Сборник трудов конференции Павловские чтения 2010
Подождите немного. Документ загружается.
Пленарное заседание
30
ПАВЛОВ И. М. – УЧЕНЫЙ, УЧИТЕЛЬ, ЧЕЛОВЕК
Осадчий В.Я.
РФ, МГУПИ, karpov07@inbox.ru
Игорь Михайлович Павлов родился 23 июня 1900 г. в г. Сулин, Ростовской области в семье
уже тогда известного инженера и ученого Павлова Михаила Александровича, создателя научной
школы в области выплавки чугуна в доменных печах, признанной во всем мире.
Академик Павлов Михаил Александрович и его ученики сделали очень много в 20-х и 30-х
годах для становления и развития металлургической промышленности нашей страны, за что
Михаил Александрович по праву считался «любимцем» Наркома тяжелой промышленности Серго
Ордженикидзе.
Естественно, что с юных, лет воспитываясь в такой интеллигентной, трудолюбивой и
успешной семье, Игорь Михайлович вобрал в себя все лучшее, что могла дать семья, ее друзья и
коллеги по работе в Петроградском Политехническом институте. В 1918 г. Игорь Михайлович
окончил 8-классное коммерческое училище в Петрограде, а с 1918 по 1923 г он - студент
металлургического факультета Петроградского политехнического института. С 1923 - 1924 г.
работает инженером литейного цеха завода «Русский дизель», а с 1924 по 1930 г. он - мастер
литейного цеха, а затем начальник прокатных цехов завода «Красный выборжец».
С 1926 г. Павлов И. М. совмещает работу на заводе с работой в Ленинградском
политехническом институте. С 1926 г. он преподаватель, с 1928 – ассистент, с 1930 г. – доцент, с
1933
г. заведующий кафедрой технологии обработки цветных металлов и сплавов, в 1934 г.
утвержден в ученом звании профессора, а с 1935 г. по 1940 г. он декан металлургического
факультета. В 1939 г. ему присуждена ученая степень доктора технических наук за диссертацию
«Продольная деформация при прокатке».
После эвакуации в 1942 г. из осажденного Ленинграда Павлов И. М. работает по 1943 г.
главным металлургом и заместителем главного инженера Верхне-Салдинского металлургического
завода, выполнявшего важные заказы для обороны,
С 1943 г. по 1968 г. Павлов И. М. заведует кафедрой технологии и автоматизации
прокатного производства Московского института стали и сплавов. С 1953 г. он совместитель, а с
1968 г. он - постоянный руководитель лаборатории пластической деформации металлических
материалов Института металлургии им. А. А. Байкова АН СССР.
Павлов И. М. поправу считается одной из ярких фигур среди ученых с мировым именем.
Его научные работы легли в фундамент современной науки о пластическом деформировании
металлов. Созданная им теория обработки металлов давлением входит составной частью в теорию
прокатки, в теорию прессования, волочения, ковки и штамповки, т.е. всех современных процессов
обработки давлением. Поражает объемность и многогранность его исследований, использование
физико-химических основ металловедения и других граничных областей науки (теории смазок,
закономерностей трения, износ рабочего инструмента и т. д.). Наибольшее внимание он,
естественно, уделял процессам прокатки - продольной горячей и холодной прокатке, поперечно-
винтовой прокатке, прокатке с высотно-поперечным обжатием, периодической прокатке. Это
напрямую было связано с тем, что процессы прокатки в начале и середине прошлого века
считались наиболее прогрессивными высокопроизводительными процессами, с помощью которых
пластически деформируется около 92 - 94% всего выплавляемого металла (стали, алюминия, меди,
титана и др.). Поэтому, все, казалось бы теоретические исследования Павлова И. М., имели ярко
выраженное практическое применение (условия захвата полосы валками, опережение и уширение
при прокатке, неравномерная деформация, трение и износ в процессах ОМД, методы расчета
Пленарное заседание
31
крутящего момента на рабочем валке, налипание металла и износ рабочего инструмента и т.п.).
Павлов И. М. был постоянным генератором идей и создания новых методик исследования
процессов ОМД: метод «клещевого захвата» для исследования коэффициента трения при
прокатке, методы валкового торсиометра и «скользящей линейки с иглой» для исследования
особенностей течения металла в очаге деформации при прокатке, и др.
Следует отметить его критическое отношение к его собственным результатам
исследования. И если появлялись новые результаты других авторов, он немедленно вносил
коррективы в свои ранее выведенные формулы. Так было с условиями захвата при продольной
прокатке и с формулами для определения опережения при продольной прокатке. Но если он был
твердо уверен в правильности результатов своих исследований, то последовательно и
принципиально отстаивал их на страницах научных журналов и на научных конференциях.
