炮管磨损烧蚀膛面的分析

对炮管磨损与烧蚀膛面的分析长期以来是采用普通金相法。用普通金相法已确证在炮管烧蚀膛面存在变质层,而且它的机械强度和显微组织不同于原始炮钢。一般,变质层比未变质的钢软些,具有不同的冶金组织,存在微观和宏观裂纹。     

炮管膛内的磨损

线膛炮在发射一定发数炮弹之后射击精度就会降低。产生这种现象的原因是炮膛的磨损。在保养、清理和维修中如果粗暴地违反操作的要求,炮膛的几何参数和表面状况也会变坏。发射时炮膛的磨损情景是按下列方式进行的。弹丸在火药气体压力为20～50公斤/平方厘米时开始运动,弹带切入膛线。弹带的金属呈塑性状态並挤压形成凸起部。与膛线表面接触的弹带部分产生正常的应力和摩擦力。接触部位的温度可达500～800℃,甚至可达1083℃(铜的熔点)。     

炮管内膛表层的定性分析

<正> 美“陆军武器研究与发展中心”所属“大口径武器试验室”对炮管内膛表层进行了定性分析研究。带有白层的试样是取自于经射击后的不带任何衬层和未经镀铬的炮管内膛表面。经金相分析检查后,确认其中有多种不同白层的存在。对这些白层的化学和组     

炮管内膛镀铬失效分析

某火炮身管内膛镀铬后,在验炮试射过程中掉铬严重,致使20～50％炮管超过规定标准而全部重镀。我们采用俄歇等分析方法分析了掉铬区、过渡区与未掉铬区镀层与基体界面间的杂质元素含量,确定掉铬原因是镀前被镀界面清洗不净造成的。采取调整清洗工艺、改进清洗工装并改用高质量的除油石灰后,使产品的合格率达到了标准规定要求。     

大口径炮管内膛检测装置

美国华特夫里特兵工厂最近从本迪克斯公司的自动化和测量分部购置了两台大口径炮管内膛检测装置(见图)。每台装置可测四种尺寸和几何关系。采用这种专门设计的检测装置能控制6英寸(152毫米)和8英寸(203毫米)线膛炮管的精密加工。由一台变速电机驱动每个测头沿弯曲轨道     

炮管烧蚀机理的研究

虽然目前已经研制出了各种先进的发射药,使加农炮的射程和精度都有所提高,但由于这些发射药能产生很高的压力和温度,加速了身管的烧蚀,因而限制了它们的使用。作为美国非核武器规划的一部分,我们正在发展使用计算机模拟的数学模型,以模拟发射药-燃烧流及材料的响应,从而有助于我们确定基本的烧蚀机理。我们也正在使用理论模型来进行验证并确定比例关系和设计为证实和改进模型所必须的实验室试验方法。目前研究的烧蚀机理包括了气体-携载的固体质点分布和表面碰撞、气体和表面的化学性质、紊流、微观的和持续成比例的材料动态响应及气体-固体表面迁移和相互作用过程。由美国陆军武器研究和发展司令部(ARRADCOM)及陆军研究局所主持的研究已提 出了一个意想不到的判断:两种或更多的烧蚀机制相互“竞争”可以使烧蚀降低到它们单独所起作用的总和之下。     

火炮内膛烧蚀磨损研究综述

介绍了火炮身管的烧蚀磨损现象,分析了影响烧蚀磨损的主要因素,包括火药气体的热烧蚀、火药气体的热烧蚀以及炮管的机械磨损,提出了现阶段国内外火炮抗烧蚀磨损的主要手段和措施,包括研制耐热合金身管材料、改进发射药以及对内膛表面进行处理．     

炮管烧蚀膛面的俄歇电子能谱及X射线光电子能谱的研究

<正> 一、前言 炮管烧蚀是十分复杂的物理和化学现象。它包括火药气体及弹体对膛面热的(组织变化、残余应力消除、表面熔化及消融)、机械的(冲刷、磨损、疲劳)、化学的(氧化、渗碳、脱碳、氮化、硫化及扩散合金化)交互作用。 烧蚀是影响炮管寿命的一个重要原因。为了研究对策,需要弄清炮管的烧蚀原因,影响烧蚀的因素。通过分析膛面在烧蚀过程中所发生的变化,分析表面的化学组成,来     

对炮管内膛钛-硼复层的评定

<正> 美“陆军武器研究与发展中心”所属“大口径武器试验室”对炮管内膛表面涂复的钛-硼层进行了评定研究。研究中采用对钢基体无害的较低温电子沉积工艺在AISI4140钢和AISI4130钢上涂复了一层钛硼(TiB_2)金属互化物。上述样品在美“陆军武器弹药与化工品司令部”的密闭爆发器中采用试验室配制的M30发射药进行了不同压力下的抗烧蚀性能的评定试验。结果表明,带有钛-硼复层的样品的烧蚀速率明显地快于钢。     

炮管降烧蚀添加剂的研究动态及前景

本文主要针对国内外对降低身管烧蚀的缓蚀添加剂的研究,阐述了添加剂的研究动态和今后的发展趋势。主要内容是,添加剂的材料研究;装填方式及装填结构的研究;并对添加剂作用机理的研究作了论述。     

