CC BY
98
УДК 621.771
ДОСТИЖЕНИЯ МАГНИТОГОРСКИХ УЧЁНЫХ В ОБРАБОТКЕ МАТЕРИАЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
(научный обзор)*
Гун Г.С.
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Россия
Вступление
Предлагаю обзор результатов теоретических достижений одной из ведущих профильных кафедр МГТУ им. Г.И. Носова - кафедры машиностроительных и металлургических технологий (ММТ) [1-6]. Кафедра ММТ образована в 1969 г. и за эти годы открыты 5 специальностей: в 1969 г. - «Обработка металлов давлением» (первая и единственная в стране на протяжении многих лет специализация - «Метизное производство»); в 1987 г. - «Порошковая металлургия, композиционные материалы, покрытия»; в 1995 г. - «Стандартизация и сертификация (в металлургии)»; в 1998 г. - «Сервис и техническая эксплуатация транспортных и технологических машин», «Материаловедение в машиностроении»; в 2010 г. - «Наномате-риалы». В 2008 г. открыт «НИИнаносталей». В 1996 г. создан на базе МГТУ и ОАО «ММК» «Уральский региональный центр Академии проблем качества РФ», при МГМИ - «Ассоциация стандартизации, сертификации, контроля качества продукции и услуг», а также лицензированные Орган сертификации и Международный технический комитет по стандартизации продукции. Создан сначала кандидатский, затем докторский диссертационный совет по специальности «Стандартизация и управление качеством продукции» (металлургия) - уникальный и единственный по этой специальности для металлургии. Только на ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» («ММК») свыше 100 человек защитили докторские и кандидатские диссертации в диссертационных советах нашего вуза, а всего только в совете по качеству МГТУ выпущено свыше 30 докторов и кандидатов наук.
Состояние вопроса
В 1999 г. впервые в вузе Государственной премией в области науки и техники удостоен коллектив учёных кафедры во главе с профессором Стеблянко В.Л. за создание непрерывной промышленной линии по производству биметаллической проволоки на Магнитогорском метизно-металлургическом заводе [1, 2].
Во главе с доцентом В.Д. Голевым молодые учёные М.В. Чукин, И.Ю. Мезин, М.Я. Митлин спроектировали цех порошковой металлургии на Белебеевском заводе «Бел-сельмаш». Идеи молодых учёных И.Ю. Мезина, И.Г. Гуна, М.В. Чукина по переработке чугунной обрези изложниц в порошок послужили толчком к созданию мини-завода порошковой металлургии «Феррум» на базе ОАО «ММК». Впервые в регионе мы стали производить порошковые изделия для ВАЗа, затем во главе с профессором И.Г. Гуном создано предприятие по выпуску автокомпонентов - ЗАО «БелМаг», которое в настоящее время является лидером по производству автокомпонентов в России и фактически служит базовой кафедрой университета на производстве [3-5].
Нельзя не отметить издательскую деятельность кафедры ММТ, выпустившей за эти годы сотни книг, монографий, пособий, сборников; занимающей лидирующие позиции в выпуске ваковского журнала «Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова», журналов «Обработка сплошных и слоистых материалов», «Качество в обработке материалов».
Работа подготовлена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках выполнения государственного задания Магнитогорскому государственному техническому университету им. Г.И. Носова № 11.1525.2014К от 18.07.2014 г., а также реализации комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства, выполняемого с участием российского высшего учебного заведения (договор 02. G25.31.0040 от 11.02.2013г.).
Кафедра всегда отличалась самобытностью и новаторством в теоретических разработках. Так, первый заведующий кафедрой, профессор Аркулис Г.Э. разработал уникальную теорию совместной пластической деформации разнородных металлов, послужившую базой для решения задач конструирования и обработки слоистых материалов различных композиций и назначения. Эта теория в то время явилась прорывом в теории совместной деформации материалов с различными характеристиками, получила мировое признание и распространение [6, 7].
Тесное сотрудничество кафедры с метизными заводами страны и с единственным в то время исследовательским метизным центром СССР - ВНИИметизом позволили занять лидирующие позиции в теории метизного производства. Мощная группа метизников: Бела-лов Х.Н., Коковихин Ю.И., Кулеша В.А., Клековкина H.A., Дорогобид В.Г., Щеголев Г.А., Харитонов В.А., Манин В.П., Чукин М.В., Корчунов А.Г. и др. фактически обеспечила теоретическую платформу метизной подотрасли СССР, а затем и России [8-12].
Международное признание получила и научная школа «порошковиков»: В.Д. Голев, И.Ю. Мезин, М.В. Чукин, М.Я. Митлин, Э.М. Голубчик, М.А. Полякова и др. На рубеже 8090-х годов прошлого столетия в университете при кафедре ММТ открыта специальность «Порошковые и композиционные материалы, покрытия» и начата подготовка высококвалифицированных инженерных кадров в области порошковых технологий и нанесения покрытий. В 1988 г. по заданию Государственного комитета по образованию СССР научно-педагогический коллектив кафедры назначен разработчиком учебного плана по специальности «Порошковые и композиционные материалы, покрытия» для всех вузов СССР.
Представители научного коллектива, вовлеченные в научные исследования по проблемам порошковой металлургии и нанесения покрытий (научные руководители - Мезин И.Ю., Чукин М.В.), приняли участие в 17 научно-исследовательских работах, в числе которых 3 федеральные научно-технические программы по исследованиям в области порошковой технологии, Международный проект с техническим университетом г. Хемниц (ФРГ), 6 грантов по фундаментальным проблемам в области металлургии и в области машиностроения. Под руководством И.Ю. Мезина разработаны теоретические принципы построения технологических процессов производства пористых металлоизделий для различных отраслей промышленности, заключающиеся в использовании холодной пластической деформации в качестве операции, обеспечивающей не только форму и размеры, но и одновременное формирование материала готового изделия, получены новые научные знания о консолидации отдельных элементов пористой металлической среды при холодном прессовании [13-18].
С кафедры ММТ вышла группа учёных, создавших кафедру технологий, сертификации и сервиса автомобилей и новое научное направление - Теория и практика производства метизов для автопрома: И.Г. Гун, И.Ю. Мезин, И.А. Михайловский, В.И. Куцепендик, В.В. Сальников, Д.С. Осипов и др. Научным коллективом под руководством д.т.н. Гуна И.Г. разработаны новые и усовершенствованы существующие процессы обработки давлением такие, как: планетарная обкатка, запрессовка, высадка, штамповка и планетарно-поворотная обкатка, закатка и др.; разработана концепция производства метизов для автопрома; пакеты методик расчета и испытательные стенды для автомобильных метизов. ЗАО «БелМаг», во многом благодаря своим теоретическим разработкам, стал лидером в России по производству автокомпонентов [19-40].
Новая концепция конструирования и формирования покрытий в процессах ОМД на основе принципа обеспечения динамической устойчивости технологического и эксплуатационного деформирования при стохастичности параметров управления и состояния разработана Чукиным М.В. Им предложен метод сравнения двух специальных нечетких множеств в задачах технологического и эксплуатационного деформирования изделий с покрытиями, учитывающий этапность и значимость целей соответствующих показателей для комплексного критерия оптимизации; создана реологическая модель упругопластической пористой слоистой среды с межслойными границами произвольной формы и пространственной ориентации; получены условия совместной пластической деформации некомпактных элементов
многослойного материала для случаев отсутствия и наличия деформационного упрочнения твердой фазы элементов композита. Под руководством М.В. Чукина проведен комплекс теоретических изысканий, в результате получены новые научные знания о процессе волочения проволоки с полимерными покрытиями при детерминированных значениях микрогеометрии межслойной границы и случайно-вероятностном характере распределения показателей микрогеометрии межслойной границы; определены границы устойчивости процесса электроконтактного напекания двухслойных покрытий при детерминированных значениях пористости и случайно-вероятностном характере распределения пористости по объему элементов композиции; выведены зависимости влияния параметров состояния пористых покрытий из самофлюсующихся порошковых сплавов на эксплутационные показатели изделий с покрытиями при механическом воздействии абразивной средой. В результате исследований предложены теоретические принципы разработки оптимальных процессов технологического деформирования изделий с покрытиями и оптимальных конструкций покрытий в процессах эксплуатационного деформирования [41-48].
