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钨以及钨合金在军事上的应用--钨合金穿甲弹

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2014年8月11日星期一 14:51; 作者：lxx; 点击数：3219

钨合金穿甲弹依靠膛内高温高压气体作用下，获得很大的初始动能，和坦克装甲来了个硬度的较量。在强大的应力作用下，装甲壁慢慢的凹陷最终破裂，并杀死有生力量和摧毁坦克内部系统。

1 . 原理

钨合金穿甲弹依靠膛内高温高压气体作用下，获得很大的初始动能，和坦克装甲来了个硬度的较量。在强大的应力作用下，装甲壁慢慢的凹陷最终破裂，并杀死有生力量和摧毁坦克内部系统。

传统穿甲弹中，在弹体中装有少量炸药及引信，弹丸头部虽然已经破裂，但是弹体依然具有强大的惯性，所以仍会继续前冲。当撞击力达到一定数值时，引信被触发点燃，就引起了弹丸装药的爆炸。这时，在每平方厘米面积上，可产生数十吨至数百吨的高压，从而杀伤坦克内的乘员、破坏武器装备。

和传统的穿甲弹相比钨合金穿甲弹并没有填充炸药而是改为钨合金弹芯，在击穿装甲之后，是依靠高速飞溅的装甲碎片和穿甲弹弹芯碎片杀伤装甲目标中的人员、破坏其中的装备。

钨合金穿甲弹芯属于高比重钨合金制品，密度大，热稳定性极好，断面密度大，有利于控制导弹高空飞行。

2 . 造型

钨合金穿甲弹分为线轴型与流线型两种。主要由风帽、弹芯、弹体、曳光管组成。弹芯是穿甲弹的主体，用高密度（14～15克/厘米）钨合金制成。弹体用低碳钢或铝合金制造，主要起支承弹芯的作用，其上有导带，能保证弹丸旋转稳定。弹芯被固定在弹体中间，当碰击装甲瞬间，弹体破裂，弹芯进行穿甲。

它的弹芯直径小，仅为火炮口径的1/3～1/2，提高了着靶比动能（弹丸动能与弹体横截面积之比），垂直穿甲性能好，钨合金弹芯硬度高，具有抗压不抗拉的特点，穿甲时基本不变形，击穿装甲后形成碎块，增大了杀伤与燃烧作用。

3 . 设计

70年代美国设计的贫铀穿甲弹就是尾翼稳定脱壳穿甲弹的一种改进型，用高强度、高韧性、高密度的贫铀合金取代了钨合金作为尾翼稳定脱壳穿甲弹的弹芯，使穿甲能力进一步提高。使用贫铀穿甲弹的M1A1主战坦克能在海湾战争的坦克群决战中有出色表现，更证明了这种尾翼稳定脱壳穿甲弹的威力。但由于贫铀弹芯击穿装甲时会燃烧产生带有污染性的氧化铀尘埃，美国又从新计划研制更好的、无污染的钨弹芯材料来取代贫铀合金弹芯。

4 . 优点

钨合金属高比重合金序列，高比重合金有个最突出的特点就是比重高也就是大家常说的密度大。钨合金的密度可达到18g/cm3，是钢比重(7.8g/cm3)的2.3倍，所以弹心的断面密度大，有利于提高飞行时的存速能力和对钢板的侵彻能力，为提高穿甲弹的动能给装甲致命的打击提供了可能。

钨合金耐高温；热稳定性好，在穿甲弹飞行过程中与空气摩擦产生大量的热，要是穿甲弹中的填充物热性不好就会是它粘结在一起，无法达到穿甲的作用。钨合金的这一特性使穿甲弹很好的发挥了应有的功效。

5 . 用途

穿甲弹的穿透能力主要来源于弹丸运动时的动能。除了给穿甲弹较大的初始动能外，其本身的外形质量也非常重要。钨合金穿甲弹采用钨合金作为弹芯。钨合金的密度可以达到很大，也就是说在空间有限的弹筒里面用高密度的钨合金可以最大限度的增加穿甲弹自身重量。采用钨合金弹芯也为把穿甲弹的外形设计成流线型提供了可能。

