Введение
1 Состояние вопроса и постановка задач исследования 9
1.1 Анализ исследований формирования нанокристаллической структуры интенсивной пластической деформацией сдвига при трении и наноструктурирующем выглаживании 9
1.2 Анализ влияния температурно-скоростного режима интенсивной пластической деформации на наноструктурирование конструкционных материалов 16
1.3 Анализ путей обеспечения температурно-скоростного режима деформации в процессе деформирования материала трением и наноструктурирующим выглаживанием 20
2 Теоретические основы управления формированием нанокристаллической структуры при высокоскоростном наноструктурирующем выглаживании с отводом фрикционного тепла 24
2.1 Концепция управления формированием нанокристаллической структуры в поверхностном слое 24
2.2 Математическая модель теплопередачи и метод оценки эффективности системы отвода фрикционного тепла инструмента 29
2.3 Разработка методов определения связи степени, скорости деформации сдвига и контактной температуры со скоростью скольжения индентора инструмента 36
Выводы по разделу 2 39
3. Экспериментальное исследование влияния скорости скольжения индентора на изменение фрикционной нагрузки, контактной температуры и пластической деформации сдвига материала 40
3.1 Обоснование выбора материалов и инструмента с усовершенствованной системой отвода фрикционного тепла 40
3.2 Исследование контактных сил и коэффициента трения при повышении скорости скольжения индентора 44
3.3 Экспериментальные исследования контактной температуры при повышении скорости скольжения индентора инструмента 49
3.4 Исследования параметров деформации сдвига материала при изменении скорости скольжения индентора инструмента 55
Выводы по разделу 3 62
4 Определение оптимальных условий формирования наноструктурного состояния материала при повышении скорости скольжения индентора 63
4.1 Расчетные зависимости контактной температуры и коэффициента отвода тепла от скорости скольжения индентора 63
4.2 Установление зависимостей размерной и объемной фракций нанокристаллитов от параметра Зинера-Холломона 67
4.3 Выявление связи толщины наноструктурированного слоя с параметром температурно-скомпенсированной скорости деформации Зинера-Холломона 73
4.4 Расчетное и экспериментальное определение допустимых границ температурно-скоростного режима наноструктурирующего выглаживания 79
Выводы по разделу 4 84
5 Управление обеспечением механических и трибологических свойств поверхностного слоя мартенситных сталей при высокоскоростном наноструктурирующем выглаживании с теплоотводом 85
5.1 Исследование влияния повышения скорости скольжения и отвода фрикционного тепла из контактной зоны на микротвердость и шероховатость поверхностного слоя 85
5.2 Трибологические свойства поверхностного слоя мартенситных сталей после наноструктурирующего выглаживания с теплоотводом 94
Выводы по разделу 5 100
Заключение 101
Приложение А. Справочные параметры и пример расчета численных значений тепловых сопротивлений 115
Приложение Б. Алгоритм расчета температуры охлаждающей жидкости в инструменте с системой отвода фрикционного тепла 117
Приложение В. Алгоритм расчета контактной температуры при наноструктурирующем выглаживании 121
Приложение Г. Определение толщины сдвигаемого слоя после наноструктурирующего выглаживания без теплоотвода и с системой отвода фрикционного тепла 124
Приложение Д. Просвечивающая электронная микроскопия поверхностного слоя сталей 20Х и 20Х13 после наноструктурирующего выглаживания инструментом без теплоотвода и с системой отвода фрикционного тепла 127
Приложение Е. Определение поправочного коэффициента площади сечения зерна при анализе рефлексов на темнопольных изображениях структуры 132
Приложение Ж. Расчет объемных фракций зерен в наноструктурированном слое после обработки инструментом без теплоотвода и с системой отвода тепла 135
Приложение З. Экономический эффект от промышленного внедрения наноструктурирующего выглаживания с теплоотводом. 137
Приложение И. Акт внедрения 140
