Влияние параметров упрочнения материала на деформированное состояние в процессах обработки металлов давлением тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.05, кандидат наук Ершов, Александр Алексеевич

• Ершов, Александр Алексеевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Ершов, Александр Алексеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ПАТЕНТНО-ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1.1. Установление классов материалов с отклонениями от закона упрочняющейся среды

1.2. Влияние вида нагружения на формирование свойств некоторых деформируемых сред

1.3. Системы уравнений для выполнения расчетов напряженно-деформированного состояния

1.4. Средства выполнения расчетов напряженно-деформированного состояния

1.5. Выводы и постановка задачи исследования

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УПРАВЛЯЮЩИХ ФАКТОРОВ НА ПРОЦЕСС ОСАДКИ

2.1 Влияние вида кривой упрочнения на локализацию деформации при осадке цилиндрических заготовок

2.2 Управление формоизменением квадратной в плане заготовки при осадке

2.3 Оценка влияния трения на процесс осадки призматических заготовок

2.4 Выводы по главе

3. ВЗАИМНЫЕ СВЯЗИ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ И ПАРАМЕТРОВ ДЕФОРМАЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРУТКОВ И ТРУБ

3.1 Соотношения компонентов тензора деформации применительно к прессованию прутковых заготовок из альфа-титановых сплавов

3.2. Уточнение решения задачи прессования в 2D и 3D постановках

3.3. Управление параметрами Кернса в производстве трубных заготовок из альфа-титановых сплавов

3.4 Определение момента образования пресс-утяжины при прессовании с учетом

немонотонности кривой упрочнения

3.5. Выводы по главе

4. ВЛИЯНИЕ СОСТОЯНИЯ ПОСТАВКИ МАТЕРИАЛА НА ФОРМОИЗМЕНЕНИЕ ПРИ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКЕ

4.1 Применение обратного решателя Inverse в программном комплексе PAM-STAMP 2G для оценки формуемости детали

4.2 Расчет компенсации инструмента после пружинения

4.3 Оптимизация начальной формы заготовки

4.4 Влияние кривой упрочнения на формуемость при штамповке

4.5 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ. ДОКУМЕНТЫ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ПРАКТИЧЕСКУЮ ЗНАЧИМОСТЬ ДИССЕРТАЦИИ

Приложение П1. Акт внедрения ООО «ПЛМ Урал»

Приложение П2. Благодарственное письмо

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние параметров упрочнения материала на деформированное состояние в процессах обработки металлов давлением»

ВВЕДЕНИЕ

За последние несколько десятков лет большие успехи достигнуты в изучении реологии металлов и сплавов, применяемых в качестве конструкционных материалов. Это объясняется появлением новой, более точной и чувствительной аппаратуры для измерения физических и механических свойств, появлением новых методик измерений, введением в оборот новых характеристик этих свойств. В связи с такими изменениями появилась необходимость получения новых решений краевых задач в механике деформируемого тела, которые более полно учитывали бы особенности реологии материалов. В связи с этим тема исследования, направленного на получение более точных сведений из области деформации материалов, является актуальной.

Степень разработанности темы включает в себя решение краевых задач осадки, прессования и листовой штамповки. Выбор такого круга вопросов обусловлен тем, что упомянутые процессы в практике обработки металлов давлением имеют большой удельный вес. Во всех случаях анализа упомянутых процессов достигнутые решения описывают не среднеинтегральные характеристики процессов, а дают представление о напряженно-деформированном состоянии деформируемого материала в физической точке на уровне тензорных величин.

Целью работы является выявление влияния вида кривой упрочнения на напряженно-деформированное состояние в операциях осадки, прессования и листовой штамповки для уточнения последствий термодеформационного воздействия на материал.

Задачами исследования являются:

1. Исследовать влияние управляющих факторов, в том числе вида кривой упрочнения, на процесс осадки.

2. Исследовать влияние вида кривой упрочнения деформируемого материала на параметры деформации в производстве прутков и труб.

3. Исследовать влияние кривой упрочнения на формоизменение при листовой штамповке.

Научная новизна работы заключается в установлении значимых изменений напряженного и деформированного состояния заготовок в операциях осадки, прессования и листовой штамповки при изменении вида кривых упрочнения материалов.

Теоретическая значимость работы заключается в результатах математического моделирования процессов осадки, прессования и листовой штамповки, которые расширяют знания об этих процессах деформации: расчет напряженно-деформируемого состояния и тепловых полей, определение формоизменения с учетом сложного характера кривых упрочнения. Практическая значимость работы состоит:

• в разработке нового метода обработки альфа-титановой заготовки с учетом оптимизации параметров Кернса (патент РФ №2504598),

• в разработке нового метода изучения трения в процессе осадки призматических образцов (патент РФ №2505797),

• в уточнении приемов алгоритмизации метода конечных элементов (письмо разработчика программного обеспечения),

• в применении программных модулей для решения краевых задач по заявкам различных предприятий (акт внедрения ООО «ПЛМ Урал»). Методология исследования построена на основных концепциях механики

деформируемого тела, в том числе на применении основных гипотез и соответствующего математического аппарата. Методы исследования включают:

• аналитическое определение напряженно-деформированного состояния на основе решения основной системы дифференциальных уравнений, сформулированной в рамках теории пластичности,

• приближенное решение краевых задач методом конечных элементов в программных модулях ОеБэт, Рапид, АЬаяш, С>Рогт, РАМ^атр,

• экспериментальное моделирование процесса деформации с использованием модельных материалов,

• статистическую обработку результатов расчетов и измерений.

Положения, выносимые на защиту:

• сравнительный анализ определения напряженно-деформированного состояния и формоизменения в процессах осадки, прессования и листовой штамповки при различном характере кривых упрочнения деформируемых материалов;

• методика изучения трения в процессе осадки призматических образцов;

• способ управления параметрами Кернса в процессе производства труб из альфа-титановых сплавов;

• сравнительный анализ результатов решения краевых задач различными конечно-элементными методами.

Степень достоверности результатов подтверждена статистической обработкой полученных данных, сравнением с известными аналогами из технической литературы.

Апробация результатов работы выполнена путем докладов итогов исследований на конференциях и публикацией в рецензируемых изданиях, в том числе, зарубежных и из перечня ВАК.

Работа выполнена в рамках исследований, включенных в следующие научные программы:

• Федеральная целевая программа «Научные и педагогические кадры инновационной России» Министерства образования РФ, государственный контракт от 22 марта 2010 г. № 02.740.11.0537,

• НИР № Н97742Б012/12 в рамках государственного задания на 2011-2013 г.г. «Развитие физики и механики обработки металлов давлением с целью создания научных основ технологических процессов производства металлургической продукции».

1. ПАТЕНТНО-ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1.1. Установление классов материалов с отклонениями от закона упрочняющейся среды

В современных условиях наибольшая часть расчетов напряженно-деформированного состояния выполняется с помощью программных комплексов, реализующих метод конечных элементов. При кажущейся одинаковости подхода программные комплексы настроены на различных допущениях и упрощениях, что касается свойств материалов, граничных условий и т.д. Это приходится учитывать при выборе программного средства для решения конкретной краевой задачи.

Многие методики расчета напряженно-деформированного состояния основаны на том предположении или допущении, что при деформации среда проявляет свойства упрочняющегося материала. В том числе создан ряд пакетов прикладных программ (АВАС>и8, РАПИД) на основе метода конечных элементов, в которых это допущение заложено в сам алгоритм решения краевой задачи. Некоторые исследователи считали, что такое подход позволяет выполнить требование единственности решения краевой задачи [1].

Возникает вопрос, насколько справедливо такое допущение и насколько правильным будет основанное на нем решение задачи. Для этого надо оценить, каковы реальные зависимости, описывающие упрочнение при пластической деформации металлов и сплавов.

На рисунках 1.1 - 1.3 представлены кривые упрочнения для некоторых материалов, имеющих широкое распространение в практике металлообработки[2].

