базе прибора ПМТ-3 // Заводская лаборатория; 1971. №1. С. 107- 109.

156. Биргер И.А. Методы определения остаточных напряжений в стержнях и пластинках//Заводская лаборатория. 1962. № 5: С. 599-605:

157. Завалищин А.Н. Фрикционные покрытия на основе алюминия. Учебное пособие с грифом Мин-ва образования РФ. Магнитогорск, 2000. 123 с.

158. Завалищин А.Н., Завалищина Е.Г., Белевский Л.С. Структура и свойства алюминиевых покрытий, нанесенных механическим способом // Теория ипрактика производства метизов: Межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск, 1989. Выи. 15. С. 71-73.

159. Туровский M.JL, Новик P.A. Упрочняющая обкатка роликами азотированных сталей // Вестник машиностроения. 1970; № 1. С. 39 42.

160. Горелик G.G. Рекристаллизация металлов иtсплавов. М.: Металлургия, 1978. 567 с.

161. Атом-вакансионные состояния в кристаллах / В.Е. Панин, BiE. Его-рушкин, Ю.А. Хон и др. // Известия, вузов Физика'. 1982. № 12. С 5 28.

162. Билик Ш.М. Образование поперечных периодических неровностей на поверхностях; твердых тел в процессе трения // Трение и износ в машинах: Сб. XXVII Изд-во. Акад. наук СССР. М.: 1962. С. 71-79.

163. Заславский Г.М., Сагдеев Р.З. Введение в нелинейную физику. Mi: Наука, 1988. 366 с.

164. Завалищин А.Н. Поведение при нагреве алюминиевых покрытий, полученных во фрикционном контакте, // Металловедение и термическая обработка металлов. 2001. № 7. С. 23 -26.

165. Завалищин А.Н. Диффузии алюминия из ; фрикционного покрытия г в; рекристаллизующуюся стальную*основу// Фазовые и структурные;превращения в сталях:; Тр. Междунар. школы-семинара. Магнитогорск, 2002. Вып. 2. С. 385-392.

166. Завалищин А.Н. Структура фрикционных покрытий на основе меди // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: Сб. науч. тр. аспирантов и соискателей. Магнитогорск, 2002. С. 119- 124.

167. Zavalishchin A.N. Formation of Dissipative S tinctures upon Mechanical Deposition of Metallic Coatings at Steel Surfaces // The Physics of Metals and Metallography. No. 5. 2003. Vol. 96. P. 496 501.

168. Klamecki B.E. Thermodynamic Model of Friction // Wear. 1980. V. 63. №2. P. 113-120.

169. Гершман И.С., H.A. Буше. Реализация диссипативной самоорганизации поверхностей трения в трибосистемах // Трение и износ. 1995. Т. 16. № 1. С. 61-71.

170. Завалищин А.Н. Механизм образования;покрытий, сформированных во фрикционном контакте // Трение и износ. 2001. Т.22. № 2. С. 197 202.

171. Иванова B.C. Синергетика разрушения // Ресурс и прочность оборудования нефтеперерабатывающих заводов. Межвуз. сб. науч. тр. Уфа: УГНТУ, 1989. С. 3-28.

172. Завалищин А.Н., Завалищина Е.Г., Белевский J1.C. Термическая обработка алюминиевого покрытия, нанесенного металлическими щетками // Известия вузов. Черная металлургия. 1989. № 7. С. 110-112.

173. Завалищин А.Н., Завалищина Е.Г. Белевский J1.C. Структура и свойства трибомеханических покрытий на основе алюминия после диффузионного отжига // Материалы XXIV семинара по; диффузионному насыщению и защитным покрытиям. Киев, 1992. С. 56-58.

174. Бережной А.С. Многокомпонентные системы окислов. Киев Наукова думка, 1970. 544 с.

175. Рябов В;Р. Алитирование стали. М: Металлургия, 1973. 239 с.

176. Завалищин А.Н. Получение покрытий из переходных металлов в процессе поверхностной пластической деформации // Металловедение и термическая обработка металлов. 2004. № 2. С. 34 —38.

177. Процессы взаимной; диффузии в сплавах / Под ред. Гурова К.П. М.: Наука, 1973. 359 с.

178. Полухин П.И.,. Гун ГЛ., Галкин A.M. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов: Справочник. Mi: Металлургия, 1983. 351 с.

179. Слоистые металлические композиции / И.Н. Потапов, В.Н. Лебедев, А.Г. Кобелев и др. М.: Металлургия; 1986. 216 с.

180. Завалищин А.Н., Белевский И.Л. Свойства: композиционных: покрытий; полученных методом ППДсП // Прогрессивные методы и технологии получения и обработки конструкционных материалов и покрытий: Межвуз. сб. науч. тр. Волгоград, 1999. С. 212-214.

