Повышение усталостной долговечности рельсовой стали электронно-пучковой обработкой тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.01, кандидат наук Гришунин, Владимир Анатольевич

• Гришунин, Владимир Анатольевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Гришунин, Владимир Анатольевич

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ПОВЫШЕНИЕ УСТАЛОСТНОЙ ВЫНОСЛИВОСТИ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ

1.1 Выплавка рельсовой стали в дуговых электропечах

1.2 Прогрессивные технологии прокатки рельсов

1.3 Способы термообработки и их влияния на структуру и свойства

1.4 Рельсовая сталь бейнитной структуры

1.5 Влияние микролегирования на свойства рельсовой стали

1.6 Усталость и износ рельсовых сталей при эксплуатации

1.7 Повышение усталостной долговечности сталей импульсным токовым воздействием

1.7.1 Диагностика усталостного разрушения и его подавления токовым импульсом

1.7.2 Физическая природа повышения усталостного ресурса нержавеющих сталей токовой импульсной обработкой

1.8 Многоцикловая усталость нержавеющих сталей после электронно-пучковой обработки

1.8.1 Нержавеющая сталь 08Х18Н10Т

1.8.2 Закаленная нержавеющая сталь 20X13

1.8.3 Закаленная нержавеющая сталь 20Х23Н18

Выводы

ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материал исследования

2.2 Электронно-пучковая обработка стали

2.2.1 Оборудование для обработки поверхности материала высокоинтенсивным низкоэнергетическим электронным пучком

2.3 Методика усталостных испытаний

2.4 Методики структурных исследований

2.5. Методика количественной обработки результатов исследований

ГЛАВА 3 СТРУКТУРНО-ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ, МОДИФИЦИРОВАННОЙ ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ

3.1 Структура исходного состояния

3.2. Структура поверхностного слоя стали, обработанной высокоинтенсивным

электронным пучком

3.3 Структурно-фазовый градиент, формирующийся в рельсовой стали Э76Ф, подвергнутой обработке высокоинтенсивным электронным пучком в режиме

оплавления поверхностного слоя

3.4. Структурно-фазовый градиент, формирующийся в рельсовой стали Э76Ф, подвергнутой обработке высокоинтенсивным электронным пучком в режиме

устойчивого плавления поверхностного слоя

Заключение по главе 3

ГЛАВА 4 УСТАЛОСТНАЯ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ

Введение

4.1 Усталостная долговечность рельсовой стали в состоянии после термообработки

4.2 Усталостная долговечность стали с упрочненным поверхностным слоем .101 Заключение по главе 4

ГЛАВА 5 ФОРМИРОВАНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ ГРАДИЕНТОВ СТРУКТУРЫ И ФАЗОВОГО СОСТАВА ПРИ ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОЙ ОБРАБОТКЕ И ПОСЛЕДУЮЩЕМ УСТАЛОСТНОМ НАГРУЖЕНИИ

5.1 Градиентная структура, формирующаяся в стали в результате облучения электронным пучком и последующих усталостных испытаний вплоть до разрушения

5.2 Эволюция структуры и фазового состава перлита и мартенсита при

усталостных испытаниях стали Э76Ф

Заключение по главе 5

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

146

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Предложения по практическому использованию результатов диссертационной

работы

Справки и акты об использовании результатов работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение усталостной долговечности рельсовой стали электронно-пучковой обработкой»

ВВЕДЕНИЕ

Надежная работа железных дорог во многом определяются качеством и эксплуатационной стойкостью основного элемента железнодорожного пути - рельсов, при этом широкий спектр требований, предъявляемых в связи с этим к качеству железнодорожных рельсов, требует внедрения новых технологий упрочнения рельсов. Актуальность проблемы повышения эксплуатационных свойств рельсов обусловлена тем, что дальнейшее развитие железнодорожного транспорта предъявляет все возрастающие требования к качеству рельсовой стали. Однако отечественные объемно-закаленные рельсы из перлитной стали имеют сравнительно низкую эксплуатационную низкую эксплуатационную стойкость в основном из-за массового выхода по местным контактно-усталостным дефектам и значительного бокового износа [1,2].

Увеличение интенсивности движения и грузонапряженности вызывает необходимость дальнейшего повышения надежности и эксплуатационной стойкости рельсов и обусловливает более высокий уровень требований к ним по твердости, контактно-усталостной прочности, сопротивлению образованию контактно-усталостных дефектов и хрупкому разрушению.

Несмотря на значительные достижения в развитии технологии термической обработки железнодорожных рельсов, общей теории прокатки - эти вопросы изучены еще недостаточно. Особенно это касается применения новых видов термоупрочнения и внешних энергетических воздействий [3,4].

Увеличить эксплуатационную стойкость можно при использовании методов обработки поверхности концентрированными потоками энергии с созданием в поверхностных слоях градиентных структур. Создание, поведение и свойства градиентных структур в тяжелонагруженных условиях изучены недостаточно. Поэтому изучение фазового состава и дефектной структуры, формирующейся в рельсовой стали, подвергнутой такой обработке, представляет собой актуальную научную задачу, решение которой, несомненно, имеет важное практическое значение.

Хорошо известно, что структурное состояние и физико-механические свойства поверхностного слоя во многом определяют сопротивление усталостному

разрушению, износостойкость при различных условиях изнашивания, контактную выносливость, коррозионную стойкость и другие важные эксплуатационные свойства. В этой связи дальнейшее развитие методов, направленных на модификацию поверхностных слоев материала, следует считать актуальным и перспективным направлением повышения эксплуатационной надежности и долговечности деталей и конструкций.

Широкий спектр выполненных исследований по воздействию потоков заряженных частиц (электронов, ионов) на твердые тела, лазерной и плазменной обработке, электромагнитным полям, импульсным токам высокой частоты, электромеханической обработке и другим энергетическим воздействиям не только показал высокую перспективность этих методов в качестве инструмента для изменения поверхностных свойств металлов, сплавов, но и определил технологические направления их использования.

Принципиально важным в этом отношении представляется создание новых и дальнейшее совершенствование существующих технологических методов упрочнения материалов и деталей, позволяющих существенно повышать важнейшие эксплуатационные свойства, практически не влияя на конструкцию и размеры изделий. В последние годы перспективными являются работы, направленные на создание, изучение, совершенствование и практическое внедрение технологических методов поверхностного упрочнения, использующих высококонцентрированные источники энергии, обеспечивающих формирование в поверхностном слое высокопрочных наноструктур [3 - 5]. В настоящее время способы упрочнения материалов путем формирования в них наноразмерных фаз малоизучены, хотя они очень перспективны, особенно при модификации металлических покрытий импульсными пучками, так как особенно эффективно наноструктурированные состояния достигаются при высоких скоростях нагрева и при малом времени воздействия высоких температур. Исследования, направленные на установление закономерностей формирования основных типов наноструктур в материалах позволяют целенаправленно применять определенные режимы высокоэнергетического воздействия для обеспечения необходимого комплекса эксплуатационных свойств, поэтому являются актуальными [5-7].

Одним из перспективных методов целенаправленной модификации структурно-фазового состояния поверхностного слоя металлов и сплавов является электронно-пучковая обработка, обладающая большими возможностями для контроля количества подводимой энергии, создания большой площади воздействия концентрированного потока энергии на обрабатываемый материал, малыми коэффициентами отражения энергии высокой концентрацией энергии в единице объема материала, а соответственно, и большими возможностями перевода материала в высоконеравновесное состояние [8 - 10].Электронно-пучковая обработка (ЭПО) обеспечивает сверхвысокие скорости нагрева (до 106 град/с) поверхностного слоя до заданных температур, формирование предельных по величине градиен-

*7 о

тов температуры (до 10 ...10 град/м) и охлаждение поверхностного слоя за счет

л О

теплоотвода в основной объем материала со скоростями 10 ...10 град/с. В результате в поверхностном слое создаются условия образования неравновесных структурно-фазовых состояний - субмикро- и нанокристаллических и аморфных. Это приводит к значительному (до 3-х раз) повышению усталостного ресурса нержавеющих сталей различных структурных классов [11 - 20].

Выяснение физических механизмов формирования и эволюции структурно-фазовых состояний и дислокационной субструктуры в сталях и сплавах при внешних энергетических воздействиях - одна из важнейших задач физики твердого тела. Экспериментальные исследования структур и фазового состава, формирующихся в сечении изделий в результате таких воздействий, очень важны для понимания физической природы превращений, поскольку позволяют целенаправленно изменить структуру и эксплуатационные параметры изделий. При этом получение необходимого комплекса высоких прочностных и пластических свойств требует понимания физических механизмов и природы структурно-фазовых изменений на всех масштабных условиях: от макро до нано.

Настоящая работа проводилась в соответствии ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. (Соглашение № 14.В37.11.0071).

Цель работы: выявление на различных масштабных уровнях закономерностей и физической природы формирования и эволюции структуры, фазового со-

става и дефектной субструктуры рельсовой стали, подвергнутой электронно-пучковой обработке и последующей многоцикловой усталости до разрушения. Реализация данной цели потребовала решения следующих задач:

1. Исследование структурно-фазовых состояний, дефектной субструктуры и поверхности разрушения рельсовой стали при усталостном нагружении.

2. Выявление формирования градиентов структуры и фазового состава при ЭПО рельсовой стали в различных режимах.

3. Установление количественных закономерностей эволюции структурно-фазовых состояний при усталости рельсовой стали после ЭПО в различных режимах.

4. Выяснение физической природы повышения усталостного ресурса рельсовой стали электронно-пучковой обработкой.

Научная новизна. Впервые проведены количественные и качественные исследования структуры, фазового состава, дефектной субструктуры, поверхности разрушения рельсовой стали, подвергнутой многоцикловой усталости до разрушения с исходной перлитной структурой и после электронно-пучковой обработки в различных режимах.

Послойными электронно-микроскопическими исследованиями выявлен градиентный характер структурно-фазовых состояний, характеризующийся закономерным изменением фазового состава и параметров дефектной субструктуры по мере удаления от поверхности облучения.

Выявлены и подвергнуты анализу основные факторы и механизмы, определяющие усталостную долговечность рельсовой стали в исходном состоянии и после ЭПО. Установлено, что увеличение усталостной долговечности стали, облученной электронным пучком, обусловлено формированием игольчатого профиля границы раздела, приводящего к диспергированию концентраторов напряжений и способствующего более однородному пластическому течению в подложке.

Достоверность экспериментальных результатов и обоснованность выводов обеспечиваются корректностью постановки задач исследования, комплексным подходом к их решению с использованием современных методов и методик, ши-

роким привлечением статистических методов обработки результатов, анализом литературных данных и критическим сопоставлением установленных в работе закономерностей фактам, полученным другими исследователями.

Научная и практическая значимость работы заключается в значительном увеличении усталостной выносливости рельсовой стали в 2,5 раза), обусловленном ЭПО. Сформирован банк данных о закономерностях и механизмов образования дефектной субструктуры, фазового состава и наноразмерных фаз, используемый для установления режимов ЭПО, максимально повышающих усталостный ресурс.

Научные результаты работы могут быть использованы для развития теории структурно-фазовых превращений в сталях, а основные положения диссертации представляют интерес как учебный материал в курсе лекций по физике конденсированного состояния, физического материаловедения, металловедения и термообработки, обработки металлов давлением.