о* МПа

4 ^ 0,4 ^8 0 0,4 0,8 О Ц* 0,8 О 0,$ 0,8

Рисунок 1.1 - Кривые упрочнения сплава АМг5 при скорости деформации 0,25(1), 4(2), 63(3) с"1 , выделены области обработки, используемые в промышленности

На рисунках выделены области обработки материалов. Для алюминиевого сплава АМг5 область горячей обработки окажется вблизи температуры 480°С, а скорости деформации устанавливаются на нижнем пределе. Как видно по графикам, кривые упрочнения здесь выглядят как немонотонные зависимости: имеется участок упрочнения, затем следует участок разупрочнения, затем вновь появляется участок упрочнения. Для того же материала в холодном состоянии наблюдается лишь упрочнение.

Для медного сплава типа Бр07 область горячей обработки окажется вблизи температуры 800°С, а скорости деформации устанавливаются ближе к верхнему пределу, что обусловлено опасностью захолаживания заготовок. Из графиков видно наличие трех участков упрочнение - разупрочнение - упрочнение. Протяженность этих участков относительно оси деформаций различна: при повышенной скорости деформации (10с"1) первый участок упрочнения может оказаться достаточно большим, а для малой скорости деформации (0,1 с"1) формоизменение будет сопровождаться лишь разупрочнением. При холодной

деформации оловянная бронза выступает как материал с высокой степенью упрочнения, достигаемой пятикратной величины.

Рисунок 1.2 - Кривые упрочнения оловянной бронзы Бр07, выделены области

режимов обработки

Титановые сплавы обладают всей гаммой вида кривых упрочнения: от возрастающих функций, до убывающих функций, в том числе может наблюдаться картина идеально пластичного материала. На рисунке 1.3 показаны кривые упрочнения для сплава ВТ6, полученные авторами [3].

В первом приближении зависимости имеют вид убывающих функций при высокой скорости деформации 50 с"1, констант при скорости деформации 1 с"1, возрастающих функций при низкой скорости деформации 0,1 с"1 в диапазоне температур 500...800°С.

а5,МПа 240 200 160 120

80 40 0

0 0,4 0,8 0 0,4 0,8 0 0,4 0,8 0 0,4 0,8 £

Рисунок 1.3 - Кривые течения титанового сплава ВТ6 при осадке со скоростями деформации 0,1 (а), 1,0 (б), 10,0 (в) и 50,0 с"1 (г) при температурах теплой деформации, 0 С : 1 -400; 2 - 500; 3 - 600; 4 - 700; 5 - 800

360 сг3, МПа

270 180 90

О 0,* 0,8 С ^ 0 й,* ъ

Рисунок 1.4 - Кривые упрочнения титанового сплава ВТЗ-1 при 800(1), 900(2) 1000(3) 1100(4) °С, выделены области наибольших градиентов

Кривые упрочнения титанового сплава ВТЗ-1 (рисунок 1.4) показывают на существенную немонотонность при всех режимах обработки и при наличии больших градиентов перепада напряжений на уровне до 100 МПа, особенно при пониженных температурах на уровне 800°С и при повышенных скоростях деформации.

Альфа-титан относится к металлам с гексагональной кристаллической решеткой, так же, как и цинк. При этом проявляются эффекты текстурования этих металлов с проявлениями анизотропии. Для цинка (рисунок 1.5) полученные на пластометре кривые упрочнения имеют многообразие, среди которого можно выделить возрастающие, убывающие и экстремальные зависимости[2]. На рисунке 1.5 выделены кривые для температуры 20°С скоростей деформации 2 и 10 с"1, при этом вдоль направления прокатки эти кривые возрастающие, а поперек направления прокатки - убывающие.

Рисунок 1.5 - Кривые упрочнения цинка вдоль(а) и поперек (б) оси прокатки при скоростях деформации 0,01(1); 2(2); 10(3); 50(4) с"1: выделены области упрочнения и разупрочнения при одинаковых термомеханических параметрах

Таким образом, соотношение скоростей пластического течения этого вида материала в двух ортогональных направлениях окажется различным. Применяя принцип наименьшего сопротивления, можно полагать, что течение в поперечном направлении при нарастании деформации будет увеличиваться, а в продольном направлении будет уменьшаться. При повышении температуры ситуация будет сглаживаться.

Большой объем исследований реологии материалов выполняется лабораторией механики деформаций института машиноведения УрО РАН. В том числе, исследования затрагивают процессы рекристаллизации, которые и оказывают большое влияние на поведение кривых упрочнения [4].

Широкое распространение в машиностроении имеет латунь JIC 59-1, кривые упрочнения которой в статических испытаниях [5] имеют череду максимумов (рисунок 1.6).

as, МПа 140

100

60

20

О 20 40 60 е%- °°

Рисунок 1.6 - Кривые упрочнения латуни JIC 59-1 при температурах 450 (1), 550 (2), 600(3), 800 °С (4), скорость деформации 0,02 с1

Исследования, выполненные в университете Technical University of Wroclaw [6] методом закручивания горячепрессованных образцов, показывают на немонотонность кривых упрочнения латуни М63 (российский аналог J163) при скорости деформации 0,01 с"1 (а) и бронзы ВА93(российский аналог БрАЖ9-3). Эти зависимости приведены на рисунке 1.7.

Применительно к латуни JI63 (рисунок 1.7,а) из них следует, что повышение температуры обработки сначала приводит к падению пластичности, а затем к повышению, причем значительный рост пластичности наблюдается при температуре выше 450°С. Если обратиться к диаграмме состояния сплава, то эта температура примерно соответствует переходу ß фазы в ß фазу. Таким образом, кривые высокотемпературных испытаний соответствуют двухфазному a+ß

состоянию. Деформация при 450°С приводит к резкому снижению напряжения пластического течения до 80 МПа(е = 3,8) по отношению к пиковому значению 170 МПа (е - 0,8), т.е. наблюдается снижение на 100*( 170-80)/170 = 53%.

293 К

¿73 К

5 23К

а б

Рисунок 1.7 - Кривые упрочнения латуни М63 при скорости деформации 0,01 с"1 (а) и бронзы ВА93 при скорости деформации 0,7 с"1 (б)

Следует отметить, что эти испытания захватывают только одну характерную точку фазового перехода (3 - (3. При более высоких температурах возможен выход материала из (ос+(3) состояния в состояние чисто (3 -фазы со значительными аномалиями прочностных свойств.

Для бронзы БрАЖ9-3 (рисунок 1.7,6) также наблюдаются пиковые значения напряжений пластического течения, расположение этих пиков соответствует значениям деформации на уровне 0,7 при температуре 500°С и 0,3 при температуре 700°С. В процентном отношении наиболее велико различие между максимальным и минимальным значениями напряжений при повышенной температуре 700°С. Оно составляет двукратную величину.

Выполненные китайскими учеными широкомасштабные исследования сопротивления деформации латуни марки Н62 (или Л63 по российскому стандарту) показали немонотонность кривых упрочнения в широком диапазоне температур и скоростей деформации [7].

Как видно из рисунка 1.8, при повышении температуры обработки давлением в области умеренных скоростей деформации на уровне 1 с"1 наблюдается наличие пика кривых упрочнения в области истинных степеней деформации (true strain) величиной 0,04. После прохождения пикового значения истинные напряжения^ше stress) вначале стремятся к минимуму, а затем имеют вид слабо возрастающих функций. При повышении скорости деформации до 10 с" 1 появляется область плавного понижения функции до значений степеней деформации около 0,25, после чего происходит умеренный рост напряжений.

(10 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0^0 0.1 0.2 0.3 0.4 0,5 0.6

True Strain True Strain

а б

Рисунок 1.8 - Кривые упрочнения латуни Н62 (JI63) при температурах (сверху вниз 650, 700, 750, 800°С при скорости деформации 1(a) и 10(6) с"1

Немонотонное изменение сопротивления деформации в функции степени деформации авторы упомянутой статьи объясняют колебаниями энергии активации (рисунок 1.9).

