鉭鎢合金藥型罩的熱處理工藝研究

爲了進一步提高彈丸侵徹均質裝甲鋼板的侵徹深度,藥型罩材質逐漸從紫銅向純鉭、鉭基合金、純鎢和鎢基合金等高密度和高延展性的材料轉變。目前,最受國內外研究者歡迎的藥型罩材料的是鉭鎢合金。

鉭鎢合金是在純鉭的基礎上添加鎢元素的一種完全固溶單相合金,具有較高的密度和良好的動態延性等特點,因而所製成的藥型罩的能量密度較高、衝擊力較大和形態較好。鉭鎢合金藥型罩的生産流程爲:配粉混粉→等靜壓壓制→真空高溫燒結→電子束熔煉→熱鍛開坯→真空退火熱處理→室溫鍛造→真空退火熱處理→精加工。下面主要介紹的該藥型罩的熱處理工藝。

研究表明:經過電子束熔煉得到的鉭鎢合金鑄錠的晶粒粗大,其表層的晶粒尺寸平均爲4-6mm,鑄錠芯部晶粒則更爲粗大。

鉭鎢鑄錠金相組織圖片(來源:趙鑫/北京科技大學材料科學與工程學院)

鉭鎢鑄錠金相組織圖片(來源:趙鑫/北京科技大學材料科學與工程學院)

鍛棒毛坯的適宜再結晶處理溫度爲1150℃,因爲材料在此溫度下能獲得較好的塑性和流動性,從而能保證在室溫下完成鉭鎢藥型罩的鍛造成型。當再結晶處理溫度低于1150℃時,鍛造毛坯再結晶不完全;當高于1150℃時,晶粒會嚴重長大。將經過1150℃真空退火熱處理的f50mm鍛造毛坯棒製成小圓柱,通過模鍛鍛成f108mm的藥型罩毛坯,其表面無氧化皮、無裂紋和開裂現象。當退火溫度從1000℃升高到1400℃時,藥型罩材料的硬度會下降,可能是因爲在此溫度區間發生再結晶。

1150℃×1h鉭鎢鑄錠熱處理金相組織圖片(來源:趙鑫/北京科技大學材料科學與工程學院)

1150℃×1h鉭鎢鑄錠熱處理金相組織圖片(來源:趙鑫/北京科技大學材料科學與工程學院)

鉭鎢鑄錠退火溫度與硬度關係(來源:趙鑫/北京科技大學材料科學與工程學院)

鉭鎢鑄錠退火溫度與硬度關係(來源:趙鑫/北京科技大學材料科學與工程學院)

鉭鎢合金EFP藥型罩可形成形態好、飛行穩定,速度降小(約3m/s)的球形彈丸,可穿透100m距離上60mm/0˚均質裝甲鋼板。

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