破片侵彻型钨合金穿甲弹芯,钨芯穿甲弹是否可以应用在中小口径枪械上呢

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破片侵彻型钨合金穿甲弹芯,钨芯穿甲弹是否可以应用在中小口径枪械上呢

  出品:科学普及通中学黄炎子孙民共和国

问题:钨芯穿甲弹是还是不是足以采纳在中等口径枪械上吗?

2000年获权的生机勃勃项美国专利表露了后生可畏种用于制作破片侵彻型穿甲弹的钨质感以至弹芯的浮动方法。由该资料制作的穿甲弹能够快速碰撞侵彻坚硬目的,通过决定材料的重组条件以至钨合金中钼的成分比可使材质在侵彻目的时由延性粉碎转为脆性粉碎,因而爆发的破片将对目的诱致严重破坏。这种弹芯的炮制方法是将十分九~95%的钨粉、3.0%~8.0%的钼粉、0.5%~3.0%的镍粉以至1.0%~4.0%的铁粉混合,然后将混合物粉末铸造烧结成形。生机勃勃、相关工艺描述在90W-7Ni-3Fe钨合金的显微布局中,圆形颗粒是统筹体心立方晶格布局的钨,合金基体是有所面心立方晶格构造的Ni-Co-Fe-W合金,钨的固溶体包罗在里头。这种质感正是由具备硬性特质的钨颗粒与具备软塌塌特质的合金基体构成的生龙活虎种规范的动能穿甲弹弹芯材料。这种质地经过液相烧结制作而成。制好的弹头在1000℃~1300℃的温度下保持自然时间,重复进行水淬,然后开展冷轧管理,此时弹丸处于均匀稳固的动静。贫铀与钨合金材质少年老成律被充当侵彻装甲板的穿甲弹芯质地。门到户说,贫铀的物理品质优于钨合金,其侵彻品质要比钨合金赶过约十二分之后生可畏,原因是贫铀的神速变形行为与钨合金分化。钨合金在侵彻进度中发生生硬变形,弹头尖端变为香信形,扩充了弹芯直径。由此,侵彻阻力扩充,弹丸的侵彻质量减弱。而贫铀弹丸由于在侵彻进度中弹头尖端边缘产生绝热剪切盘曲,进而爆发易于引起一些粉碎的自锐化成效,使贫铀弹芯直径小于钨合金弹芯直径,侵彻阻力低,侵彻质量相对扩张。但运用贫铀材质也设有多少个毛病,如轻便生出氢脆、腐蚀、意况污染以致变成相关病症等等。由此,即使贫铀弹芯在侵彻力上优化钨合金弹芯,但平衡各类条件来看,后面一个是更适于使用的资料。特别是处境污染以致对全人类健康的重伤是贫铀材料的多个致命短处,以至于近年来对使用贫铀材料存在重重限定。钨合金穿甲弹作为攻击性武器,平日被用于导弹防守、反舰、防空等。极度是装有多种效果与利益,即能够举行破片扩散侵彻且独具焚烧效应的穿甲弹是时下要求的配备。与通过弹芯本人的自锐化进行侵彻的体制差异,W-Cu材质经过破片扩散对靶板实行侵彻。但思考到W-Cu材质的拉伸强度与收缩屈性格很顽强在艰难险阻或巨大压力面前不屈强度的争持关系,其拉伸强度就相对太高了。由此,在破片扩散侵彻品质方面,W-Cu质感与本发明的质地相比较就不持有优异性。二、发明概要本发明是关于生机勃勃种扩散破片侵彻型钨合金穿甲弹芯材质,该材质能丰盛消逝由于有关技巧的症结和节制所带来的叁个或几个难题。本发明的指标是提供后生可畏种扩散破片侵彻型钨合金穿甲弹芯材质,这种弹芯不是由此弹芯本身的自锐化而是经过扩散破片对指标举办侵彻。依据本发明,扩散破片侵彻型钨合金弹芯质地组成为十分七~95%的钨粉、3.0%~8.0%的钼粉、0.5%~3.0%的镍粉以致1.0%~4.0%的铁粉。弹芯的浮动方法是将上述组成比的粉末相互交织,压迫作而成毛坯,然后举办结合。遏抑进程最棒利用冷等静压。烧结过程要在非氧化或氯气的复原气氛中举行,烧结温度为1350℃~1450℃,烧结时间2~5钟头。本发明的性状在于,通过将钼增添到钨合金中,调度合金比率、调控烧结条件,产生金属间化合物,通过金属间纯净物资调剂控材料的机械质量。