Однажды мне посчастливилось принимать участие вместе с Игорем Михайловичем и доц.
Астаховым И. Г. во Всесоюзной научной конференции в г. Днепропетровске, инициатором
которой был академик Чекмарев А. П.
На конференции присутствовали все ведущие ученые-прокатчики: Целиков А. И., Смирнов
В. С., Чижиков Ю. М., и многие другие. Зал, рассчитанный на 500 человек, был полон до отказа и
затаив дыхание наблюдал за дискуссией – есть зона прилипания в очаге деформации при прокатке,
когда она появляется и каковы ее размеры. Я впервые наблюдал, как Игорь Михайлович твердо, с
достоинством, но в то же время тактично отстаивал свои научные взгляды.
Игорь Михайлович был создателем научной школы, подготовив для Высшей школы,
научных институтов и предприятий более 100 кандидатов и 15 докторов технических наук, а
также тысячи инженеров, которым он блестяще читал курсы (лекции) «Теория обработки
металлов давлением» и «Теория прокатки».
Его лекции отличались глубиной научно-технического материала, четкостью и ясностью
мыслей. Он ежегодно включал в материалы лекций последние достижения мировой науки и
техники и требовал того же от всех преподавателей кафедры своим личным примером.
На свои занятия он приходил в свой кабинет обязательно на 30 – 40 минут раньше начала лекций и
внимательно просматривал текст своих лекций. Перед выходом из кабинета на лекции он
обязательно подходил к зеркалу, причесывался, поправлял галстук. Он всегда одевался скромно,
был чисто выбрит, подстрижен и аккуратен. На лекцию он выходил, как артист на сцену. Поэтому
его лекции были для нас, молодежи, образцом для подражания.
Павлов И. М. всегда отличался высокой требовательностью к своим сотрудникам,
аспирантам, студентам, но, в первую очередь, к самому себе. Все диссертации своих аспирантов
он редактировал от первой до последней страницы. Экзамены у студентов и аспирантов принимал
требовательно, без скидок, но с какой- то особой доброжелательностью. Очень внимательно и
доброжелательно он относился к соискателям ученых степеней из других институтов, заводов и
научных учреждений. Научный авторитет кафедры и Ученого Совета МИСиС был настолько
велик и известен, что многие в будущем известные ученые защищали диссертации в МИСиС
(академик АН СССР Целиков А. И., член-корр. АН СССР ректор Ленинградского
политехнического института Смирнов В. С., проф., зав. кафедрой ОМД Уральского
политехнического института Тарновский И. Я., профессор того же института Швейкин В. В.,
проф. Лятовченко Магнитогорский металлургический комбинат и многие другие).
Следует сказать несколько слов о другой стороне жизни Игоря Михайловича. Если на
работе, на заседаниях кафедры или ученого совета он всегда был сосредоточен и строг, то в
нерабочей обстановке Игорь Михайлович становился приветливым, улыбчивым и остроумным
собеседником. Он всегда принимал участие в банкетах по случаю успешной защиты своих
Пленарное заседание
32
аспирантов и докторантов, выступал с остроумными тостами и рассказывал смешные анекдоты.
Был очень возмущен запретами на такие дружеские застолья во времена Кирилова – Угрюмова. Я
помню его слова:
- «Они что же считают, что меня или других ученых можно купить за десять рублей!» (в те
времена даже в самом лучшем ресторане ужин на двоих стоил 10-12 рублей).
Однажды, в 1953 г. Я отдыхал в г. Сочи в санатории «Кавказская Ривьера». И вдруг на
пляже появляется Игорь Михайлович с супругой Людмилой Петровной, которые тоже начали свой
отдых в этом санатории. А через несколько дней появился Наум Максимович Федосов с супругой
и аспирант нашей кафедры Дун Дэюань, а также две дамы и молодой человек из Академии наук,
которые хорошо знали Игоря Михайловича. Душой компании естественно была Людмила
Петровна, но и Игорь Михайлович принимал активное участие в пляжных шутках и веселье.