с

| зоо ->

0 290

| 280 а> а

1 270

^ 0.0 0 1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 True strain, е

Рисунок 1.9- Изменение энергии активации латуни Н62 (российский эквивалент

JI63) при изменении степени деформации

Опыты, выполненные в институте Georgia Institute of Technology (Atlanta, USA) с осадкой меди марки OFHC (oxygen-free high conductivity) показали, что при умеренной температуре нагрева 269°С кривые упрочнения (рисунок 1.10,а) имеют монотонный характер в диапазоне скоростей 0,01...5200 с'1. График при малой скорости 0,0004 с"1 имеет куполообразный характер.

При температуре 541 °С немонотонность напряжений пластического течения металла проявляется при статических испытаниях даже при очень малых скоростях 0,0004 с"1 (рисунок 1.10,6) при наличии пиков и локальных минимумов[8]. При повышенных скоростях (0,01 с"1) амплитуда колебаний увеличивается. При дальнейшем повышении скорости до 1 с"1 появляется большой локальный максимум при степени деформации около 0,3.

Следует отметить, что некоторые исследователи предполагали, что наличие немонотонности прочностных характеристик меди связаны с переходами кислорода из оксидной формы в кристаллическую решетку меди и обратно. В данном случае зависимости получены для бескислородной меди.

Исследователи из Гонконга [9, 10] провели большое количество экспериментов по получению пластометрических зависимостей в широком диапазоне скоростей деформации и температур для меди марки ЕТР и получили кривые упрочнения с колебательными процессами (рисунок 1.11) из оксидной формы в кристаллическую решетку и обратно.

Как видно из графиков, немонотонные зависимости напряжений пластического течения наблюдаются как при пониженной 500°С, так и при повышенной температуре 900°С. Приведенные зависимости можно классифицировать по различным признакам. При пониженной температуре 500°С и высоких скоростях деформации 30 и 100 с"1 зависимости возрастают во всем диапазоне деформаций. При повышенной температуре 900°С и при этих же скоростях деформации зависимости имеют максимум в диапазоне деформаций 0,25...0,3. Наличие таких максимумов наблюдается при понижении скорости деформации до 1 с"1 при температуре 500°С и до 10 с"1 при температуре 900°С. При дальнейшем смещении в область меньших скоростей деформации,

зависимости напряжений пластического течения от степени деформации превращаются в графики немонотонного, пульсирующего вида со сглаживанием пульсаций при повышении степени деформации. Объяснение такого поведения функции заключается в превалировании различных механизмов осуществления пластической деформации (диффузионных, дислокационных) при различных термомеханических параметрах осуществления процесса. В ходе горячей деформации электротехнической меди накладываются также процессы перехода кислорода

.то

250

'200

£ 150 55

V

Н 100

50

1 0," .......... .. ....................1 0,1 8* —

5200» «и...—«»"™*"***1

• • 0.01

Н* «

( .(НИМ ч 1

> ¡♦у;.--•• ■

у •и

Г

0 0.1 0 2 0.3 0.4 0.5 06 07 08 01 Тгис Ь(г;ип

а

Рисунок 1.10- Кривые упрочнения при сжатии для меди марки ОРНС Си при 269(а) и 541°С(б) при различных скоростях деформации

Рисунок 1.11- Кривые упрочнения меди марки ЕТР с содержанием кислорода 100 ррш (российский аналог М00) при температуре 500°С(а) и 900°С(б) при

различных скоростях деформации

Tost Temperature -900 "С

100s'

Э.З 04 0 5 True strain

Test Temperature =500 'С

0.3 04 0.5

True strain

Результаты этих исследований были применены для анализа некорректности выполнения расчетов энергосиловых параметров на стане горячей прокатки медной катанки [11, 12].

Приведенные выше примеры показывают на наличие закономерностей немонотонного поведения прочностных характеристик при горячей или теплой деформации. Для тех же материалов в состоянии холодной деформации зависимости выглядят как монотонно возрастающие функции.

Вместе с тем, в области холодной деформации построены зависимости, которые могут не обладать этим свойством (рисунок 1.12[13]).

Как видно из рисунка, эквивалентная сопротивлению деформации величина предела текучести при приложении деформации вначале снижается от 230 МПа до 150 МПа (изменение составляет 35%) при обжатии на уровне 1%, и лишь затем начинает возрастать по степенному закону. Физическое объяснение этого явления состоит в наличии зуба текучести для такого вида материала.

Аномальное уменьшение предела текучести наблюдается при относительно небольшой деформации, и поэтому, на первый взгляд, может не учитываться в расчетах напряженно-деформированного состояния. Однако существуют процессы обработки металлов давлением, в которых формоизменение заготовки в целом может быть значительно, а локальные деформации оказываются небольшими. Например, это относится к процессам листовой штамповки. Если явление разупрочнения не будет учтено, то не будут выявлены зоны локализации деформации, например, резкого утонения стенки или даже разрыва или трещинообразования.

В материаловедении алюминиевых сплавов известно проявление эффекта Портевена - Ле-Шателье, заключающегося в образовании колебательного процесса при построении диаграммы в координатах «деформация - напряжение пластического течения». При наличии пилообразных графиков зависимости прочностных характеристик от степени деформации говорят о проявлении эффекта Портевена - Ле Шателье (The Portevin - Le Chatelier effect - PLC). Так, канадские исследователи из университета McMaster University, Department of Materials Science and Engineering [14] описали проявление этого эффекта в алюминиевом сплаве марки АА5754(3,5% Mg). На графике рисунка 1.13 показаны эти данные.

S é.%

Рисунок 1.12- Зависимость механических свойств при комнатной температуре для стали 08кп от относительного обжатия на полированных(П) и

шероховатых(Н) валках

6x10 s al 298 К

6x10 s at 298 К fix 10 " s ' at 298 К

320

300

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.: True Strain

30

i- 280

260

по адшд

V

|Ц ib

IS I

1 y» m

0Щ

lii

РШ1

aging for 120 hours

0.16 0.18 True Strain

0.20

а б

Рисунок 1.13 - Кривые упрочнения для сплава АА5754(3,5% М§) в зависимости от скорости деформации(а) и от применения операции старения(б) - нижняя линия

графика

Из графика рисунка 1.13, б видно, что колебания имеют амплитуду 10...20МПа, что составляет 3...5% от значения напряжения пластического течения, поэтому не могут оказать большого влияния на результаты расчетов напряженно-деформированного состояния, однако в более тонких расчетах должны учитываться.

Эффект PLC наблюдается в ряде разбавленных сплавов внедрения и замещения, например, в мягких сталях, сплавах алюминия и меди. Для каждого состава существует определенная температурно-скоростная область, где деформация неустойчива [15, 16]. Неустойчивость пластического течения проявляется в повторяющемся возникновении неподвижных или распространяющихся деформационных полос, вызывающих кратковременные скачки деформации в поликристалле. Наличие скачков объяснено тем, что движение дислокаций в металле не является непрерывным: свободное движение чередуется с остановкой на локализованных препятствиях в течение времени ожидания. В это время примесные атомы диффундируют к дислокациям и служат дополнительным препятствием для термоактивируемого открепления дислокаций. Этот процесс называют динамическим деформационным старением дислокаций (ДДС).

Эффект PLC описан сотрудниками Института проблем сверхпластичности металлов РАН в никель-хромовых сплавах [17], и сотрудниками Белгородского государственного университета, и НПО «ЦНИИТМАШ» - в нержавеющей стали [18].

На эффект Портевена - Ле-Шателье могут накладываться другие эффекты, например, анизотропии материала. Вид такой диаграммы изображен на рисунке 1.14[19].

Как видно из рисунка, в зависимости от направления, эффект PLC проявляется при большей или меньшей деформации.

Для деформации некоторых материалов известен переход части деформируемой среды в жидкое состояние с образованием потоков истекающей жидкой фазы, что приводит к резкому падению сопротивления деформации [20].

Это явление характерно, например при горячей осадке заготовок для изготовления постоянных магнитов из сплавов типа РЗМ-железо-бор [21, 22].

Указанный эффект также создает немонотонность поведения кривой упрочнения во время осуществления пластической деформации.