Практическая значимость подтверждена актом и справками апробирования результатов работы в промышленности (Приложения А, Б, В).

Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследования, обработке низкоэнергетическими электронными пучками рельсовой стали, проведении многоцикловых усталостных испытаний, обработке и анализе результатов исследований методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, сопоставлении полученных данных с результатами других авторов, написании статей и тезисов докладов, формулировании основных выводов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Совокупность результатов электронно-микроскопических исследований структуры, фазового состава, дефектной субструктуры и поверхности разрушения рельсовой стали при усталостном нагружении.

2) Градиентный характер изменения параметров фазового состава и дефектной субструктуры рельсовой стали при ЭПО в различных режимах.

3) Закономерности эволюции параметров структурно-фазовых состояний и дефектной субструктуры рельсовой стали, облученной электронными пучками, при многоцикловой усталости.

4) Физическая природа повышения усталостного ресурса рельсовой стали электронно-пучковой обработкой.

Соответствие диссертации паспорту специальности. Диссертационная работа по своим целям, задачам, содержанию, методам исследования и научной новизне соответствует п. 2 «Теоретические и экспериментальные исследования фазовых и структурных превращений в металлах и сплавах, происходящих при различных внешних воздействиях» паспорта специальности 05.16.01 - металловедение и термическая обработка металлов и сплавов.

Апробация работы. Результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях, чтениях, семинарах и школах: XXI Уральской школе металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов», Магнитогорск, 2012; YI евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур», Москва, 2012; III Всероссийской молодежной конференции с элементами научной школы «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества», Москва, 2012; XI International conference on nanostructured materials, Rodos, Greece, 2012; 52 Международной научной конференции «Актуальные проблемы прочности», Уфа, 2012; XYIII Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов» Самара, 2012; 53 международной научной конференции «Актуальные проблемы прочности», Витебск, 2012, IV конференции Нанотехнологического общества России, Москва, 2012; VII Международной конференции «Фазовые превращения и прочность кристаллов», Черноголовка, 2012; Научных чтениях им. И.А. Одинга «Механические свойства современных конструкционных материалов», Москва, 2012; II Международной конференции «Влияние высокоэнергетических воздействий на структуру и свойства конструкционных материалов», Новокузнецк, 2013; XII Международном семинаре «Структурные основы модифицирования материалов», Обнинск, 2013;

и

Международной конференции «Иерархически организованные системы живой и неживой природы», Томск, 2013; V Международной конференции «Кристаллофизика 21-го века» и III московских чтениях по проблемам прочности материалов, Москва, 2013; 54 Международной конференции «Актуальные проблемы прочности», Екатеринбург, 2013; V Международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов», Москва, 2013; Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения», Новокузнецк, 2013; Всероссийской научно-практической конференции «Металлургия: новые технологии, управление, инновации и качество», Новокузнецк, 2013; семинаре «Функциональные ультрадисперсные (нано-) материалы», Москва, 2013; Международной научно-технической конференции «Усталость и термоусталость материалов и элементов конструкций», Киев, 2013.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 35 работах, в том числе в 11 статьях в журналах, входящих в Перечень, рекомендованный ВАК для публикации результатов диссертационных исследований, 2 монографиях, остальные - в трудах всероссийских и международных конференций и других научных мероприятий.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация включает в себя введение, 5 глав, основные выводы, список литературы их 253 наименований, приложение, изложена на 181 странице машинописного текста, содержит 82 рисунка, 3 таблицы.

Результаты научных исследований, изложенные в диссертационной работе, получены и опубликованы в открытой печати в соавторстве с д.т.н. А.Б. Юрьевым, д.ф.-м.н. В.Е. Громовым, д.т.н. Коноваловым C.B., д.ф.-м.н. Ивановым Ю.Ф., а также в соавторстве и в результате работы с другими коллегами, в разное время занимавшимися научной работой в ФГБОУ ВПО «СибГИУ», ФГБОУ ВПО «ТГАСУ», ИСЭ СО РАН, что подтверждается литературными ссылками на источники из перечня библиографического списка.

Считаю своим приятным долгом выразить признательность и глубокую благодарность за полезные обсуждения, критические замечания и постоянную поддержку докторам наук А.Б. Юрьеву, В.Е. Громову, Ю.Ф. Иванову.

ГЛАВА 1 ПОВЫШЕНИЕ УСТАЛОСТНОЙ ВЫНОСЛИВОСТИ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ

1.1 Выплавка рельсовой стали в дуговых электропечах В СССР производство железнодорожных рельсов было организовано в основном из стали, выплавленной в мартеновских печах, в связи с чем для данного способа производства накоплен наибольший теоретический и практический опыт [1]. Постепенное сокращение объема выплавки металла в мартеновских цехах, в том числе и рельсового, представляется практически неизбежным, что реально может быть скомпенсировано только электросталью.

Более широкие технологические возможности электродуговых печей позволяют организовать производство рельсов улучшенного металлургического качества, в том числе предназначенных для эксплуатации в особо сложных условиях. В работах [21-30] показана возможность получения рельсовой стали в дуговых электропечах, гарантированно обеспечивающую достижение качественных показателей государственных стандартов и технических условий на стали для производства железнодорожных рельсов. На ОАО «ЕВРАЗ - объединенный ЗападноСибирский металлургический комбинат», являющийся основным производителем рельсов в России, рельсовая сталь производится в электропечах.

1.2 Прогрессивные технологии прокатки рельсов К рельсам предъявляются жесткие требования, как по точности профиля, так и по качеству поверхности, так как в процессе эксплуатации они испытывают большую силовую и знакопеременную нагрузки в большом диапазоне температур, подвергаются повышенному истиранию головки и т.д.

Температурно-деформационные условия прокатки являются основными факторами, определяющими степень совершенства структуры рельсовой стали при дальнейшей ее термической обработке. При этом необходимые деформационные условия обработки металла по элементам профиля от исходной заготовки

до его конечного сечения достигается за счет конструктивного исполнения калибров и их взаимосвязи в системе. В связи с этим точность калибров в системе, как инструмент, обеспечивающий требования нормативных документов, предъявляемых к точности прокатки, предопределяет напряженно-деформированное состояние и физико-механические свойства прокатного металла. Поэтому особое внимание уделяется калибровке производства рельсов, которая является основной технологических процессов прокатки. От схем калибровке также в значительной степени зависит производительность станов, срок службы оборудования, качество продукции и ее себестоимость [31-38].

1.3 Способы термообработки и их влияния на структуру и свойства

Повышение механических свойств рельсов с целью увеличения их эксплуатационной стойкости в условиях напряженной работы возможно только путем термической обработки [2, 39]. Группа способов упрочняющей термической обработкой высокопрочных рельсов может быть разделена на: термомеханическую, объемную, ступенчатую и изотермическую, дифференцированную [40, 41].

Все эти методы должны обеспечивать получение однородной структуры сорбита закалки. Таким образом, необходимость получения в закаленных рельсах однородной структуры сорбита закалки дает основание для выбора оптимального уровня твердости для закаленного рельса стандартного химического состава. Технические требования к термически упрочненным рельсам типа Р65 (объемная закалка в масле и отпуск) предусмотрены ГОСТом 18267-72.

В результате закалки в масле и последующего отпуска рельсов достигаются [39,42]:

- улучшение прочностных свойств и твердости, относительного сужения и ударной вязкости;

- однородная структура (сорбита закалки) и равномерная твердость по сечению.

Объемнозакаленные углеродистые рельсы имели следующие свойства [38]: твердость НВ 320-380; св=1150-1300 Н/мм2; От=750-950 Н/мм2; 5=7-10%; \|/=30-40%;КСи+20°с^О,3-0,5 МДж/м2.

Основными недостатками объемной закалки в масле являются [2, 38, 43]:

- значительная искривляемость рельсов при закалке и связанная с нею необходимость холодной правки, в результате которой в головке рельса наводятся высокие неблагоприятные (растягивающие) остаточные напряжения, снижающие сопротивляемость рельсов образованию контактно-усталостных дефектов; искривляемость концов рельсов в вертикальной плоскости 3,5-4 мм;

- изменение длины рельсов, зависящее от химического состава стали, режима термической обработки (температуры и времени нагрева) и холодной правки;

- изучение возможности регулирования скорости охлаждения различных элементов профиля с целью получения прямолинейности рельсов и различных свойств по их сечению;

- сравнительно низкая скорость охлаждения, не обеспечивающая требуемой твердости по глубине головки рельса.

Таким образом, существующая в настоящее время технология объемной закалки, сыграв положительную роль на определенном этапе развития железных дорог России, исчерпала себя [1]. Необходимы новые технологии, которые обеспечивали дифференцированную прочность по сечению рельса, высокое сопротивление контактной усталости и износостойкость — это позволит удовлетворить потребность российских железных дорог в рельсах высшей категории качества.

В монографии [2] выполнен тщательный анализ влияния других способов термообработки на структуру и состав рельсовой стали, обсуждены их достоинства и недостатки (поверхностная закалка головки рельса водой с печного нагрева, термоупрочнение с нагрева током высокой частоты, закалка в расплавах солей, дифференцированная закалка и т.д.). Сравнительный анализ свойств рельсовой стали после дифференцированной закалки, закалки в водорастворимом полимере и плазменного упрочнения позволяет сделать выводы [4]:

- плазменная обработка поверхности катания изменяет структуру основного металла, при этом выделяются участки со структурой мартенсит мелкоигольчатый, мартенсит + троостит и переходная зона упрочненный слой - основной металл. Толщина упрочненного слоя зависит от режима обработки и может меняться в пределах 0,8 - 1,2 мм;

- критические и кинетические параметры трещиностойкости зависят от вида термической обработки и проявляются неоднозначно: в области высоких значений Акскорость роста усталостной трещины меньше при плазменном упрочнении, а в области низких значений Дк - при дифференцированной закалке.

- плазменноупрочненая сталь имеет более низкие значения вязкости разрушения, чем объемно закаленная, хотя значения к1С после плазменной обработки и объемной закалки можно считать соизмеримыми;

- поверхностная обработка увеличивает твердость металла, и, в зависимости структуры, значения ее будут разными. Так, микротвердость после плазменного упрочнения металла с исходной структурой перлит имеет максимальное значение 9850 МПа, а со структурой троостосорбит - 8560 МПа. В обоих случаях максимальное значение микротвердости находится у поверхности катания. Как показывает проведенный анализ микротвердости, ни в переходной зоне слой - основной металл, ни в зоне перекрытия струи плазмотрона разупрочнение обнаружено не было;

- плазменно упрочненный рельс имеет более высокую износостойкость, чем рельс прошедший объемную или дифференцированную закалку. При максимальной нагрузке в условиях лабораторных испытаний она увеличивается более чем в 3 раза.

Предложенные технологии упрочнения поверхности катания позволяют в целом улучшить эксплуатационные свойства рельсовой стали, такие как твердость и микротвердость трещино- и износостойкость, однако при этом необходимы дальнейшие исследования по выяснению природы возникновения градиентных структур при поверхностном упрочнении методами рентгенографии и электронной микроскопии.