6 . 最新

俄媒称，中国99式坦克的主要火力是一门125毫米口径滑膛炮。中国专家指出，该炮性能指标不仅比苏联同类产品2A46提高45%，而且还比德国“豹 2A5”和美国“艾布拉姆斯M1A1”坦克使用的RH-120炮高出30%。对抗敌方坦克的主要手段是使用钨合金弹芯的次口径穿甲弹。显然，这种生产技术上是从以色列得到的，后者曾向中国出口过这种炮弹。以方供应的M711炮弹的长度和直径比为20：1，初速度1700米/秒，穿甲能力达到600毫米。目前中国工程师还在研制新型次口径穿甲弹，其性能大幅优于现在的同类产品，新炮弹的长度和直径比为30：1，初速度1780米/秒，穿甲能力可达850毫米。中国的这种新型次口径穿甲弹能对所有现役坦克造成致命威胁，包括美国“艾布拉姆斯M1A2”和俄罗斯的T-90。

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钨以及钨合金在军事上的应用

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2014年8月11日星期一 14:12; 作者：lxx; 点击数：2044

钨及钨合金穿甲弹的研制是从上世纪五十年代开始的，上世纪七十年代开始，英国、美国、西德等国用液相烧结高比重钨合金(W-Ni-Fe和W-Ni-Cu)做大口经脱壳穿甲弹芯及枪榴弹（穿甲弹）弹头，从而大大提高了弹芯的韧性，增加了穿甲威力。国外脱壳穿甲弹用钨合金弹芯的化学成份及机械性能如表1所示，国外几种典型穿甲弹芯用钨合金化学成份及机械性能如表2所示。

据1999年8月26日的《美国金属市场报》报道了这月开始新钨芯子弹的使用。新铜壳钨子弹使用钨聚合物复合材料代替老的铅/锑合金芯。

铅子弹碎屑射击在地面或土制的狭道上最后引起腐蚀，污染土壤和潜在的铅灰汁进入局部水供应，严重地威胁人民的身体健康。

为了避免铅制子弹对环境的污染，美国计划生产主要用钨合金制造“绿色子弹”。所谓“绿色” 子弹仅是指其对于环境污染较少而言，其杀伤力与铅制子弹有过之而无不及。按照美国军队武器研究开发与工程中心(AARDEC) 绿色子弹方案Wade Bunting经理的计划，1999年美国决定生产100万枚钨合金子弹。最后把军队所有的子弹芯全部换成新钨芯子弹—每年生产2000～3000万枚。

美国俄勒冈州奥尔巴尼的Environ Metal有限公司已经开发出了一种50﹪钨-35﹪镍-15﹪铁组成的猎枪子弹，作为铅弹的替代品，该子弹重12g。

因为环境的要求，美国政府选择粉末金属复合材料，如钨-锡和钨-聚合物复合材料取代铅，用于军事打靶的小型武装弹药等目的。

粉末金属复合材料子弹的弹芯用机械压制，再装入铜制的金属套中，最后旋锻成最终形状。压制的全过程给于弹芯足够的强度，无需烧结，而粉末金属子弹的所有生产步骤与生产铅制弹药几乎一致。

据称，粉末金属复合子弹与铅子弹大同小异，粉末金属子弹比铅子弹更容易炸裂。所有的研究表明，钨还可以回收，有利于环境。2005年后美国陆军每年使用钨弹芯150万磅。

据美国有关学者唐纳德﹒华特报道，钨聚合物复合材料和钨-锡弹芯还可作为警察和民间用小型武装弹药。钨复合材料弹芯可以满足11.3g/cm3密度的要求。粉末金属子弹的发射性能和铅子弹的一样好，且用钨粉末金属复合子弹的寿命周期更有优越性。同时考虑把钨作为铅的一种替代品用于辐射屏蔽，比如X-光管套、同位素和中子的屏蔽，还可以作为渔锤等。

药型罩具有破碎性好、侵蚀力强、渗透率高等特点，从而要求药型罩材料密度高、延展性好，以便使射流在侵蚀之前能充分拉长而不断裂。钨合金由于具有高熔点、高密度、良好的机加工性能等特点，成为很有应用前景的新型药型罩材料。

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退火温度对轧制态钨合金组织及性能的影响

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2014年8月11日星期一 13:44; 作者：jwy; 点击数：2024

高密度钨合金具有高密度、较好的强度与韧性配合而成为军事工业和民用工业重要的材料之一,尤其是作为动能穿甲弹、平衡配重元件、惯性元件、射线屏蔽用材料等得到了广泛的应用。WNiFe合金由于其具有良好的射线屏蔽作用,在医疗行业得到广泛应用,但由于目前生产手段多采用等静压压制和模压压制,然后采用线切割方式加工成薄板,给生产带来很多麻烦和对原料的浪费。钨合金变形方面的研究有钨合金的锻造、静液挤压和轧制等,但轧制变形态钨合金的硬度大、脆性高,给后期加工带来很多不便。笔者以轧制态的95WNiFe合金为研究对象,分析了不同退火温度对合金的显微组构及力学性能的影响。