Оказалось, что Игорь Михайлович очень хороший спортсмен: он делал в день три заплыва по 500
м, ходил играть в теннис на корты в парк «Ривьера», утром выходил на обязательную гимнастику
для отдыхающих. Вот тогда я заметил, что он любит спорт и любит похвастаться своими
спортивными успехами. Много лет позднее, я оказался на даче Игоря Михайловича в Ново-
Дарьено. Строительство дачи было только что закончено и хозяин с гордостью показал мне все 3
комнаты, кладовку и чердак дачи, тропинки, которые он проложил по дачному участку для
прогулок, а также свою гордость – небольшую полянку для игры в бадминтон. Игорь Михайлович
тут же доложил кого и когда он «сделал» на этой площадке и спросил меня: «Вы играете в
бадминтон?» - Я ответил, что немного когда-то играл, и он предложил сыграть партию. Игра была
жесткая, азартная, но в конце с небольшим перевесом победил я. И только позднее я понял, что
поступил бестактно – мне надо было проиграть ему, так как я был в 2 раза моложе Игоря
Михайловича. Но тогда он похвалил меня и сказал, что обыграет меня в следующий раз.
Павлов И. М. воспитывал в своих учениках и сотрудниках чувство ответственности,
стремление к постановке и решению новых вопросов развития технологий и оборудования
процессов ОМД. Его заслуга в области подготовки инженерных и научных кадров, в развитии
научных исследований и в повышении оборонной и экономической мощи нашей страны получили
высокую оценку государства. Он лауреат Ленинской премии, кавалер ордена Ленина, 3-х орденов
Трудового красного знамени, награжден медалями «За оборону Ленинграда», «За трудовую
доблесть», «За доблестный труд».
Следует отметить, что многие его ученики, выходцы из научной школы Московского
института стали и сплавов внесли существенный вклад в науку и производство благодаря своему
труду и талантам, но и благодаря искорке, которую заронил в них Игорь Михайлович. Это
академик Северденко В. П., академик, Герой Социалистического труда Полухин П. Н., Лауреат
Ленинской премии, д.т.н. Шелест А. Е., лауреаты Государственной премии СССР: д.т.н. Полухин
В. П., д.т.н. Осадчий В. Я., д.т.н. Железнов Ю. М., д.т.н. Сейдалиев Ф. С., д.т.н. Крупин А. В.,
д.т.н. Чернышев В. Н., д.т.н. Шевакин Ю. Ф., д.т.н. Рытиков А. М., к.т.н. Касаткин Н. И., к.т.н.
Белов В. Г., к.т.н. Сигалов Ю. М. и многие другие. Такой плеядой своих учеников может
гордиться любой ученый!
Вся жизнь Павлова Игоря Михайловича — это яркий пример служения науке, подготовке
инженерных кадров, своему любимому делу, нашей стране.
Пленарное заседание
33
РАЗВИТИЕ ШКОЛЫ ОМД НИТУ МИСИС
Зиновьев А.В.
заведующий кафедрой пластической деформации специальных сплавов
национального исследовательского университета «мисис»
Существенный вклад в решение важнейших проблем в области обработки металлов
давлением вносит научная школа созданная трудами многих поколений ученых, тех, кто работал в
Московской горной академии (Н.С. Верещагин), в Московском институте стали (В.Н. Рудбах, К.Ф.
Неймайер, В.И. Залесский, А.И. Целиков, И.М. Павлов, А.А. Королев, В.П. Северденко, П.И.
Полухин, Я.М. Охрименко, А.В. Крупин, Ю.Ф. Шевакин, Н.М. Федосов и др.), в Московском
институте цветных металлов и золота (С.И. Губкин, П.С. Истомин, И.Л. Перлин и др.), а также
трудами многих молодых ученых, работающих в настоящее время в Национальном
исследовательском технологическом университете Московском институте стали и сплавов.
Научная школа МИСиС (выросла на научных трудах ученых России и мира,
опубликованных в конце XIX в., — работах Финка, Бласса, Кадрона, Тиме. В начале XX в.
появились теоретические исследования прокатки, среди которых видное место занимали работы
известных русских ученых В.Е. Грум-Гржимайло, А.П. Гавриленко, Н.С. Верещагина, А.Ф.
Родзевича-Белевича, С.Н. Петрова, И.В. Мещерского.
Научная школа МИСиС в области ОМД развивалась в условиях плодотворных контактов с
учеными Урала (А.Ф. Головин, И.Я. Тарновский, В.Л. Колмогоров, В.Н. Выдрин, А.А. Богатов,
В.Г. Дукмасов, Г.С. Гун, В.М. Салганик и др.), Украины (П.Т. Емельяненко, А.П. Чекмарев, А.П.
Грудев, В.Н. Данченко и др.), Ленинграда (В.С. Смирнов, А.К. Григорьев, Н.Н. Павлов, А.И.
Рудской и др.), Москвы (А.И. Целиков, А.И. Зимин, А.А. Ильюшин, А.Д. Томленое, Е.П. Унксов и
др.). При этом глубоко изучались научные достижения крупных зарубежных ученых.