В конце прошлого столетия под руководством автора в МГТУ предложено новое научное направление - квалиметрия промышленной продукции и производственных процессов в металлургии, разработаны методология и методы комплексной количественной оценки материальных объектов, являющихся продуктом труда, технологических процессов, процессов организации работы предприятий и учреждений. Направление включает в себя разработку методов структурирования интегрального качества объекта, функционально-целевой анализ качества, исследование качества с использованием метода QFD, исследование взаимодействий отдельных свойств, разработка методов оценки отдельных и комплексных свойств, разработка методов свёртки единичных и комплексных оценок в интегральную. Предложенное нами направление основывается на холистическом подходе и теоретических положениях теории систем и системного анализа, исследовании синергетических эффектов, математическом аппарате классической и нечёткой логики [49-56].
В 21-м веке кафедра ММТ (зав. кафедрой Чукин М.В.) получила новое мощное «дыхание». Создана современная, мирового уровня лабораторно-исследовательская база, выиграны «немыслимые» конкурсные программы и гранты, только за последние 5 лет с суммой более 300 млн. руб., где особенно значимы проекты по созданию нового высокотехнологичного производства [56-67].
С 2007 г. на кафедре ММТ под руководством проф. Чукина М.В. проводится комплекс научно-исследовательских работ, направленных на установление закономерностей формирования структуры и свойств ультрамелкозернистых (УМЗ) углеродистых сталей, методами деформационного измельчения [74-83]. Под УМЗ мы понимаем поликристаллические материалы с размером зерен менее 1000 нм, свойства которых значительно отличаются от свойств крупнозернистых материалов, что определяет реальные возможности их практического применения в разнообразных отраслях науки и техники. Исследования были начаты под руководством Чукина М.В. и Копцевой Н.В. при участии сотрудников Института физики перспективных материалов ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет», которые оказали существенную помощь в осуществлении равнока-нального углового прессования (РКУП), одного из наиболее эффективных методов деформационного получения УМЗ структуры с размером зерна менее 1000 нм.
Копцевой Н.В. были доказаны феноменологические особенности структурных превращений в углеродистой конструкционной стали при деформационном измельчении зерна до размера 200-500 нм методом РКУП, выявлено влияние на них предварительной термической обработки и последующих деформационного и термического воздействий. Определен механизм влияния структурообразования в углеродистых конструкционных сталях на механические свойства, формирующиеся в процессе РКУП и при последующих деформационно-термических воздействиях, которые характеризуются высоким уровнем прочностных характеристик при сохранении удовлетворительных пластических характеристик и ударной вязкости [78-80]. Раскрыты специфические особенности структурных превращений и механизма
рекристаллизации при нагреве УМЗ низко- и среднеуглеродистой стали, объясняющие высокую стабильность ее структуры и свойств при термическом воздействии [81]. Эти результаты вносят вклад в расширение представлений металловедения о фазово-структурных превращениях в сталях при внешних воздействиях и о влиянии структуры на их свойства.
В качестве способа формирования УМЗ структуры материала был разработан метод равноканальной угловой свободной протяжки, реализация которого позволила управлять свойствами металлов в условиях непрерывности технологического процесса изготовления проволоки [69, 70-72].
Полученные результаты показали возможность использования РКУП для получения в дешевых нелегированных сталях свойств, характерных для легированных сталей после упрочняющей термической обработки, для пластифицирования стали и успешного проведения последующей холодной пластической деформации с формированием высоких прочностных характеристик продукции. Была создана база данных, зарегистрированная в государственном реестре, позволяющая прогнозировать комплекс механических свойств УМЗ сталей и обеспечивающая накопление и подготовку исходных данных для создания новых технологических процессов с использованием методов интенсивной пластической деформации (ИПД) при производстве различных видов металлопродукции.
Внедрение результатов исследований позволяет значительно расширить класс конструкционных материалов для изготовления металлических изделий, обладающих повышенными прочностными свойствами, что имеет большое значение для металлургии и машиностроения и приносит существенный экономический эффект.
Эти работы получили развитие в настоящее время: с использованием физического моделирования на современном комплексе ИееЫе 3500 в МГТУ исследуется возможность деформационного измельчения и получения УМЗ структуры углеродистой стали методами высокоскоростной и многоцикловой горячей пластической деформации [69-81].
Барышниковым М.П. разработан и внедрен новый подход к регламентации поверхностного слоя металлических изделий, заключающийся в рассмотрении зоны контактирования двух поверхностей как некоторой некомпактной пористой среды, где можно выделить две основные области: материал и пустое пространство. Применение такого подхода при рассмотрении процессов контактирования поверхностей позволяет использовать для моделирования и прогнозирования теоретические закономерности и математический аппарат, известные в механике некомпактных сред и порошковой металлургии [82, 83]. Барышниковым М.П. предложена методика прогнозирования механических свойств и напряженно-деформированного состояния (НДС) в процессах обработки давлением стальных заготовок с различными структурными неоднородностями (неметаллические включения, газовые поры, направленная структура, вследствие неоднородности деформации). Методика основана на представлении металлов, как некомпактной среды, и реализована методами конечно-элементного и аналитического математического моделирования [84, 85].
В основе наиболее распространенных программных пакетов по расчету процессов ОМД лежит механика сплошных сред. Математическая модель процесса деформации металла, представленная системой двадцати девяти дифференциальных уравнений, была создана с использованием некоторых упрощений, что влечет за собой рост погрешности результата вычислений. Ввиду сложности аналитического решения системы двадцати девяти дифференциальных уравнений применяют численные методы, самым распространенным из которых является метод конечных элементов. Применение численных методов, в свою очередь, также способствует увеличению погрешности вычислений.
В 1928 г. появилась фундаментальная работа Куранта, Фридрихса и Леви, посвященная численному решению дифференциальных уравнений в частных производных [86]. Интерес авторов заключался в использовании конечно-разностных методов решения дифференциальных уравнений как инструмента математики. Дискретизируя дифференциальные уравнения, доказывая сходимость дискретной системы к дифференциальной и, наконец, устанавливая существование решения дискретной системы алгебраическими методами, они доказывали
теоремы существования и единственности решений для эллиптических, гиперболических и параболических дифференциальных уравнений. В этой работе было также получено и объяснено знаменитое необходимое условие устойчивости Куранта-Фридрихса-Леви, которое в современной терминологии гласит, что число Куранта должно быть меньше единицы. Этот подход является частным случаем клеточных автоматов [87]. В плане точности модели динамики клеточные автоматы конкурентоспособны, по крайней мере, с точки зрения их вычислительной эффективности.
Клеточные автоматы являются дискретными динамическими системами, эволюция которых полностью определяется в рамках локальных зависимостей, что также свойственно большому классу непрерывных динамических систем, определенных уравнениями в частных производных. Клеточный автомат в каком-то смысле подобен физическому понятию «поля». Если представить клеточный автомат как своеобразный мир, где пространство расчерчено равномерной сеткой, каждая клетка (ячейка) которой характеризуется конечным количеством определенных параметров, время представлено последовательностью тактов, а законы мира представлены конечной таблицей переходов состояний для всех ячеек в зависимости от состояний соседних ячеек, то эта система достаточна для реализации сложных структур и явлений. Необходимо также отметить достоинство клеточных автоматов в общей парадигме параллельных вычислений [87].
Первой нашей попыткой создать модель реальной среды была система подвижных клеточных автоматов [88]. Среда представляла собой конечное количество элементарных элементов, взаимодействующих друг с другом по некоторому закону. В список параметров, характеризующих каждый элемент, входили координаты центра масс, масса и компоненты скорости. Варьируя закон взаимодействия элементов, можно было изменять свойства среды. Но эта система имела ряд недостатков, в частности, потребность в гигантской вычислительной мощности ПК, поскольку приходилось рассчитывать взаимодействия каждого элемента с каждым, а также количество тактов было слишком велико.
Вторая модель представляет собой классический клеточный автомат. Плоскость разделена на элементарные квадратные ячейки, а время, в свою очередь, - на такты.
В построенной нами модели рассматривается абстрактное возмущение, распространяющееся от источника по заданной области. Это отражает наиболее общий подход к моделированию физических взаимодействий в среде.
Обобщающий подход открывает широкие перспективы для моделирования процессов ОМД. В этом случае возмущением может быть изменение положения материальной точки, скорость материальной точки, сила, напряжения, деформации. Клеточно-автоматная модель открывает широкие перспективы для разработки эффективных программ расчета НДС заготовки в процессе обработки давлением [88, 89].