1.4 Рельсовая сталь бейнитной структуры

Повышение эксплуатационной стойкости объемно-закаленных рельсов из высокоуглеродистой стали (0,72 - 0,82 % С), имеющей структуру сорбита закалки, ограничена тем, что твердость этой структуры не может быть выше 400 НВ [2, 44, 45, 46]. Для создания высокопрочных рельсов, как показывают исследования [45, 46] необходим переход на другую структуру, в частности нижнего бейнита, имеющего высокую твердость (более 400 НВ) и образующегося в стали бейнит-ного класса при охлаждении на воздухе с прокатного или перекристализационно-го нагрева. Получение такой структуры связано с уменьшением содержания углерода в стали (0,20 - 0,40%) и введением в нее легирующих элементов (Мп, 81, Сг, V, Мо).

Особенности бейнитного превращения и структуры бейнита, образующейся при промежуточных температурах, рассмотрены в работах [2, 47, 48], показавших, что бейнитное превращение сочетает в себе некоторые черты бездиффузионного мартенситного и диффузионного перлитного превращения. Переход от традиционных технологий производства рельсов из высокоуглеродистых сталей перлитного класса к применению низколегированных сталей бейнитного класса является весьма заманчивым и перспективным как для производителей, так и для потребителей рельсового металла [49]. Рельсы из сталей бейнитного класса обладают повышенным комплексом механических свойств, более технологичны, при экономном легировании характеризуются пониженной себестоимостью, позволяют отказаться от экологически вредной технологии объемной закалки в масле.

В работах [2, 49-54] экспериментально показано и количественно определено влияние углерода, хрома, кремния и марганца на повышение прочностных характеристик стали бейнитного класса. Установлено положительное влияние хрома, кремния и марганца на показатели пластичности и ударной вязкости. Разработанная марка стали Э30ХГ2САФМ и технология термической обработки, обеспечивают высокий комплекс механических и технологических свойств железнодо-

рожных рельсов. Проведено сравнительное исследование механических свойств и микроструктуры железнодорожных рельсов после прокатки и отпуска, нормализации и отпуска. Установлено, что наилучшее сочетание прочности, пластичности и ударной вязкости достигается после нормализации и отпуска при 350°С [49-54].

1.5 Влияние микролегирования на свойства рельсовой стали Повышение эксплуатационных и механических свойств рельсовой стали связывают в последнее время с ее микролегированием V, К, Мо [2]. Объемно-закаленные рельсы из электростали опытных плавок, содержащей 0,96-1,11% Мп; 0,39-0,49% 8ц0,09-0,11% V; 0,014-0,017% N и 0,008-0,011% А1, имели более высокие механические свойства, чем рельсы из стали стандартного состава 0,05-0,07% V, и удовлетворяли повышенным требованиям ГОСТ Р 51685 и ТУ 0921-118-2001 по неметаллическим включениям, копровой прочности, макроструктуре, механическим свойствам при растяжении, хладостойкости [2].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гришунин, Владимир Анатольевич, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Козырев Н.А., Павлов В.В., Годик Л.А. и др. Железнодорожные рельсы из электростали. - Новокузнецк, 2006. — 388с.

2 Ворожищев В.И. Состав и технология производства рельсов повышенной работоспособности. — Новокузнецк: Изд-во «Новокузнецкий полиграфический комбинат», 2008. - 351с.

3 Громов В.Е., Бердышев В.А., Козлов Э.В. и др. Градиентные структурно-фазовые состояния в рельсовой стали - «Недра коммюникейшинс ЛТД», 2000. - 176с.

4 Актуальные проблемы производства рельсов. Под ред. Громова В.Е. Изд-во СибГИУ. - Новокузнецк, 2001. - 260 с.

5 Будовских Е.А., Громов В.Е., Загуляев Д.В. и др. Нано: структуры, материалы и технологии. - Новокузнецк: Изд-во ОАО «Новокузнецкий полиграфический комбинат», 2010. - 201с.

6 Глезер A.M., Громов В.Е. Наноматериалы, созданные путем экстремальных воздействий. - Новокузнецк: Изд-во «Интер-Кузбасс», 2010.-171 с.

7 Глезер A.M., Громов В.Е., Иванов Ю.Ф. и др. Наноматериалы: структура, свойства, применение. - Новокузнецк: Изд-во «Интер-Кузбасс», 2011. - 424 с.

8 Коваль Н.Н., Иванов Ю.Ф. Наноструктурирование поверхности металлокера-мических и керамических материалов при импульсивной электронно-пучковой обработке // Известия ВУЗов. Физика. - 2008. - №5. - С.60-70.

9 Ivanov Yu., Konovalov S., Gromov V. Electron - beam modification of the pearlite steel // The Arabian Journal for Science and Engineering. - 2009. - Vol. 34. - Number 2A.-P. 233-243.

10 Ivanov Yu., Rotshtein V., Guenzel R. et al. Pulsed electron-beam melting of highspeed steel: structural phase transformations and wear resistance // Surface and Coating Technology. - 2002. - №150. - P. 188-198.

11 Громов B.E., Иванов Ю. Ф., Горбунов С.В. Модифицирование структурно-фазовых состояний поверхности нержавеющей стали электронно-пучковой об-

работкой // Проблемы черной металлургии и материаловедения. - 2010. - №4. -С.31-37.

12 Горбунов C.B., Иванов Ю.Ф. и др. Формирование градиентной структуры поверхностного слоя при электронно-лучевой обработке аустенитной стали // Физика и химия обработки материалов. - 2011. - №1. - С.61-65.

13 Иванов Ю.Ф., Горбунов C.B., Воробьев C.B. и др. Структура поверхностного слоя, формирующегося в стали 08Х18Н10Т, обработанной высокоинтенсивным электронным пучком, в условиях многоцикловой усталости // Физическая мезомеханика. - 2011. - т. 14. - №1. - С.75-82.

14 Иванов Ю.Ф. , Громов В.Е., Горбунов C.B. и др. Градиентные структурно-фазовые состояния, формирующиеся в стали 08Х18Н10Т при многоцикловой усталости до разрушения // Физика металлов и металловедение. - 2011. - т.112. - №1. — С.83-85.

15 Громов В.Е., Горбунов C.B., Иванов Ю.Ф. и др. Формирование поверхностных градиентных структурно-фазовых состояний при электронно-пучковой обработке нержавеющей стали // Поверхность. Рентгеновские, синхронные и нейтронные исследования. - 2011. - №10. - С.62-67.

16 Иванов Ю.Ф. , Коваль H.H., Горбунов C.B. и др. Многоцикловая усталость нержавеющей стали, обработанной высокоинтенсивным электронным пучком: структура поверхностного слоя // Известия вузов. Физика. - 2011. - №5.- С.61-69.

17 Коновалов C.B., Иванов Ю.Ф., Воробьев C.B. и др. Влияние токовой обработки на формирование градиентных структурно-фазовых состояний в аустенитной стали // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. - 2010. - т.15, Вып.З. - С.823-824.

18 Иванов Ю.Ф., Горбунов C.B., Громов В.Е. и др. Формирование структурно-фазового состояния поверхностного слоя стали 08Х18Н10Т при обработке высокоинтенсивным электронным пучком // Материаловедение. - 2011. - №5. -С.43-47.

19 Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Воробьев C.B. и др. Фазовый состав и дефектная субструктура стали 20X13, обработанной электронным пучком в режиме оплавления поверхности // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2011. - №3. - том 8. - С.28-34.

20 Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Воробьев C.B. Структурно-фазовое состояние поверхностного слоя, формирующегося в стали 20X13 в результате облучения высокоинтенсивным электронным пучком // Физическая мезомеханика. Т.4. -№6. -ноябрь - декабрь 2011. - С.111-115.

21 Катунин А.И., Годик Л.А., Козырев H.A. и др. Технология выплавки рельсовой стали в дуговых печах с использованием жидкого чугуна // Сталь. — 2001. — №1. — С.32-33.

22 Козырев H.A., Павлов В.В., Тиммерман H.H. и др. Совершенствование технологии выплавки рельсовой стали в дуговых электропечах // Сталь. - 2002. -№12. - С.20-22.

23 Павлов В.В., Дементьев В.П., Могильный В.В. и др. Качество железнодорожных рельсов из непрерывнолитых заготовок электросталеплавильного способа производства // Сталь. - 2003. - №12. - С.62-64.

24 Павлов В.В., Козырев H.A., Дементьев В.П. и др. Разработка технологии производства рельсовой стали на установке ковш-печь // Сталь. - 2004. - №5. -С.50-52.

25 Козырев H.A., Яковлев П.Ю., Козырева O.A. Прогнозирование твердости и механических свойств в рельсовой стали Э76В // Изв. вузов. Чер. металлургия. — 1999. - №8. — С.37-39.

26 Катунин А.И., Козырев H.A., Данилов А.П. и др. Экономические и технологические аспекты использования жидкого чугуна при выплавке стали в дуговых электропечах // Изв. вузов. Чер. металлургия. - 2001. - №4. - С.24-26.

27 Катунин А.И., Козырев H.A., Гилева О.В. и др. Качество рельсовой стали, выплавленной в дуговых электросталеплавильных печах с использованием жидкого чугуна // Изв. вузов. Чер. металлургия. - 2004. - №4. - С.42-44.

28 Браунштейн Е.Р., Царев В.Ф, Козырев H.A. и др. Рельсы из электростали // Путь и путевое хозяйство . - 1997. - №6. - С.15.

29 Катунии А.И., Царев В.Ф., Козырев H.A. и др. Улучшение качества железнодорожных рельсов из электростали // Металлург. - 1998. - №7. - С.31-32.

30 Ворожищев В.И., Павлов В.В., H.A. Козырев и др. Производство рельсов из дисперсионно-упрочненной стали // Изв. вузов. Чер. металлургия. — 2004. — №2. - С.47-51.

31 Шарапов И.А., Дорофеев В.В., Бердышев В.А. и др. Рациональная система калибров для прокатки рельсов в черновых пропусках // Сталь. — 1997. — №6. — С. 61-62.

32 Дорофеев В.В., Бердышев В.А., Шарапов И.А. и др. Усовершенствование технологии прокатки железнодорожных рельсов // Изв. вузов. Чер. металлургия. — 1997.-№4.-С. 39-41.

33 Пат. №2223156 РФ. Способ прокатки рельсов / В.В. Дорофеев, С.Г. Литвин, В.В. Павлов и др. // Открытия. Изобрет. - 2004. - №4. - С. 489.

34 Дорофеев В.В., Кузнецов В.В., Дорофеев A.B. Новая технология прокатки рельсов из непрерывнолитой заготовки в черновых калибрах // Перспективные промышленные технологии и материалы. - Новосибирск: Наука, 2004. - С.93-110.

35 A.c. 1445823 СССР. Способ калибровки рельсов //В.В. Дорофеев, А.Ф. Кузнецов, И.А. Шарапов и др. // Открытия. Изобрет. - 1988. - №47. - С.53.

36 A.c. 16679952 СССР. Способ прокатки несимметричных рельсовых профилей // В.В. Дорофеев, И.А. Шарапов, Е.Л. Кравченко // Открытия. Изобрет. - 1991. -№29. — С.46.