  小编:西南武大国防教育组织

回答:

  监制:中新网科学普及工作部

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  提及多个国家主战坦克(MBT Main Battle
Tank)广泛选取的羽翼坚固脱壳穿甲弹(APFSDS),就必须要提到弹芯质地的钨铀之争。这几天广泛应用于各型杆式穿甲弹弹芯的资料是贫铀合金与钨合金,二者质地品质的上下长期以来都以大家津津乐道的话题。

▲国内研究开发的54式12.7分米钨芯脱壳弹,其是壹玖柒伍年本国引进美利坚联邦合众国太平洋技艺公司的同口径APDS弹的本事而研究开发的意气风发种钨芯脱壳弹,具备初速高、弹道低伸、穿甲威力大的风味

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钨芯穿甲弹一概而论正是选用钨合金弹芯的穿甲弹,近期可比有代表性的正是今世主战坦克上所采纳的钨合金尾翼牢固脱壳穿甲弹,如德意志的DM43/53,中华夏族民共和国的DTW-125/DTC-10等。

  美利坚合营国M829A2型APFSDS脱壳的一须臾

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  平时的话,在同黄金年代意况下贫铀合金的侵彻手艺较钨合金高10~15%,那是出于贫铀合金质地的靠拢绝热剪切应变率超低,易发生绝热剪切断裂,即“自锐”效应。而钨合金在穿甲进度中,穿杆底部会“自钝”,招致侵彻阻力增大,侵彻力深度下滑。

▲从表可见,钨合金相比钢在压应力比较上有着明显的优势

  下图为纯钨、钨合金和铀合金质感弹芯穿甲进程中弹头的作为特征。

诚如的话,钨芯穿甲弹都使用高密度的钨合金来创制其弹芯,因而方便坚实穿甲弹飞行时的存速技术和对钢板的侵彻技巧,且钨合金仍旧少年老成种抗高温、热牢固性好金属材质,故而用其制作而成的弹芯具备在高温高压情况下也不会构成变形的特色。那那样好的素材,可不可以使用在中等口径枪械的弹药上吧?答案是早晚的,譬如就以我们国家为例,本国就创设出了54式12.7毫米钨芯脱壳弹(APDS)及02式14.5分米钨芯尾翼稳固脱壳穿甲弹(APFSDS),个中后面一个的弹药尺寸为12.7X108mm,初速可达1150m/s以上,而前面一个的弹药尺寸为14.5X114mm,初速可达1250m/s以上,这两型弹药可分别安排于54式12.7毫米机枪及02式14.5分米机枪上,进而抓好这两型机枪的威力,而它们的名利双收研究开发,也是本国中等口径枪械弹药领域的叁次伟大的前进。

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  自钝与自锐效果。注:Pure W——纯钨;WHA(Tungsten Heavy
Alloy)——高密度钨合金;DU-3/Ti ——意气风发种贫铀合金材料(含Ti/V,钛/钒)

▲从表可以预知,12.7分米钨芯脱壳弹的穿甲质量相比较日常12.7分米穿甲焚烧弹有着比比较大的优势

  由图可以预知,在平等弹芯直径条件下,贫铀合金穿甲通道直径最小,穿甲阻力最小。

故而,综上可得,钨芯穿甲弹不仅可以够采用在大口径坦克火炮上,也得以使用在中等口径枪械的弹药上。

  其余,贫铀易燃,在穿甲后具有鲜明的纵火功效,对车辆成员有更加强的杀伤效能,更便于引发一遍效应。

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  不过贫铀也是有欠缺:

