Взрывное упрочнение металла

Взрывное упрочнение металла, изменение механических свойств металла под действием ударной волны путём его деформации (см. также ст. Упрочнение). В качестве самостоятельного процесса В. у. м. известно с начала 50-х гг. 20 в. Ударная волна в металле возникает в результате взрыва контактного заряда взрывчатого вещества. В. у. м. происходит также как побочный эффект при штамповании и сварке взрывом. Ударная волна в 10-50 Гн/м² (100-500 тыс. кгс/см²) вызывает большие скорости деформации металла при высоком уровне напряжения, что приводит к интенсивному развитию пластических сдвигов в микрообъёмах (см. Дислокации, Дефекты металлов). При этом плотность дефектов и, следовательно, упрочнение оказываются значительно большими, чем при деформации в обычных условиях (т. е. при невысокой скорости деформации). Качество упрочнения зависит от давления на фронте ударной волны и свойств металла. При В. у. м. твёрдость и прочность увеличиваются, пластичность и ударная вязкость уменьшаются. Например, в высокомарганцовистой стали Г13Л ударные волны 20 Гн/м² (200 тыс. кгс/см²) повышают твёрдость с 200-220 до 300-350 НВ, предел прочности с 6,0 до 10,0 Мн/м². и уменьшают ударную вязкость с 1700 до 950 кдж/м², относительное удлинение при разрыве с 15 до 7%. Основные особенности В. у. м. - малое остаточное изменение размеров упрочняемого изделия (до 2-5% в зависимости от технологии) и большая глубина, на которой осуществляется изменение свойств материала (до 50-100 мм, в зависимости от высоты заряда или толщины ударяющей пластины). В. у. м. используется для увеличения износостойкости сердечников ж.-д. крестовин, зубьев ковшей экскаваторов, щёк и молотков дробилок, вкладышей подшипников и т.д. Срок службы деталей, упрочнённых взрывом, увеличивается в 1,5-2 раза. Взрывная деформация может быть предварительной операцией для последующего изменения структуры металла отжигом.

Лит.: Райнхарт Дж. С. и Пирсон Дж., Поведение металлов при импульсных нагрузках, пер. с англ., М., 1958; Дерибас А. А., Матвеенков Ф. И., Соболенко Т. М., Упрочнение взрывом высокомарганцовистой стали Г13Л, "Физика горения и взрыва", 1966, ? 3; Response of metals to high velocity deformation, v. 9, N. Y., 1960.

? А. А. Дерибас, Т. М. Соболенко.