Отзыв_оп._Сосенушкин_Е.Н. (Совершенствование технологии изготовления колец из титанового сплава ВТ6 путем определения рациональных режимов деформирования)

В диссертационный совет Д 212.141.04 МГТУ имени Н.Э. Баумана 105005, г. Москва, 2-ая Бауманская ул., д. 5 стр,1 ОТЗЫВ ОФИЦИАЛЬНОГО ОППОНЕНТА д.т.н., профессора Сосенушкина Евгения Николаевича на диссертацию Алимова Артема Игоревича «Совершенствование технологии изготовления колец из титанового сплава ВТ6 путем определения рациональных режимов деформирования», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.02.09 — Технологии и машины обработки давлением Акт альность аботыс Важнейшей задачей современного машиностроения является создание новых ресурсосберегающих технологий, повышение производительности труда и качества продукции.

Обработка металлов давлением относится к числу высокоэффективных способов получения деталей., позволяющих повысить производительность труда и обеспечить высокое качество изготавливаемых изделий. В авиационной промышленности широко применяют детали, полученные способами обработки давлением, а одними из широко используемых материалов, являются титановые сплавы. обладающие высокой удельной прочностью при нормальной и повышенных температурах. Однако титановые сплавы показывают сильную зависимость механических свойств от типа и параметров микроструктуры, которая, в свою очередь„ зависит от технологии изготовления изделий. Одним из способов повышения уровня механических свойств и их стабильности является получение регламентированной структуры.

Наиболее высокие требования по механическим свойствам и их стабильности предъявляются к элементам реактивных двигателей. При этом много важных деталей двигателей имеют форму кольца. Кроме того, кольца из титановых сплавов также используются в ряде других узлов летательных аппаратов. Следовательно, совершенствование технологии изготовления колец из титановых сплавов с целью повышения стабильности механических характеристик является актуальной задачей.

Со е жание аботыь Диссертация состоит из введения, пяти глав основного текста, общих выводов. Общий объем диссертации составляет !60 страниц. Диссертация содержит 156 рисунков, 19 таблиц и список литературы из 164 наименований. По своему содержанию, объему и оформлению диссертационная работа отвечает требованиям, предъявляемым ВАК РФ к кандидатским диссертациям. Во введении обоснована актуальность темы, приведены цель и задачи исследования и сформулированы основные положения, выносимые автором на защиту.

Первая глава посвящена обзору литературных источников по исследуемому вопросу. Проанализированы основные способы изготовления колец, их достоинства и недостатки, а также методы их расчета. Обосновано использование способа раскатки для получения титановых колец. Проведен обзор работ по исследованию влияния микроструктуры титановых сплавов на их механические свойства, проанализированы основные микроструктурные превращения, происходящие в титановых сплавах при обработке давлением и методы их моделирования. На основании анализа технической литературы сформулированы цель и задачи работы. Во второй главе разработана математическая модель технологического процесса раскатки колец из сплава ВТ6 на основе метода конечных элементов.

Сформулированы основные допущения, не приводящие к существенному упрощению задачи, что позволило адекватно описывать исследуемый процесс, Разработана методика прогнозирования микроструктуры двухфазных титановых сплавов при обработке давлением. Определены основные направления экспериментальных исследований, требуемых для использования разработанной модели.

Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям поведения титанового сплава ВТ6 при горячем пластическом деформировании. Подробно описана методика экспериментальных исследовании: изготовление образцов, используемое оборудование, экспериментальная оснастка. методика испытаний и способы обработки результатов. Предложена новая методика определения семейства кривых течения при помощи инверсного анализа. На основе использования разработанной методики были получены кривые течения сплава ВТ6 при горячем пластическом деформировании. Определен фактор трения в модели Зибеля при использовании различных смазок. Построена модель динамической глобуляризации сплава ВТ6.

В четвертой главе приводятся результаты исследования влияния основных технологических факторов: начальной температуры, времени выдержки между ударами и степени деформации при осадке в процессе изготовления колец из сплава ВТ6 ковкой, на объемную долю глобулярной структуры. В пятой главе приведена разработанная методика проектирования технологического процесса изготовления колец из сплава ВТ6 с учетом изменения микроструктуры, гюзволяющая достичь цели исследования обеспечения стабильности механических свойств колец. В заключении сформулированы основные выводы по работе.

