贫铀弹替代物——钨合金弹

贫铀弹具有一定的放射性和化学毒性,对人体和环境造成危害。钨合金密度高、强度高,已经广泛应用于军事领域,替代贫铀、铅等材料。
 
钨合金可制作成穿甲性能优良的、无毒的穿甲弹弹头、弹芯,是穿甲弹的理想材料。
 
钨合金穿甲弹虽然自锐性不如贫铀弹,但其它都可以替代贫铀弹,而且钨合金穿甲弹不具放射性、无毒。关于自锐性,通过集中对绝热剪切变形的研究,调整配方,钨合金同样可以达到相同的效果,不过该技术是否实际有效,还在不断探索。
 
 
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钨合金军用方块简介

钨合金军用方块是一种块状钨合金产品,具有高密度、高比重、高抗拉强度、延展性好、辐射吸收性好、无毒无污染等优点。
 
钨合金是取代铅和贫铀作为军事产品的理想材料,钨合金军用方块主要用于弹芯填充材料、配重等。
 
钨合金军用方块可作为穿甲弹弹芯填充材料,它具有很好的抗拉强度,对穿甲弹的性能有很大的提高。钨合金军用方块体积小、比重大,可以用于重型武器的配重,以减小重型武器的后座力等。体积较大的钨合金军用方块可用作军用车辆底部配重块。坦克、装甲车等军用车辆底部加上钨合金配重块,使车辆重心下移,行驶、转弯更加平稳,同时减小了发射炮弹时的后座力,增加了准度。
 
钨合金军用方块
 
 
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钨合金弹丸简介

许多国家和地区由于铅弹丸的环境污染问题,已禁止使用铅弹丸,所以钨合金弹丸已逐步取代铅弹丸。钨合金具有高密度,高硬度,耐高温,以及高压溃强度,且无毒无污染,各项性能均优于铅弹丸,已经被广泛用于霰弹、榴弹、穿甲弹、子母弹等各类型子弹的弹丸部分。
 
钨合金弹丸的主要成分有W-Ni-Fe、W-Ni-Cu和W-Ni-Cu-Fe等,一些还添加了钴、钼、铬等其他金属成分。其中,钨的含量一般占80~97%,甚至更高。钨合金弹丸通常直径0.1-10mm,精度±0.1mm。
 
钨合金弹丸具有高冲击动量、高压溃强度等优点。钨合金弹丸密度很高,体积小质量大,从枪管射出之后,在火药的作用下,每个小弹丸都具有很高的动能和冲击动量。钨合金弹丸具有很高的压溃强度,由于钨合金本身是采用压制烧结的粉末冶金工艺制成,密度很高,在被施加压力的时候,极不容易被压溃。钨合金弹丸在射出后具有很高的冲击动量,如果没有较高的压溃强度,便会因高动量的压力而压溃碎裂、失去作用。
 
钨合金弹丸
 
钨合金弹丸
 
 
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钨合金猎枪子弹简介

钨合金猎枪子弹是一种钨合金球状产品,主要用于狩猎活动中的猎枪弹丸,具有高密度、高硬度、耐高温、高压溃强度等性能。钨合金猎枪子弹通常直径3.5~10mm,体积小质量大,从枪管射出之后子弹具有很高的冲击动量。钨合金猎枪子弹不同于铅子弹,不会导致铅中毒、铅污染等。
 
钨合金猎枪子弹最有优势的应该是它的压溃强度了,钨合金猎枪子弹具有很高的压溃强度,由于钨合金本身是采用压制烧结的粉末冶金工艺制成,故其密度很高,在被施加压力的时候,极不容易被压溃。钨合金猎枪子弹在射出后具有很高的冲击动量,所以就需要有很高的压溃强度,才不至于因高动量的压力把钨合金猎枪子弹压溃碎裂而失去作用。压溃强度对于钨合金猎枪子弹来说非常重要,这大大提升了其动量和作用效果。
 
钨合金猎枪子弹
 
 
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PET-CT钨合金辐射屏蔽

PET-CT是一项日趋成熟的医疗技术,临床主要应用于肿瘤、脑和心脏等领域重大疾病的早期发现和诊断。但PET-CT使用的药物具有放射性,为了医护人员的健康和环境安全,很有必要加强辐射屏蔽防护。
 