450

Strain, %

Рисунок 1.14 - Колебания напряжений пластического течения для алюминиевого сплава AA5182(4,6%Mg): RD - в направлении прокатки; TD - в поперечном

направлении, QD - под углом 45°

1.2. Влияние вида нагружения на формирование свойств некоторых деформируемых сред

Известным является факт повышенного проявления анизотропии у металлов, обладающих ГЦК- решеткой, в частности к ним относится медь. С одной стороны это создает трудности с формованием изделий методом глубоко вытяжки из-за образования фестонов. С другой стороны развитую текстуру деформации и рекристаллизации приходится учитывать в расчетах напряженно-деформированного состояния [23-26].

При деформации металлов Тл, Ъх и РЙ" в состоянии ГПУ - решетки, характеризуемой отношением с/а < 1,633, происходит призматическое скольжение и действующее наряду с ним двойникование. Это приводит к тому,

что формируется текстура с зоной преимущественной ориентации полюсов (0001), отклоненной на угол ±(20...40)° от нормального направления к поперечному направлению, при этом полюса <10l0> выстроены вдоль направления прокатки.

Наличие фазового перехода а «-»(3 приводит к увеличению вариантности технологической обработки. Кроме того, известно, что металлы с гексагональной решеткой обладают повышенным уровнем анизотропии, это приводит к необходимости учета указанного фактора при назначении технологических параметров. По этим признакам часто объединяют три металла со схожими свойствами: титан, цирконий и гафний - в одну группу и создают похожие друг на друга технологические процессы.

Активными исследованиями в области текстуры титановых сплавов в России занимались С.Я. Бецофен, Б.А. Колачев, А.А.Попов, JI.A. Бунин, В.А. Володин, Е.Б. Рубина, Ю.Н.Логинов и их коллеги [27-32]. В работе [33] показано, что при холодной прокатке листов из сплава Ti-3A1-2,5V в них образуется базисная текстура (нормали к базисной плоскости кристаллита ориентированы в направлении толщины листа). При увеличении величины обжатия уменьшается призматическая (нормали к базисной плоскости кристаллитов ориентированы перпендикулярно направлению толщины листа) и увеличивается базисная текстура. Более высоких значений последней можно достичь при применении поперечной прокатки. В работах [34-36] выполнены исследования влияния анизотропии альфа-титановых сплавов на характер формоизменения полуфабрикатов.

Французской компанией COMPAGNIE EUROPEENNE DU ZIRCONIUM CEZUS (патент W02009101359) предложен метод изготовления заготовок из циркониевых, титановых и гафниевых сплавов. Способ включает ступени подготовки слитка, горячую обработку ковкой или прокаткой, холодную обработку, термическую обработку. Последняя ступень обязательно включает, по крайней мере, один проход прокатки на пильгер-стане. Предложено горячей ковкой получать заготовку квадратного сечения и прокатывать ее на стане Кокса с

диаметром валков 500 мм с получением промежуточной заготовки диаметром 25 мм. Прокатку продолжают при температуре 650°С на валках диаметром 200мм с достижением диаметра заготовки 15мм. Термическая обработка представляет собой рекристаллизационный отжиг при температуре 700°С. Достигаемая цель обработки - измельчение структуры металла до необходимых размеров.

Немецкой компанией DAIMLER CHRYSLER AG предложен метод производства поковок из циркониевых, титановых и гафниевых сплавов (патент US2007068608). В соответствии с изобретением сплав, содержащий более 80 мас.% основного компонента, подвергают ковке при температуре на 5... 15 °С (предпочтительнее 10°С) выше температуры фазового перехода и затем охлаждают. Целью изобретения является получение смеси двух фаз с наследованием достоинств высокой прочности материала в ОЦК - решетке и высоким модулем упругости материала в ГЦК - решетке. В течение нагрева низкотемпературная фаза замещается высокотемпературной фазой с получением а+р микроструктуры, которая представлена как композиционный материал, состоящий из двух фаз, каждая из которых обладает своими полезными свойствами. При более высокой температуре обработки происходит изоляция либо а - фазы, либо Р - фазы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ершов, Александр Алексеевич, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Колмогоров, В.Л. Механика обработки металлов давлением. / В.Л. Колмогоров. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. - 836с.

2. Полухин, П.И. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. / П.И. Полухин, Г.Я. Гун, A.M. Галкин. - М.: Металлургия, 1976. -488с.

3. Потапов, А.И. Сопротивление деформации титановых сплавов при температурах теплой и горячей обработки давлением. / А.И. Потапов, С.В. Харитонин // Заготовительные производства в машиностроении. - 2013. -№3. - С. 18-22.

4. Смирнов, А.С. Идентификация модели сопротивления деформации металлических материалов с учетом объемной доли динамически рекристаллизованых зерен / А.С. Смирнов, А.В. Коновалов, О.Ю. Муйземнек // Деформация и разрушение материалов. - 2013. - №9. - С. 7-13.

5. Корнеев, Н.И. Основы физико-химической теории обработки металлов давлением. / Н.И. Корнеев, И.В. Скугорев. - М.: Машгиз, 1960. - 316с.

6. Gronostajski, Z.J. Model describing the characteristic values of flow stress and strain of brass M63 and aluminium bronze BA93. / Z.J. Gronostajski // Journal of Materials Processing Technology. - 1998. - V. 78. - P. 84-89.

7. Yan-Hong, Xiao. Constitutive modeling of hot deformation behavior of H62 brass. / Xiao Yan-Hong, Cheng Guo, Xiao-Yan Guo // Materials Science and Engineering - A. 20118. - V. 528 - P. 6510- 6518.

8. Tanner, Albert B. Deformation, temperature and strain rate sequence experiments on OFHC Cu. / Albert B. Tanner, David L. McDowell // International Journal of Plasticity. - 1999. - V. 15. - P. 375-399.

9. Prasad, Y.V.R.K. Processing maps and rate controlling mechanisms of hot deformation of electrolytic tough pitch copper in the temperature range 300—950 °C. / Y.V.R.K. Prasad, K.P. Rao // Materials Science and Engineering - A. 2004. -V. 374-P. 335-341.

1 O.Prasad, Y.V.R.K. Processing maps and rate controlling mechanisms of hot deformation of electrolytic tough pitch copper in the temperature range 300950 °C. / Y.V.R.K. Prasad, K.P. Rao // Materials Science and Engineering - A. 2005.-V. 391.-P. 141-150.

11. Логинов, Ю.Н. Формоизменение и сопротивление деформации анизотропной непрерывно-литой меди. / Ю.Н. Логинов, А.Ю. Зуев // Заготовительные производства в машиностроении. - 2011. - N 1. - С. 32-37.

12.Логинов, Ю.Н. Анализ сортовой прокатки кислородосодержащей меди с учетом немонотонности характеристик упрочнения. / Ю.Н. Логинов, А.Ю. Зуев, Ю.В. Инатович // Цветные металлы - 2012. - №7. - С. 73-77.

1 З.Третьяков, А.В. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. / А.В. Третьяков, В.И. Зюзин. - М.: Металлургия, 1973. - 224с.

14.Halim, Herdawandi. The Portevin-Le Chatelier (PLC) effect and shear band formation in an AA5754 alloy. / Herdawandi Halim, David S. Wilkinson, Marek Niewczas // Acta Materialia - 2007. - V. 55. - P. 4151-4160.

15.Lebyodkin, M.A. Statistics of the catastrophic slip events in the Portevin-Le Chatelier effect. / M.A. Lebyodkin, Y. Brechet, Y. Estrin, L.P. Kubin // Phys. Rev. Lett. - 1995. - V. 74. - Iss. 23. - P. 4758-4761.

16.Lebyodkin M. Spatio-temporal dynamics of the Portevin-Le Chatelier effect: experiment and modelling. / M. Lebyodkin, L. Dunin-Barkowskii, Y. Brechet [etc.] // Acta Mater. - 2000. - V.48. - P. 2529-2541.

17.Дудова, H.P. Проявление эффекта Портевена - Ле Шателье в сплаве Х20Н80. / Н.Р. Дудова, P.O. Кайбышев, В.А. Валитов // Физика металлов и металловедение. - 2008. - Т.105. - С. 105-112

18.Могучева, А.А. Эффект Портевена - Ле Шателье и причины жаропрочности аустенитной стали 08Х18Н8ДЗБР. / А.А. Могучева, И.А. Никулин, P.O. Кайбышев, В.Н. Скоробогатых // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2010. - №3. - С. 42-49.