回答:

  贫铀具备放射性,会勒迫坦克装甲车辆成员的符合规律化,焚烧进度中生出的放射性烟雾被吸入后会变成深重内照射。

全盘能够,当然是在大材小用和不管一二费用的底工上。
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  贫铀化学活性高,轻巧氧化发霉,不便于长期积攒。

钨是意气风发种硬度相当的高的五金,用其成立的合金密度是最优制钢材的周围3倍,那也正是说它的弹芯断面密度大,能够增进弹丸的存速本事和对指标钢板的侵彻手艺,即穿透工夫。
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  贫铀合金刚度异常的低,须求运用更加大尺寸的弹托制止在膛内加快时屈曲,扩展了被动质量,减小了穿甲体获得的动能。

说起此地,大家也就大概上精通了钨合金最重大的交战职能是用以穿甲,那是最近广大学一年级品炮射穿甲弹的最根本的材质。依据战争和打击指标不一样,钨合金穿甲弹在70年间就曾经被美军所运用,海湾大战中,美军选用的贫铀穿甲弹更胜一筹,可是却带给了贫铀穿甲弹在利川军装时高温点火而发生的盈盈污染性的氧化铀尘埃,美利哥又重新开始钨合金弹芯的穿甲弹研制。
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  U的熔点为1133℃,W的熔点为3370°C。由于APFSDS的飞行速度达M5~M6,在这里种进程下的气动加热可达2500K左右,在强盛的高仁慈气重力的耦协功能下,贫铀合金的形变一点都不小。弹芯产生的形变会减弱速度、加剧章动影响精度和破坏着靶姿态而下降穿深。

钨是生机勃勃种稀有的有色金属、价格高昂,能够说用其营造穿甲弹打击并摧毁相通创造价格高昂的军性格很顽强在荆棘塞途或巨大压力面前不屈指标是不行值得的。但是把它用到通常的作战用项上,真的太过华侈和浪费。
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  贫铀合金的流变极限强度很低。在穿杆高速碰撞并穿透靶板的进程中会发生滑坡变形,应变速率升高,峰值应力也将渐次增大,“自锐”效应将被减弱。

日常小法则军火最重视的交战对象正是单兵,对于日常战士那个钢质弹丸杀伤力和穿透力已经足足,又何必再去选用硬度更加高、价格越来越贵的钨合金呢?难道是想打出一个穿糖葫芦的结果?

  贫铀超级低的分开强度在推动自锐脾性的还要,也使得面前蒙受爆炸反应装甲、限制式复合装甲时穿杆更易于被折断。

回答:

  下图突显了分裂材质的弹芯在长径比λ=30、冲击动能E=10MJ的情事下,着速与穿深的涉及。

能够的。美国帝国主义的5.56口径m955,7.62标准的m993和m948,都以钨合金弹头。556有概率穿透4级甲,762平趟4级甲。

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唯独钨这种东西不实惠吧,猜想给特种部队配点儿还差不离,周到摊开地主也肉痛啊。

  一定长径比及冲击动能下着靶速度与穿深的关联。注:WHA(Tungsten Heavy
Alloy)——高密度钨合金;DU(Depleted Uranium)——贫铀;Steel—— 钢;Target
——目的;BHN(Brinell Hardness
Number)——布氏硬度,后边的数字越大,材质越硬;轧制均质钢君越HA日常特指RC-27钢板(4340钢)BHN=250~390,对应国标钢号40CrNiMoA。

中华的钨储量听他们讲不菲,12.7和14.5标准好像都有钨芯弹,轻装甲碰着会特不幸的。

  近些日子以固体火药为发射引力的120~125mm坦克炮炮口动能都在10MJ~13MJ之间,已经不行趋近常规火炮的顶峰。在事实上使用中,穿甲体的质量和初速是相互制约的——穿甲体加长,速度就能够减弱;速度进步,穿甲体将要缩小,在规划上需求接纳。

