Ударная закалка
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( март 2010 г. ) |
Ударная закалка — это процесс, используемый для упрочнения металлов и сплавов , при котором ударная волна структуре материала создает дефекты атомного масштаба в кристаллической . Как и при холодной обработке , эти дефекты мешают нормальным процессам текучести металлических материалов ( пластичности ), делая материалы более жесткими, но более хрупкими . По сравнению с традиционной холодной обработкой такой чрезвычайно быстрый процесс приводит к образованию дефектов другого класса, в результате чего материал становится гораздо более твердым для данного изменения формы. Однако если ударная волна применяет слишком большую силу в течение слишком долгого времени, следующий за ней фронт разрежения может образовать пустоты в материале из-за гидростатического напряжения, ослабляя материал и часто вызывая его растрескивание . Поскольку пустоты зарождаются на крупных дефектах, таких как оксидные включения и границы зерен , образцы высокой чистоты с большим размером зерна (особенно монокристаллы) способны выдерживать более сильные удары без растрескивания и, следовательно, могут быть сделаны намного тверже.
Ударное закаливание наблюдалось во многих ситуациях:
При взрывной ковке используется детонация заряда взрывчатого вещества для создания ударной волны. Этот эффект используется для упрочнения литых деталей рельсового пути. [ 1 ] и, в сочетании с эффектом Мисне-Шардена , в работе пенетраторов, кованых взрывным способом . Большего упрочнения можно добиться, используя меньшее количество взрывчатого вещества с большей бризантностью , так что прикладываемая сила будет больше, но материал будет меньше времени находиться в гидростатическом растяжении.
Лазерный удар , аналогичный инерционному термоядерному синтезу , использует абляционный шлейф, создаваемый лазерным импульсом, для приложения силы к цели лазера. [ 2 ] Отскок выброшенного вещества может создавать очень высокое давление, а длительность импульса лазеров часто довольно короткая, а это означает, что хорошая закалка может быть достигнута с небольшим риском раскола . Поверхностные эффекты также могут быть достигнуты с помощью лазерной обработки, включая аморфизацию .
Легкогазовые пушки использовались для изучения ударной закалки. Хотя они слишком трудоемки для широкого промышленного применения, они предоставляют универсальную исследовательскую испытательную площадку. Они позволяют точно контролировать величину и профиль ударной волны посредством регулировки начальной скорости и профиля плотности снаряда соответственно. Исследования различных типов снарядов сыграли решающую роль в опровержении ранее существовавшей теории о том, что раскалывание происходит при пороговом давлении, независимом от времени. Вместо этого эксперименты показывают, что более продолжительные толчки заданной силы наносят больший материальный ущерб.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Срок службы лягушек можно увеличить втрое при лечении по такой методике: Мейерс, Марк А. (1994). Динамическое поведение материалов . Нью-Йорк: Джон Уайли. стр. 5, 382, 570. ISBN. 978-0-471-58262-5 .
- ^ Госвами, Дебкальпа; Мунера, Хуан К.; Пал, Аникет; Садри, Бехнам; Скарпетти, Кайо Луи П.Г.; Мартинес, Рамзес В. (18 мая 2018 г.). «Рулонная наноформовка металлов с использованием лазерно-индуцированной сверхпластичности». Нано-буквы . 18 (6): 3616–3622. Бибкод : 2018NanoL..18.3616G . дои : 10.1021/acs.nanolett.8b00714 . ISSN 1530-6984 . ПМИД 29775318 .