19.Cheng, Х-М. The anisotropy of the Portevin-Le Chatelier effect in aluminum alloys. / X-M. Cheng, J.G. Morris // Scripta Materialia. - 2000. - V. 43. - P. 651658.

20.Loginov, Yu.N. Hot pressing of billets in the presence of liquid. / Yu.N. Loginov, M.A. Uimin // Steel in Translation. - 2001. - V. 31. - Iss. 1. - P. 32-36.

21.Уймин, M.A. Горячая деформация литых магнитотвердых сплавов Pr-Fe-B-Cu с различным содержанием бора. / М.А. Уймин, А.В. Шангуров, Ю.Н. Логинов // Физика металлов и металловедение. - 1994. - т.78 - вып.2 - С. 107-112.

22.Логинов, Ю.Н. Горячая осадка заготовок в присутствии жидкой фазы. / Ю.Н. Логинов, М.А. Уймин // Известия вузов. Черная металлургия. - 2001. -№1. - С.18-21.

23.Логинов, Ю.Н. Расчет деформаций и экспериментальное исследование текстуры в нагартованной медной проволоке. / Ю.Н. Логинов, С.Л. Демаков, А.Г. Илларионов, М.С. Карабаналов // Деформация и разрушение материалов. - 2011. - № 5. - С. 38-44.

24.Demakov, S.L. Effect of annealing temperature on the texture of copper wire / S.L. Demakov, Yu.N. Loginov, A.G. Illarionov [etc.] // The Physics of Metals and Metallography. - 2012. - Т. 113. - № 7. - P. 681-686.

25.Dietrich, Lech. Experimental investigation of an anisotropy in copper subjected to predeformation due to constant and monotonic loadings. / Lech Dietrich, L. Kowalewski Zbigniew // International Journal of Plasticity. - 1997. - V. 13. - No. 1-2.-P. 87-109.

26.Loginov, Y.N. Effect of the strain rate on the properties of electrical copper. / Y.N. Loginov, S.L. Demakov, A.G. Illarionov, A.A. Popov // Russian metallurgy (Metally). - 2011. - T. 2011. - № 3. - P. 194-201.

27.Колачев, Б.А. Физико-механические свойства легких конструкционных сплавов / Б.А. Колачев, С .Я. Бецофен, JI.A. Бунин, В. А. Володин. - М.: Металлургия, 1995. - 288 с.

28.Рубина, Е.Б. Механизм пластической деформации титанового альфа-сплава титан-алюминий-ванадий. / Е.Б. Рубина, С.Я. Бецофен // Физика металлов и металловедение. - 1990. - №4. - С. 191-198.

29.Loginov Yu.N. Smirnov V.G. Kotov V.V. Rheological characteristics of extruded tube from GRADE 9 titanium alloy. Stainless steel world, 2006. V.18. P.51-55.

30.Ивасишин, O.M. Материаловедение и металлофизика легких сплавов/ О.М. Ивасишин, П.Е. Марковский, А.А.Попов [и др.]. - Екатеринбург: УрФУ, 2011.- 175с.

31.Бецофен, С.Я. О текучести текстурированных сплавов с ГПУ решеткой. / С.Я. Бецофен, Е.Б. Рубина // Изв. АН СССР. Металлы. - 1989. - № 6. - С. 152-160.

32.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.

33.Бецофен ,С.Я. Закономерности формирования текстуры и анизотропии механических свойств в листах титановых сплавов. / С.Я.Бецофен, А.А. Ильин, С.В. Скворцова [и др.] // Металлы. - 2005. - № 2. - С. 54-63.

34.Колмыков, В.А. Комплексы технологий и научное обеспечение производственных процессов пластического формообразования особо ответственных деталей машиностроения из высокопрочных анизотропных материалов. / В.А. Колмыков, Л.А. Ковригин, И.С. Ефремов [и др.] //Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2008. - № 7. - С. 18-21.

35.Логинов, Ю.Н. Проявления анизотропии в процессах деформации альфа-сплавов титана. / Ю.Н. Логинов, В.В. Котов. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009. - 189с.

36.Яковлев, С.П. Силовые режимы ротационной вытяжки конических деталей из анизотропных материалов. / С.П. Яковлев, А.Н. Драбик, С.С. Яковлев // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. -2010.-№ 1.-С. 37-43.

37.Патент США № 5332454. Titanium or titanium base alloy corrosion resistant tubing from welded stock. Apl. Sandvik Special Metals Corporation. Steven E. Meredith, James F. Benjamin. Заявл. 09.03.1993. Опубл. 26.07.1994. МКИ5 C22C 14/00.

38.Патент США № 4765174. Texture enhancement of metallic tubing having a hexagonal close-packed crystal structure. Apl. Westinghouse Electric Corp. C. S. Cook, G. P. Sabol. Заявл. 20.02.1987. Опубл. 23.08.1988. МПК B21C 37/30.

39.Kearns, J. J. On the relationship among 'f texture factors for the principal planes of zirconium, hafnium and titanium alloys. / J. J. Kearns // Journal of Nuclear Materials. - 2001. - V. 299. - № 2. - P. 171-174.

40.Гун, Г. Я. Теоретические основы обработки металлов давлением. (Теория пластичности). / Г. Я. Гун. - М.: Металлургия, 1980. - 456 с.

41 .Колмогоров, B.JI. Некоторые актуальные задачи теории обработки металлов давлением. / B.JI. Колмогоров. - М.: ВИЛС, 1979. - 123 с.

42.Грачев, С.В. Физическое металловедение / С.В. Грачев, В.Р. Бараз, А.А. Богатов, В.П. Швейкин. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. - 354 с.

43.Тарновский, И. Я. Теория обработки металлов давлением. (Вариационные методы расчета усилий и деформации) / И. Я. Тарновский, А. А. Поздеев, О. А. Ганаго [и др.]; под ред. И. Я. Тарновского. - М: Металлургиздат, 1963. -672 с.

44.Логинов, Ю.Н. Развитие методов математического моделирования пластической деформации металлических пористых сред. / Ю.Н. Логинов // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2005. - № 40.- С. 64-70.

45.Логинов, Ю.Н. Об уравнениях связи напряжений и деформаций для сжимаемого жестко-пластического материала. / Ю.Н. Логинов, Н.Н. Шарафутдинов, В.Л. Колмогоров // Технология легких сплавов. - 1977. - № 4. - С. 20-25.

46.Логинов Ю.Н. Исследование процессов деформации некомпактных материалов с особыми реологическими свойствами: дисс. на соиск. уч. степ, д-ра. техн. наук: 05.16.05 / Логинов Юрий Николаевич. - Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2002. - 394с.

47.Design Environment for forming [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.DEFORM.com/.

48.Галлагер, Р. Метод конечных элементов. Основы: Пер с англ. / Р. Галлагер -М.: Мир, 1984. - 428 с.

49.Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике. Пер с англ. / О. Зенкевич. - М.: Мир, 1975. - 318с.

50.Virtual-manufacturing/sheet-metal-forming [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.esi-group.com/.

51.PAM-STAMP [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.esi-russia.ru/.

52.QFORM3D [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.QFORM3d.ru/.

53.Теория пластических деформаций металлов. / Под ред. Е.П.Унксова, А.Г.Овчинникова. - М.: Машиностроение. 1983. - 598 с.

54.Логинов, Ю.Н. Вариационное решение задачи формоизменения пористого цилиндра при осадке с прилипанием. / Ю.Н. Логинов // Известия вузов. Черная металлургия. - 1997. -№11.- С.38-41.

55.Александров, С.Е. Толщина слоя интенсивных пластических деформаций в окрестности поверхности трения при осадке цилиндра плоскими бойками. / С.Е. Александров, Д. Вилотич, Е.А. Лямина, Л. Шиджанин // Прикладная механика и техническая физика. - 2011. - Т. 52. - № 3. - С. 190-195.

