The present paper focuses on some recent achivements and problems in developing the severe plastic deformation methods to enhance properties of metals and alloys by means of optimization of formed nanostructures.

Розглянуто методики визначення залишкових напружень, які виникають у металевих сплавах і композитах, за допомогою розсіяння X-променів. Установлено ряд цікавих закономірностей розподілу залишкових напружень у матеріалах за умов спікання, деформації, гартування, хіміко-термічної обробки, нанесення захисних покрить. Виявлено, що більшість перелічених процесів призводить до негомогенності у розподілі напружень і для їх перерозподілу потрібні додаткові технології.

За допомогою методу радіоактивних індикаторів вивчено особливості протікання процесів масопереносу в моно- та полікристалічних матеріалах. Встановлено швидкості міграції атомів у металах з різним типом кристалічних грат. Розглянуто відмінності у впливі на рухливість атомів вакансій і міжвузловинних атомів, дефектів пакування, дислокацій, меж зерен, субзерен та фаз.

Дан краткий обзор современных представлений о деформационных модах и дефектах, описывающих способы осуществления пластической деформации на мезоуровне. Более подробно изложены результаты работ по новому виду пластической деформации мезоуровня - изгибной деформации. Показано, что в системах с высокой плотностью дислокаций пластическая деформация может осуществляться за счет создания локальных изгибов кристаллической решетки, которые могут рассматриваться как объемные дефекты мезоуровня, а моду деформации можно считать изгибной. Описаны дислокационная модель этого дефекта и условия реализации изгибной деформации.

Сделана оценка распределения температуры по сечению заготовки и исследована зависимость этого распределения от времени на стадии подготовительных операций и после выдавливания. Проведены расчеты, указывающие на достаточно удовлетворительную сходимость полученных результатов с экспериментально наблюдаемыми тепловыми эффектами при низкотемпературной пластической деформации. Показано влияние температурных условий гидропрессования на параметры осуществления процесса и структурное состояние полученных образцов.

Рассмотрены эффекты пластификации металлических материалов в условиях высоких гидростатических давлений (ВГД). Показано, что одной из основных причин повышения пластичности металлов и сплавов может быть повышение плотности линейных дефектов (дислокаций), в то время как плотность точечных дефектов практически не изменяется. Полученные результаты являются основой для моделирования и разработки технологий гидростатической обработки металлических материалов.

На основі експериментального дослідження ефекту Баушінгера при розвинутих попередніх деформаціях сталей проведено узагальнення моделі пластичної деформації на випадок анізотропного зміцнення. У рамках моделі показано, що ефект Баушінгера при великих деформаціях має дислокаційну природу. Наведено результати експериментальної перевірки запропонованої напівфеноменологічної моделі єдиного процесу пластичної деформації та руйнування металів за умови холодної деформації. Показано, що модель дає адекватний результатам експерименту прогноз вірогідності руйнування металу за рахунок вичерпання ресурсу пластичності в процесах пластичної деформації, що відбуваються як в умовах простого, так і складного навантаження.

Изложен подход к моделированию и проектированию процессов гидростатической обработки материалов, базирующийся на физически обоснованной модели деформируемого тела. Основное внимание уделено исследованию воздействия гидростатического давления на механизмы пластической деформации, а также значениям показателей качества получаемой продукции.

На засадах дислокаційних уявлень щодо процесу пластичної деформації проаналізовано поняття "ефективний показник деформаційного зміцнення n", потрібне для одержання первинної інформації про дислокаційну структуру безпосередньо з діаграм деформації. Детально розглянуто спосіб графічного визначення показника n. Обговорено значення ефективного показника деформаційного зміцнення n, отримані під час механічних випробувань на розтяг 17 металів і сплавів з різними типами кристалічних граток і різноманітними значеннями енергії дефекту пакування. Усі випробувані ОЦК-метали дали значення n = 0,5. Метали з ГЦК- та ГЩУ-гратками показали залежно від значення енергії дефекту пакування n в інтервалі від 0,5 до 1. Стисло проаналізовано основні фактори, що впливають на значення n, та можливість застосування показника n на практиці.