基于全膛烧蚀磨损特征的火炮内弹道仿真研究

为提高烧蚀火炮内弹道仿真精度,在文献\[1\]火炮烧蚀内弹道理论基础上,保持火药几何燃烧定律、火药燃速定律和体现起始部膛线烧蚀的弹丸起动压力方程不变,通过对变炮膛截面积、变药室容积、弹后烧蚀容积增量等全膛烧蚀磨损特征的分析和计算,建立体现全膛烧蚀的弹丸运动方程和内弹道基本方程,从而建立烧蚀磨损内弹道模型。借鉴经典内弹道诸元解算方法,导出烧蚀磨损内弹道模型解算方法。以某火炮试验数据为例进行仿真烧蚀磨损内弹道计算,仿真结果表明：初速仿真值与试验值误差为0.9%,能够满足火炮工程实践3%的仿真误差要求;仿真精度优于文献\[1\]的火炮烧蚀内弹道方法,证明了所建立的烧蚀磨损内弹道模型和诸元解算方法是正确的,可用于烧蚀磨损火炮身管寿命预测。     

枪管内膛镀铬层厚度测量

本文介绍了用电磁感应法测量枪管内膛镀层和表面镀层的试验研究工作,其中重点介绍了枪管内膛测厚专用的接触式探头以及与专用探头相匹配的DDH-1型电磁测厚仪等的研制工作。     

大口径机枪枪管内膛烧蚀行为与微观机理

为进一步探究枪炮身管内膛烧蚀机理,采用扫描电子显微镜、透射电镜等方法对比分析了现用大口径枪钢30SiMn2MoV与新型长寿命枪钢MPS700V内膛烧蚀形貌与微观组织特征,在此基础上,通过促进点燃试验对比了两种枪钢烧蚀行为,揭示了枪管内膛烧蚀的组织演化规律与微观机理。寿终内膛组织分析表明,两种枪管烧蚀裂纹尖端同时形成三个区域,分别为硫化物区、氧化物区和基体区,其中氧化物区中发现熔化非晶氧化物,MPS700V的氧化物区和硫化物区厚度均小于30SiMn2MoV。烧蚀模拟实验结果表明：直径为1～10 mm的MPS700V试样的烧蚀临界压力比相同尺寸下的30SiMn2MoV试样高30%以上;直径3.2 mm镀铬MPS700V试样的烧蚀临界压力比相同尺寸的镀铬30SiMn2MoV高39%以上;新型长寿命枪钢MPS700V的抗烧蚀性能优于现用枪钢30SiMn2MoV。烧蚀试样组织分析表明,与寿终内膛烧蚀组织相似,两种枪钢在模拟烧蚀后均形成氧化物与树枝晶。通过对比寿终枪管内膛与促进点燃下烧蚀的热力学、动力学及组织特征,提出枪管内膛烧蚀由高温高压火药燃气下内膛表面微区发生金属燃烧导致,并建立了相应的演化...     

改变炮钢成分对炮管烧蚀的影响

美国华特弗利特兵工厂以前的研究发现,热导率是对炮管烧蚀速度影响较大的材料性能之一。热导率的很小变化就会引起钢的烧蚀速度产生很大变化。为了改变热导率,对炮钢(SAE4330钢的变型)材料的成分做了少许调整,减少含硅量同时相应地增加含钼量,结果使烧蚀速度产生了很有利的变化。烧蚀速度全     

炮管膛炸的宏观和微观特征诊断的意义

<正> 阿伯丁靶场在试验中发生的武器和弹药的破坏事故,在研究材料对爆炸载荷反应方面,给我们研究所提供了一个极难得的机会。最近,我们总结了二十二门火炮和弹药早炸的物理的和冶金的结果。在这些早炸的事故中,有六个是偶然发生的,其余的都是为     

内膛损伤枪管膛口扰动参数研究

为分析枪管内膛损伤导致射击精度下降、椭圆弹孔率上升进而导致枪管寿终的问题,基于系统的某12.7 mm机枪枪管寿命试验,建立无损伤枪管、寿命中前期枪管、寿命中期枪管及寿终枪管4个寿命阶段枪管内弹道过程的弹枪热力耦合模型。采用均匀设计方法安排弹药随机因素影响下的弹头内弹道过程仿真实验,获得不同内膛损伤程度的枪管膛口扰动状态随弹药参数变化的响应值,仿真计算结果与试验数据吻合较好。利用基于3次B样 条曲线的偏最小二乘回归建模方法对传统均匀设计响应面法进行改进,获得以弹药参数为自变量的弹头膛口扰动响应面方程及枪管在不同寿命阶段时弹药随机因素对弹头出膛时初始扰动状态的影响规律。仿真实验及数据分析结果表明：各弹药参数对不同寿命阶段的枪管膛口扰动量贡献度均不相同;为降低寿命末期枪管的弹头膛口扰动,应尽量减少弹头的质量偏心,在合理范围内适当减少弹头壳初始屈服应力,并取适中的弹头壳圆柱部直径和装药量。     

膛内边界层数值模拟研究

建立了火炮膛内非定常、可压缩的湍流边界层微分方程数学模型 ,进行了以核心流为准两相流、边界层为湍流的气流传热和膛壁固壁传热的数值仿真 .与实验结果比较表明 ,本文所建立的模型能够很好地模拟火炮膛壁表面温度的变化规律 ,为身管寿命问题的研究起到了重要的作用     

弹丸在膛内运动的研究

本文建立了弹丸前定心部紧贴膛壁运动的动力学模型。模型包括：弹丸自转、质量偏心、动不平衡、弹炮间隙、膛壁对弹丸定心部和弹带的作用、气体压力、身管的变形和振动。求得了对称弹丸在理想身管中的运动微分方程的解析解，并对某些弹炮系统进行了计算，得出了一些有用的结论。     

弹丸膛内运动模型的研究

本文给出了弹丸膛内运动方程,提出了弹丸前定心部与炮膛内壁的两种接触方式,分析了弹丸在前定心部紧贴膛壁时的运动情况。