56.Rong, Shean Lee. Process design based on the deformation mechanism for the non-isothermal forging of Ti-6A1-4V alloy. / Shean Lee Rong, Chang Lin Huan // Journal of Materials Processing Technology. - 1998. - V. 79, Iss. 1-3. - P. 224235.

57.Wei-Zhou, Zhong. Stress field of orthotropic cylinder subjected to axial compression. / Zhong Wei-Zhou, Song Shun-Cheng, Chen Gang, [etc.] // Applied Mathematics and Mechanics. - 2010. - V.31(3). - P. 305-316.

58.Liu, Y. A comparison of experimental and computer-simulated isothermal upset forging of IMI685 titanium alloy. / Y. Liu, T.N. Baker // Materials Science and Engineering A. - 1996. - V. 205. - P. 117 126.

59.Serajzadeh, S. Modelling of metal flow during hot forging with regard to microstructural aspects. / S. Serajzadeh, S.M.H. Mirbagheri, Taheri A. Karimi, S.M. Zebarjad // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2004. -V. 44, Iss. 14,-P. 1537-1545.

60.Пластичность и разрушение. / Под ред. В.Л.Колмогорова. - М.: Металлургия, 1977. - 336с.

61.Meyers, Marc A. Shear localization in dynamic deformation of materials: microstructural evolution and self-organization. / Marc A. Meyers, Vitali F. Nesterenko, Jerry C. LaSalvia, Qing Xue // Materials Science and Engineering A. -2001.-V.317.-P. 204-225.

62.Никифоренко, B.H. Природа локализации пластического течения титанового сплава 19 в условиях активного деформирования при 4.2 К. /

B.Н. Никифоренко, М.Е. Босин // Инженерно-физический журнал. - 2009. -Т. 82.-№6.-С. 1194-1198.

63.Панин, А.В. Механизм формирования полос локализованной пластической деформации и их влияние на механические характеристики нагруженных твердых тел. / А.В. Панин, А.А. Сон, М.С. Казаченок // Вопросы материаловедения. - 2002. - № 1. - С. 335-344.

64.Zhipeng, Zeng. Deformation behaviour of commercially pure titanium during simple hot compression. / Zeng Zhipeng, Zhang Yanshu, Jonsson Stefan // Materials and Design. - 2009. - V. 30. - P. 3105-3 111.

65.Катаев, Ю.П. Экспериментальная зависимость напряжений от деформаций для титанового сплава ОТ4-1 при различных температурах и скоростях деформации. Известия высших учебных заведений. / Ю. П. Катаев, О. Г. Захаров // Авиационная техника. - 2001. - № 4. - С. 76-78.

66.Бердин, В.К. Влияние напряженного состояния на структурные изменения в титановом сплаве ВТ9 при горячей деформации. / В.К. Бердин, М.В. Караваева, А.Х. Ахунова, С.К. Нуриева // Материаловедение. - 2008. - № 2. -

C. 28-34.

67.Heeman, Choe. Effect of tungsten additions on the mechanical properties of Ti-6A1-4V. / Choe Heeman, Susan M. Abkowitz, Stanley Abkowitz, David C. Dunand. // Materials Science and Engineering A. - 2005. - V.396 - P. 99-106.

68.Min, Zhou. Constitutive modeling of the viscoplastic deformation in high temperature forging of titanium alloy IMI834. / Zhou Min // Materials Science and Engineering A. - 1998. - V.245. - P. 29-38.

69.Логинов, Ю.Н. Метод конечных элементов в описании напряженно-деформированного состояния процесса прессования. / Ю.Н. Логинов, В.В. Котов. - Екатеринбург: УрФУ, 2010. - 320 с.

70.Харитонин, С.В. Сопротивление деформации титановых и жаропрочных сплавов при монотонном и дробном обжатии. / С.В. Харитонин, В.К. Смирнов, В.И. Степаненко [и др.] // Кузнечно-штамповочное производство: перспективы и развитие. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. - 2005. -С.66-76.

71.Логинов, Ю.Н., Ершов А.А. Влияние вида кривой упрочнения на локализацию деформации при осадке титановых заготовок. / Ю.Н. Логинов, А.А. Ершов // Титан. - 2012. - № 1 (35). - С. 22-28.

72.Каменецкий, Б.И. Исследование деформационных характеристик и структуры сплава ПЛН-4,5 при изготовлении полых заготовок методом глубокой вытяжки. / Б.И. Каменецкий, Л.Г. Гроховская, Ю.Н. Логинов, Г.И. Студенок // Цветные металлы. - 2007. - № 8. - С. 51-53.

73.Логинов, Ю.Н. Моделирование деформированного состояния круглой пластины при вытяжке. / Ю.Н. Логинов, Б.И. Каменецкий, Г.И. Студенок // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 2006. - № 3. -С. 26-28.

74.Патент РФ № 2040999. Способ изготовления изделий / Корякин H.A.,Сурков В.А., Глухов В.П., Хоменко A.A. Заявитель ТОО "Шторм" при Ижевском механическом институте. Заявка № 5049867/08 от 29.06.1992. МПК B21D37/12. Опубл. 09.08.1995.

75.Патент РФ на полезную модель № 127333. Листовая заготовка для штамповки изделий типа дисков/ Каменецкий Б. И., Логинов Ю. Н., Соколов А. Л. Заявка № 2012148661/02 от 15.11.2012. Заявитель Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина и Институт физики металлов Уральского Отделения Российской академии наук. МПК B21D53/00. Опубл. 27.04.2013

76.Патент РФ № 2505797. Способ определения коэффициента трения при пластической деформации / Логинов Ю.Н., Ершов A.A. Заявитель: Уральский федеральный университет. Заявка № 2012109302/28 от 12.03.2012. МПК GO INI 9/02. Опубл. 20.09.2013.

77.Manisekar, К. Effect of friction on barrelling in square and rectangular billets of aluminium during cold upset forging. / K. Manisekar, R. Narayanasamy // Materials and Design. - 2007. - V. 28. - P. 592-598.

78.Логинов, Ю.Н. Снижение неравномерности деформации при осадке. / Ю.Н. Логинов, С.П. Буркин, И.В. Ашпур // Известия вузов. Черная металлургия. -1991.-№8.-С. 25-27.

79.Логинов, Ю.Н. Модель деформации поверхностного слоя заготовки, пораженного дефектами. / Ю.Н. Логинов // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2001. - № 4. - С. 36-40.

80.Логинов, Ю.Н. Влияние типа пластической деформации на видоизменение одиночной поры. / Ю.Н. Логинов, К.В. Еремеева // Деформация и разрушение материалов. - 2011. - № 4. - С.40-44.

81.Дегтярев, И.С. Осадка пористой полосы в условиях предельного трения. / И.С. Дегтярев, В.Л. Колмогоров, Ю.Н. Логинов // Известия вузов. Машиностроение. - 1975. - №6. - С. 126-130.

82.Крагельский И.В. Трение и износ. / И.В. Крагельский. - М.: Машиностроение. 1968. - 480 с.

83.Леванов, А.Н. Контактное трение в процессах обработки металлов давлением. / А.Н. Леванов, В.Л. Колмогоров, С.П. Буркин [и др.]. - М.: Металлургия. 1976. - 416 с.

84.А.С. СССР № 1401359. Устройство для определения коэффициента трения при пластической деформации /Б.А.Дикалов, А.П.Глушенков. МГЖ G01N19/02. Опубл. 07.06.1988. Бюл. № 21.

85.А.с.СССР № 1585732. Способ определения коэффициента внешнего трения при пластическом деформировании материалов/ Р.З Малыгин, Р.М.Нуреев, В.Н Садыков, С.Е. Якимов. МПК G01N19/02. Опубл. 15.08.1990. Бюл. № 21.

86.А.с.СССР № 1522077. Способ определения коэффициента трения материала при его пластическом деформировании / JI.C. Васильев, Ю.В.Фролов. МПК G01N19/02. Опубл. 15.11.1989. Бюл. № 42.