用于PET-CT辐射屏蔽的材料用钨合金,主要有钨合金屏蔽罐、屏蔽针管、屏蔽屏风、屏蔽墙等。
 
放射性药物置于钨合金屏蔽罐之中,注射药物时应注意屏蔽针管的使用,避免药液泄漏。屏蔽罐和屏蔽针管多采用钨合金为材料制成,两者配套使用,屏蔽效果好,且无毒无污染。
 
注射时,医护人员应站于钨合金辐射屏蔽屏风后,以钨合金板为材料的辐射屏蔽屏风,能够屏蔽注射时无意泄漏的药物射线辐射。
 
整个PET-CT检查室也应是一个屏蔽空间,在厚混凝土墙外需要加上一层钨合金屏蔽墙,钨合金屏蔽墙采用钨合金板拼接而成,密度高屏蔽效果好。接受PET-CT检查的患者在检查完毕后,也应置于有辐射屏蔽墙的单独房间休养,多饮水,将残留放射性药物排出体外。
 
PET-CT钨合金辐射屏蔽
 
 
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钨合金无铅屏蔽防护

铅被广泛地应用于辐射屏蔽防护,但是铅会导致铅中毒和铅污染,所以不断被减少使用,而钨合金材料能够代替铅用于辐射屏蔽防护。
 
钨合金屏蔽防护设备具备许多优点:
1.射线吸收能力强:钨合金具有高密度,密度比铅高60%,钨合金制成的屏蔽防护设备对射线的吸收能力比铅更好,屏蔽辐射能力更强。
2.机械强度高:钨合金材料制成的屏蔽防护设备不易磨损,使用寿命更长。
3.无毒无污染:钨合金屏蔽防护设备最大的优点就是避免了铅中毒和铅污染,对人的健康以及环境都是有益的。
 
钨合金无铅屏蔽防护
 
 
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非破坏性试验辐射屏蔽

非破坏性试验在工业领域里的应用日趋广泛,由于不用破坏被检测产品本身,所以是一种适用性很广的检测试验。但是方便的同时存在着危害,非破坏性试验所采用的射线、超声波等都会产生辐射,将会影响人的心血管系统、诱发人体癌细胞增殖等,所以一定要在试验时做好辐射屏蔽防护措施。
 
非破坏性试验辐射屏蔽通常采用钨合金屏蔽罐和钨合金屏蔽墙。
 
钨合金屏蔽罐是采用钨合金材料制成的罐状装置。钨合金屏蔽罐是对放射源进行屏蔽,在放射源未使用的时候,必须将放射源置于屏蔽罐、壳等屏蔽装置之内,隔离防护,避免泄漏。
 
钨合金屏蔽墙主要是由钨合金板进行拼接而成,在整个试验室内,除采用厚混凝土墙外,还需加上一层铅、钨合金等金属材料来进行辐射屏蔽,包括门和窗等,这样可以对各类射线进行吸收。
 
钨合金密度高、无毒无污染,日益取代传统的铅材料,用于制作各类辐射屏蔽防护装置。
 
非破坏性试验辐射屏蔽
 
 
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钨合金圆盘用途

钨合金圆盘是一种一种圆盘状的钨合金产品,高密度、高比重,具有良好的辐射屏蔽性,用途广泛。
 
钨合金圆盘是当前用来做辐射屏蔽件的最佳材料,钨合金圆盘有着很高的密度(比铅大 60%),减小了屏蔽件的尺寸,但不影响屏蔽效果。此外,与过去的辐射屏蔽件材料铅或贫化铀相比,钨合金无毒无污染。钨合金圆盘辐射屏蔽件,能够屏蔽X射线、伽玛射线(高能电磁辐射)、辐射的α粒子(氦原子)、β粒子(电子)和宇宙辐射等。
 
除了用作屏蔽件,钨合金圆盘的高比重和高密度,能够以小体积高重量作为配重件,用于各个领域,如汽车曲轴配重等。
 
钨合金圆盘
 
 
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钨合金环用途

钨合金环是一种圆环状钨合金零件,是钨合金重要产品之一。钨合金环具有耐磨性能、耐高温性能、抗腐蚀氧化性、无毒无污染等优良性能,主要运用于军事、配重以及首饰制造等方面。
 
钨合金环具有使用寿命长,耐磨性等特点,可制作成钨合金首饰,较典型的为钨合金戒指。钨合金戒指具有良好的耐腐性,科学实验表明,在常温常压下,钨合金不会与酸发生反应。因此钨合金戒指不会被汗液所腐蚀。此外,钨合金戒指不会褪色,形状不会变形。另外,钨合金戒指不具有过敏性,适合所有人佩戴。另外,钨合金戒指表面拥有光泽,还可在表面镀金、激光刻字、刻图案,制造的图案难以磨灭。
 
钨合金戒指品质特别,外形美观,是替代金、铂等很好的首饰材料。
 
钨合金环
 
钨合金戒指
 
 
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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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