В научной школе МИСиС наиболее значительные, основополагающие, получившие
мировое признание научные разработки были сделаны С.И. Губкиным, А.И. Целиковым, И.М.
Павловым и их учениками.
Игорь Михайлович Павлов является ярким представителем Петербургской научной школы
металлургического образования, истоки которой относятся к началу 18 века, и одним из
создателей Московской школы металлургов и в частности главной её ветви — обработка металлов
давлением.
За годы производственного, научного и педагогического творчества в Северной столице
определились основные направления деятельности И.М. Павлова, которые были продолжены в
Москве — в МИСиС и ИМЕТ им. А.А. Байкова.
В МИСиС на кафедре прокатного производства, а также созданных потом кафедрах ковки и
штамповки и ПДСС было создано главное: вырастили научную школу, развернули ряд научных
направлений, оказали огромную помощь промышленности в разработке новейших технологий, в
создании и освоении нового оборудования, подготовили тысячи квалифицированных инженеров,
сотни докторов и около тысячи кандидатов наук. Эта огромная армия кадров высшей
квалификации внесла неоценимый вклад в развитие теории, технологии и оборудования процессов
обработки металлов давлением не только в нашей стране, но и в мире.
Особого расцвета кафедра прокатки достигла в послевоенные годы под руководством чл.-
корр. АН СССР, Лауреата Ленинской премии Игоря Михайловича Павлова, который был
генератором многих идей, создателем новых методов исследования, научным руководителем
многих .докторов наук и более 115 аспирантов. На кафедре в то время успешно сочеталось
взаимодействие опытных кадров (проф. Н.М. Федосов, доц. Б.Н. Ланге, доц. И.Г. Астахов, доц.
Пленарное заседание
34
И.К. Суворов) и молодых преподавателей (Ю.Ф. Шевакин, В.Я. Осадчий, А.В. Крупин), каждый
из которых впоследствии создал своё научное направление, свою научную школу.
Воспитанники кафедры прокатки, уходя на самостоятельное руководство другими
кафедрами и институтами, продолжали и успешно развивали достижения кафедры прокатки: П.И.
Полухин возглавил кафедру ПДСС, проф. Ю.Ф. Шевакин — кафедру технологии и оборудования
трубного производства, проф. В.Я. Осадчий — кафедру информационных технологий обработки
давлением. На кафедре прокатки заслушаны и на учёном совете МИСиС защищены докторские
диссертации акад. А.И. Целикова, чл.-корр. АН СССР и ректора Ленинградского
политехнического института В.С. Смирнова, профессора И.Я. Тарновского, В.В. Швейкина
(УПИ), акад. В.П. Северденко (АН БССР), акад. П.И. Полухина и многих других, что
свидетельствует о высоком авторитете научной школы МИСиС.
Отметим плодотворное влияние И.М. Павлова на научное развитие исследований в области
теории продольной прокатки на примере П.И. Полухина, который в 1939 году в МИС защитил
кандидатскую диссертацию на тему: «Процесс деформации металла при прокатке в ромбических и
квадратных калибрах».
Позже И.М. Павлов отмечал: «Выступая оппонентом по диссертации П.И. Полухина в 1939
году, я уже тогда оценил всю правильность его направления в исследовании процесса в калибрах,
что вполне совпадало с моим направлением в общей теории прокатки (анализ последовательного
развития процесса в зеве валков), и тогда же я подумал о целесообразности нашей совместной
работы».
После демобилизации из рядов Советской армии осенью 1945 года П.И. Полухин вернулся
на кафедру прокатного производства, где к этому времени И.М. Павлов возглавил после смерти
В.Н. Рудбаха кафедру и приступил к исследовательской работе.
В 1946 г. П.И. Полухиным была выполнена работа «Изучение условий для достижения
максимальных вытяжек при прокатке». В этой работе получены новые доказательства
возможности осуществления весьма больших вытяжек без разрушения металла как при прокатке в
калибрах, так и на гладких валках. Впервые было произведено разделение уширения на его
составляющие элементы, а также исследовано уширение в овальных и квадратных калибрах.
Далее в работах П.И. Полухина были исследованы многие теоретические вопросы:
неравномерность деформации, вынужденное уширение и утяжка, скоростные соотношения при
прокатке в балочном калибре, особенности обработки в открытых и закрытых фланцевых ручьях и
т.п.
В отзыве на эти исследования И.М. Павлов в декабре 1948 г. отмечал: «Последние две
работы составляют основу подготавливаемой П.И. Полухиным докторской диссертации, большая
ценность материалов которой для меня вполне ясна уже и в настоящее время».