В последние годы в вузе интенсивно развивается теория качества в рамках научной школы «Разработка и развитие теории квалиметрии и управления качеством продукции и производственных процессов» [90-102]. Рубиным Г.Ш. предложены основы функционально-целевого анализа [103-109]. Разработано понятие «функция объекта» (изделия, процесса), основанное на фундаментальных представлениях о взаимодействиях в физике. Определены три функции изделий, которые существенны для оценивания метизов: транспортная, монтажная и эксплуатационная. Обоснован и определен период существования объекта оценивания, в котором он выполняет потребительские функции. Этот период предложено назвать потребительской фазой. Разработан метод анализа структуры качества объекта, основанный на анализе функций, выполняемых при его потреблении. Исследователями МГТУ реализуется системный подход к комплексной оценке качества. Определён комплекс требований к операции свёртки, уточняющий известные ранее и опирающийся на положения логики относительных оценок. Введено понятие «акселерация оценок при свёртке», отражающее свойство эмерджентности в системах. Дано его математическое определение. Предложены функции свёртки, удовлетворяющие обоснованному в работе комплексу требований.
Мы считаем весьма продуктивным и разрабатываем процессный подход к оценке результативности технологического процесса. Разработаны понятия и методы локальной, глобальной и комплексной результативности многооперационного процесса производства, основанные на функциональном подходе к оценке технологического процесса, и методы их оценки, а также новые методы совершенствования технологических процессов с целью получения заданного качества метизов, повышения результативности технологического процесса.
Разработаны методы оценки требований к заготовке на основе нечёткого моделирования для получения требуемого качества метизов в заданном технологическом процессе и метод факторного анализа результативности технологического процесса, позволяющий оценивать потенциальные возможности операций для повышения результативности процесса.
Разработан функциональный метод анализа качества витых изделий, отличающийся наиболее полным учётом требований потребителя к кабелю. Определены понятия «функция изделия» и «свойство изделия». Методом функционального анализа разработана структура качества геофизического кабеля, отличающаяся сетевым строением. Анализ структуры свойств изделия позволил выявить новое потребительское свойство геофизического кабеля -«жесткость», определяемое количественным показателем «осевая жесткость».
Разработана номенклатура показателей, характеризующая эффективность процесса производства шаровых пальцев, включающая комплекс требований потребителя к качеству продукции и специальные требования к технологическому процессу. Разработана методика оценки технологической эффективности процессов производства шаровых пальцев, основанная на вычислении комплексной оценки с учётом свойства акселерации комплексной оценки.
Предложен комплексный показатель результативности технологического процесса производства высокопрочной арматуры железобетонных шпал (ЖБШ), формирующийся на основе глобального и локального показателей процесса и метод его анализа, позволивший определить технологические резервы для достижения заданного уровня потребительских свойств готовой продукции.
На основе разработанной методики нечёткого моделирования технологического процесса получены математические модели пооперационного изменения прочностных и пластических свойств заготовки для производства самонарезающих винтов на этапе подготовки металла к холодной объемной штамповке [103-109].
Корчуновым А.Г. предложена методология разработки и применения математических моделей с элементами нечеткой логики для управления показателями качества металлических изделий в процессах их формирования и технологической наследственности при разработке новых и совершенствовании действующих технологий метизного производства [110115]. Формализована процедура описания параметров управления процессами обработки, параметров состояния и показателей качества металлических изделий нечеткими и лингвистическими переменными. Разработана последовательность структурной и параметрической идентификации математических моделей с элементами нечеткой логики управления показателями качества продукции [110-112]. Сформулированы принципы анализа неблагоприятных наследственных связей в процессах формирования качества продукции, предложены и разработаны технологические мероприятия, направленные на подавление их развития или устранение с учетом специфики взаимодействия методов обработки различной физической природы в технологиях метизного производства [113-115].
В рамках научной школы «Разработка и развитие теории квалиметрии и управления качеством продукции и производственных процессов» Голубчиком Э.М. предложены научно обоснованные подходы к адаптивному оперативному управлению качеством металлопродукции применительно к многовариантным технологическим системам [116-119]. Сформированы теоретические положения и построены различные модели и алгоритмы, реализующие методы оперативного технологического воздействия на показатели качества металлопродукции в процессе ее изготовления при возможной многовариантности технологической
системы, обеспечивающие гарантированное достижение желаемого потребителем уровня качества. Такой подход позволяет предприятию-производителю наиболее эффективным образом использовать имеющиеся у него ресурсы для повышения своих конкурентных преимуществ, исключая затратные методы «проб и ошибок» при разработке технологий производства новых видов продукции. Учеными вуза в кооперации со специалистами-практиками проводятся комплексные исследования по применимости данной методологии при освоении инновационной металлопродукции, обладающей глубокой степенью переработки в условиях таких предприятий как ОАО «ММК», ОАО «Мотовилихинские заводы» (г. Пермь).
Повышение качества продукции является важным фактором, определяющим конкурентоспособность продукции. Это обеспечивается путем выстраивания надежных отношений между потребителями и производителями. Особую актуальность приобретают проблемы повышения качества продукции на современном этапе интеграции российской экономики в мировое экономическое пространство. Это требует решения ряда задач, среди которых совершенствование системы стандартизации на всех уровнях производственных отношений. К настоящему времени накоплен багаж знаний, разработаны принципы и методы стандартизации, нормативная база стандартизации насчитывает сотни нормативных документов. Однако, следует отметить отсутствие научных основ стандартизации; зачастую нормы, регламентируемые в стандартах, не соответствуют современному уровню развития техники и технологий; разработка, принятие и утверждение стандартов занимает довольно длительный промежуток времени; практически не действует заявляемый принцип опережающей стандартизации. Все это сдерживает быстрое внедрение современных достижений науки в действующее производство [120].
О качестве металлопродукции судят, прежде всего, по степени соответствия показателей качества требованиям нормативно-технической документации (НТД). Система обязательных требований в металлургии представлена более, чем 20000 нормативных документов, в основном советского периода. Она неудобна для применения, часто имеет рамочный характер, содержит завышенные, дублирующие и избыточные требования, не гармонизирована с мировой практикой. Общероссийский каталог стандартов Ростехрегулирования содержит перечень 1855 государственных стандартов по разделу 77 «Металлургия». Многие ГОСТы устарели и не отвечают новым требованиям и принципам стандартизации; не отражают в полной мере рыночных отношений. Кроме того, действующие в настоящее время отраслевые стандарты в большинстве характеризуются несистематизированностью, значительной долей устаревших требований, отсутствием программы развития.
Стандартизация характеризуется тем, что имеет объект, в качестве которого выступают предметы, явления, процессы, повторяющиеся в виде различных вариантов, причем выбранный из этого множества вариант должен быть оптимальным. Поиск оптимального варианта должен производиться на научной основе с использованием математической статистики, теории вероятностей, комбинаторной математики и т.д. Стандартизация предполагает определенный набор действий: выбор или разработку оптимальных решений, их узаконивание и оформление по установленному порядку, их практическое применение в практике по строго регламентированным правилам, т.е. стандартизацию можно рассматривать как систему приемов трудовой деятельности, как метод работы.
Основными задачами стандартизации в области металлургического производства в настоящее время являются: упорядочение (систематизация) информации в НТД; унификация количества НТД на определенный вид продукции; разработка методических основ с учетом внедрения инноваций и модернизации металлургического производства, т.е. стандартизация должна быть действительно опережающей.
В МГТУ усилиями ученых Рубина Г.Ш., Поляковой М.А., Чукина М.В. и др. [120, 121] складывается новая наука о приёмах и методах разработки стандартов на промышленную продукцию. Для обозначения этой науки предложено использовать греческое слово 71ро Т\ЛЮ - стандарт. Следуя традициям словообразования русского языка - соединять названия предмета изучения с окончания «-логия», соответствующую науку о стандартизации
называем «Протипологня». Предметом данной науки является разработка методов согласования требований потребителя и возможностей изготовителя продукции. Этапами разработки стандартов являются:
1) разработка требований потребителя, как набора свойств и характеризуемых их измеряемых показателей;
2) установление соответствия между потребительскими свойствами и свойствами изделия, контролируемыми изготовителем продукции;
3) максимальное сближение позиций изготовителя и потребителя и разработка стандарта как оптимального компромисса позиций сторон.
Наши научно-практические разработки последних лет доказывают перспективность и возможность внедрения нанотехнологий в действующие технологические процессы производства металлоизделий различного назначения. Результатом практической реализации фундаментальных исследований в области формирования наноструктуры в углеродистых сталях при различных видах ИПД стали разработанные технологические процессы получения различных видов метизной продукции. Использование углеродистой стали с УМЗ структурой для производства различных видов металлоизделий (проволока, машиностроительный крепеж, высокопрочная арматура для ЖБШ и др.) позволяет не только получить характерный для данного структурного состояния комплекс прочностных и пластических свойств, но также в значительной степени расширяет области применения, приводит к экономии материальных и энергетических ресурсов.