181. Завалищин А.Н. Исследование структуры и свойств алюмоникеле-вых фрикционных покрытий // Технология металлов. 2003. № 1. С. 27-31.

182. Баландин Ю.А., Завалищин А.Н., Трубицын A.B. Исследование условий формирования и свойств Fe-Al покрытия на стали // Нанесение, упрочнение и свойства защитных покрытий на металлах: Материалы Всесоюз. науч.-техн. конф. Ивано-Франковск, 1990, С. 196.

183. Проскуркин Е.В., Попович В.А., Мороз А.Т. Цинкование::Справочник: М.: Металлургия. 1988. 528 с.

184. Завалищин А.Н. Алюмоцинковые фрикционные покрытия на стали // Известия вузов. Черная металлургия. 20031 № 8. С.31-33.240: Беккерт М.,. Клемм : X. Способы металлографического травления. Справочник. Mi : Металлургия, 1988. 398 с.

185. Завалищин А.Н., Николаев А.А., Ячиков И.М; Моделирование состава композиционных покрытий // Новые программные средства для предприятий Урала: Go. трудов. Магнитогорск, 2003. С. 139-148.

186. Завалищин А.Н., Николаев А.А;, Ячиков И.М; Моделирование состава композиционных антифрикционных покрытий // Известия вузов: Черная металлургия: 2004i № 7. С. 48-5 V.

187. Курдюмов А.В., Пикунов М.В., Чурсин В.М. Литейное производство цветных и редких металлов. М.: Металлургия, 1982. 352 с.

188. Федоров^ С.В. Эргодинамический метод оценки механических свойств металлов и сплавов по исходной iи динамической структурам. // Синергетика, структура^ и свойства материалов: и; самоорганизующихся технологий: Сб. 1.4. 1.М., 1996. С. 135- 1381

189. Березняков А.И., Венцель Е.С. О термодинамическом аспекте изнашивания трибосопряжения // Трение и износ. 1991. Т. 12.№ 3. С. 529-534.

190. Влияние процентного соотношения материалов в покрытии на увеличение стойкости резьбонарезного инструмента / А.Н. Завалищин, В.П. Анцу-пов, P.P. Дема, Д.В. Мохнаткин // Междунар. сб. науч. тр. Магнитогорск, 2004. С. 92- 100.

191. Патент 32719 РФ, МПК В 21 В 39/00. Устройство для нанесения покрытий / Кадошников В.И., Завалищин А.Н., Дема P.P., Анцупов А.В.-2003107751 /20. Заявл. 25.03.03. Опубл. 27.09.2003 // БИМП. 2003. № 27. С. 658:

192. Бобровников Г.А. Прочность посадок, осуществляемых с применение холода. М.: Машиностроение, 1971. 211 с.

193. Чертавский А.К. Трение и смазка при обработке металлов давлением. М:: Металлургиздат, 1949. 168 с.

194. Северденко В.П., Макушок Е.Н., Равин А.Н. Окалина при; горячей обработке давлением. М:: Металлургия, 1977. 208 е.,259/ Солнцев СС., Туманов: А.П. Защитные покрытия металлов при нагреве. М.: Машиностроение, 1976. 240с.

195. Завалищин А.Н., Папшев А.В, Санкин Ю.В: Исследование: возможности получения: защитного^ покрытия; на рессорной; заготовке;// Обработка сплошных и слоистых материалов:: Межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск, 1996; С.189- 195.

196. Патент 1811433 РФ, МПК В 21В 3/00. Способ производства стального алюминированного проката / Ю.В. Санкин, А.Н. Завалищин, В.Н. Зеленое и др. 5005240/27. Заявл. 15.07.91. Опубл.23.04.93 // БИ: 1993. № 15. С. 183.

197. Завалищин; А.Н., Папшев; А.В., Чевозерова Т.Р. Разработка совмещенной» технологии алюминирования и термической» обработки: холоднокатаной стали // Обработка сплошных и слоистых материалов: Межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск, 1996. С. 93 103.

198. Завалищин А.Н., Папшев А.В. Разработка;совмещенной технологии алюминирования и термообработки стали // Известия вузов. Черная металлургия. 1998. №3. С. 54-59.

199. Функе П. Влияние высоких скоростей нагрева и охлаждения при рек-ристаллизационном отжиге нелегированной холоднокатанной: полосы; из кипящей стали на её свойства // Чёрные металлы. 19721 № 5. С. 8 17.

200. Вайгель Г. Исследование влияния кратковременного рекристалли-зационного отжига на механические и технологические свойства малоуглеродистых стальных полос // Чёрные металлы. 1966. № 20. С. 22 34.

201. Завалищин А.Н. Нанесение покрытия на холоднокатаную сталь в процессе рекристаллизационного отжига //Тр. IV-ro междунар. конгресса прокатчиков. М:, 2002. T.I. G. 219 221.