鎢合金在軍工業的應用

鎢合金在軍工業的應用有哪些?鎢合金因具有高密度(>2倍鋼的密度),高強度,良好的塑性、耐腐蝕性、機加工性能、射線吸收能力(比鉛高30%-40%)和抗高溫氧化性能等優點而被廣泛應用於航空航太、兵器、核工業等軍工業中。

鎢合金軍用方塊圖片

對於大多數人而言,它是一種神秘合金,因為對它不熟悉,甚至沒聽過。然而,它早於上世紀三十年代問世,至今已有近百年的歷史!

它就是以W為基體(W含量為82%-98%),並加入Ni、Fe、Cu、Co、Mn等元素組成的合金,因具有一系列優良特性而被廣泛地應用於航空航太、兵器、核工業等軍工業中。

它就是鎢合金!【W是戰略金屬鎢的元素符號。】

鎢合金的優良特性包含:高密度(>2倍鋼的密度);高強度;良好的射線吸收能力(比鉛高30%-40%);良好的機加工性能;良好的導電性、導熱性和低的熱膨脹係數;良好的可焊接性以及表面電鍍性;良好的塑性、耐腐蝕性和抗高溫氧化性能;等等。

那麼,鎢合金在航太航空工業中有哪些應用?比如,陀螺儀、平衡塊、減震器,等等。

反艦導彈圖片

眾所周知,導航陀螺儀是導彈、火箭、潛艇、飛機、衛星以及魚雷等導航和控制系統的心臟部件。雖然目前國際上早已湧現出各種先進的導航技術,但是作為慣性制導的陀螺儀仍然是世界上應用最為廣泛的一種導航儀錶。

據文獻記載,以前多採用銅或鋼作為陀螺的外緣轉子體,其精度和穩定性都比較低。美國在二戰中已經採用鎢鎳銅合金(90W-6Ni-4Cu)代替銅(或鋼)作外緣轉子,其角動量提高了70%以上,儀錶的精度與穩定性顯著提高。而我國也於上世紀六十年代開始研究鎢合金在航空航太工業中的應用。目前,我國諸多項航空航太用鎢合金的指標均已達到國際先進水準。

鎢合金在兵器工業中又有哪些應用呢?

這就有點兒多了!

鎢合金子母彈圖片

例如,大口徑動能穿甲彈彈芯、機槍脫殼穿甲彈彈芯、杆式動能穿甲彈彈芯、戰術導彈的殺傷破片、聚能彈的藥形罩、槍彈和航炮彈用的彈頭、子母彈及導彈的(數百公斤)鎢合金彈丸或(上萬發)鎢合金小箭彈乃至魚雷、艦艇、坦克等兵器的陀螺外緣轉子體、配重,等等。

最後,我們再來看看鎢合金在核工業中有什麼應用?

核材料儲運容器圖片

鉛是以前人們廣泛採用的遮罩材料。因為鉛的密度為11.3g/cm3。考慮到金屬材料吸收X射線及γ射線的能力與其密度成正比,密度達到17g/cm3以上的鎢合金自然具有更為理想的射線吸收能力。

研究表明,鎢合金對射線的遮罩效果是鉛的1.5倍以上。而且,鉛質軟,易劃傷、甚至可以用刀切開,而鎢合金硬度較高。更重要的是,鉛是一種重金屬,會污染環境且對人體有害。所以,鎢合金成了理想的核燃料貯存器與防輻射的遮罩材料。此外,具有高熔點、高塑性、低屈服強度以及良好的衝擊韌性的鎢鎳鐵合金和鎢鉭合金已經被用於製造一種薄壁形大鏈套殼體,以在原子能爆炸時保證儀器的正常工作。

 

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