Одним из примеров последовательной реализации предлагаемых этапов разработки стандартов, связанного с отсутствием нормативной базы для производства металлоизделий из сталей с УМЗ структурой, является разработанная нами технология производства высокопрочных болтов Ml6 из углеродистых сталей 20 и 45 после РКУП методом холодной высадки. Результаты испытаний показали, что использование УМЗ сталей может существенно повысить класс прочности болтов, что достаточно сложно обеспечить для данных марок стали традиционными методами обработки. Это объясняется деформационным измельчением структуры материала болтов и формированием в нем УМЗ структуры по всему сечению изделия. Согласно общей методологии протипологии в настоящее время реализованы первые два этапа разработки стандарта. В ходе первого этапа проведен анализ требований потребителей в получении высокопрочного крепежа с высокими значениями механических свойств. При этом немаловажную роль играет возможность замены легированных марок стали на углеродистые при сохранении требуемого уровня механических свойств. На втором этапе проведен комплекс теоретико-экспериментальных работ по установлению такой возможности. В настоящее время остро стоит необходимость разработки стандарта, либо разработки изменений в действующие нормативные документы, открывающие перспективы производства данного вида метизной продукции из углеродистых сталей с УМЗ структурой [11, 57-61, 63, 65, 66, 120, 121].
В 2010-2012 гг. специалистами ОАО «Магнитогорский метизно-калибровочный завод «ММК-МЕТИЗ» и учеными МГТУ реализован совместный проект по созданию высокотехнологичного производства высокопрочной арматуры диаметром 9,6 мм для ЖБШ высокоскоростных и тяжелонагруженных магистралей, поддержанный Министерством образования Российской Федерации. Реализация проекта была направлена на достижение значимой научной цели, заключающейся в формировании наноструктурированного состояния высокоуглеродистых сталей в объемных длинномерных изделиях [11, 57-61, 65, 66, 120, 121]. При реализации технологии первый этап разработки нормативной документации на этот вид металлопродукции реализоваан в виде требований ОАО «РЖД» как основного потребителя. На втором этапе учеными МГТУ и специалистами ОАО «ММК-МЕТИЗ» был проведен колоссальный объем экспериментальных исследований по установлению влияния режимов каждой операций технологического процесса на конечные потребительские свойства арматуры. В результате проведенных работ в действующие в ОАО «ММК-МЕТИЗ» технические условия ТУ 0930-011-01115863-2008 были внесены изменения в части расширения класса арма-
туры 1450К, а также нового вида исполнения: прутки со свободной длиной без резьбы на концах.
Несмотря на то, что по своим эксплуатационным характеристикам металлоизделия, получаемые из углеродистых сталей с УМЗ структурой, не уступают, а порой превосходят свои крупнозернистые аналоги, промышленное внедрение данных технологических процессов сдерживается отсутствием НТД. Основываясь на предлагаемом подходе, основным направлением развития стандартизации на современном этапе является использование основных положений протипологии для разработки стандартов, прежде всего отраслевого значения. Это будет являться базой не только для скорейшего внедрения, например, нанотехнологий в действующее промышленное производство, но станет значительным шагом вперед на пути адаптации требований отечественных стандартов мировым аналогам.
Кафедра ММТ МГТУ является практически единственной в России, выпускающей ме-тизников, тесно сотрудничает с предприятиями этой отрасли в сфере научной деятельности. В настоящее время ведущим ученым - метизником, профессором кафедры Харитоновым В. А. проводится комплекс исследований, направленных на повышение конкурентоспособности проволоки и канатов. Под его руководством защищено 12 кандидатских диссертаций, посвященных решению актуальных проблем метизной подотрасли страны [12, 122-125]. В.А. Харитоновым предложен пакет методик проектирования: калибровок валков станов сортовой холодной прокатки и роликовых волок; ресурсосберегающих технологических процессов изготовления проволоки различного назначения; параметров периодического профиля холоднодеформированной проволоки из низко- и высокоуглеродистых сталей и инструмента для его нанесения; маршрутов волочения проволоки и выбора параметров волочильного инструмента на основе оценки геометрической скоростной и контактной неравномерности деформации.
Разработана теория калибрующего пластического обжатия прядей и канатов гладких и периодического профиля в роликовых волоках и модель расчета параметров структурообра-зования при волочении проволоки в роликовых волоках радиально-сдвиговой деформации.
Разработаны, прошли опытное промышленное опробование, внедрены в производство на промышленных предприятиях (ОАО «БМК», ОАО «ММК-МЕТИЗ», ЗАО «Уралкорд» и др.) новые технологии производства проволоки круглой передельной из высоколегированных и легких сплавов; проволоки фасонного и периодического профиля; из легированных, низко - и высокоуглеродистых сталей, проволоки высокоуглеродистой под металлокорд. Работы проводились совместно с ведущими научно-исследовательскими институтами: ВНИИМетиз (г. Магнитогорск), ВИЛС (г. Москва), НИИЖБ (г. Москва), ВНИИЖелезобетон (г. Москва) и др. [12, 122-138].
Выводы
Таким образом, можно отметить, что почти за полвека деятельности кафедры машиностроительных и металлургических технологий МГТУ им. Г.И. Носова достигнуты серьезные результаты в развитии теории обработки металлов давлением и теории качества с широким внедрением на предприятиях металлургии и машиностроения Российской Федерации.
Список литературы
1. Колокольцев В.М. Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова. История. Развитие // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. № 1 (45). С. 5-6.
2. Колокольцев В.М., Разинкина Е.М., Глухова А.Ю. Подготовка квалифицированных кадров в условиях университетского комплекса // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12. № 1-2. С. 615-618.
3. Научная деятельность ГОУ ВПО «МГТУ» в условиях развития нанотехнологий / М.В. Чукин, В.М. Колокольцев, Г.С. Гун, В.М. Салганик, С.И. Платов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2009. № 2. С. 55-59.
4. Колокольцев В.М. Пять лет от аттестации до аттестации // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2008. № 1. С. 5-11.
5. Гун Г.С. Развитие теории обработки металлов давлением (научный обзор) // Вестник Южно-Уральского государственного университета. 2015. Т. 15. № 2. С. 34-49.
6. Гун Г.С. Инновационные методы и решения в процессах обработки материалов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. №4(48). С. 99-106.
7. Стеблянко B.JI. Создание технологий получения биметаллической проволоки и покрытий на основе процессов, совмещенных с пластическим деформированием: дис. ... д-ра техн. наук: 05.16.05 / Стеблянко Валерий Леонтьевич. Магнитогорск, 2000. 300 с.
8. Стеблянко В.Л., Ситников И.В.. Очистка и активация поверхности металлов перед плакированием и нанесением покрытий // «Черметинформация»: Обзорная информация. М., 1991. 22 с.
9. Использование чугунной стружки в качестве сырья для производства порошков / A.A. Гостев, Г.С. Гун, М.В. Чукин, И.Ю. Мезин и др. // Новые технологии получения слоистых материалов и композиционных покрытий: Материалы Междунар. науч.-техн. конф. Сочи. 5-8 октября 1992.
10. Гун Г.С., Мезин И.Ю. Production of Durable Materials and Products on the basis of steel carbide chromium // Advances in Materials & Processes international conference & exhibition 1619 февраля 1992. Бомбей, Индия, 1992.
11. Гун И.Г., Михайловский И.А., Осипов Д.С. и др. НПО «БелМаг» - 10 лет движения вперед / Магнитогорский Дом Печати. 2007. 104 с.
12. Аркулис Г.Э. Совместная пластическая деформация разнородных металлов. М.: Металлургия, 1964,- 272 с.
13. Аркулис. Г.Э., Дорогобид В.Г. Теория пластичности. М.: Металлургия, 1987. 352 с.
14. Белалов Х.Н., Клековкина H.A., Клековкин A.A., Никифоров Б.А., Гун Г.С., Корчу-нов А.Г., Зюзин В.И., Кулеша В.А., Савельев Е.В. Производство стальной проволоки: монография. Магнитогорск: МГТУ, 2005. 543 с.
15. Белалов Х.Н., Клековкина H.A., Гун Г.С., Корчунов А.Г., Полякова М.А. Стальная проволока: монография. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск, гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2011. 689 с.
16. Кулеша В.А. Изготовление высококачественных метизов (научный и практический опыт Белорецкого металлургического комбината). Коллективная монография. Белорецк: Магнитогорский Дом Печати, 1999. 328 с.