1 实验方法

实验选用的原料是还原钨粉、电解镍粉和羰基铁粉。三种粉末按95W3.5Ni1.5Fe(质量分数)的比例在三维混料机中混合均匀。混料后掺入粘结剂,采用模压压制成形,压坯经过脱蜡后采用液相烧结得到了烧坯尺寸为130mm×105mm×3.86mm,材料相对密度达到99%以上,采用JM250可逆冷轧机对烧结坯料进行单向轧制,经过多道次,最终材料变形量达到89.9%,观察烧结态和变形态材料的显微组织,对变形态的95WNiFe合金分别采用800℃、1000℃、1200℃和1450℃四种不同温度退火,退火时间为1h,并对不同退火温度的合金样进行了性能测试,并观察了显微组织形貌,分析了退火温度对变形态合金的力学性能及显微组织的影响。

2 实验结果及分析

2.1 显微组织分析

烧结态钨基高密度合金是由钨颗粒硬质相和Ni-Fe粘结相组成,钨颗粒成近似球形均匀分布在粘结相中,如图1;对轧制变形量为89.9%的板材沿着纵剖面即轧制的主要变形方向取样观察显微组织形貌,如图2。变形态与烧结态相比,经过变形后钨颗粒明显被拉长,而且随着变形量的增大钨颗粒的长短轴比呈逐渐增大趋势,粘结相也随着变形量的增大逐渐被拉长。

钨合金经变形强化后,为了取得更优异的综合性能及提高机加工性能,一般会对合金进行真空退火处理,为了找到最合适的退火温度,分别在800℃、1000℃、1200℃和1450℃,保温时间为1h,对轧制态95WNiFe钨合金进行退火,图3~图6分别是不同温度退火态合金的显微组织形貌,经800℃(图3)和1000℃(图4)退火处理后,合金的显微组织没有发生改变,仍然保持轧制态的显微组织形貌,钨颗粒和粘结相仍然为长条状组织;当1200℃退火处理后,钨颗粒出现少量聚集现象,粘结相也随着钨颗粒的变化发生聚集,1200℃退火对轧制态钨合金显微组织有少量影响,改变了合金的轧制态结构。当再提高温度到1450℃时,钨颗粒发生再结晶现象,呈球形,粘结相围绕在钨颗粒周围,与烧结态合金的显微组织形貌区别不大,常规钨合金在1430℃时出现液相,当退火温度超过液相温度时,合金的钨颗粒和粘结相再次恢复到烧结态的状态。

图 1:烧结态显微组织形貌

图 2:变形态显微组织形貌

图 3:800℃退火态显微组织形貌

图 4:1000℃退火态显微组织形貌

图 5:1200℃退火态显微组织形貌

图 6:1450℃退火态显微组织形貌

2.2 力学性能分析

对烧结态、轧制态和不同退火温度的轧制样沿着轧制方向分别取样测试抗拉强度和伸长率,表1显示,烧结态合金的抗拉强度最低,为850MPa;轧制态抗拉强度最高,达到1215MPa,分别经800℃和1000℃退火后,合金的抗拉强度和伸长率与轧制态基本一致,抗拉强度分别为1215MPa、1210MPa,伸长率均为3%,这点与显微组织形貌一致。当退火温度达到1200℃时,合金的抗拉强度开始降低,达到1050MPa,而合金的伸长率开始升高,达到8%,当温度继续升高到1450℃时,已经超过烧结态合金的液相点,合金的抗拉强度急剧下降,表现出与烧结态基本一致的水平,为900MPa,而伸长率由轧制态的3%升高到14%,回归到烧结态的水平。因此,为了得到综合性能最佳的钨合金,对轧制态合金可在800~1100℃范围内选择退火温度,但超过1200℃轧制态合金将会出现再结晶现象,使合金软化,强度降低,但对伸长率的提高有利。

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高比重钨合金概况

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2014年8月11日星期一 14:10; 作者：jwy; 点击数：2058

高比重钨合金(TungstenHeavy Alloy，简称WHA)产品通常由WNiFe或WNiCu或WNiCuFe通过粉末冶金工艺生产制造而成。根据不同的产品用途和工作环境要求，高比重钨合金产品钨含量通常分布为79%W~97%W，密度范围为15.00g/cm~18.50g/cm。同时可以添加一些稀有金属元素（Co,Mo,Cr等）以提高产品部分性能，比如：硬度(Hardness)，极限抗拉强度(Ultimate Tensile Strength)，屈服强度(Yield Strength)，延伸率(Elongation)等。