87.А.с.СССР № 1359723. Устройство для определения напряжений контактного трения при пластической деформации / И.М.Володин, В.К.Смирнов, Р.Ф. Фахрнасов, Ю.В.Инатович, Г.Н.Володина. МПК G01N19/02. Опубл. 15.12.1987. Бюл. № 46.

88.Патент Японии №JP3285719. Measuring method for friction coefficient and deformation resistance of rolling mill. Measuring method for friction coefficient and deformation resistance of rolling mill/ Ban Seiichi. МПК B21B31/20; B21B37/00; B21B37/16; B21C51/00; G01N19/02. Опубл. 16. 12. 1991.

89.Buchner, B. Characterisation of different lubricants concerning the friction coefficient in forging of AA2618. / B. Buchner, G. Maderthoner, B. Buchmayr // Journal of materials processing technology. - 2008. - V. 198. - P. 41-47.

90.Логинов, Ю.Н. Налипание металла на валки при листовой прокатке. / Ю.Н. Логинов // Производство проката. - 2006. - №10. - С.9-12.

91.А.с.СССР № 1289579. Способ определения напряжений коэффициента контактного трения при пластическом деформировании металлов сжатием / В.И.Семенов, А.А.Литвиненко, Ю.К.Колечкин. МПК B21J5/00, G01N19/02. Опубл. 15.022.1987. Бюл. № 6.

92.Кокрофт, М.Г. Смазка и смазочные материалы: Смазка в процессах обработки металлов давлением. Пер. с англ. / М.Г. Кокрофт. - М.: Металлургия, 1970. - 111с.

93.Грудев, А.П. Трение и смазки при обработке металлов давлением. / А.П. Грудев, Ю.В. Зильберг, В.Т. Тилик. - М.: Металлургия, 1982. - 312с.

94.Pawelski, О. Analysis of the asymmetric upsetting test with extremely high strain rate as tool for friction measurement. / O. Pawelski, W. Rasp, C. Wolff// Journal of Materials Processing Technology. - 1998. - V. 80-81. - P. 287-291.

95.Lin, Zone-Ching. Inverse calculation of the friction coefficient for upsetting a cylindrical mild steel by the experimental load. / Zone-Ching Lin, Chun-kung Chen // Journal of Materials Processing Technology. - 2006. - V. 178. - P. 297306.

96.Гречников, Ф.В. Экспериментальное исследование показателей анизотропии от деформации. / Ф.В. Гречников, В.В. Уваров, Е.А. Носова // Заготовительные производства в машиностроении. - 2008. - № 7. - С. 19-21.

97.Кудрявцев, A.C. Влияние кристаллографической текстуры на анизотропию механических свойств листовых полуфабрикатов из титановых сплавов. /

A.C. Кудрявцев, Е.В. Чудаков // Вопросы материаловедения. - 2009. - № 3. -С. 351-356.

98.Патент США № 2004035503. Titanium sheet, plate, bar or wire having high ductility and low material anisotropy and method of producing the same/ Fujii Hideki; Takayama Isamu; Yamashita Yoshito; Ishii Mitsuo; Takahashi Kazuhiro. Заявитель авторы и Nippon Steel Corporation. МПК C22C14/00; C22F1/00. Опубл. 26.02.2004.

99.Патент Японии №10286602. Seamless tube made of titanium and manufacture thereof/ Fujii Hideki. Заявитель Nippon Steel Corporation. МПК B2IB 17/00; B21B3/00; C22C14/00; C22F1/00; C22F1/18. Опубл. 27.10.1998.

100. Nixon, Michael E. Experimental and finite-element analysis of the anisotropic response of high-purity a-titanium in bending. / Michael E. Nixon, Ricardo A. Lebensohn, Cazacu Oana, Liu Cheng // Acta Materialia. - 2010. - V. 58, Iss. 17.-P. 5759-5767.

101. Бецофен, С.Я. Текстура и анизотропия механических свойств титановых сплавов, обусловленные механизмом пластической деформации. / С.Я. Бецофен, A.A. Ильин, В.В. Плихунов [и др.] // Металлы. - 2007. - № 5. -С. 51-59.

102. Степанский, Л.Г. Расчеты процессов деформации обработки металлов давлением. / Л.Г. Степанский. - М.: Машиностроение. 1979. - 215 с.

103. Дегтярев, И.С. Прессование некомпактного материала через коническую матрицу. / И.С. Дегтярев, Ю.Н. Логинов, В.Л. Колмогоров // Технология легких сплавов. - 1975. - №6. - С.24-27.

104. Linga, Murty К. Texture development and anisotropic deformation of Zircaloys. / Murty K. Linga, Charit Indrajit // Progress in Nuclear Energy. - 2006. - V. 48, Iss. 4. - P. 325-359.

105. Pöhlandt, К. Concepts for the description of plastic anisotropy in cold bulk metal forming. / K. Pöhlandt, Th. Oberländer // Journal of Materials Processing Technology. - V. 34, Iss. 1-4. - P. 187-194

106. Левин, И.В. Повышение точности и качества штампованных поковок с помощью математического моделирования. / И.В. Левин, А.Н. Трошин,

B.А. Кропотов [и др.] // Титан. - 2009. - №3. - С.39-45.

107. Raabe, D. Using texture components in crystal plasticity finite element simulations. / D. Raabe, Roters F. Franz // International Journal of Plasticity. -2004.-V. 20.-P. 339-361.

108. Логинов, Ю.Н. Моделирование процесса прессования трубной заготовки из титанового сплава в программе QFORM 2D/3D. / Ю.Н. Логинов, В.В. Котов // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2010. - № 12. - С. 36-40.

109. Логинов, Ю.Н. Особенности реологических характеристик прессованных труб из титанового сплава GRADE 9. / Ю.Н. Логинов, В.Г. Смирнов, В.В. Котов // В сб.тр.1 Росс. конф. «Кузнецы Урала-2005», Екатеринбург. - 2005. - С.55-66.

110. Тетюхин, В.В. Новые разработки материалов и процессов в трубном и прессово-профильном производстве ОАО «ВСМПО». /В.В. Тетюхин, И.В. Левин, В.Г. Смирнов // Титан. - 2003. - №1(12). - С. 32-35.

111. Deform [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.tesis.com.ru/software/DEFORM/

112. Wu, Xianping. Prediction of crystallographic texture evolution and anisotropic stress-strain curves during large plastic strains in high purity a-titanium using a Taylor-type crystal plasticity model. / Xianping Wu, Surya R. Kalidindi, Carl Necker, Ayman A. Salem // Acta Materialia. - 2007. - V.55. - P. 423-432.

113. Gruber, J.A. Generalized Kearns texture factors and orientation texture measurement. / J.A. Gruber, S.A. Brown, G.A. Lucadamo // Journal of Nuclear Materials. - 2011. - V. 408, Iss. 2. - P. 176-182.

114. Бецофен, С.Я. Количественные методы описания текстуры и анизотропии свойств сплавов на основе титана и магния. / С.Я. Бецофен,

B.Г. Смирнов, А.А. Ашмарин, А.А. Шафоростов // Титан. - 2010. - №2. -

C. 16-22.

115. Котов, В.В. Программный модуль «Kearns Parameters» для оценки анизотропии свойств текстурованных материалов с ГПУ решеткой /В.В. Котов, Ю.Н. Логинов. - Свидетельство гос.рег. программы для ЭВМ № 20069610228, дата per. 11.01.2009.

116. Логинов, Ю.Н. Тестирование системы Deform в режиме расчета деформаций при прессовании титана в 2D и 3D- постановках. / Ю.Н. Логинов, А.А. Ершов, В.В. Котов // Титан. - 2011. - №3. - С. 18-24.

117. Логинов, Ю.Н. Аналитическое исследование с использованием МКЭ прессования а - титановых сплавов и прогнозом ориентации текстуры. // Ю.Н. Логинов, А.А. Ершов // Технология легких сплавов. - 2012. - №3. -С.79-87.

118. 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.28-32.

119. Nasiri-Abarbekoh, Н. Effects of rolling reduction on mechanical properties anisotropy of commercially pure titanium. / H. Nasiri-Abarbekoh, A. Ekrami, A.A. Ziaei-Moayyed, M. Shohani // Materials & Design. - 2012. - V. 34. - P. 268274.