Проаналізовано теорію експерименту в процесі обробки металів тиском, проблеми сучасного експерименту в механіці великих пластичних деформацій. Запропоновано складнореологічну концепцію пластичного формозміцнення металів, реологічну класифікацію металів. Здійснено моделювання процесів обробки тиском реологічно складних металів, визначено фізичні та геометричні параметри, критерії подібності процесу простої прокатки металів.

Проанализированы состояние теории эксперимента при обработке металлов давлением, проблемы современного эксперимента в механике больших пластических деформаций. Предложены сложнореологическая концепция пластического формоупрочнения металлов, реологическая классификация металлов. Осуществлено моделирование процессов обработки давлением реологически сложных металлов, определены физические и геометрические параметры, критерии подобия процессу простой прокатки металлов.

Рассмотрены основные понятия и определения учебного курса "Физические основы пластической деформации металлов и сплавов". Проанализирована релаксационная природа и структурные уровни пластической деформации, а также виды и условия движения дислокаций. Рассмотрены базовые положения теории дефектов кристаллического строения и их поведения при деформации. Проанализированы новые подходы к процессу изучения пластической деформации, а также механизмы и кристаллография даного явления. Определены особенности горячей деформации металлов и сплавов и перестройки дислокационной структуры металла при повторной деформации. Рассмотрено явление сверхпластичности и особенности деформации металлов и сплавов при различных условиях деформирования.

Висвітлено фактори, що впливають на опір деформуванню та пластичність металу. Досліджено вплив обробки тиском на структуру та механічні властивості металів і сплавів. Розглянуто основні види обробки металів тиском. Описано методи одержання заготовок і деталей у машинобудуванні способами холодного та гарячого деформування матеріалів.

Рассмотрены процессы обработки металлов давлением, основной целью которых является накопление деформации в заготовках, а не изменение их формы. Основное внимание уделено новому процессу - винтовой экструзии.

Освещены вопросы влияния импульсного воздействия на процессы миграции атомов, структурных преобразований, образования фаз, изменений механических и физико-химических свойств в импульсно-деформированных металлах. Рассмотрены различные факторы, определяющие скорость и особенности массопереноса при низких температурах. Приведены результаты исследования взаимодействия металлов с металлами и неметаллами, описан ряд диаграмм состояний двойных систем для неравновесных условий. Проанализированы механизмы проникновения атомов при импульсной обработке и определены пути практической реализации способов сварки и химико-термической обработки изделий из металлов и сплавов, основанных на эффекте ускорения массопереноса при внешних воздействиях.

Освещены методы расчета и перспективы развития технологий и оборудования процессов полистовой прокатки на плите, аналитические методы вычисления температурного распределения в процессе прокатки. Проанализированы процессы непрерывной валковой разливки - прокатки тонких полос, тенденции развития технологии производства катанки. Раскрыта многофункциональная зависимость коэффициента трения при горячей прокатке стали. Описаны новая технология прокатки толстых листов с обжатыми кромками, новая методика определения мощности привода двухвалковых косовалковых машин для круглого проката, технологии производства профильных труб. Рассмотрены вопросы математического моделирования процесса прокатки биметаллических листов, напряженно-деформированного состояния металла при сортовой прокатке, моделирования механизмов образования внутренних дефектов при плющении относительно толстых заготовок с асимметричной формой поперечного сечения. Приведены оценка влияния эффекта асимметричной прокатки на механические и технологические свойства и геометрию листа, результаты исследования термомеханических режимов ковки прокатных валков, энергосиловых параметров операции получения фасонных заготовок осадкой с потерей устойчивости, формоизменения металла при прессовании тонкостенных алюминиевых профилей через форкамерные матрицы. Изучены влияние условий гидропрессования на прочность сцепления компонентов биметаллической заготовки, устойчивости трубных заготовок на выбор режима деформации при обжиме.