回答:

  在近年来本事标准下,射击均质钢装甲时,贫铀合金穿甲弹的最好着速Vc=1600m/s,对于钨合金穿甲弹Vc=2001m/s(着速能够大要正是炮口初速-速度降)。那一点在弹药参数选取上有分明浮现,举个例子德意志DM-43的初速一九零三m/s、美利坚合众国M829A3的初速1550m/s、我国出口型125弹初速1800m/s等。

不得以,再决定的弹头未有早晚的质量是不得已穿透装甲的,子弹自个儿质量正是小再加上空气阻力,很难变成任务。

  钨合金所持有的高熔点、高强度使其得以适应更加高的发出过载和越来越大的飞行速度。

回答:

  制约钨合金杆式穿甲弹穿深的最重要成分是“自钝”效应。即前文提到的在穿甲进度中钨合金穿杆底部产生的“寸头”。

越南战争时国内已供此弹给北越,12.7mm高机击穿M113装甲车,乘车士兵去世惨恻!

  进步钨合金弹穿深最直白的办法是外加发射初速。

回答:

  选择措施减小钨合金自钝现象带给的熏陶,也是现阶段手艺规格下拉长穿深的有效性方式之风流浪漫。首要有以下三种方法:

钨矿归属稀有财富,解放前国府用钨矿和德意志做交易,红军在辽宁苏区也是靠钨矿做重要经济帮忙,那一个归于国防计谋物质资源。本国为啥不行使带辐射的贫铀穿甲弹,就是因为中中原人民共和国钨矿财富相对丰裕,用的脱壳穿甲弹弹芯正是钨合金,可是用来做普通子弹的弹芯那也太浪费了。

  (1)改过质感组份,使其具备绝热剪切特征。

回答:

  钨铪合金,有50W-50Hf和74W-26Hf二种,选拔流化床化学汽相沉积加固态固结工艺制成,准静态压缩力学品质与
90W-7Ni-3Fe合金万分;

道理当然是那样的能够,只是性能价格比不高,钨价格贵,而轻火器弹药消耗量庞大,打死一位平均要打上几千几万发。这种堆钱的打法美国帝国主义也受不住。平常穿甲弹都是钢芯,高碳钢。美帝的局地子弹用铁芯,也能到达穿透有些目的的必要。步兵用穿甲弹平日都以机枪上,还不是整条弹链都以。因为穿甲弹硬,打不中目的就没怎么杀伤,譬喻国内87式5.8分米子弹。普通子弹打不中,打在十分的硬的物体上的时候会打碎,进而杀伤周围的人

  钨-金属间化合物,最近合成的有W-7%Ni-Fe-Al,该合金烧结密度达96%,平均晶粒尺寸为7μm,在动态压缩试验中,展现了绝热剪切特征;

回答:

  钨锰合金,有90W-Ni-Mn和95W-5Mn三种,烧结密度达95%之上,在动态试验中,均展现了绝热剪切特征。

是足以的,然而在经济上是不尚算的。钨是后生可畏种特别稀罕的贵金属,大家能够见到平时只有在应付坦克的穿甲弹上有使用。以至在世界世界第二次大战时的纳粹德国由于钨极其稀有,以致连坦克穿甲弹也是限量供给的。而对本国来讲,国内的钨储量相对超级多,则不设有这么的主题材料。可是如果用在小条件枪械上,这样产生的使用量无疑是可怜天翻地覆的。那是不对路的。

  (2)改革穿杆布局,用布局自锐来代替材料本人的自锐。

回答:

  下图所示为生机勃勃种具有组织自锐技术的组合式侵彻体。其外层的钨合金管包覆内层的碳化钨弹芯构成。

进程,借使钨芯弹丸的大分占的额数能被加快到丰盛高的谈话速度(如1000+卡塔尔(قطر‎,根据动能动量,这样给枪和发射职员的后座冲击太大了。参照他事他说加以考察苏维埃社会主义共和国联盟反坦克14.5枪和弹的发出,一发一发的回填,发射,并且貌似是装满一个人,发射一人!就知晓这么的钨芯弹作为单兵弹药来说,就特不划算:反装甲,人受不了,反步兵,人还是受持续,太慢了

