/. / /. Разогрев металлов под воздействием ударной волны

Рис. 1.34. Зависимость упрочнения металлов от длительности нагружения:

/ — хромель-А [р = 250 кбар); 2 и 3 — сталь Гадфилда (125 и 50 кбар); 4— никель (250 кбар); 5— сплав Си + 8,7%СЗ« (100 кбар); 6— медь

может вызвать полиморфное превращение в таких сплавах, что значительно изменит конечное состояние металла, его структуру, физико-механические характеристики, объем и т.п.

О влиянии тепловой составляющей давления УВ при сжатии на остаточную твердость стали ПЗЛ можно судить по рис. 1.30. Из рисунка видно, что воздействие УВ давлением до 0,5 ГПа вызывает возрастание прочностных характеристик стали, ее упрочнение. При дальнейшем увеличении давления разогрев металла приводит к уменьшению прочности и твердости. Поэтому изменение температуры при обжатии твердых тел УВ следует принимать во внимание при изучении полученных после нагружения свойств материала. В настоящее время не существует надежных методов непосредственного определения температуры при ударном нагружении металлов, поэтому ее значение и значение остаточной температуры определяются расчетом с использованием известных законов термодинамики при некоторых допущениях. Эти допущения заключаются в следующем. Металл после ударного сжатия находится в термодинамическом равновесии; соотношение Ми—Грюнайзена [31] справедливо во всем требуемом интервале значений давление—объем—поверхностная энергия; предел упругости при высоких давлениях не увеличивается, когда металл находится под действием высокого давления. Температуру металла определяют также с помощью экспериментально найденных зависимостей. При этом учитывают следующее. Как известно, процесс ударного сжатия происходит практически мгновенно, поэтому тепло не успевает рассеяться в окружающую среду, т. е. процесс является адиабатическим. Если обработка металлов УВ сопровождается остаточной деформацией, то она, естественно, является дополнительным источником повышения температуры металла, так как работа пластической деформации переходит в тепло. Поскольку остаточную деформацию металлов в процессе взрывной обработки можно изменять, следовательно, можно варьировать и температурные условия процесса, а тем самым, и конечные свойства металлов после воздействия УВ.

Выше указывалось на необходимость различать мгновенную температуру металла на фронте УВ, которая сохраняется в течение нескольких микросекунд, и остаточную температуру металла после разгрузки, оказывающую превалирующее влияние на свойства металлов. Разность между этими температурами может быть существенной (см. табл. 1.6).

Особенно широкое регулирование температуры можно осуществлять в процессах взрывного прессования пористых материалов (порош-