Проанализировано влияние постоянного магнитного поля на диффузию во время электроискрового легирования металлов. Рассмотрены вопросы миграции атомов в алюминии, меди и никеле в процессе действия деформации и импульсного электрического тока, компьютерного моделирования фотоиндуцированной диффузионно-дрейфовой неустойчивости в пространственно-периодических световых полях. Освещена температурная зависимость динамики структуры и свойств поликристаллического кобальта, отожженного в постоянном магнитном поле.

Изложены вопросы теории и технологии процесса вибростабилизирующей обработки (ВО). Описаны виды технологических остаточных напряжений, в частности, напряжения после нагрева, охлаждения, сварки, остывания отливок, пластической деформации, механической обработки и закалки. Приведены основные технические характеристики и возможности виброкомплексов. Предложены методы контроля остаточных напряжений, контроля и управления процессом ВО, внедрения виброкомплексов в производстве. Охарактеризованы оборудование для ВО корпусных деталей и конструкций (виброкомплексы серии ВК-79, ВК-86.НЗЛ, ВК-86.КЗ, ВК-89.ЛЭС, ВК-90), а также портативный рентгеновский дифрактометр "ПРИОН-90.3" для определения остаточных напряжений после механической ВО в крупногабаритных деталях. Проанализирована технико-экономическая эффективность применения ВО деталей в машиностроении.

Викладено сучасні уявлення про зварювальність спеціальних сталей і проаналізовано вплив різних чинників на даний процес. Висвітлено особливості структуротворення під час зварювання спеціальних сталей і сплавів. Визначено причини зниження технологічної міцності. Описано особливості утворення гарячих і холодних тріщин, запропоновано шляхи їх запобігання. Наведено підходи до вибору присадкових матеріалів, режимів зварювання та термічної обробки зварних з'єднань. Охарактеризовано процеси первинної кристалізації за умов зварювання. Розглянуто склад, структуру та призначення аустенітних жароміцних сталей і сплавів, а також структурні зміни під час зварювання нержавіючих і корозійних сталей.

Изложены современные представления о свариваемости специальных сталей и проанализировано влияние разных факторов на данный процесс. Освещены особенности структурообразования при сварке специальных сталей и сплавов. Определены причины снижения технологической упругости. Описаны особенности образования горячих и холодных трещин, предложены пути их предупреждения. Приведены подходы к выбору присадочных материалов, режимам сварки и термической обработке сварных соединений. Охарактеризованы процессы первичной кристаллизации при сварке. Рассмотрены состав, структура и назначение аустенитных жаропрочных сталей и сплавов, а также структурные изменения при сварке нержавеющих и коррозионных сталей.

Впервые представлена книга по теории и практике обработки металлов взрывом. В данном издании всесторонне освещены теоретические и прикладные проблемы использования энергии взрыва в сварочной технике, приведены результаты содержательных аналитических и экспериментальных работ в области изучения динамики процесса. Дана оценка физико-механических и химических свойств и приведена металлография объектов взрывной обработки. Рассмотрены основы физики взрыва и ударных волн в твердом деформируемом теле. Показано воздействие взрыва, в том числе экстремально высоких скоростей деформации, характерных для взрывных нагрузок, на изменение механических свойств металлических материалов. Приведены конкретные схемы новых технологических процессов упрочнения, сварки, резки, показаны возможности повышения надежности сварных металлоконстркций с помощью взрыва. Уделено должное внимание актуальным проблемам экологии применения взрывных технологий, описаны современные методы защиты окружающей среды от вредного побочного действия взрыва.

Приведены данные о кристаллическом строении металлов, описаны основные механизмы пластической деформации, в частности моно- и поликристаллов. Изучено влияние температуры на процесс деформации и свойства металлов, проанализированы закономерности деформирования в условиях сверхпластичности.