37 Шарапов И.А., Кравченко Е.Л., Дорофеев В.В. Калибровка несимметричных рельсовых профилей // Сталь. - 1990. -№12. - С.47-51.

38 Павлов В.В., Дорофеев В.В, Пятайкин Е.М. и др. Разработка прогрессивных калибровок и технологий прокатки на станах Новокузнецкого Металлургического комбината // Новосибирск. Наука. - 2006. - С.224.

39 Грдина Ю.В. Достижения в области термической обработки рельсов // Изв. вуз. Черная металлургия. - 1967. -№10. - С. 132-138.

40 Нестеров Д.К., Сапожков В.Е., Левченко Н.Ф. и др. Технология термообработки рельсов для работы в особо тяжелых условиях эксплуатации // Сталь. -1989. - №7. — С.79-82.

41 Нестеров Д.К., Сапожков В.Е., Левченко Н.Ф. и др. Упрочнение рельсов из эв-тектоидной стали комбинированной термической обработкой. МиТОМ. - 1989. -№12. — С.2-5.

42 Губерт C.B., Рабинович Д.М. Улучшение качества рельсов объемной закалкой // Сталь. - 1960. - №5. С. 434-439.

43 Сладкоштеев В.Т., Бабич А.П., Левченко Н.Ф. Состояние и перспективы развития упрочняющей термической обработки железнодорожных рельсов. В сб.: Производство и качество термоупрочненых железнодорожных рельсов и колес. Харьков : УкрНИИМет, 1981. - С.5-15.

44 Металловедение и термическая обработка стали. В 2-х томах. Под ред. М.Л. Бернштейна, Л.Г Рахштадта. М.: Металлургиздат, 1962. - 1656 с.

45 Sawly К., Scholl M. The development of bainyic Streels for Rails 39th MWSP Conf. Proc. - 1998. - vol. 35. - P. 1007-1014.

46 Медовар Л.Б., Цыкуленко A.K. Бейнитные стали для рельсов // Проблемы СЭМ. 1998. - №3. - С.10-20.

47 Счастливцев В.М., Мирзаев Д.А., Яковлева И.Л. Структура термически обработанной стали. - М.: Металлургия, 1994. - 288 с.

48 Счастливцев В.М. Новые представления о природе бейнитного превращения в сталях // МиТОМ. 2005. - №7. - С. 24-29.

49 Корнева Л.В. разработка химического состава и технологии термической обработки железнодорожных рельсов из стали бейнитного класса. / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2007. - 22 с.

50 Корнева Л.В., Осколкова Т.Н. Рельсы из стали бейнитного класса /Изв. вузов. Черная металлургия. - 2006. - №12. - С. 26-27.

51 Павлов В.В., Темлянцев М.В., Корнева JI.B. и др. Дефекты и качество рельсовой стали: Справочник / - М.: Теплотехник, 2006. — 218 с.

52 Корнева JI.B., Осколкова Т.Н. высокопрочные рельсы на основе бейнитной структуры // Вестник горнометаллургической секции РАЕН. Отделение металлургии: сб. науч. тр. / СибГИУ. - Новокузнецк, 2006. - Вып. 16. - С. 97-101.

53 Корнева Л.В., Павлов В.В., Ворожищев В.И. и др. Разработка технологии производства из бейнитной стали / Сталь. - 2005. - №2 - С.71-74.

54 Ворожищев В.И., Иванов Ю.Ф., Корнева Л.В. и др. Структурно-фазовый анализ рельсов из бейнитной стали / Изв. вузов. Черная металлургия. - 2006. -№10.-С. 38-43.

55 Голиков И.Н., Гольдштейн М.И., Мурзин И.И. Ванадий в стали. М.: Металлургия. 1968. - С.292.

56 Бейн Э. Влияние легирующих элементов на свойства стали - М.: Металлур-гиздат, 1945. -330с.

57 Гудермон Э. Специальные стали. -М.: Металлургия, 1966. - 1274с.

58 Ворожищев В.И., Дементьев В.П., Козырев H.A. и др. Влияние микролегирования молибденом на свойства рельсовой стали // Изв. вуз. Черная металлургия. 2003.-№4.-С. 48-50.

59 Ворожищев В.И., Гуляева Т.П., Козырев H.A., и др. Свойства рельсовой стали марки Э76Ф, микролегированной молибденом // Изв. вуз. Черная металлургия. 2004. - №6. - С. 42-44.

60 Соснин О.В., Громов В.Е., Козлов Э.В. и др. Усталость сталей при импульсном токовом воздействии - Новокузнецк: Издательство СибГИУ, 2004. - 464 с.

61 Анисимов П.С. влияние конструкции и параметров тележек на износ колес и рельсов // Железнодорожный транспорт. - 1999. - №6. - С.38-42.

62 Богданов В.М., Бертнева Л.И. Об износе колес и рельсов // Железнодорожный транспорт. 1999. - №7. - С.48-51.

63 Богданов В.М., Бертнева Л.И. Об износе колес и рельсов // Железнодорожный транспорт. 1999. - № 10. - С.28-32.

64 Влияние износа рельсов и лубрикации на взаимодействие экипажа пути // Железные дороги мира. 2003. - №9. - С.66-70.

65 Ермаков В.М. Анализ эффективности работы дорог по снижению износов «колесо-рельс» // Железнодорожный транспорт. - 2005. - №7. - С.58-64.

66 Лысюк B.C. О причинах схода вагонов и износа рельсов в кривых // Железнодорожный транспорт. - 2004. - №11.- С.50-52.

67 В.В. Шаповалов и др. Методы устранения износа колес и рельсов // Железнодорожный транспорт. - 2004. - №3. - С. 108-111.

68 Пути износа колес и рельсов // Железные дороги мира. - 2002. - №4 - С.65-72.

69 Zhong W., Ни J.J., Shen P. et.al. Experimental investigation between rolling contact fatigue and wear of high-speed and heavy-haul railway and selection of rail material // Wear. - 2011. - v.271. - P. 2485-2493.

70 Tyfour W.R., Beynon J.H., Kapoor A. The steady state wear behavior of pearlitic rail steel under dry rolling-sliding contact conditions. // Wear.-1995. - v.180. - P. 7989.

71 Lee K.M., Polycarpou A.A. Wear of conventional pearlitic and improved bainitic rail steels // Wear. - 2005. - v.259. - P. 391-399.

72 Lee К. M., Polycarpou A.A. Microscale experimental and modeling wear studies of rail steels // Wear. -2011. - v.271. - P. 1174-1180.

73 Singh U.P., Singh R. Wear investigation of wheel and rail steels under conditions of sliding and rolling-sliding contact with particular regard to mcrostructural parameters // Wear. -1993. - v.170. - P. 93-99.

74 Fegredo D.M., Kalousek J., Shehata M.T. The effect of progressive minor spheroidi-zation on the dry-wear rates of a standard carbon and a Cr-Mo alloy rail steel // Wear. - 1993. - v. 161. - P. 29-40.

75 Shur E.A., Bychkova N. Ya., Trushevsky S.M. Physical metallurgy aspects of rolling contact fatigue of rail steels // Wear.-2005. - v. 258. - P. 1165-1171.

76 Ahlstrom J., Karlsson B. Fatigue behavior of rail steel - a comparison between strain and stress controlled loading // Wear.-2005. - v. 258. - P. 1187-1193.

77 Carroll R.I., Beynon J.H. Decarburisation and rolling contact fatigue or a rail steel // Wear.-2006. - v. 260. - P. 523-537.

78 Jeong D. Y., Orringer O. Fatugue crack growth of surface cracks in the rail web // Theor. Appl. Fract. Mech.-1989. - v.l. - P. 45-58.

79 Cheng. Y., Chen. D., Nogata. F. Fatigue behavior of a rail steel under low and high loading rates // Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct.-1997. - v.17 (1). - P. 113-118.

80 Garnham J.E., Davis C.L. Very early stage rolling contact fatigue crack growth in pearlitic rail sreels // Wear.-2011.- v.271. - P. 100-112.

81 Josefson B.L., Ringsberg J.W. Assessment of uncertainties in life prediction of fatigue crack initiation and propagation in welded rails // International Journal of Fa-tigue.-2009. - v. 31. - P. 1413-1421.

82 Canadinc D., Sehitoglu H., Verzal K. Analysis of surface crack growth under rolling contact fatigue // International Journal of Fatigue.-2008. - v. 30. - P. 1678-1689.

83 Zhong W., Hu J.J., Li. Z.B. et.al. A study of rolling contact fatigue crack growth in U75V and U71Mn rails // Wear.- 2011. - v.271. - P. 388-392.

84 Ringsberg J.W., Lindback T. Rolling contact fatigue analysis of rail including numerical simulation of the rail manufacturing process and repeated wheel-rail contact loads // International Journal of Fatigue.-2003. - v. 25. - P. 547-558.

85 Zhang H.W., Ohsaki S., Mitao S. et.al. Microstructural investigation of white etching layer on pearlite steel rail // Materials Science and Engineering.-2006. - v. 421. - P. 191-199.

86 Nicholson G.L., Kostryzhev A.G., Hao X.J, et.al. Modeling and experimental measurements of idealised and light-moderate RCF cracks in rails using an ACFM sensor // NDT&E International.-2011. - v.44. - P. 427-437.

87 Franklin F.J., Garnham J.E., Fletcher D.I. et.al. Modeling rail steel microstructure and its effect on crack initation // Wear.-2008. - v.265. - P. 1332-1341.

88 Franklin F.J., Gahlot A., Fletcher D.I. et.al. Three-dimensional modeling of rail steel microstructure and crack growth // Wear.-2011. - v.271. - P. 357-363.

89 Zumpano G., Meo M. A new damage detection technique based on wave propagation for rails // International Journal of Solid and Structures.-2006. - v. 43. - P. 1023-1046.

90 Bassim M.N., Lawrence S.S.T., Liu C.D. Detection of the onset of crack growth in rail steels using acoustic emission // Eng. Fract. Mech.-1994. - v. 47(2). - P. 207214.

91 Maranda A., Nowaczewski J., Przetakiewicz A. Explosive strengthening of the surface layer in St72P steel rails.-1992. - v.34. - P. 241-245.

92 Ringsberg J.W., Franklin F. J., Joserfson B. L., et.al. Fatigue evolution of surface coated railway rails using shakedown theory, finite element calculations, and lab and field trials.-2005. - v.27. - P. 680-694.

93 Мур Г.Ф., Коммерс Дж.В. Усталость металлов, дерева и бетона. Пер. с англ. М.: Гостехиздат, 1929. - 203 с.

94 Гаф Г.Дж. Усталость металлов. Пер. с англ. М.Ж ОНТИ-НКТП СССР. Гл. ред. Лит. По черной металлургии, 1935. - 304 с.

95 Афанасьев Н.Н Статистическая теория усталостной прочности металлов. — Киев.: Изд-во АН УССР, 1953. - 218с.

96 Иванова B.C. Усталостное разрушение металлов.- М.: Металлургиздат, 1963. -272 с.

97 Иванова B.C., Терентьев В.Ф. Природа усталости металлов.- М.: Металлургия, 1975. - 455 с.