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回答:

  组合杆式侵彻体结构暗示

反对上得以,但步枪都甚至关心爱慕要以杀伤有生人士为目标的,钨合金是以穿甲而规划的,以往战士的防弹衣平日是防不住普通步枪弹的,更别讲钨合金弹了。假如硬要用钨合金子弹打人也能够,但子弹的生育开支会猛增,而子弹又是高速的消耗品,所以舍本逐末

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  组合杆弹体尾部在差别随即侵彻形状图

  能够看见,在修改了协会从此以往,钨合金也同等可以“自锐”。可是,相对于贫铀弹芯合金仍有间隔。

  组合式结构自锐弹芯相较于改正材料质量的单杆式弹芯,工序越来越少、费用更低。前段时间那项本事已经选择在国内新型坦克炮用尾翼稳固脱壳穿甲弹上。

  钨纤维复合材质也是风华正茂种具备协会自锐的构型。举个例子利用锆合金玻璃内包钨丝束的布局,该材质即便密度小于相比试验的95W钨合金,但在接受弹道炮进行对照实验时,其侵彻本事反而更加高。

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  W纤维-ZrTiCuNiBe金属玻璃基复合材料弹芯侵彻效果图

  图6中上方为总体的弹芯,下方面试验后从靶板上回笼的弹芯残段。可以预知,该复合材质弹芯并从未形成“偏分头”。

  贫铀合金和钨合金有些的个性优势,铀-钨复合也是贰个发展趋向。别的,基于复合材质的名特别促销特性,这几天还支付出了一些用于穿甲弹弹体的贫铀基复合材料。

  前段时间,由寻常火炮发射的穿甲弹初速依旧轻便,在主战坦克的卓小说战间距2001m或更远间距,穿甲弹的着速如故低于
2002m/s,所以在对SportageHA的穿透力上,贫铀合金比钨合金仍保有优势。

  随着新型装药技艺、液体发射装药、电热化学炮、电磁发射本领等的进步,现在杆式穿甲弹的着靶速度将会超过二〇〇三m/s的临界角。

  当着速超越二零零二m/s时,惯性效用在侵彻中初露居支配地位,穿甲机理发生变化,质地时期行为差别的熏陶稳步减小。那时候穿杆的布局由连接杆变为分段间断杆后,穿甲质量越来越好。对于不相同的着靶速度,分段间断杆存在着最好的支行及段间间隙。

  最终索要特地表达的是,在可以查阅到的公开数量都是以对均质钢装甲(MuranoHA)的穿透本领为比较标准。而当前的上进主战坦克(MBT)不止使用了各个复合装甲(如限定式复合装甲),还可在外表加挂附加装甲、爆炸反应装甲(ERA)等,是不可能轻松以为在存活准则下贫铀合金就一定优惠钨合金。(本文图片来源网络)

  仿效篇目:

  1、钨纤维复合材料穿甲弹芯侵彻时的自锐现象 荣光 黄德武 爆炸与碰撞
贰零壹零年四月第29卷第4期 小说编号:1001—1455(二零零六) 04-0351-05
国家标准学科代码:130·3530

  2、组合杆式穿甲弹的侵彻技能仿真深入分析 吴群彪 沈培辉 刘荣忠
系统仿真学报 二〇一二年一月第25卷第2期 作品编号:1004-731X(2012)02-0367-04

  3、弹药概论 李往西 国防工业出版社 ISBN:7118036811

  4、穿甲力学 钱伟长 国防工业出版社 ISBN:15034.2753

  5、终点弹道学 (美)海军道具部 国防工业出版社 ISBN:7-118-00065-5

  6、坦克装甲车辆设计(武器系统卷) 冯益柏 化工出版社
ISBN:978-7-122-21608-3

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