高比重钨合金是一类以钨为基体（W含量85-99%），并添加有Ni、Cu、Co、Mo、Cr等元素组成的合金。

按合金组成特性及用途分为W-Ni-Fe、W-Ni-Cu、W-Co、W-WC-Cu、W-Ag等主要系列，其密度高达16 .5-19.0g/cm3，而被世人称为高比重合金。

它还具有一系列优异的特性，比重大：一般比重为16.5-18.75g/cm3,，强度高：抗拉强度为700-1000Mpa，吸收射线能力强：其能力比铅高30-40%，导热系数大：为模具钢的5倍；热膨胀系数小：只有铁或钢的1/2-1/3，良好的可导电性能；具有良好的可焊性和加工性。鉴于高比重合金有上述优异的功能，它被广泛地运用在航天、航空、军事、石油钻井，电器仪表、医学等工业。

生产工艺流程 1.混料：将钨粉、镍粉、铁粉（如产品有无磁性要求，则可加入铜粉代替铁粉均匀混合

混料→真空干燥→压制成型→预烧脱脂→加工成型→真空烧结→品质检测→毛坯产品→后续加工（浸油、机加工、热处理、电镀、轧制、锻造等）→精磨产品→产品出库

钨合金渔坠系列：子弹型、水滴型、圆管型、半水滴型、圆柱有孔型。

钨珠、钨球系列：φ1.5mm -φ10mm 精度±0.01mm，用于鱼坠配重、子母弹、医疗仪器配重、猎枪弹丸；φ0.1mm-φ10mm 精度±0.1mm，用于石油钻井平衡、猎枪弹丸。

高密度钨基合金配重系列：机械用的平衡锤；飞锤；石油钻井配重杆；飞镖杆；高尔夫球配重块；赛车配重块；手机、游戏机振子；航空航天的陀螺仪；钟表摆锤；平衡配重球；防震刀杆。

医用钨合金射线屏蔽材料系列： 1、钨合金光栅叶片； 2、钨合金防护罐——用于医疗上的放射性屏蔽壁；屏蔽针管——用于医疗放射性药液屏蔽；钨合金存储器——用于储存放射性物质的罐、箱等容器。 3、准直器--用于医疗直线加速器和核技术应用中钨合金系列检测集装箱系统的准直器；Co60 其他辐射的屏蔽。

电器材料系列：电火花加工的电极和电阻焊的电极；高比重电触点、空气断路器中的触点。

军用系列：穿甲弹；子母弹、球、棒、方粒、圆柱，其他钨合金电镦块，核技术应用中钨合金。

中国是世界产钨大国，但由于世界各国对资源保护的意识越来越强烈，尤其从2012年6月开始中国加强了对钨原料出口的控制，导致钨原料出口许可证的申请出现十分困难的局面，使得全球钨原料供应濒临枯竭的困境。这也就使得钨这种不可再生的资源性产品，如：钨粉、三氧化钨、偏钨酸铵等钨的中间产品在世界范围的资源共享受到极大的限制。

而高比重钨合金产品是通过人为的脑力劳动并有添加一定的技术含量的产品，相对于资源性产品来说，是被鼓励出口以促进各国贸易的。因此，高比重钨合金产品凭借其良好的可加工性及可塑性已在众多钨产品有很大的优势。

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硬质合金球简介

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2014年8月11日星期一 13:33; 作者：lxx; 点击数：2020

硬质合金球，俗称钨钢球，是指用硬质合金为材料制成的球珠、滚珠，硬质合金球硬度高、耐磨、抗腐蚀、抗弯曲、使用环境恶劣，可代替一切钢珠类产品。

硬质合金球是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC)微米级粉末为主要成分，以钴（Co）或镍（Ni）、钼（Mo）为粘结剂，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品，现目前常见的硬质合金有YG、YN、YT、YW系列。

硬质合金球硬度高、耐磨、抗腐蚀、抗弯曲、使用环境恶劣，可代替一切钢珠类产品。硬质合金球硬度≥90.5，密度=14.9g/cm3。

硬质合金球适用范围极为广泛，如：精密件冲孔拉伸了、精密轴承、仪器、仪表、制笔、喷涂机、水泵、机械配件、密封阀、制动泵、冲挤孔、油田、盐酸实验室、硬度测量仪、渔具、配重、装饰、精加工等等高端行业！

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2024年1月份赣州钨协预测均价与下半月各大型钨企长单报价。

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龙年首周钨价开门红。

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