В конце 1948 г. Петр Иванович Полухин был назначен ректором Сибирского
металлургического института (СМИ), основанного в 1930 г. в г. Новокузнецк (Сталинск)
Кемеровской области.
Это назначение состоялось, несмотря на обращение И.М. Павлова к секретарю
Кемеровского обкома ВКП(б) А.Б. Аристову с просьбой оставить П.И. Полухина в Московском
институте стали для продолжения перспективных работ в области калибровки прокатных валков.
И.М. Павлов в 1948 г. писал:
«Многоуважаемый Аверкий Борисович!
Обращаюсь к Вам как Секретарю Областного Комитета ВКП(б) по поводу перевода к Вам
доцента моей кафедры Петра Ивановича Полухина.
Пленарное заседание
35
Работая в Московском институте стали, я особенно понял односторонность развития
теории прокатки. Если, в частности, мне удалось, как Вы знаете, еще в Ленинграде получить
новые опытные материалы и разработать новые положения и вопросы прокатки, то все это не
касалось прокатки в калибрах, имеющей такое большое народнохозяйственное значение.
Выступая оппонентом по диссертации П.И. Полухина в 1939 г., я уже тогда оценил всю
правильность его направления в исследовании процесса в калибрах, что вполне совпадает с моим
направлением в общей теории прокатки (анализ последовательного развития процесса в зеве
валков), и тогда же я подумал о целесообразности нашей совместной работы.
Именно это и осуществилось в 1945г., с моим назначением в Московский институт стали,
где работал П.И. Полухин.
Я говорю не о помощи со стороны младшего сотрудника кафедры, которых на кафедре я
имею, а об общей творческой работе ученых, дополняющих друг друга. П.И. Полухин при нашем
непрерывном общении крайне способствует моему углублению в проблемы калибровки, которой я
раньше не занимался. Теперь я перестроил свой курс, развивая теорию именно в этом
направлении.
С другой стороны, я также все время помогаю П.И. Полухину в анализе практических
вопросов калибровки, в частности в крупной его работе по созданию нового способа прокатки
балок, результат которой, думаю, что будет известен как имеющий большое практическое
значение.
С большими трудностями нам удалось восстановить лабораторию прокатки института и
построить новый оригинальный опытный стан. В план работ лаборатории я внес новые проблемы,
также с расчетом на мою общую работу с П.И. Полухиным.
По ряду основных вопросов я мог бы сейчас назвать еще только И.Я. Тарновского, взамен
П.И. Полухина, работа с которым могла бы оказаться такой же плодотворной. Но И.Я.
Тарновский, как Вы знаете, находится в Свердловске, и я как раз вижу, насколько то, что мы
живем в разных городах, препятствует нашей взаимной помощи в работе.
Словом, перевод с моей кафедры будет означать глубокое нарушение той «школы»,
которую я сейчас строю заново в Москве.
Полагая, что эта школа может и обязательно даст еще много ценного для нашей дорогой
социалистической Родины, очень прошу Вас, Аверкий Борисович, если имеется хоть какая-нибудь
возможность, взять вместо П.И. Полухина кого-либо другого».
За прошедшие после этого десятилетия совместная работа П.И. Полухина с И.М.
Павловым осуществлялась по многим научным направлениям и П.И. Полухин всегда с
благодарностью подчеркивал, что на его научную деятельность большое благотворное влияние
оказывал И.М. Павлов.
В Московском институте стали обширные исследования были выполнены И.М. Павловым
и его учениками по взаимодействию основной массы деформируемого металла с его внешними
жесткими концами, неравномерности деформации по ширине и высоте очага деформации с
установлением общности явлений, обусловленных формой инструмента и полосы, пластической
неоднородностью металла. Исследованы условия возникновения, распространения и затухания
трещин на обрабатываемой полосе.
Исследования уширения при прокатке позволили определить его составные элементы —
скольжение, переход с боковых поверхностей на контактные. Изучались сложные условия
прокатки в калибрах с позиций общих положений теории неравномерной деформации: закона
замкнутых контуров, понятия вынужденной утяжки по ширине и высоте полосы; разработаны
типовые классификационные схемы прокатки с установлением понятия «внеконтактная область
Пленарное заседание
36
деформации» и др.; исследованы остаточные напряжения разного происхождения с суммарным их
воздействием на металл как в момент обработки, так и после нее. И.М. Павлов создал новый метод
определения суммарных сил при прокатке, выполнил анализ условий захвата и установившегося
процесса с выявлением «резервных сил трения», вывел одно из фундаментальных уравнений
теории прокатки, связывающее характеристические углы.