120. Патент РФ RU2504598. Способ получения трубы из технически чистого титана с радиальной текстурой/Логинов Ю.Н., Ершов A.A. МПК C22F1/18, В21В17/00, В23К103/14. Заявка: 2012107940/02 от 01.03.2012. Заявитель Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина. Опубл.: 20.01.2014 Бюл. № 2.

121. Черняева, Т.П. Характеристики ГПУ-металлов, определяющие их поведение при механическом, термическом и радиационном воздействии. / Т.П. Черняева, В.М. Грицина // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (92). - 2008. - № 2. - С. 15-27.

122. Перлин, И.Л. Теория прессования металлов. / И.Л. Перлин, Л.Х. Райтбарг - М.: Металлургия, 1975. - 447с.

123. Грабарник, Л.М. Прессование цветных металлов и сплавов. / Л.М. Грабарник, A.A. Нагайцев - М.: Металлургия, 1983. - 240с.

124. Баузер, М. Прессование. Справочное руководство. / М. Баузер, Г. Зауер, К. Зигерт - М.: Алюсил MB и Т, 2009. - 918с.

125. Зиновьев, A.B. Технология обработки давлением цветных металлов и сплавов / A.B. Зиновьев, А.И. Колпашников, П.И. Полухин [и др.] - М.: Металлургия, 1992. - 512с.

126. A.c. СССР №1690881. Инструмент для прессования заготовок из труднодеформируемых материалов / С.Ф. Калантырь, С.Г.Кравченко, П.С.Вишневский, Ю.Н.Косырев. Заявитель Киевский политехнический институт. МПК 5 В21С23/08. Опубликовано: 15.11.1991.

127. Патент US3919873. Extrusion member for positioning behind the rear face of material to be extruded in an extrusion press / Biswas Amit Kumar; Leventer Robert. Заявитель: Schloemann Siemag AG. МПК B21C26/00; B21C35/04; G11B5/024. Приоритет DE19732319139 от 1973.04.16. Опубл. 1975-11-18.

128. Патент РФ №2151013. Способ прессования прутков и пресс-шайба для его осуществления / А.Л.Беляев В.Л.Зайцев, А.Ф.Лосицкий и др. Заявитель: ОАО Чепецкий механический завод. МПК В21С23/08, В21С25/00. Опубл. 20.06.2000.

129. Логинов, Ю.Н. Исследование влияния температуры прессового инструмента на образование центральной пресс-утяжины. / Ю.Н. Логинов, А.П. Семенов // Особенности обработки и применения изделий из тяжелых цветных металлов. Екатеринбург: УрО РАН. - 2006. - С.318-332.

130. Riyadi, Tri Widodo Besar. The use of Abaqus for teaching the development of cavity defects in forward extrusion processes. / Tri Widodo Besar Riyadi, Waluyo Adi Siswanto // International Journal of Mechanical Engineering Education. - 2008. - V. 36, N. 3, - P. 221-224.

131. Mathis, K. Modeling of hardening and softening processes in Mg alloys. / K. Mathis, Z. Trojanova, P. Luka [etc.] // Journal of Alloys and Compounds. -2004. - V.378. - P. 176-179.

132. Матвеев, Б.Н. Новые виды материалов и заготовок для автомобилестроения (обзор зарубежной и отечественной литературы). / Б.Н. Матвеев // Заготовительные производства в машиностроении. - 2007. - № 6. - С. 47-52.

133. Фридляндер, И.Н. Алюминиевые сплавы — перспективный материал в автомобилестроении. / И.Н. Фридляндер, В.Г. Систер, О.Е. Грушко [и др.] // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2002. - № 9. - С. 3-9.

134. Holmberg, Stefan. Influence of material properties and stamping conditions on the stiffness and static dent resistance of automotive panels. / Stefan Holmberg, Per Thilderkvist // Materials & Design. - 2002. - V. 23, Iss. 8. - P. 681-691.

135. Choudhury, I.A. PAM-STAMP in the simulation of stamping process of an automotive component. / I.A. Choudhury, O.H. Lai, L.T. Wong // Simulation Modelling Practice and Theory. - 2006. - V. 14, Iss. 1. - P. 71-81.

136. Ershov, A.A. Using the Inverse Solver "INVERSE" in PAM-STAMP 2G to Assess the Formability of a Part. / A.A. Ershov, Yu.N. Loginov // Metallurgist. -2013. - V. 57, Iss. 5-6. - P. 372-377.

137. Логинов, Ю.Н. Моделирование в программном комплексе QFORM образования пресс-утяжины при прессовании. Кузнечно-штамповочное производство. / Ю.Н. Логинов, А.А. Ершов // Обработка материалов давлением. - 2013. - № 7. - С. 42-46.

138. Mohamed, M.S. Investigation of deformation and failure features in hot stamping of AA6082: Experimentation and modeling. / M.S. Mohamed, A.D. Foster, J. Lin [etc.] // International Journal of Machine Tools & Manufacture. -2012.-V. 53.-P. 27-38.

139. Fahrettin, Ozturk. Effects of aging parameters on formability of 606l-O alloy. / Ozturk Fahrettin, Esener Emre, Toros Serkan, Catalin R. Picu // Materials and Design. - 2010. - V. 31. - P. 4847-4852.

140. Abedrabbo, Nader. Forming of AA5182-0 and AA5754-0 at elevated temperatures using coupled thermo-mechanical finite element models. / Nader Abedrabbo, Farhang Pourboghrat, John Carsley // International Journal of Plasticity. - 2007. - V. 23. - P 841-875.

141. Hong, Seok Kimb. Development of an analytical model for warm deep drawing of aluminum alloys. / Kimb Seok Hong, Koc Muammer, Nib Jun // Journal Of Materials Processing Technology. - 2008. - V. 197. - P. 393-407.

142. Ershov A. A., Kotov V. V., Loginov Yu. N. Calculation of the compensation of a stamping tool after springback in the software package PAM-STAMP. / A.A. Ershov, V.V. Kotov, Yu. N. Loginov // Metallurgist. - 2012. - V. 56, Iss. 7-8.-P. 477-481.

143. Yershov, A. A. Optimization of the initial form of a semifinished product in PAM-STAMP 2G. / A.A. Yershov, V.V. Kotov, Yu. N. Loginov // Metallurgist. - 2012. - V. 56, Iss. 3-4. - P. 231-235.

ПРИЛОЖЕНИЕ. ДОКУМЕНТЫ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ПРАКТИЧЕСКУЮ

ЗНАЧИМОСТЬ ДИССЕРТАЦИИ

ООО «ПЛМ Урал», в том

" У*«2014 п

169

Приложение П2. Благодарственное письмо

E-mail: [e-mail]

КВАНТОР

¡□ФОРМ А/я 74 115088 Москва Россия Тел \факс [phone]

з I 05 2011 X» I С\\ден1\ каф. ОМ Л УрФУ

i piIIOB) А. \

I la № oí

Уважаемый Александр Алексеевич!

Компания КванюрФорм выражае) Вам свою блаюдарноет ь va Bauiv рабоп и хорошие шания программною продукта Qionn, a iukvkc ta акшвное \ час me в ею [есшровании и помощь в совершенсшовании ирофаммы. Ваше решение шдачн прессования ip\6 и* плановых сплавов в дв\\мерной и фехмернои иоскшовке позволило соотесш качееню ре^лыагов 2D и 31) реиииелей ирофаммы.

Просим передан* наш\ искреннюю благодарность Ватем\ на\чном\ р\ ководи гелю профессор), доктрч 1ечмпческнх начк j!oihhob\ Юрию Николаевичу и ею \чаете в подюювке Вас как епециадиеш высокою класса.

Ведущий менеджер, кд.н [ ладков К) А.

I енеральный директор (XX) «КванюрФорм». к.ьн. СгебУИовС.А. /" /7

»«trrvxr.^.

if' /" If; "f Wííi.jiíj'pii" i -.¡iJ

. s ' 7 -- г