В тексте приведено большое количество ссылок на использованные литературные источники. Некорректных заимствований в диссертации не обнаружено. Объем автореферата — 16 страниц, включая 9 рисунков. Структура и содержание автореферата идентичны структуре и содержанию диссертации. На чн ю новизи имеют следующие результаты, полученные лично автором: 1. Конечно-элементные модели заготовок, полуфабрикатов и деформирующих инструментов, участвующих в технологическом процессе изготовления колец из сплава ВТ6, позволяющих определять напряженно- деформированное состояние заготовки, температуру и параметры микроструктуры на любой стадии технологии изготовления колец.

2. Методика прогнозирования микроструктуры титанового сплава ВТ6 при обработке давлением, учитывающая динамическую глобуляризацию, прямое и обратное полиморфное превращение. 3. Аналитические зависимости, позволяющие определять величину средней объемной доли глобулярной структуры от начальной температуры ковки, времени выдержки между ударами и степени деформации при осадке. П актичес з чимость работы заключается в: методике проектирования технологического процесса изготовления колец из сплава ВТ6, учитывающая изменение микроструктуры в процессе обработки давлением; — разработанных пользовательских подпрограммах для программных комплексов ВЕГОВ.М и ОГопп для расчета объемной доли глобулярной структуры сплава ВТ6 при обработке давлением; — обоснованных параметрах режима технологии изготовления заготовки армирующего кольца сильфона ракетного двигателя РД-171 из сплава ВТ6, которые обеспечивают формирование глобулярной микроструктуры.

Степень обоснованности на чных положений выво ов и екомеи а~ ий с о м ли ованных и иссе та ии и их остове ность подтверждается корректностью постановки задач, использованием современных методов исследований, корректной формулировкой математической модели процесса, с учетом его характерных особенностей в программных комплексах 0ЕГОКМ и ОГопп„обстоятельным подходом к выполнению экспериментальных исследований и, как следствие, удовлетворительным совпадением результатов расчетов и экспериментов.

Достоверность вывода 2 основана на результатах проведенных автором экспериментальных исследованиях по определению кривых течения, параметров трения и кинетики глобуляризации сплава ВТ6. Согласно выводу' 3 математическая модель позволяет достоверно установить НДС. распределение температуры по объему поковки, прогнозировать возможность возникновения дефектов, рассчитать энергосиловые параметры. Направленного изменения микроструктуры деформируемого сплава с наибольшей долей глобулярной структуры добиваются изменением технологических параметров в указанных пределах, Вывод 4, посвященный результатам верификации разработанной математической модели, обосновывает полученные расхождения в расчетах технологических параметров исследуемого процесса, разброс ошибки по различным параметрам лежит в диапазоне от 0,8 до 21,5',4. Вывод 5 подтверждает одно из положений практической значимости диссертации о том, что разработанная методика позволила автору достоверно определить рациональные параметры режима технологического процесса изготовления колец из сплава ВТ6, повышающие долю глобулярной микроструктуры.

Замечания по аботе: 1. Большинство рисунков обзора содержат пояснения на английском языке: рис. 1.7: 1.8; 1.10, 1.11; 1.13; ! .15; 1. 6; !.20; 1.26„1,32; 1.46, что идет в разрез с требованием пункта 9 Положения ВЛК, 2. Глава 2 содержит только постановочную часть задач теории пластичности и теории теплопроводности, последовательность решения не приводится. 3. В уравнении (2.11) стр. 58 последний член функционала содержит Р";— какой физический смысл этого параметра? Зачем разные величины обозначать одними и теми же буквами? 4. В работе не проведен анализ границ применимости предложенной методики проектирования процесса изготовления колец из сплава ВТ6, 5. Неясно, оказывает ли влияние исходная микроструктура на микроструктуру конечного изделия? Как увязаны процессы дискретизации объема заготовки на конечные элементы с исходной микроструктурой металла? Существует ли связь пошагового перестроения сетки конечных элементов модели с изменением структуры в процессе моделирования технологии обработки давлением? 6.