И.М. Павлов, П.И. Полухин, В.П. Северденко и их ученики внесли существенный вклад в
развитие теории обработки металлов давлением и теории продольной прокатки: выполнено
значительное число теоретических и экспериментальных исследований распределения
напряжений и деформаций по сечению прокатываемой полосы, контактных напряжений по дуге
захвата в широком диапазоне изменения lд/hср и b/lд, сопротивления деформации, уширения и
опережения; создание методов исследования скольжения между металлом и инструментом с
уточнением механизмов прилипания, отставания и опережения. С применением оригинальной
методики впервые в мировой практике было исследовано распределение контактных напряжений
и опережения не только на гладкой бочке, но и в калибрах при горячей и холодной прокатке.
В конце 1950-х годов в теории и технологии процессов ОМД наметился новый этап
развития. В исследованиях стали применять методы механики сплошных сред, теории упругости и
пластичности. На новую ступень поднялось физическое моделирование процессов.
В начале 1960-х годов в МИСиС получили развитие методы фотоупругости и
фотопластичности, а затем методы муаровых полос и голографии; были начаты разработки
математического моделирования процессов ОМД. С появлением современных ЭВМ
математическое моделирование получило дальнейшее качественное развитие.В это время под
руководством И.М. Павлова была защищена одна из первых кандидатская диссертация по
исследованию дефектов в металле с использованием метода фотоупругости А.В. Крупина.
Использование уникального оборудования и аппаратуры, а так же применение методов
физического и математического моделирования в МИСиС позволили получить принципиально
новые результаты, давшие возможность перейти в большинстве случаев от качественного анализа
процессов ОМД к их количественному описанию и на этой основе — к оптимизации технологии и
созданию нового оборудования и деформирующего инструмента.
Больших успехов ученые МИСиС В.К. Воронцов, Ю.Д. Железное, В.П. Полухин, А.В.
Зиновьев, А.Б. Кудрин, Н.А. Чиченев и др. под руководством П.И. Полухина достигли в области
физического моделирования и поляризационно-оптического метода и одного из его
разновидностей — метода оптически-чувствительных покрытий, а также методов координатных
сеток и муаровых полос, которые позволяют получить достоверную по объему информацию для
полного исследования напряженно-деформированного состояния инструмента и металла при
пластическом формоизменении с использованием теории конечных деформаций и основных
фундаментальных соотношений механики сплошных сред. Ученые МИСиС первыми предложили
соотношения между экспериментально определяемыми величинами и компонентами вектора
скорости деформации металла, что позволило преодолеть существенные трудности в решении
ряда весьма сложных задач ОМД и впервые получить количественные характеристики
кинематики и напряженного состояния практически любого процесса ОМД с количественной
оценкой этих показателей.
В.К. Воронцов разработал комбинированный (Эйлера-Лагранжа) метод решения объемных
задач пластического течения при ОМД, что является существенным научным достижением. С
помощью данного метода на основе полученных результатов исследований, выполненных с
использованием экспериментальных методов механики, а также данных о пластичности металла
впервые достаточно точно оценивается опасность разрушения и возникновения дефектов.
Пленарное заседание
37
Появилась возможность разрабатывать эффективные режимы деформирования малопластичных
высоколегированных сплавов, обеспечивающих повышенное качество металлопродукции с
минимальным дефектообразованием. С использованием КЭЛ-метода В.К. Воронцовым, В.В.
Бринзой, В.А. Белевитиным и др. под руководством П.И. Полухина в МИСиС были созданы
основы проектирования процессов ковки, волочения, прессования, продольной и поперечно-
винтовой прокатки с минимальным внутренним и поверхностным дефектообразованием.
В 1960-х и особенно в 1970 — 1980 гг. развитие теории ОМД в МИСиС шло в направлении
разработки методов математического описания технологических процессов созданием
комплексных математических моделей с реализацией алгоритмов на ЭВМ. Существенный вклад в
развитие этого направления внес Г.Я. Гун — талантливый ученый-теоретик в области ОМД.
Он предложил общий подход к математическому моделированию и применению ЭВМ для
решения задач ОМД: плоских, осесимметричных и объемных течений металла на основе
вариационных принципов механики сплошных сред и теории функций комплексного
переменного. В основу комплекса разработанных математических моделей положен
феноменологический подход к описанию процессов пластической деформации моделей,
разработанных Г.Я. Гуном, А.Н. Скороходовым, Б.В. Кучеряевым и др.