17. Производство высокопрочной стальной арматуры для железобетонных шпал нового поколения. Авторский коллектив. / Под общей редакцией М.В. Чукина / М.В. Чукин, А.Г. Корчунов, В.А. Бакшинов, М.П. Барышников, Г.С. Гун, Д.К. Долгий, Ю.Ю. Ефимова, В.М. Колокольцев, Н.В. Копцева, К.Ю. Куранов, В Н. Лебедев, И.Ю. Мезин, М.А. Полякова, В В. Чукин. М.: Металлургиздат, 2014. 276 с.
18. Харитонов В.А. Направления развития технологических процессов производства проволоки // Метизное производство в XXI веке: Межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск, 2001. С. 4-15.
19. Мезин И.Ю. Развитие теории и технологии формирования металлоизделий холодным прессованием структурно-неоднородных материалов: дис. ... д-ра техн. наук: 05.16.05 / Мезин Игорь Юрьевич. Магнитогорск, 2001. 360 с.
20. Мезин И.Ю. Формирование металлоизделий из структурно-неоднородных материалов: монография. Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова, 2000. 155 с.
21. Гун Г.С., Гун И.Г., Мезин И.Ю. и др. Эффективные способы глубокой переработки металла на базе Магнитогорских металлургических предприятий // Новые материалы и технологии НМТ-98: Материалы Всерос. науч.-техн. конф. М.: Изд-во «ЛАТМЭС», 1998. С. 72.
22. Ryabkov V.M., Gun G. S., Mezin I.Y. The principles of developing steel - carbide chrome composite powder materials by cold deformation of porous ingots // International Conference "Materials by Powder Technology - PTM 93", March 23-26, 1993, Дрезден (ФРГ).
23. Гун Г.С., Мезнн И.Ю. Исследование контактных явлений при развитии консолидации в порошковом материале // Материалы Междунар. науч.-техн. конф. «Новые технологии получения слоистых и порошковых материалов, композиционных покрытий», Сочи. 1993. С. 115-116.
24. Теоретические и технологические основы производства порошков и изделий регулируемого состава на основе железа / Г.С. Гун, И.Ю. Мезин, И.Г. Гун и др. // Материалы Российской межвуз. науч.-техн. конф. «Фундаментальные проблемы металлургии», Екатеринбург: УГТУ. 1995. С. 91.
25. Получение порошковых материалов и изделий (Опыт работы завода «Марс»): монография / Г.С. Гун, A.A. Гостев, И.Ю. Мезин, Е.Г. Козодаев, И.Ф. Тимошенко, И.Г. Гун. Магнитогорск, 1993. 112 с.
26. Поляков М.Г., Никифоров Б.А., Гун Г.С. и др. Калибровка профиля петли двери легкового автомобиля ВАЗ // В кн.: Теория и практика производства стальных фасонных профилей: сб. науч. трудов. Магнитогорск: МГМИ, 1971, вып. 106.
27. Производство и эксплуатация валков на металлургическом предприятии. Т. 4. Валковый инструмент для производства гнутых профилей. / М.Ф. Сафронов, В.Г. Антипанов, В.Ф. Рашников, В.Ф. Афанасьев, B.JI. Корнилов, Г.С. Гун, Н.Г. Шемшурова. Магнитогорск: МГТУ, 1999. 92 с.
28. Гун Г.С., Богатырев Ю.П., Кандауров JI.E. и др. Калибровка таврового профиля для тормозных колодок автомобиля «Москвич» // В кн.: Теория и практика производства стальных фасонных профилей: сб. науч. трудов. Магнитогорск: МГМИ, 1974, вып. 140.
29. Гун Г.С., Рубин Г.Ш., Богатырев Ю.П. и др. Поле скоростей при прокатке тавровых профилей в трехвалковых калибрах // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1979. № 4.
30. Гун Г.С., Гостев A.A., Гун И.Г. Концепция мини-завода порошковой металлургии с использованием в качестве сырья чугунной стружки // Новые технологии получения слоистых порошковых материалов, композиционных покрытий: Материалы Междунар. науч,-техн. конф. Сочи 7-10 сентября 1993.
31. Выбор материала и разработка технологии изготовления тормозных элементов дискового тормоза легковых автомобилей методом порошковой металлургии / Г.С. Гун, И.Ю. Мезин, О.Б. Толмачева, И.Г. Гун, A.A. Гостев, Е.Г. Козодаев и др. // Состояние и перспективы развития научно-технического потенциала Южно-Уральского региона: Материалы Меж-госуд. науч.-техн. конф. Магнитогорск: МГМИ, 1994. С. 124.
32. Использование порошков из чугунной стружки Магнитогорского металлургического комбината в антифрикционных материалах / Г.С. Гун, И.Ю. Мезин, О.Б. Толмачева, И.Г. Гун, A.A. Гостев, Е.Г. Козодаев и др. // Обработка сплошных и слоистых материалов: Межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. Г.С. Гуна. Магнитогорск: МГМА. 1994. С. 54-65.
33. Развитие машиностроительного производства в условиях АО ММК / Г.С. Гун, A.A. Гостев, В.А. Куц, В.Е. Хребто, И.Г. Гун // Труды второго конгресса прокатчиков. М., 1998. С. 334-336.
34. Гун И.Г., Михайловский И.А. Способ чистовой обработки неполных сферических поверхностей обкатыванием // Технология машиностроения. 2001. № 4. С. 12-15.
35. Совершенствование режимов планетарной обкатки головок шаровых пальцев на основе анализа микротопографии поверхности с целью повышения качества изделий / И.А. Михайловский, В.В. Сальников, Д.С. Осипов, И.Г. Гун // Вестник Череповецкого государственного университета. 2011. № 1 (т. 2). С. 39-44.
36. Сальников В.В., Михайловский И.А., Гун И.Г. Моделирование процесса разрушения шарового шарнира передней подвески автомобиля при осевом нагружении // Журнал ААИ. 2011. №2. С. 51-53.
37. Гун И.Г., Михайловский И.А. Анализ и совершенствование процесса планетарной обкатки головок шаровых пальцев // Совершенствование технологий производства и конструкций автомобильных компонентов: Сб. науч. тр. М.: ИД «ААИ-ПРЕСС», 2003. С. 119-123.
38. Михайловский И.А., Гун И.Г., Лапчинский В.В. Методика проведения и обработка результатов объединенных испытаний верхних шаровых пальцев передней подвески автомобилей ВАЗ 2101-2107 // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2004. № 4 (8). С. 43-50.
39. Стенд для испытаний шаровых шарниров: пат. 2263889 Рос. Федерация / И.А. Михайловский, И.Г. Гун, Ю.М. Ясаков и др.; БИ и ПМ. № 31.
40. Гун И.Г., Железков О.С., Михайловский И.А. Способ обработки неполной сферической головки шарового пальца поверхностным деформированием: пат. 2162785 Рос. Федерация; Бюл. № 4. 10.02.2001.
41. Шаровой шарнир: пат. 2475652 Рос. Федерация: МКИ F16C 11/06 / И.Г. Гун, В.И. Артюхин, Ю.В. Калмыков, П.Е. Левченко, В.В. Сальников, Е.И. Гунн;опубл. 20.02.2013, Бюл. № 5.
42. Шаровой шарнир рулевого управления: пат. 2501995 Рос. Федерация: МКИ F16C 11/06, B62D 7/16 / И.Г. Гун, В.И. Артюхин, Е.И. Гун, Ю.В. Калмыков, В.В. Сальников, В.И. Куцепендик; опубл. 20.12.2013, Бюл. № 35.
43. Шаровые шарниры шасси: совершенствование конструкций, технологий и методов оценки качества: монография / И.А. Михайловский, И.Г. Гун, Е.И. Гун, Е.Г. Касаткина. Магнитогорск: Изд-во: Магнитогорск, гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2014. 201 с.
44. Разработка, моделирование и совершенствование процессов производства шаровых шарниров автомобилей / И.Г. Гун, И.А. Михайловский, Д.С. Осипов, В.И. Куцепендик, В.В. Сальников, Е.И. Гун, Ал.В. Смирнов, Ар.В. Смирнов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. № 1 (45). С. 52-57.
45. Разработка процесса планетарно-поворотной обкатки / И.А. Михайловский, В.И. Куцепендик, Е.И. Гун, И.Г. Гун, В.В. Сальников // Металлургические процессы и оборудование. 2014. № 1. С. 39-45.