98 Кеннеди А.Д. Ползучесть и усталость в металлах.- М.: Металлургия, 1965. -312 с.

99 Горицкий В.М., Терентьев В.Ф. Структура и усталостное разрушение металлов.- М.: Металлургия, 1980.-208 с.

100 Екобори Т. Физика и механика разрушения и прочности твердых тел.-М.: Металлургия, 1971. - 264 с.

101 Коцаньда С. Усталостное разрушение металлов.- М.: Металлургия. 1976. -456 с.

102 Головин С.А., Пушкар A.B. Микропластичность и усталость металлов.- М.: Металлургия, 1980. - 239 с.

103 Соснин О.В., Громов В.Е., Козлов Э.В. и др. Усталость сталей при импульсном токовом воздействии.- Новокузнецк: Издательство СибГИУ, 2004. - 464 с.

104 Соснин О.В. Эволюция структурно-фазовых состояний аустенитных сталей при усталости. - Новосибирск: Наука, 2002. - 209 с.

105 Муравьев В.В., Зуев Л.Б., Комаров К.Л. Скорость звука и структура сталей и сплавов. - Новосибирск. Наука, 1996. - 28 с.

106 Соснин О.В. Эволюция структурно-фазовых состояний в сталях при усталости и механизмы токового импульсного воздействия. Автореферат дис. На соискание уч. степени доктора физ.-мат. наук. Барнаул. 2004. - 45 с.

107 Громов В.Е., Чиракадзе Д.З., Семакин Е.В. и др. Электростимулированное восстановление ресурса выносливости сварных соединений // Известия РАН. Серия физическая. - 1997. - №5. - С. 1019-1023.

108 Зуев Л.Б., Чиракадзе Д.З., Соснин О.В. и др. О возможности залечивания усталостных трещин // Металлофизика и новейшие технологии. - 1997. - Т. 19. - С.80-83.

109 Громов В.Е., Зуев Л.Б., Соснин О.В. и др. Повышение долговечности сварных соединений, работающих при малоцикловых нагрузках // Сварочное производство. - 1998. - №2. - С.24-26.

110 Зуев Л.Б., Соснин О.В., Чиракадзе Д.З. и др. Акустический контроль долговечности стальных образцов и восстановление их ресурса // Прикладная механика и техническая физика. 1998. - Т.39. - №4. - С.180-183.

111 Кузнецов И.В., Кузнецов В.А., Громова A.B. и др. Аппаратурное обеспечение электростимулированного восстановления работоспособности металлических деталей при усталостном нагружении // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 1998. - № 6. - С. 14-16.

112 Петрунин В.А., Целлермаер В.Я., Соснин О.В. Мезоскопический уровень пластической деформации в условиях электростимулированного усталостного разрушения // Физическая мезомеханика. - 1999. - т.2, - № 4. - С.9-12.

113 Зуев Л.Б., Соснин О.В., Браунштейн O.E. Образование мартенсита при обработке усталостных трещин токовыми импульсами // Материаловедение. — 1999. — № 7. — С.20-22.

114 Иванов Ю.Ф., Лычагин Д.В., Громов В.Е. и др. Мезоскопическая субструктура и электроимпульсное подавление усталостного разрушения // Физическая мезомеханика. - 2000. - т.З. - № 1. - С. 103-108.

115 Зуев Л.Б., Соснин О.В., Подборонников С.Ф. и др. Залечивание усталостных повреждений сталей импульсами электрического тока // Журнал технической физики. - 2000. - Т.70, вып.З. -С.24-26.

116 Соснин О.В., Коваленко В.В., Иванов Ю.Ф. и др. Малоцикловая усталость металлов: диагностика и электроимпульсное восстановление ресурса // Новые индустриальные технологии. Новосибирск, Сибирские огни. - 2000. - С. 153156.

117 Gromov V.E., Konovalov S.V., Sosnin O.V. et al. The technology of the Elec-trostimulated Restoration of Steel Resource During Low Cycle Fatigue // Metallurgi-ia. - 2000. - № 39. - V.3. - R195.

118 Коваленко B.B., Иванов Ю.Ф., Козлов Э.В., Соснин O.B. Модификация структуры и фазового состава стали Х18Н10Т импульсным током // Изв.вузов. Черная металлургия. - 2000. - № 10. - С.41-45.

119 Коваленко В.В., Иванов Ю.Ф., Соснин О.В. и др. Механизмы повышения выносливости нержавеющей стали, подвергнутой малоцикловым усталостным испытаниям // Изв.вузов. Черная металлургия. - 2000. - № 12. - С.57-59.

120 .Петрунин В.А, Коваленко В.В., Коновалов C.B. и др. Пластическая деформация в условиях электростимулированного усталостного разрушения // Изв.вузов. Черная металлургия. - 2000. - № 12. - С.46-49.

121 Коваленко В.В., Соснин О.В., Иванов Ю.Ф. и др. Электростимуляция дефектной структуры и фазового состава стали Х18Н10Т при малоцикловых усталостных испытаниях // Физика и химия обработки материалов. — 2000. - № 6. - С.74-80.

122 Попова H.A., Соснин О.В., Игнатенко Л.Н. и др. Электронно-микроскопический дифракционный анализ зоны разрушения стали 45Г17ЮЗ, подвергнутой многоцикловым усталостным испытаниям // Известия ВУЗов. Физика. - 2002. - № 3. - С. 100-107.

123 Петрунин В. А., Целлермаер В .Я., Громов В.Е. и др. Электропластическая деформация: усталость // Вопросы материаловедения. — 2001. - №1(29). - С.398-403.

124 Соснин О.В., Коновалов C.B., Иванов Ю.Ф. и др. Эволюция основных параметров зеренной структуры стали 45Г17ЮЗ при малоцикловых усталостных испытаниях // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 2002. - №6. - С.53-57.

125 Коновалов C.B., Лейкина О.С., Семухин Б.С. и др. Восстановление ресурса стальных изделий при многоцикловой усталости воздействием токовыми импульсами // Перспективные материалы. - 2002. - С.79-82.

126 Соснин О.В., Коваленко В.В., Целлермаер В.В. и др. Природа повышения усталостной прочности при электростимулировании // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 2002. - №8. - с.72-75.

127 Коновалов C.B., Соснин О.В., Коваленко В.В. и др. Эволюция дислокационных субструктур при электростимулированной усталости стали 45Г17ЮЗ // Металлофизика и новейшие технологии. - 2002. - т.24. - №10. - С.1351-1361.

128 Соснин О.В., Попова H.A., Игнатенко И.Н. и др. Эволюция дислокационной субструктуры стали 45Г17ЮЗ при многоцикловых усталостных испытаниях в условиях электростимулирования // Материаловедение. - 2002. - № 6. - С.37-43.

129 Попова H.A., Соснин О.В., Коновалов C.B. и др. Электроимпульсное модифицирование дислокационной субструктуры стали 45Г17ЮЗ // Физика и химия обработки материалов. - 2002. - № 5. - С.69-75.

130 Соснин О.В. Эволюция структурно-фазового состояния феррито-перлитной стали при усталости с токовым воздействием // Тяжелое машиностроение. — 2003.-№ 6.-С. 12-15.

131 Соснин О.В., Целлермаер В.В., Иванов Ю.Ф. и др. Эволюция структуры и перенос атомов углерода в зоне усталостного роста трещины стали 60ГС2 // Физическая мезомеханика. — 2003. - Т.6. - № 3. - С.91-97.

132 Соснин О.В., Иванов Ю.Ф., Громов В.Е. и др. Эволюция феррито-перлитной структуры при импульсном воздействии электротока // Физика и химия обработки материалов. - 2003. - №4. - С.63-69.

133 Соснин О.В., Иванов Ю.Ф., Громов В.Е. и др. Эволюция структуры стали 60ГС2 при циклических усталостных испытаниях в условиях токового воздействия // Известия ВУЗов. Черная металлургия. —2003. - № 12. - С.27-30.

134 Соснин О.В., Иванов Ю.Ф., Громов В.Е. и др. Электронно-микроскопические исследования структурных изменений в стали 60ГС2 при усталости // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 2004. - № 2. - С.32-34.

135 Соснин О.В. Подавление трещинообразования в стали 60ГС2 токовыми импульсами при многоцикловой усталости // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 2003. - № 12. - С.30-32.

136 Иванов Ю.Ф., Соснин О.В., Сучкова Е.Ю. и др. Электропластификация закаленной углеродистой стали // Физическая мезомеханика. - 2003. - №6. - С.71-76.

137 Соснин О.В., Иванов Ю.Ф., Сучкова Е.Ю. и др. Физическая природа повышения усталостной прочности закаленной углеродистой стали токовой импульсной обработкой // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2004. - №1. - С.206-209.

138 Соснин О.В., Ивахин М.П., Коваленко В.В. и др. Закономерности и механизмы эволюции структурно-фазового состояния закаленной углеродистой стали при электростимулированной усталости // Известия вузов. Физика. — 2004. - №9. - С.53-60.

139 Модифицирование и легирование поверхности лазерными и ионными и электронными пучками / под ред. Дж. Поута, Г. Фоти и Д. Джекобсона.- М.: Машиностроение, 1987.-424 с.

140 Грибков В.А., Григорьев Ф.И., Калин Б.А. и др. Перспективные радиацион-но-пучковые технологии обработки металлов. -М.: Круглый год, 2001.-528 с.

141 Коваль Н.Н., Оке Е.М., Протасов Ю.С. и др. Эмиссионная электроника.-М.:Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана,2009.-596 с.

142 Усталость сталей, модифицированных высокоинтенсивными электронными пучками под ред. В.Е. Громова, Ю.Ф. Иванова. Новокузнецк: Изд-во «ИнтерКузбасс», 2012.-403 с.

143 Коновалов С.В., Воробьев С.В., Горбунов С.В. и др. Формирование градиентных структурно-фазовых состояний при усталости аустенитной стали // Тезисы докладов VI Всероссийской конференции «Механика микронеоднородных материалов и разрушение». - Екатеринбург: Институт машиноведения УрО РАН, 2010.-С.91.

144 Gromova A.V., Ivanov Yu. F, Tang G. et al. Peculiarities of dislocation substructure evolution in the steel under electron-beam modification // Сборник материалов XIX Петербургских чтений по проблемам прочности, посвященные 130-летию со дня рождения академика АН УССР Н.Н. Давиденкова.- СПб: Изд-во СПГПУ, 2010. - С.70-72.

145 Горбунов С.В. , Воробьев С.В, Коновалов С.В. и др. Влияние электронно-пучковой обработки на структурно-фазовое состояние поверхности стали 08Х18Н10Т // Сборник научных статей XI Международной научно-технической Уральской школы-семинара молодых ученых металловедов. Екатеринбург: УрФУ, 2010. - С.244-245.

146 Gromova A.V., Vorobyov S.V., Gorbunov S. V. et al. Dislocation substructures evolution in 19-9 austenite steel under mulyicycle fatigue // Сборник материалов XIX Петербургских чтений по проблемам прочности, посвященные 130-летию со дня рождения академика АН УССР Н.Н. Давиденкова.- СПб: Изд-во СПГПУ, 2010.-С.69-70.