По математическим моделям прессования, созданным Г.Я. Гуном и П.И. Полухиным
установлены закономерности образования заторможенных («мертвых») зон, построены поля
распределения кинематических параметров, напряжений, температур по очагу деформации при
прессовании, были оптимизированы режимы производства труб и профилей из разных материалов
и сплавов, внедрен в промышленность прогрессивный метод обратного прессования.
Г.Я. Гун и Б.В. Кучеряев под руководством П.И. Полухина разработали методы
математического моделирования процессов обработки давлением многослойных металлов в
условиях трехмерной деформации.
В 1970-е г. Б.А. Прудковский под руководством Г.Я. Гуна и П.И. Полухина разработал
методики автоматизированного (с ЭВМ) проектирования прессовых матриц разных конструкций
для получения профилей сложной конфигурации.
Метод Г.Я. Гуна был использован В.С. Берковским для разработки математической модели
прокатки в калибрах простой формы.
П.И. Полухин, Г.Я. Гун и А.М. Галкин создали научно-экспериментальное направление по
изучению реологических свойств металлов и сплавов в условиях горячей деформации при
испытаниях на пластометрах. На основе обширного экспериментального материала разработана
математическая модель поведения деформируемой среды в условиях простого и сложного
нагружения; проанализировано влияние металлургических и технологических факторов на
прочностные и пластические свойства металлов и сплавов. Накоплены и систематизированы
результаты пластометрических исследований сталей, цветных металлов и сплавов более 200 марок
в широком диапазоне изменения температурно-скоростных условий деформирования, создан
специализированный банк данных «Реология металлов».
Особого внимания заслуживают научные разработки в области листопрокатного
производства, основанные на достижениях мировой науки, технологии и развитые в дальнейшем с
привлечением новейших методов исследования из смежных научных направлений. Школа
исследователей-листопрокатчиков МИСиС начиная от Н.С. Верещагина, В.Н. Рудбаха и И.М.
Павлова прошла путь от экспериментальных методов механики до математического
моделирования процессов в очаге деформации, в пластически деформируемом металле, на
границе металл — валок и в упруго деформированном инструменте, обобщений и разработки
преимущественно новых технологических и технических решений, охватывающих всю
Пленарное заседание
38
технологическую линию производства горячего и холоднокатаного полосового проката,
разработки интегрированных АСУ листопрокатным производством.
Фундаментальные исследования, выполненные В.П. Полухиным, Ю.Д. Железновым, А.В.
Зиновьевым, В.Н. Хлопониным, В.А Николаевым, Г.В. Ашихминым и др., позволили вскрыть
физическую картину и сущность взаимодействия валков многовалковых систем, полосы и рабочих
валков листопрокатных станов. Установить, что для любой многовалковой системы имеются
общие закономерности формирования прогиба рабочих валков. Определяющими являются
неравномерный характер распределения межвалкового давления и характер упругого сжатия по
длине упругого контакта валков. Преобладающим в прогибе рабочих валков листопрокатных
станов является совместное упругое сжатие рабочих и опорных валков, неравномерное по длине
бочки. Впервые показано, что физическая сущность противоизгиба в четырехвалковых клетях
проявляется в трансформации эпюр межвалкового давления и перераспределении упругого сжатия
по длине контакта валков. На этой основе разработана теория точной листовой прокатки с
комплексным учетом упругой деформации валков и других элементов прокатных станов, созданы
инженерные методики расчета упругих деформаций, профилировок валков, жесткости их и
рабочих клетей листопрокатных станов.
Применительно к многовалковым станам Г.В. Ашихминым, В.П. Полухиным и др.
получены новые научные и практические результаты, характеризующие особенности прокатки на
20-валковых станах, позволившие эффективно использовать самовыравнивание контактных
напряжений, регулирование профиля и формы прокатываемых полос осевым перемещением
конусных промежуточных валков, и в итоге, обеспечить высокие показатели качества и точности
готовой продукции. Широкий комплекс теоретических, экспериментальных и проектно-
конструкторских работ, выполненных сотрудниками МИСиС в содружестве с работниками
металлургических заводов, дал возможность впервые в стране организовать на действующем
оборудовании производство кинескопной ленты и листов для офсетной печати с высокими
показателями качества — точности размеров, планшетности и отделки поверхности. Решение
проблемы производства офсетного листа позволило повысить качество и другой листовой
продукции — холоднокатаного автолиста, жести, конструкционных и электротехнических
профилей.
Математическая модель процесса широкополосной прокатки, разработанная В.П.
Полухиным явилась основой комплекса работ, проведенных под руководством П.И. Полухина в
тесном содружестве с НКМЗ.