46. Разработка, моделирование и исследование процессов ОМД при производстве шаровых шарниров автомобилей / И.Г. Гун, Д.С. Осипов, И.А. Михайловский, Ю.В. Калмыков, В.И. Куцепендик, В.В. Сальников, Е.И. Гун // Инновационные технологии обработки металлов давлением: сб. докл. междунар. науч.-техн. конф. М.: НИТУ «МИСиС», 2011. С. 482-487.
47. Развитие процессов ОМД в производстве автокомпонентов / В.И. Куцепендик, И.Г. Гун, И.А. Михайловский, Д.С. Осипов, В.В. Сальников, Е.И. Гун, Ар.В. Смирнов, Ал.В. Смирнов // XIV International Scientific conference «New technologies and achievements in metallurgy, material engineering and production engineering: a collective monograph edited by Henryk Dyja, AnnaKawalek. Series: monographs No 31. Czestochowa. 2013. Pp. 309-316.
48. Чукин M.B. Развитие теории и оптимизация процессов технологического и эксплуатационного деформирования изделий с покрытиями: дис. ... д-ра техн. наук: 05.16.05 / Чукин Михаил Витальевич. Магнитогорск, 2001. 398 с.
49. Упрочняющие и восстанавливающие покрытия / Г.С. Гун, В.В. Кривощапов, М.В. Чукин, B.C. Адамчук, A.M. Цун. Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1991. 160 с.
50. Слоистые композиционные покрытия в метизной промышленности. Том 1 / Е.И. Кузнецов, М.В. Чукин, М.П. Барышников, О.В. Семенова. Магнитогорск: ПМП «МиниТип», 1997. 96 с.
51. Слоистые композиционные покрытия в метизной промышленности. Том 2 / Е.И. Кузнецов, М.В. Чукин, М.П. Барышников, О.В. Семенова. Магнитогорск: ПМП «МиниТип», 1997. 208 с.
52. Упрочнение прокатных валков напеканием чугунных порошков / A.A. Гостев, М.В. Чукин, Г.С. Гун и др. // Пути развития машиностроительного комплекса Магнитогорского металлургического комбината: сб. науч. тр. / Под ред. A.A. Гостева. Магнитогорск: МГМА, 1996. С. 168-171.
53. Гун Г.С., Чукнн М.В., Барышников М.П. Кинематика процесса волочения двухслойных композиций с полимерной составляющей // Материалы 5 Междунар. конф. «Пленки и покрытия». СПб., 1998. С. 5-8.
54. Чукин М.В. Развитие теории волочения проволоки с функциональными покрытиями // Материалы Первой Междунар. науч.-техн. конф. «Металлофизика и деформирование перспективных материалов». Самара. 1999. С. 36-37.
55. Гун Г.С., Чукин М.В. Оптимизация процессов технологического и эксплуатационного деформирования изделий с покрытиями: монография. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. 323 с.
56. Гун Г.С. Совершенствование технологии производства выскоточных: 05.16.05 / Гун Геннадий Семенович. М., 1985. 276 с.
57. Гун Г.С. Управление качеством высокоточных профилей: монография. М.: Металлургия, 1984, 152 с.
58. Гун Г.С., Сторожев С.Б. Расчет комплексного показателя качества на примере оценки качества стальных фасонных высокоточных профилей // Стандарты и качество. 1978. № 1.
59. Гун Г.С. Метод комплексной оценки качества металлопродукции // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1982. № 8.
60. Гун Г.С., Рубин Г.Ш., Пудов Е.А. и др. Комплексная оценка качества стальной канатной проволоки // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1983. № 12.
61. Гун Г.С. Теоретическое обоснование комплексной оценки качества металлопродукции Известия АН СССР. Металлы. 1983. № 4.
62. Гун Г.С. Критерии управления качеством процесса изготовления фасонных профилей Известия АН СССР. Металлы. 1984. № 2.
63. Михайловский И. А. Повышение результативности производства шаровых шарниров на основе регламентации комплекса требований к качеству изделий и материалов: дис. ... д-ра техн. наук: 05.02.23 / Михайловский Игорь Александрович. Магнитогорск, 2011. 310 с.
64. Высокопрочная арматура для железобетонных шпал нового поколения / С.Н. Ушаков, М.В. Чукин, Г.С. Гун, А.Г. Корчунов, М.А. Полякова // Путь и путевое хозяйство. 2012. № 11. С. 25-28.
65. Перспективы производства высокопрочной стальной арматуры для железобетонных шпал нового поколения на основе термодеформационного наноструктурирования / М.В. Чукин, Г.С. Гун, А.Г. Корчунов, М.А. Полякова // Черная металлургия: Бюллетень Черметин-формация. Вып. 4. 2012. С. 100-105.
66. Перспективы производства высокопрочной стальной арматуры для железобетонных шпал нового поколения на основе термодеформационного наноструктур ирования / М.В. Чукин, Г.С. Гун, А.Г. Корчунов, М.А. Полякова // Неделя металлов в Москве: Сб. тр. конф. 1518 ноября2011. М.: ВНИИМЕТМАШ, 2012. С. 79-87.
67. Chukin M., Gun G., Emaleeva D. Производство высокопрочной наноструктурирован-ной арматуры для железобетонных шпал // XIII International Scientific conférence "New technologies and achievements in metallurgy and materials engineering: a collective monograph edited by Henryk Dyja, Anna Kawalek. Sériés: monographs No 24. Czestochowa. 2012. P. 327332.
68. Перспективы производства высокопрочной стальной арматуры из высокоуглеродистых марок стали / М.В. Чукин, Г.С. Гун, А.Г. Корчунов, М.А. Полякова // Черные металлы. Декабрь 2012. С. 8-15.
69. Организация малотоннажного производства наноструктурированных заготовок из многофункциональных сплавов со специальными свойствами / В.М. Колокольцев, М.В. Чукин, Г.С. Гун, Э.М. Голубчик, А.С. Кузнецова // Труды IX конгресса прокатчиков (Том 1). Череповец, 16-18 апреля 2013. С. 248-251.
70. Исследование влияния технологических режимов на механические свойства и микроструктуру высокопрочной арматуры диаметром 9,6 мм / М.В. Чукин, Г.С. Гун, А.Г. Корчунов, М.А. Полякова, Н.В. Копцева, Д.К. Долгий, А.В. Лысенин // IX International Scientific
conference "New technologies and achievements in metallurgy and materials engineering: a collective monograph edited by Henryk Dyja, Anna Kawalek. Series: monographs No 31. Czestochowa. 2013. Pp. 367-373.
71. Реализация проекта малотоннажного производства наноструктурированных заготовок из многофункциональных сплавов со специальными свойствами / М.В. Чукин, Г.С. Гун, Э.М. Голубчик, A.C. Кузнецова, Н.Ю. Бухвалов, К.С. Пустовойт // XIV International Scientific conference "New technologies and achievements in metallurgy and materials engineering: a collective monograph edited by Henryk Dyja, Anna Kawalek. Series: monographs No 31. Czestochowa. 2013. Pp. 374-378.
72. Nanodimentional in high carbon steel structural part formation by thermal and deformation processing / Chukin M.V., Korchunov A.G., Gun G.S., Polyakova M.A., Koptseva N.V. // Vestnik of Nosov Magnitogorsk state technical university. 2013. № 5 (45). Pp. 33-35.
73. Перспективы производства высокопрочного крепежа из заготовок из углеродистых сталей с ультрамелкозернистой структурой / М.В. Чукин, М.А. Полякова, Г.Ш. Рубин, Н.В. Копцева, Г.С. Гун. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2014. № 1. С. 39-44.
74. Исследование физико-механических свойств и структуры высокопрочных многофункциональных сплавов инварного класса нового поколения / М.В. Чукин, Э.М. Голубчик, Г.С. Гун, Н.В. Копцева, Ю.Ю. Ефимова, Д.М. Чукин, А.Н. Матушкин // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. № 1 (46). С. 43-48.
75. Исследование эволюции структур наносталей 20 и 45 при критических степенях пластической деформации / М.В. Чукин, Р.З. Валиев, Г.И. Рааб, Н.В. Копцева, Ю.Ю. Ефимова // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2007. №4(20). С. 89-93.
76. Исследование формирования субмикрокристаллической структуры поверхностного слоя стальной проволоки с целью повышения уровня ее механических свойств / Г.С. Гун, М.В. Чукин, Д.Г. Емалеева, Н.В. Копцева, Ю.Ю. Ефимова, М.П. Барышников // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2007. № 3 (19). С. 84-86.
77. Формирование субмикрокристаллической структуры поверхностного слоя стальной проволоки методом РКУ-протяжки / Г.С. Гун, М.В. Чукин, Д.Г. Емалеева, Н.В. Копцева, В.В. Чукин, , М.П. Барышников // Труды седьмого конгресса прокатчиков. М., 2007. Т. 1. С. 364368.
