改進鎢合金穿甲性能的方法-鍛造

高密度鎢合金和貧鈾合金是目前廣泛使用的動能穿甲彈材料,其密度很高並且相近,但後者穿甲侵徹威力要高於前者。由於貧鈾的污染問題,使得人們不斷改進鎢合金的性能以替代貧鈾。大變形量旋鍛就是一種改進鎢合金穿甲性能的方法。

貧鈾彈良好的穿甲性能來源於在穿靶時的極端高應變率加載條件下,容易出現流動軟化行為,並最終造成材料絕熱剪切破壞而產生“自銳”現象。在穿甲過程中彈的頭部材料存在硬化和軟化兩種競爭的趨勢-應變和應變率硬化與熱軟化。當熱軟化趨勢佔優時,彈頭部材料出現流動軟化,該行為是不穩定的,它會導致材料變形的局域化,使材料發生絕熱剪切破壞,造成彈頭被“削尖”，減少彈頭穿靶的阻力-即“自銳”效應。對於鎢合金，由於鎢相的高熔點,使得材料的熱軟化趨勢相對緩慢。因此鎢合金材料需要經歷更大的變形後才可能出現流動軟化,故彈頭部的“蘑菇頭”會增大,降低彈的穿靶效果。在鍛造態鎢合金彈的穿靶過程中,彈頭部的“蘑菇頭”處受力狀態復雜，材料總會受到沿鍛造方向(徑向)的載荷。並且因為該方向上的材料容易出現絕熱剪切，反過來也會增加“蘑菇頭”處材料的流動軟化趨勢，最終會造成有利於“自銳”效應的絕熱剪切破壞。因此鍛造態鎢合金彈的頭部在穿靶過程中將容易“自銳”而提高穿深值。




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