改进钨合金穿甲性能的方法-锻造

高密度钨合金和贫铀合金是目前广泛使用的动能穿甲弹材料,其密度很高并且相近,但后者穿甲侵彻威力要高于前者。由于贫铀的污染问题,使得人们不断改进钨合金的性能以替代贫铀。大变形量旋锻就是一种改进钨合金穿甲性能的方法。

贫铀弹良好的穿甲性能来源于在穿靶时的极端高应变率加载条件下,容易出现流动软化行为,并最终造成材料绝热剪切破坏而产生“自锐”现象。在穿甲过程中弹的头部材料存在硬化和软化两种竞争的趋势-应变和应变率硬化与热软化。当热软化趋势占优时,弹头部材料出现流动软化,该行为是不稳定的,它会导致材料变形的局域化,使材料发生绝热剪切破坏,造成弹头被“削尖”，减少弹头穿靶的阻力-即“自锐”效应。对于钨合金，由于钨相的高熔点,使得材料的热软化趋势相对缓慢。因此钨合金材料需要经历更大的变形后才可能出现流动软化,故弹头部的“蘑菇头”会增大,降低弹的穿靶效果。

在锻造态钨合金弹的穿靶过程中,弹头部的“蘑菇头”处受力状态复杂，材料总会受到沿锻造方向(径向)的载荷。并且因为该方向上的材料容易出现绝热剪切，反过来也会增加“蘑菇头”处材料的流动软化趋势，最终会造成有利于“自锐”效应的绝热剪切破坏。因此锻造态钨合金弹的头部在穿靶过程中将容易“自锐”而提高穿深值。




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