147 Горбунов С.В., С.В. Коновалов, Ю.Ф. Иванов и др. Эволюция зеренной структуры при усталости аустенитной стали // Материалы 50 Международного

научного симпозиума «Актуальные проблемы прочности». Витебск: У О «ВГТУ», 2010. - ч.1.-С.113.

148 Gromova A.V., Ivanov Yu.F., Vogobyov S.V.et al. Ways of the dislocation substructure evolution in austenite steel low and multicycle fatigue // Book of abstracts of 10th International Fatigue Congress. Prague Institute of Physics of Material. -

2010.-P.298.

149 Коновалов C.B., Горбунов C.B., Воробьев C.B. и др. Влияние обработки токовыми импульсами на эволюцию дислокационных субструктур аустенитной стали при многоцикловой усталости // Тезисы V Российской научно-технической конференции «Ресурс и диагностика материалов и конструкций».-Екатеринбург: ИМАШ РАН, 2011. - С. 16.

150 Горбунов C.B. , Воробьев C.B., Иванов Ю.Ф. и др. Преобразования структуры и фазового состава поверхностного слоя стали 08Х18Н10Т, обработанной высокоэнергетическим электронным пучком при усталости // Тезисы V Российской научно-технической конференции «Ресурс и диагностика материалов и конструкций».-Екатеринбург: ИМАШ РАН, 2011. - С. 15.

151 Усталость сталей модифицированных интенсивными электронными пучками. / под ред. Громова В.Е., Иванова Ю.Ф. -Новокузнецк: Изд-во «ИнтерКузбасс», 2012.-403 с.

152 Бессонов Д.А., Воробьев C.B., Иванов Ю.Ф. и др. Влияние электронно-пучковой обработки на структуру поверхности закаленной стали 20X13. Вторые московские чтения по проблемам прочности материалов, 10-14 октября

2011, Черноголовка. - С.29.

153 Бессонов Д.А., Воробьев C.B., Коновалов C.B. Структурно-фазовое состояние поверхностного слоя стали 20X13, формирующееся облучением электронным пучком. II Всероссийская конференция «Деформирование и разрушение структурно-неоднородных сред и конструкций», Новосибирск, НГТУ, 2011. -С.16

154 Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Воробьев C.B. и др. Эволюция структуры и фазового состава стали 20X13 в процессе упрочняющей электронно-пучковой об-

работки и последующего усталостного нагружения // Деформация и разрушение материалов. - 2011. - № 12 - С.19-23.

155 Воробьев C.B., Иванов Ю.Ф. Повышение усталостной долговечности стали 20X13 электронно-пучковой обработкой. // Известия вузов. Черная металлургия. - 2011. -№10. - С.48-49.

156 Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Сизов В.В и др. Увеличение усталостной долговечности нержавеющей стали электронно-пучковой обработкой // Проблемы черной металлургии и материаловедения. - 2012. - №1. - С.66-75.

157 Горбунов C.B., Воробьев C.B., Сизов В.В. и др. Влияние электронно-пучковой обработки на эволюцию дислокационных субструктур аустенитной стали при многоцикловой усталости // Материалы YI Всероссийской молодежной научной конференции «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений», Тольятти: Изд-во ТГУ, 2011. - С.78.

158 Бессонов Д.А., Воробьев C.B., Коновалов C.B. и др. Структурно-фазовое состояние поверхностного слоя стали 20X13, формирующееся облучением электронным пучком // II Всероссийская конференция «Деформирование и разрушение структурно-неоднородных сред и конструкций», Новосибирск, НГТУ, 2011.-С.16.

159 Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Сизов В.В. и др. Повышение усталостного ресурса стали 20Х23Н18 высокоинтенсивной электронно-пучковой обработкой // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2011. - т.8. -№4. - С.131-136.

160 Сизов В.В., Воробьев С., Мясникова В.И. и др. Влияние электронно-пучковой обработки на усталостную долговечность нержавеющей стали // XXI Уральская кола металловедов - термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов, Магнитогорск, 2012. -С. 100.

161 Девятков В.Н. Коваль H.H., Щанин П.М. Получение сильноточных низко-энергетичных электронных пучков в системах с плазменным эмиттером // Известия Вузов. Физика. - 2001. - Т. 44. - № 9. - С. 36 - 43.

162 Koval N.N., Sochugov N.S., Devyatkov V.N. et al. Automated Power-Complex for Pulse Surface Treatment of Materials by Electron Beam // Известия Вузов. Физика. - 2006. - T. 49. - № 8. - С. 51 - 54.

163 Devyatkov V.N., Koval N.N., Schanin P.M. et al. Generation and Propagation of High-Current Low-Energy Electron Beams // Laser and Particle Beams. - 2003. - V. 21.-P. 243-248.

164 Коновалов C.B., Базайкин В.И., Громов B.E. и др. Анализ напряжений в пластине с несимметричным вырезом // Вестник горно-металлургической секции Российской академии естественных наук. Отделение металлургии. - 2001. -Вып. 11.-С. 85-89.

165 Энгле Л., Клингле Г. Растровая электронная микроскопия. Разрушение: справочное издание пер. с нем. М.: Металлургия, 1986. - 232с.

166 Чернявский, B.C. Стереология в металловедении. — М.: Металлургия, 1977. -280 с.

167 Глаголев A.A. Геометрические методы количественного анализа агрегатов под микроскопом. - Львов : Госгеолиздат, 1941. - 264 с.

168 Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. - М.: Металлургия, 1970. -376 с.

169 Хирш П., Хови А., Николсон П. и др. Электронная микроскопия тонких кристаллов. — М.: Мир, 1968. - 574 с.

170 Утевский Л.М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. -М. : Металлургия, 1973. - 584 с.

171 Эндрюс К., Дайсон Д., Киоун С. Электронограммы и их интерпретация. -М. : Мир, 1971.-256 с.

172 Конева Н. А., Лычагин Д. В., Теплякова Л. А. и др. Развороты кристаллической решетки и стадии пластической деформации // Экспериментальное исследование и теоретическое описание дисклинаций. - Л. : ФТИ, 1984. - С. 161 -164.

173 Конева Н.А., Лычагин Д.В., Жуковский С.П. и др. Эволюция дислокационной структуры и стадии пластического течения поликристаллического железо-никелевого сплава // ФММ. - 1985. - Т. 60. № 1. - С. 171 - 179.

174 Конева Н.А., Козлов Э.В. Природа субструктурного упрочнения // Известия вузов. Физика. - 1982. - № 8. - С. 3 - 14.

175 Конева Н.А., Лычагин Д.В., Теплякова Л.А. и др. Полосовая субструктура в ГЦК-однофазных сплавах // Дисклинации и ротационная деформация твердых тел. - Л.: ФТИ, 1988. - С. 103 - 113.

176 Теплякова Л.А., Игнатенко Л.Н., Касаткина Н.Ф. и др. Закономерности пластической деформации стали со структурой отпущенного мартенсита // Пластическая деформация сплавов. Структурно-неоднородные материалы. -Томск: ТГУ, 1987.-С. 26-51.

177 Громов В.Е., Козлов Э.В., Базайкин В.И. и др. Физика и механика волочения и объемной штамповки. - М.: Недра, 1997. - 293 с.

178 Марочник стали и сплавов (www.splav.kharkov.com).

179 Rotshtein V., Ivanov Yu., Markov A. Surface treatment of materials with low-energy, high-current electron beams. Chapter 6 in Book "Materials surface processing by directed energy techniques" P. 205-240. Ed. by Y. Pauleau, Elsevier, 2006.-736 p.

180 Брандон Б., Каплан У. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля. - М.: Техносфера, 2006. - 384 с.

181 Иванов Ю.Ф., Козлов Э.В. Исследование влияния параметров аустенизации на морфологию мартенситной фазы стали 38ХНЗМФА // ФММ. - 1991. - №11. - С.202-205.

182 Иванов Ю.Ф. Влияние технологических параметров на размерную однородность пакетного мартенсита // ФММ. - 1992. - №9. - С.57-63.

183 Иванов Ю.Ф., Корнет Е.В., Козлов Э.В., Громов В.Е. Закаленная^жшструк-ционная сталь: структура и механизмы упрочнения. - Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2010.-174 с.

184 Иванов Ю.Ф. Исследование дислокационной субструктуры кристаллов мар-тенситной фазы конструкционных сталей, подвергнутых различным режимам термической обработки // Сб. трудов «Эволюция дисл. субструктуры, упрочнение и разрушение сплавов». - Томск: Изд. ТГУ, 1992. — С. 52-59.

185 Курдюмов В.Г., Утевский JI.M., Энтин Р.И. Превращения в железе и стали. -М.: Наука, 1977.-236 с.

186 Иванов Ю.Ф., Конева Н.А., Козлов Э.В. Структурно-концентрационные диаграммы мартенситных превращений в сплавах железа и сталях // МиТОМ. -1989. - №2. - С.2-4.

187 Томас Дж. Фазовые превращения и микроструктура сплавов с высокой прочностью и вязкостью разрушения. Возможности и ограничения их использования при разработке сплавав // Проблемы разработки конструкционных сплавов. - М.: Металлургия, 1980. - С. 176-203.

188 Иванов Ю.Ф., Козлов Э.В. Самоотпуск стали — анализ кинетики процессов карбидообразования // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 1990. - №12. -С.38-40.

189 Иванов Ю.Ф., Козлов Э.В. Морфология цементита в мартенситной фазе стали 38ХНЗМФА // ФММ. - 1991. -№10. -С.203-204.

190 Иванов Ю.Ф., Козлов Э.В. Объемная и поверхностная закалка конструкционной стали — морфологический анализ структуры // Известия ВУЗов. Физика. -2002. - Т.45. -№3. - С.5-23.

191 Приданцев М.В., Давыдова JI.H., Тамарина И.А. Конструкционные стали (справочник). -М.: Металлургия, 1980. - 288 с.

192 Ivanov Yu., Matz W., Rotshtein V. et al. Pulsed electron-beam melting of highspeed steel: structural phase transformations and wear resistance// Surface and Coatings Technology.- 2002.- №150.- P. 188 - 198.

193 Guenzel R., Matz W., Ivanov Yu.F. et al. Pulsed electron-beam treatment of highspeed steel cutting tools: structure-phase transformation and wear resistance// proceedings of 5th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows Tomsk, Russia, 2000. - P. 303 - 307.

194 Ivanov Yu.F. Electron-beam micrometallurgy: high-chromium steels// proceedings of 8th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows Tomsk, Russia, 2006. - P. 297 - 300.

195 Панин C.B., Коваль A.B., Трусова Г.В. и др. Влияние геометрии и структуры границы раздела на характер развития пластической деформации на мезо-масштабном уровне борированных образцов конструкционных сталей // Физическая мезомеханика. - 2000. - Т.З. - №2. - С. 99-115.

196 Панин В.Е., Слосман А.И., Антипина H.A. и др. Влияние внутренней структуры и состояния поверхности на развитие деформации на мезоуровне малоуглеродистой стали // Физ. мезомех. - 2001. - Т. 4. - № 1. - С. 105-110.

197 Панин В.Е., Слосман А.И., Антипина H.A. Мезомеханика поверхностно упрочненных материалов // Известия Томского политехнического университета. -2003. - №1. - С. 30-36.

