El endurecimiento por choque es un proceso utilizado para fortalecer metales y aleaciones , en el que una onda de choque produce defectos a escala atómica en la estructura cristalina del material. Como en el trabajo en frío , estos defectos interfieren con los procesos normales por los cuales los materiales metálicos ceden ( plasticidad ), haciendo que los materiales sean más rígidos, pero más frágiles . En comparación con el trabajo en frío tradicional, un proceso tan extremadamente rápido da como resultado una clase diferente de defecto, produciendo un material mucho más duro para un cambio de forma dado. Sin embargo, si la onda de choque aplica una fuerza demasiado grande durante demasiado tiempo, la rarefacciónEl frente que le sigue puede formar vacíos en el material debido a la tensión hidrostática, lo que debilita el material y, a menudo, hace que se astille . Dado que los vacíos se nuclean en defectos grandes, como las inclusiones de óxido y los límites de grano , las muestras de alta pureza con un tamaño de grano grande (especialmente los monocristales) pueden resistir un mayor impacto sin descascararse y, por lo tanto, pueden hacerse mucho más duras.
La forja explosiva utiliza la detonación de una carga explosiva alta para crear una onda de choque. Este efecto se utiliza para endurecer componentes de fundición de vías férreas [1] y, junto con el efecto Misznay-Schardin , en el funcionamiento de penetradores forjados con explosivos . Se puede lograr un mayor endurecimiento utilizando menor cantidad de un explosivo con mayor luminosidad , de modo que la fuerza aplicada sea mayor pero el material pase menos tiempo en tensión hidrostática.
El choque láser , similar a la fusión por confinamiento inercial , utiliza la pluma de ablación causada por un pulso láser para aplicar fuerza al objetivo del láser. [2] El rebote de la materia expulsada puede crear presiones muy altas, y la duración del pulso de los láseres suele ser bastante corta, lo que significa que se puede lograr un buen endurecimiento con poco riesgo de espalación . Los efectos de superficie también se pueden lograr mediante tratamiento con láser, incluida la amorfización .
Se han utilizado pistolas de gas ligero para estudiar el endurecimiento por choque. Aunque requieren demasiado trabajo para una aplicación industrial generalizada, proporcionan un banco de pruebas de investigación versátil. Permiten un control preciso tanto de la magnitud como del perfil de la onda de choque mediante ajustes en la velocidad inicial del proyectil y el perfil de densidad, respectivamente. Los estudios de varios tipos de proyectiles han sido cruciales para revertir una teoría anterior de que la espalación ocurre en un umbral de presión, independiente del tiempo. En cambio, los experimentos muestran que los choques de mayor duración y de una determinada magnitud producen más daños materiales.