78. Дифракционный электронно-микроскопический анализ субмикрокристаллической и нанокристаллической структуры конструкционных углеродистых сталей после равноканаль-ного углового прессования и последующего деформирования / М.В. Чукин, Н.В. Копцева, Р.З. Валиев, И.Л. Яковлева, G. Zrnik, Т. Covarik // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2008. № 1 (21). С. 31-37.
79. Наноструктурирование сталемедной биметаллической проволоки / Ю.Ю. Ефимова, Н.В. Копцева, В.В. Чукин, Д.Г. Емалеева, Т.А. Зубкова, O.A. Никитенко // Материалы 66-й науч-техн. конф. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. Т. 1. С. 49-52.
80. Колокольцев В.М., Петроченко Е.В., Молочкова О.С. Влияние химического состава, условий охлаждения при затвердевании на структуру и свойства жароизносостойких ком-плекснолегированных железоуглеродистых сплавов // Технология металлов. 2013. № 1. С. 10-14.
81. Производство многофункциональных сплавов инварного класса с повышенными эксплуатационными свойствами / В.М. Колокольцев, М.В. Чукин, Э.М. Голубчик, Ю.Л. Родионов, Н.Ю. Бухвалов // Металлургические процессы и оборудование. 2013. № 3 (33). С. 4752.
82. Колокольцев В.М., Гольцов A.C., Синицкий Е.В. Влияние первичной литой структуры жароизносостойких железоуглеродистых сплавов на их коррозионную стойкость //
Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2011. №2. С. 18-23.
83. Специальные чугуны, литье, термическая обработка, механические свойства: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Металлургия» (бакалавриат и магистратура) и по специальностям 150104 - Литейное производство черных и цветных металлов, 150105 - Металловедеие и термическая обработка металлов (специалитет) / В.М. Колокольцев, Е.В. Петроченко, В.П. Соловьев, C.B. Цыбров /
B.М. Колокольцев [и др.]; под ред. В.М. Колокольцева. Магнитогорск: МГТУ , 2009.
84. Брялин М.Ф., Колокольцев В.М., Гольцов A.C. Повышение эксплуатационных свойств отливок из жароизносостойких хромомарганцевых чугунов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2007. № 4. С. 22-25.
85. Влияние предварительной термической обработки на структуру и свойства углеродистых конструкционных сталей 20 и 45, наноструктурированных методом равноканального углового прессования / Н.В. Копцева, Ю.Ю. Ефимова, М.В. Чукин., М.А. Полякова // Черные металлы (пер. с нем.). 2010. июль. С. 14-19.
86. Формирование структуры и механических свойств углеродистой конструкционной стали в процессе наноструктурирования методом равноканального углового прессования / Н.В. Копцева, Ю.Ю. Ефимова, М.П. Барышников, O.A. Никитенко // Деформация и разрушение материалов. 2011. № 7. С. 11-17.
87. Criterion estimation of severe plastic deformation efficiency from the position of their influence on the carbon steel structures evolution / M.V. Chukin, N.V. Kopceva, J.J. Efimova, O.A. Nikitenko, M.A. Polyakova // CIS Iron and Steel Review, 2010. Pp. 28-31.
88. Механические свойства углеродистой конструкционной стали с ультрамелкозернистой структурой / М.В. Чукин, Н.В. Копцева, O.A. Никитенко, Ю.Ю. Ефимова // Черные металлы, специальный выпуск. 2011. С. 54-59.
89. Влияние температуры и длительности нагрева на термостабильность углеродистых конструкционных сталей с ультрамелкозернистой структурой, сформированной методом равноканального углового прессования / Н.В. Копцева, Ю.Ю. Ефимова, М.П. Барышников, Д. А. Михоленко // Деформация и разрушение материалов. 2011. № 8. С. 14-20.
90. Копцева Н.В., Михоленко Д.А., Ефимова Ю.Ю. Эволюция микроструктуры и свойств при нагреве феррито-перлитных углеродистых конструкционных сталей с ультрамелкозернистой структурой, сформированной интенсивной пластической деформацией // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2011. Т. 7. № 9.
C. 85-91.
91. Исследование структуры и свойств болтов, изготовленных из наноструктурированных углеродистых сталей / Ю.Ю. Ефимова, Н.В. Копцева, В.В. Чукин, М.А. Полякова, М.П. Барышников // Обработка сплошных и слоистых материалов: Межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. М.В. Чукина. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. № 38. С. 144-150.
92. Инновационный потенциал новых технологий производства метизных изделий из наноструктурных сталей / М.В. Чукин, Н.В. Копцева, М.П. Барышников, Ю.Ю. Ефимова, А.Д. Носов, Е.П. Носков, Б.А. Коломиец // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2009. № 2 (26). С. 64-68.
93. Копцева Н.В., Полякова М.А., Ефимова Ю.Ю., Кузнецова A.C., Мохнаткин A.B. Микроструктура и физико-механические свойства объемных ультрамелкозернистых материалов: Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2010620405 (29.07.2010); заяв. № 201062026 (07.06.2010); опубл. 20.12.2010. Бюл. ОБПБТ № 4 (75). С. 551.
94. Чукин М.В., Барышников М.П., Беляев А.О. Методика оценки коэффициента пропорциональности в процессах ОМД с применением средств объектно-ориентированного программирования // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2008. № 4 (24). С. 76-79.
95. Чукин М.В., Барышников М.П., Беляев А.О. Подход к определению коэффициента трения в задачах обработки металлов давлением на основе представления области контакта
как некомпактной среды // Известия вузов. Черная металлургия. М.: НИТУ «МИСиС». 2010. №3. С. 25-28.
96. Барышников М.П., Чукин М.В., Бойко А.Б. Анализ программных комплексов для расчета напряженно-деформированного состояния композиционных материалов в процессах обработки давлением // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2012. № 4 (40). С. 72-74.
97 Моделирование процесса волочения проволоки с учетом неоднородности структуры в программном комплексе SIMULIA ABAQUS / М.П. Барышников, М.В. Чукин, Г.С. Гун, А.Б. Бойко // Пластическая деформация металлов. Днепропетровск. 2014. С. 156-158.
98. R. Courant, К. Friedrichs, H. Lewy. Über die partiellen Differenzengleichungen der mathematischen Physik//Mathematische Annalen. 1928. T. 100. №1. C. 32-74.
99. Т. Тоффоли, H. Марголус. Машины клеточных автоматов: Пер. с англ. М.: Мир, 1991. 280 с.
100. Рубин Г.Ш. , Шишов A.A. Клеточно-автоматные модели деформируемой среды // Труды восьмого конгресса прокатчиков. Магнитогорск, 2010. С. 451^153.
101. Методологический подход к управлению качеством метизной продукции, основанный на нечетких множествах / Г.Ш. Рубин, Ф.Т. Вахитова, В.Н. Лебедев, E.H. Гусева, A.A. Шишов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2009. № 4 (28). С. 50-53.
102. Управление качеством продукции в технологиях метизного производства: Монография / Корчунов А.Г., Чукин М.В., Гун Г.С., Полякова М.А. М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2012. 164 с.
103. Разработка теории квалиметрии метизного производства / Г.Ш. Рубин, М.В. Чукин, Г.С. Гун, Д.М. Закиров, И.Г. Гун //Черные металлы. Июль 2012. С. 15-21
104. Протипология - новый этап развития стандартизации метизного производства / Г.Ш. Рубин, М.А. Полякова, М.В. Чукин, Г.С. Гун // Сталь. 2013. № 10. С. 84-87.
105. Разработка теории квалиметрии производства металлоизделий / Г.С. Гун, М.В. Чукин, И.Г. Гун, А.Г. Корчунов, И.Ю. Мезин, Г.Ш. Рубин, Д.М. Закиров // Труды IX конгресса прокатчиков (Том 1). Череповец, 16-18 апреля 2013. С. 237-244.
106. Квалиметрия в металлургии / Г.Ш. Рубин, Г.С. Гун, М.В. Чукин, А.Г. Корчунов // Качество в производственных и социально-экономических системах: материалы Междунар. науч.-техн. конф. Курск, 2013. С. 185-189.
107. Разработка теории квалиметрии в металлургической отрасли / G.Sh. Rubin, G.S. Gun, M.V. Chukin, I.G. Gun, A.G. Korchunov // XIV International Scientific conference "New technologies and achievements in metallurgy and materials engineering: a collective monograph edited by Henryk Dyja, Anna Kawalek. Series: monographs No 31. Czestochowa. 2013. P. 51-55.