198 Антипина H.A. Механизмы пластической деформации и разрушения на ме-зомасштабном уровне поверхностно упрочненной хромистой стали: Дис. канд. техн. наук. Томск, 1996. - 19 с.

199 Панин В.Е., Панин A.B. Эффект поверхностного слоя в деформируемом твердом теле // Физическая мезомеханика. - 2005. - Т.8. - №5. - С.7-15.

200 Панин C.B., Коваль A.B., Ткаченко А.Ю. и др. Влияние толщины и структуры поверхностных боридных слоев на развитие пластической деформации и разрушение образцов конструкционных сталей при сжатии // Физическая мезомеханика. - 2003. - Т.6. -№2. - С. 81-92.

201 Романенко A.B. Влияние макроструктуры упрочненного слоя и профиля границы раздела на характер пластической деформации и разрушения на мезоуровне борированных малоуглеродистых сталей: Дис. канд. техн. наук. Томск, 2004. - 19 с.

202 Иванов Ю.Ф., Девятков В.Н., Гончаренко И.М. и др. Градиент структуры и фазового состава стали, облученной электронным пучком микросекундной длительности // Физическая мезомеханика. - 2004. - Т.7 (Спец. выпуск), Часть 2.-С. 173-176.

203 Иванов Ю.Ф., Девятков В.Н., Гончаренко И.М. и др. Механизмы модификации стали электронным пучком микросекундной длительности // Труды IV международной научн. конф. «Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах». - Томск: ТПУ, 2004. - С. 144-149.

204 Григорьев C.B., Коваль H.H., Иванов Ю.Ф. и др. Электронно-пучковая модификация поверхности сталей и твердых сплавов // «Плазменная эмиссионная электроника». - Труды II международного крейнделевского семинара. — Улан-Удэ, 2006 г.-С. 113-120.

205 Колубаева A.B., Иванов Ю.Ф., Девятков В.Н. и др. Импульсно-периодическая электронно-пучковая обработка закаленной стали // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 2007. - №8. - С.30-34.

206 Коваль H.H., Иванов Ю.Ф., Григорьев C.B. и др. Низкоэнергетические сильноточные электронные пучки субмиллисекундной длительности: получение и применение // Материалы XIII Международной научной школы-семинара «Физика импульсных разрядов в конденсированных средах», Николаев, 2007. — С. 38-42.

207 Иванов Ю.Ф., Коваль H.H., Григорьев C.B. и др. Структура, фазовый состав и свойства сталей, обработанных низкоэнергетическим сильноточным электронным пучком субмиллисекундной длительности // Материалы XIII Международной научной школы-семинара «Физика импульсных разрядов в конденсированных средах», Николаев, 2007. - С. 42-46.

208 Громова A.B., Колубаева Ю.А., Коновалов C.B. и др. Модификация дефектной субструктуры закаленной стали импульсным низкоэнергетическим сильноточным электронным пучком // Известия РАН. Серия физическая. - 2008. -Т.72. -№9. - С.1281-1284.

209 Иванов Ю.Ф., Колубаева Ю.А., Коновалов C.B. и др. Модификация поверхностного слоя стали при электронно-лучевой обработке // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2008. - №12(642). - С. 10-16.

210 Иванов Ю.Ф., Колубаева Ю.А., Корнет Е.В. и др. Формирование тонкой структуры и фазового состава конструкционной стали при закалке // Известия вузов. Черная металлургия. - 2009. - №4. - С.23-27.

211 Ivanov Yu.F., Kolubaeva Y. A., Devyatkov V.N. et al Modification of the structure and phase composition of structural steel by a microsecond e-beam // Proc. 7th Intern. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. - Tomsk TPU. - 2004. - P.236-239.

212 Иванов Ю.Ф., Громова A.B., Целлермаер И.Б. и др. Модификация дефектной и дислокационной субструктуры стали низкоэнергетическими электронными пучками // Сборник трудов IV международной школы-конференции «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений». - Тамбов: Изд-во ТГУ - 2007. - С. 171-179.

213 Конева H.A., Козлов Э.В. Физическая природа стадийности пластической деформации // Структурные уровни пластической деформации и разрушения / Под ред. В.Е. Панина. - Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1990. -С.123-186.

214 Финкель В.М. Физические основы торможения разрушения. - М.: Металлургия, 1977.- 359 с.

215 Тушинский Л.И., Батаев A.A., Тихомирова Л.Б. Структура перлита и конструктивная прочность стали. - Новосибирск: ВО Наука, 1993. - 280 с.

216 Schumann Н. Metallographie. - Leipzig: VEB, 1964.- 621 p.

217 Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. - М.: Металлургия, 1978. -392 с.

218 Таран Ю.Н., Мазур В.И. Структура эвтектических сплавов. - М.: Металлургия, 1978.-312 с.

219 Бунин К.П., Иванцов Г.И., Малиночка Я.Н. Структура чугуна. — Киев-Москва: Машгиз, 1952.- 162 с.

220 Счастливцев В.М., Яковлева И.Л., Заваров A.C. Влияние отпуска на структуру и свойства патентированной стали // ФММ. - 1980. - Т.49, вып.1. - С. 135144.

221 Счастливцев В.М., Яковлева И.Л., Мирзаев Д.А. Структурные превращения в перлите при нагреве. 1. Твердорастворное упрочнение ферритной составляющей перлита // ФММ. - 1994. - Т.77, вып.4. - С.138-148.

222 Счастливцев В.М., Табатчикова Т.И., Яковлева И.Л. и др. Эволюция структуры цементита в углеродистой стали. 1. Дифракционные данные // ФММ. - 1997. - Т.84, вып.4. - С.61-69.

223 Окишев К.Ю., Мирзаев Д.А., Счастливцев В.М. и др. Изучение структурных особенностей цементита в перлите по уширению дифракционных максимумов // ФММ. - 1998. - Т.85, вып.2. - С. 145-152.

224 Яковлева И.Л., Карькина Л.Е., Хлебникова Ю.В. и др. Кристаллографический анализ дефектов в цементите пластинчатого перлита углеродистой стали // ФММ. - 2001. - Т.92, №3. - С.77-88.

225 Лысак Л.И., Николин Б.И. Физические основы термической обработки стали. -Киев: Техника, 1975. -304 с.

226 Счастливцев В.М., Мирзаев Д.А., Яковлева И.Л. Структура термически обработанной стали. -М.: Металлургия, 1994. -288 с.

227 Schmitz Н. Die technische und wirtschaftliche bedeutung des Stahls // Werkstoffkunde des Stahls. - 1984. -B.l. - S.l-74.

228 Umemoto M., Yoshitake E., Tamura J. The morphology of martensite in Fe-C, Fe-Ni-C, Fe-Cr-C alloys // J. Mater. Science. - 1983. - V.18, №10. - P.2893-2904.

229 Zenker R. Latten martensit in Eisen-Chrom-Kohlenstoff legierungen // Neue Hütte. - 1974. - V.19, №5. - S.290-294.

230 Rossman G., Muller P. Bedeutung der Morphology des Martensit fur die Festigkeitseigenschaften von Stahlen // Neue Hütte. - 1972. - B.17, №2. - S.91-97.

231 Sanden J. Martensite morphology of low-alloy commercial steels // Pract. Metallography. - 1980. - V.17, №5. - P.238-248.

232 Иванов Ю.Ф., Конева H.A., Козлов Э.В. Структурно-концентрационные диаграммы мартенситных превращений в сплавах железа и сталях // МиТОМ. -1989. - №2. - С.2-4.

233 Изотов В.И., Хандаров П.А. Классификация мартенситных структур в сплавах железа // ФММ. - 1972. - Т.34, №2. - С.332-338.

234 Петров Ю.Н. Дефекты и бездиффузионное превращение в стали. - Киев: Наукова думка, 1978. - 267 с.

235 Иванов Ю.Ф. Исследование дислокационной субструктуры кристаллов мар-тенситной фазы конструкционных сталей, подвергнутых различным режимам термической обработки // Сб. трудов «Эволюция дисл. субструктуры, упрочнение и разрушение сплавов». — Томск: Изд. ТГУ, 1992. — С. 52-59.

236 Рыбин В.В., Малышевский В.А., Олейник В.Н. Структурные превращения при пластической деформации дислокационного мартенсита // ФММ. - 1976. -Т.42. —4494 №5. - С.1042-1050.

237 Конева H.A., Лычагин Д.В., Жуковский С.П. и др. Эволюция дислокационной структуры и стадии пластического течения -поликристаллического железо-никелевого сплава // ФММ. - 1985. - Т.60, N1. - С.171-179.

238 Конева H.A., Лычагин Д.В., Теплякова Л.А. и др. Развороты кристаллической решетки и стадии пластической деформации // Экспериментальное исследование и теоретическое описание дисклинаций. - Л.: ФТИ, 1984. - С. 161-164.

239 Kozlov E.V., Popova N.A., Ivanov Yu.F. et all. Structure and Sources of longrange Stress Fields in Ultrafine - Grained Copper // Ann. Chim. Fr. - 1996. - N21. -P.427-442.

240 Конева H.A., Козлов Э.В., Попова H.A. и др. Структура и источники даль-нодействующих полей напряжений ультрамелкозернистой меди // Структура, фазовые превращения и свойства нанокристаллических сплавов. - Екатеринбург: Уро РАН, 1997. - С.125-140.

241 Конева H.A., Лычагин Д.В., Теплякова Л.А. и др. Полосовая субструктура в ГЦК — однофазных сплавах // Дисклинации и ротационная деформация твердых тел.-Л.: ФТИ, 1988. - С.103-113.

242 Иванов, Ю. Ф. Структура феррито-перлитной стали, подвергнутой механическому полированию / Ю. Ф. Иванов, В. А. Гришунин, С. В. Коновалов //

Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2012. - Т. 9. — №3.-С. 319-323.

243 Громов, В. Е. Повышение усталостной выносливости рельсовой стали электронно-пучковой обработкой // В. Е. Громов, В. А. Гришунин, Ю. Ф. Иванов [и др.] / Проблемы черной металлургии и материаловедения. - 2012. - № 3. - С. 50-57.

244 Громов, В. Е. Природа увеличения усталостной долговечности рельсовой стали электронно-пучковой обработкой / В. Е. Громов, В. А. Гришунин, Ю. Ф. Иванов [и др.] // Проблемы черной металлургии и материаловедения. - 2012. -№ 4. - С. 49-56.

245 Иванов, Ю. Ф. Структура поверхностного слоя и усталостная долговечность рельсовой стали, облученной высокоинтенсивным электронным пучком / Ю. Ф. Иванов, В. Е. Громов, В. А. Гришунин [и др.]. // Физическая мезомеханика. - 2013. - Т.16. - №2. - С. 47 - 53.

246 Гришунин, В. А. Эволюция фазового состава и дефектной субструктуры поверхностных слоев рельсовой стали при усталости / В. А. Гришунин, В. Е. Громов, Ю. Ф. Иванов [и др.] // Известия вузов. Черная металлургия. - 2013. — № 11.-С.58 —62.