Большое внимание уделено производству горячекатаного листового проката. Исследования
под руководством В.Н. Хлопонина, В.П. Полухина, В.И. Погоржельского, В.К. Потемкина и др.
позволили снизить расход топлива и потери металла в обрезь, решить проблемы управления
формоизменением, получения заданных физико-механических свойств проката в технологическом
потоке стана, повышения других показателей качества прокатываемого металла. Разработана
новая технология прокатки полос транзитом с одного нагрева металла перед слябингом на КарМК.
Составной частью этих работ явились теоретические обоснования и экспериментальное
исследование, а также внедрение ряда принципиально новых технических решений по нагреву
слитков в колодцах, совершенствованию узлов слябинга, утеплению слябов, понижению
динамических нагрузок при прокатке в черновых клетях, уменьшению потерь тепла подкатом на
промежуточном рольганге широкополосного стана за счет его экранирования тепловыми
панелями. Внедрение в промышленность комплекса исследований МИСиС по производству
горячекатаного листового проката на ряде предприятий позволило повысить технико-
экономические показатели прокатных станов и улучшить качество продукции.
Пленарное заседание
39
Важное место в исследованиях ученых МИСиС в творческом сотрудничестве с
металлургическими заводами занимали обоснование температурно-деформационных режимов
контролируемой прокатки на ШПС и поиски путей повышения ее эффективности с
использованием межклетевого охлаждения, был разработан и внедрен принципиально новый
способ охлаждения полос на отводящем рольганге. Установлены основные закономерности
формирования структуры и механических свойств при контролируемой прокатке на ШПС,
предложены режимы прокатки в зависимости от назначения стали и толщины полос.
П.И. Полухин, В.А. Николаев, В.П. Полухин и др. создали научные основы надежности
прокатных валков: впервые с помощью метода фотоупругости были исследованы напряженное
состояние прокатных валков листовых станов, распределение межвалкового давления, упругое
сжатие валков, разработаны принципиально новые и оригинальные расчетные методы упругих
деформаций, профилировок и жесткости валков и рабочих клетей, обобщен обширный
экспериментальный материал по усталостной прочности валковых сталей, предложены
эффективная технология производства валков повышенной надежности и долговечности, методы
расчета температурных полей и остаточных напряжений, формирующихся при закалке и отпуске,
а также напряжений от натяга при посадке бандажа. Результаты этих исследований широко
использованы сотрудниками МИСиС, ЦНИИчермета, ММК, Днепропетровского
металлургического института при выполнении научно-исследовательских работ, обеспечивающих
улучшение проката, освоение новых видов продукции и повышение производительности
отечественных станов.
Основа интенсификации прокатного производства — оптимальные технологические
режимы, обеспечивающие рост объема производства, повышение качества металлопродукции и
улучшение других технико-экономических показателей.
Для разработки оптимальных технологических режимов процесса сортовой прокатки в
МИСиС В.Т. Жаданом, В.С. Бер-ковским при участии В.А. Осадчего, В.А. Трусова, В.А. Чередни-
кова, Б.М. Федосова, В.Б. Шишко и др. под руководством П.И. Полухина были проведены
глубокие теоретические и экспериментальные исследования эффективности формоизменения и
температурных условий процесса прокатки легированных сталей на обжимных станах, выполнен
анализ эффективности калибровок валков сортовых станов.
Комплексная математическая модель сортовой прокатки, предложенная В.Т. Жаданом,
использована для оптимизации технологии производства проката с применением ВТМО.
Внедрение результатов исследований на заводах «Азовсталь», «Днепроспецсталь», «Красный
Октябрь», Коммунарском, Златоустовском и др. обеспечило повышение производительности
обжимных и сортовых станов и дало существенный экономический эффект.
В трудах М.Л. Бернштейна, В.Т. Жадана, В.А. Трусова и др. при анализе сформированной в
ходе пластической деформации с ВТМО структуры использованы современные физические
представления о механизмах пластической деформации, явлениях упрочнения и разупрочнения в
зависимости от температуры, степени и скорости деформации. Рассмотрено влияние комплекса
температурных, деформационно-скоростных и временных параметров процесса на формирование
структуры и механические свойства металла.
Новым направлением явилась разработка функциональной структуры и математического
обеспечения систем автоматизированного управления режимами обжатий блюмингов,
регулирования размеров проката. Изучено влияние технологических параметров процесса
сортовой прокатки с применением ВТМО на формирование структуры и механических свойств
металла, на базе чего разработана математическая модель сортовой прокатки и программа расчета