108. Metallurgy qualimetry theory design and develorment / G.S. Gun, G.Sh. Rubin, M.V. Chukin, I.G. Gun, I.U. Mezin, A.G. Korchunov // Vestnik of Nosov Magnitogorsk state technical university. 2013. № 5 (45). P. 67-69.
109. Гун Г.С., Чукин М.В., Рубин Г.Ш. Управление качеством в метизном производстве // Металлургические процессы и оборудование. ООО «Технопарк Дон ГТУ «УНИТЕКС» (Донецк, Украина). 2013. № 4(34). С. 106-112.
110. Разработка и развитие теории квалиметрии металлургии / Г.С. Гун, Г.Ш. Рубин, М.В. Чукин, И.Ю. Мезин, А.Г. Корчунов, И.Г. Гун // Материалы 10-й Междунар. науч.-техн. конф. «Современные металлические материалы и технологии (СММТ'13)» (25-29 июня 2013 г. Санкт-Петербург). СПб., 2013.
111. Научно-педагогическая школа Магнитогорского государственного технического университета по управлению качеством продукции и производственных процессов / Г.С. Гун, И.Ю. Мезин, А.Г. Корчунов, М.В. Чукин, И.Г. Гун, Г.Ш. Рубин // Качество в обработке материалов. 2014. № 1. С. 5-8.
112. Генезис научных исследований в области качества металлопродукции / Г.С. Гун, И.Ю. Мезин, Г.Ш. Рубин, A.A. Минаев, А.Е. Назайбеков, X. Дыя // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. № 1 (46). С. 92-97.
113. Концептуальная модель ситуационного центра промышленного предприятия / М.Б. Гитман, К.С. Пустовойт, В.Ю. Столбов, С.А.Федосеев, Г.С. Гун // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. № 1 (46). С. 102107.
114. Актуальные проблемы квалиметрии метизного производства в период зарожденич шестого технологического уклада / Г.С. Гун, М.В. Чукин, Г.Ш. Рубин, И.Ю. Мезин, А.Г. Корчунов // Металлург. 2014. № 4. С. 92-95.
115. Рубин Г.Ш. Квалиметрия метизного производства: монография / Г.Ш. Рубин. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск, гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2012. 167 с.
116. Рубин Г.Ш., Герасимова З.А., Вайсман Д.И. Расчет и анализ использования производственных мощностей метизной промышленности: Монография. М.: Металлургия, 1985. 48 с.
117. Комплексная оценка эффективности процессов производства шаровых пальцев: Монография / И.Г. Гун, Г.Ш. Рубин, В.В. Сальников и др. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. 133 с.
118. Об оценках пластического формоизменения / Г.С. Гун, А.И. Крылов, Г.Ш. Рубин и др. // Известия АН СССР. Металлы. 1976. № 6. С. 109-112.
119. Сравнение различных способов обработки металлов давлением по эффективности формоизменения / Г.Ш. Рубин, Г.С. Гун, Ю.П. Богатырев и др. // Известия ВУЗов, Черная металлургия. 1980. № 5. С. 52-54.
120. Выбор эффективной технологии получения профилей повышенной точности для машиностроения / Г.Ш. Рубин, Г.С. Гун, Е.А. Пудов и др. // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1981. № 5. С. 155-157.
121. Исследование процесса высадки двухфланцевых шипов противоскольжения с использованием компьютерного моделирования / В.В. Андреев, Г.С. Гун, Г.Ш. Рубин, А.Г. Ульянов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2008. № 1 (21). С. 45-49.
122. Корчунов А.Г. Управление качеством метизной продукции на основе нечетких моделей описания технологической наследственности // Металлург. 2009. № 5. С. 50-53.
123. Korchunov A., Chukin М., Lysenin A. Methodology of developing mathematical models with fuzzy logic elements for quality indices control // Applied Mechanics and Materials Vol. 436 (2013). Pp. 374-381.
124. Корчунов А.Г., Лысенин A.B. Управление качеством метизной продукции в условиях неопределенности технологической информации // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2012. № 3 (39). С. 43-45.
125. Корчунов А.Г. К вопросу обеспечения качества продукции в технологиях метизного производства//Металлург. 2008. № 10. С. 67-72.
126. Корчунов А.Г. Совершенствование методики управления качеством продукции в технологических процессах метизного производства // Производство проката. 2008. № 12. С. 8-13.
127. Корчунов А.Г. Методология управления показателями качества продукции в технологиях метизного производства на основе моделей с элементами нечеткой логики: дис. ... д-ра техн. наук: 18.05.2010 / Корчунов Алексей Георгиевич. Магнитогорск, 2010. 320 с.
128. Голубчик Э.М. Адаптивное управление качеством металлопродукции // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. № 1 (45). С. 63-69.
129. Голубчик Э.М. Телегин В.Е., Рубин Г.Ш. Применение принципов технологической адаптации при управлении показателями качества в многовариантной технологической системе изготовления холоднокатаной ленты // Качество в обработке материалов. 2014. № 1. С. 34-41.
130. Применение адаптационных механизмов для повышения качества продукции с глубокой степенью переработки / Э.М. Голубчик, А.Г. Корчунов, К.Г. Пивоварова, A.B. Лы-сенин//Вестник Воронежского гос. техн. ун-та. 2011. № 5. С. 131-134.
131. Голубчик Э.М. Адаптивные подходы к управлению качеством продукции в многовариантных технологических системах //Методы менеджмента качества. 2013. № 7. С. 36-41.
132 Рубин Г.Ш., Полякова М.А. Развитие научных основ стандартизации // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. № 1 (45). С. 97-102.
133. Полякова М.А., Рубин Г.Ш. Современное направление стандартизации как науки // Черные металлы. 2014. № 6. С. 32-37.
134. Зюлин В.Д., Харитонов В.А. Устойчивость высокой полосы при прокатке в гладких валках. Сообщение 1 // Известия вузов. Черная металлургия. 1981. № 6. С. 60-63.
135. Зюлин В.Д. Харитонов В.А. Устойчивость высокой полосы при прокатке в гладких валках. Сообщение 2 //Известия вузов. Черная металлургия. 1982. № 2. С. 32-35.
136. Харитонов В.А. Развитие теории и технологии прокатки в четырехвалковых калибрах проволоки различного назначения // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: Межрегион, сб. науч. тр. Магнитогорск. 2002. С. 273-277.
137. Харитонов В.А., Корчунов А.Г., Зайцева М.В. Повышение эффективности технологического процесса изготовления низкоуглеродистой арматурной проволоки // Производство проката. 2005. № 8. С. 21-25.
138. Способ изготовления биметаллической проволоки: пат. 2008109 Рос. Федерация / В.Л. Стеблянко, Г.В. Бухиник, И.В. Ситников, В.В. Веремеенко, В.Л. Трахтенгерц, В.И. Людьчак.
УДК 621.778.5: 677.721
КАЛИБРУЮЩЕЕ ОБЖАТИЕ КАНАТОВ ДВОЙНОЙ СВИВКИ В РОЛИКОВОЙ ВОЛОКЕ*
Харитонов В.А., Лунев В.Е., Полякова М.А., Ефимова Ю.Ю.
ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия
Стальные канаты различных конструкций находят в настоящее время широкое применение практически во всех отраслях экономики, в связи с чем, повышение их конкурентоспособности на отечественных и зарубежных рынках является актуальной задачей для метизной отрасли черной металлургии Российской Федерации. Особенно это важно для подвижных канатов двойной свивки, которые являются массовым видом металлопродукции с глубокой степенью переработки и высокой добавленной стоимостью.
Особенностью этих канатов является также и то, что они эксплуатируются в условиях сложного напряженного состояния, постоянно подвергаясь одновременному действию растяжения, изгиба и кручения. Это требует от канатов прежде всего высокой изгибной жесткости. В целом же работоспособность канатов зависит от свойств проволоки, конструктивных и технологических режимов свивки прядей и канатов, способов и режимов силовой обработки: преформации, рихтовки, вытяжки (обтяжки), механикотермической обработки, пластического обжатия.
Наиболее широко применяемым в зарубежной и отечественной практике технологическим приемом является пластическое обжатие прядей и последующая их свивка в канаты. Такие канаты имеют обозначение ПК и представляют следующую ступень в эволюции развития стальных канатов по сравнению с канатами типа ТК и ЛК.
"3R-
Работа подготовлена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках выполнения государственного задания Магнитогорскому государственному техническому университету им. Г.И. Носова № 11.1525.2014К от 18.07.2014 г.