247 Гришунин, В. А. Повышение усталостного ресурса рельсовой стали электронно-пучковой обработкой / В. А. Гришунин, В. Е. Громов, Ю. Ф. Иванов [и др.]. // Известия вузов. Черная металлургия. - 2013. - № 2. - С. 51 - 54.

248 Иванов, Ю. Ф. Электронно-пучковая обработка рельсовой стали: фазовый состав, структура, усталостная долговечность / Ю. Ф. Иванов, В. Е. Громов, В.

A. Гришунин [и др.] // Вопросы материаловедения. - 2013. - №1(73). - С. 20 -30.

249 Гришунин, В. А. Структурно-фазовый градиент, формирующийся в рельсовой стали, подвергнутой обработке высокоинтенсивным электронным пучком /

B. А. Гришунин, Ю. Ф. Иванов, В. Е. Громов [и др.] // Перспективные материалы. - 2013. - №6. - С.75 - 80.

250 Гришунин, В. А. Эволюция фазового состава и дефектной субструктуры рельсовой стали, подвергнутой обработке высокоинтенсивным электронным пучком / В. А. Гришунин, В. Е. Громов, Ю. Ф. Иванов [и др.] // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. — 2013. — № 10. — С. 82-88.

251 Громов, В. Е. Разрушение рельсовой стали с перлитной структурой при усталости / В. Е. Громов, В. А. Гришунин, С. В. Райков [и др.] // Деформация и разрушение материалов. - 2013. - № 6. - С. 37 - 42.

252 Громов, В.Е. Масштабные уровни структурно-фазовых состояний и усталостная долговечность рельсовой стали после электронно-пучковой обработки / В. Е. Громов, Ю. Ф. Иванов, В. А. Гришунин [и др.] // Успехи физики металлов. 2013.-т.14.-№ 1.-С. 67-80.

253 Громов, В.Е. Явление увеличения усталостной долговечности сталей различных структурных классов электронно-пучковой обработкой //В.Е. Громов, Ю.Ф. Иванов, C.B. Коновалов, C.B. Воробьев, В.В. Сизов. Диплом №460. Приоритет 18.10.2010. Сибирский государственный индустриальный университет. Заявка №А-585 от 09.07.2013.

Предложения по практическому использованию результатов диссертационной работы

Научные результаты диссертационной работы, которые могут найти применение в промышленности, связаны с использование электронно-пучковой обработки для повышения усталостной выносливости деталей, механизмов и узлов, работающих в условиях циклических нагрузок. В наших работах [242 - 252] сформирован банк данных о закономерностях и механизмов образования дефектной субструктуры, фазового состава и наноразмерных фаз, используемый для установления режимов ЭПО, максимально повышающих усталостный ресурс.

Научные результаты работы могут быть использованы для развития теории структурно-фазовых превращений в сталях, а основные положения диссертации представляют интерес как учебный материал в курсе лекций по физике конденсированного состояния, физического материаловедения, металловедения и термообработки, обработки металлов давлением.

Как показано в главах 2 и 3 электронно-пучковая обработка стали в зависимости от плотности энергии и длительности воздействия пучка электронов позволяет осуществлять обработку материала в различных режимах: предплавильном; начального плавления поверхности; устойчивого плавления поверхностного слоя толщиной до нескольких десятков микрометров. Исходя из этого, в работе использованы следующие режимы ЭПО: энергия электронов е11 = 18 кэВ; длительность импульса воздействия пучка электронов т = 50 мкс; количество импульсов воздействия N = 3; частота следования импульсов f = 0,3 с"1. Плотность энергии пучка электронов изменялась в интервале от 10 до 30 Дж/см . Это рабочие режимы установки «Соло», созданной в Институте сильноточной электроники СО РАН в г. Томске. Электронным пучком обрабатывали лицевую поверхность образцов, приготовленных для усталостных испытаний.

Проведение усталостных испытаний до разрушения и дальнейший анализ полученных результатов выявили экстремальную зависимость усталостной дол-

говечности стали от плотности мощности пучка электронов. Обработка поверхно-

( 2 сти стали электронным пучком с плотностью энергии пучка электронов 20 Дж/см

приводит к максимальному увеличению усталостной долговечности материала более чем в два раза. Такой результат значительного увеличения усталостной долговечности рельсовой стали, подвергнутой электронно-пучковой обработке, может найти широкое практической применение.

Вместе с тем, говорить о непосредственном упрочнении поверхности катания рельсов преждевременно. Это связано на наш взгляд с рядом обстоятельств. Прежде всего, это масштабный фактор экспериментов. Переносить полученные результаты на готовые изделия - рельсы преждевременно, т.к. как выявленные режимы увеличения усталостного ресурса установлены на модельных образцах при простом виде испытаний - консольном изгибе. Напряженно-деформированное состояние рельсов при эксплуатации значительно сложнее. Это второе обстоятельство. Третье - возможности установки «Соло» ограничены, использовать ее на длинномерных (25 и 100 метровых) рельсах не представляется возможным.

В работе показана принципиальная возможность повышения числа циклов до разрушения электронно-пучковой обработкой. На готовых изделиях режимы ЭПО будут совершенно другими. Это четвертое обстоятельство. Даже если обработать рельсы пучками электронов в более жестких режимах, то ответ на вопрос повышения сопротивления усталости будет получен только после испытаний на кольца ВНИИЖТ. Это пятое. Можно привести и другие менее значимые обстоятельства.

Анализ литературных данных [11-20, 142-160] и выполненный в диссертации комплекс исследований [242-252] убеждают нас в том, что ЭПО в режимах Е8=10-30 Дж/см , длительность импульса - 50 мкс, частота 0,3 Гц, чисто импульсов - 3, являются универсальным средством повышения усталостной долговечности как нержавеющих сталей различных структурных классов (08Х18Н10Т, 20X13, 20Х23Н18), так и их соединений и композиций. Механизмы роста усталостной долговечности имеют свои особенности в каждом конкретном случае,

общим же является формирование наноструктурных поверхностных состояний, упрочняющих металла, и, как следствие, повышающих усталостный ресурс. Вышеизложенное является основанием использования данных режимов ЭПО для повышения ресурса изделий, эксплуатирующихся в условиях усталостных нагрузок.

Автором работы было предложено использовать ЭПО для увеличения ресурса работы пробойника для прошивки отверстий в рельсовых подкладках и накладках. Для этого была проведены исследования по установлению влияния воздействия ЭПО на срок эксплуатации пробойника. Накопление микроповреждений в рычагах проверялось путем измерения скорости прохождения ультразвука, имеющую нелинейную зависимость от срока службы. Электронно-пучковая обработка проводилась на стадии эксплуатации, составляющей ~ 4 месяца работы пробойника (этому времени соответствовал перегиб на кривой зависимости скорости ультразвука от срока эксплуатации). ЭПО подвергался участок с зафиксированной ультразвуковой диагностикой поврежденной зоной. После данной обработки пробойник продолжал эксплуатироваться в прежнем режиме. В результате выполнения тестовых испытаний установлено, что срок эксплуатации увеличился до 12 месяцев. Это позволило заметно улучшить технико-экономические показатели. Фактический экономический эффект от использования предложенной технологии на ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» составил 2,4 млн. руб. в год в ценах 2013 г. при долевом участии автора 600 тыс. руб. (Приложение А).

В интенсивном режиме, близком к усталостному нагружению, работают режущие части проходческих и добывающих комбайнов. Эти режущие части состоят из сварных композиций твердосплавных резцов, вставляемых в кулачки конической головки. Частый выход из строя этих композиций явился поводом для проведения исследований по увеличению срока службы этих деталей за счет электронно-пучковой обработки. Проведенными исследованиями были выявлены оптимальные режимы ЭПО, осуществление ЭПО в этих режимах опытной партии сварных композиций резцов. Промышленные испытания показали увеличение технико-экономических параметров, обеспечивающих экономический эффект в размере 3 млн. рублей (долевое участие автора 750 тыс. рублей) (Приложение Б).

В процессе выполнения диссертационной работы учеными кафедры физики СибГИУ совместно со специалистами ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» были выполнены ГОСТовские усталостные испытания образцов из рельсовой стали Э76Ф после ЭПО. Эти тестовые испытания подтвердили порядок (-2,25 раза) роста усталостного ресурса рельсовой стали, подвергнутой ЭПО (Приложение В).

Это еще одно подтверждение общих закономерностей явления увеличения усталостного ресурса нержавеющих сталей различных структурных классов электронно-пучковой обработкой, зарегистрированного в качестве открытия [253].

Справки и акты об использовании результатов работы

ЕЕВРАЗИ

отелловладдаиюнсжскшстао

мы делаем мир сильнее

«ШРАЗ ОБЪЕДИНЕННЫЙ ЗАПАДНО-СИБИРСКИМ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОМЬИ^Ат

Акт

Настоящим актом подтверждается, что по результатам выполнения комплекса исследовательских работ, в рамках диссертационной работы В.А. Гришунина «Повышение усталостной долговечности рельсовой стали электронно-пучковой обработкой», в рельсобалочном цехе ОАО "ЕВРАЗ ЗСМК" проведена обработка высокоинтенсивными электронными пучками с параметрами: плотность энергии пучка электронов 20-40 Дж/см2, длительность импульса воздействия 50-150 мкс, количество импульсов - 3, частота 0,3 Гц, пуансонов, состоящих из сварных соединений твердосплавного пробойника из стали Р9 со штамповой матрицей из стали 40, используемых для прошивки отверстий в накладках и подкладках для железнодорожных рельсов.

Электронно-пучковая обработка увеличила срок службы пуансонов на ~ 25 %, что соответствует повышению э экономической эффективности эксплуатации одного пуансона на 1800 рублей. За 2012 г. экономический эффект составил 2,4 млн. рублей при долевом участии автора 600 тыс. рублей.

Начальник управления по технологии

Производства рельсового проката

Главный специалист по Транспортному металлу

В.В. Могильный

Общество с ограниченной ответственностью «.ПРОЕКТГИДРОУГОЛЬ'Н»

654000, г.Новокузнецк,ул. Бардина21-80!, тел.{384-3) 70-25-90факс[phone] E-mail: [e-mail] ИНН 4217084490 КПП 421701001 p.c. 40702810400000002819 в АКБ НМБ (ОАО) г.Новокузнецк БИК 043209705 к.с. 30101810700000000705

СПРАВКА

об использовании результатов диссертационной работы В.А. Гришунина

Результаты, полученные в диссертации В.А. Гришунина «Повышение усталостной долговечности рельсовой стали электронно-пучковой обработкой» в части данных о увеличении усталостного ресурса стальных изделий после электронно-пучковой обработки (ЭПО) были использованы ООО «Про-ектгидроуголь-Н» для подбора оптимальных режимов обработки сварных композиций твердосплавных резцов с режущей частью из сплава ВК-8 в кулачке конической головки комбайна ГПКС в процессе эксплуатации в условиях ОАО «Шахта им. Ф.Э. Дзержинского» ОАО УК «Прокопьевскуголь». Внедрение ЭПО привело к увеличению срока службы деталей и сокращению межремонтного периода, а также к увеличению технико-экономических показателей. Экономический эффект от внедрения электронно-пучковой обработки составил 3 млн. руб. в год в ценах 2013 года при долевом участии автора 750 тыс. рублей.

Б.Я. Целлермаер