弹丸倾斜入射时40CrNi2Mo钢抗弹性能研究

为了研究弹丸倾斜入射时抗拉强度对钢板抗弹性能的影响,利用12.7mm穿甲燃烧弹对18mm厚不同抗拉强度的40CrNi2Mo钢板进行抗弹性能测试。观察钢板以不同倾斜角度放置时出现的损伤形貌,评定了安全角,并测量背凸高度,弹坑长度和深度,分析不同抗拉强度钢板在倾斜入射时的穿甲机理。结果表明,安全角随着抗拉强度的升高,呈现非单调变化的趋势。抗拉强度在1470MPa以下的钢板被倾斜击穿时,弹丸动能的大部分消耗在开坑和塑性扩孔阶段,安全角随抗拉强度升高而减小。抗拉强度超过1700MPa的钢板,其击穿弹坑仅有开坑区和冲塞破坏区,安全角再次随着抗拉强度的升高而减小。     

40CrNi2Mo钢中厚靶板的抗枪弹行为研究

利用卵形尖头弹丸垂直撞击40CrNi2Mo钢中厚靶板,观察不同弹速下钢板出现的损伤形貌,评定背面强度极限,分析了穿甲机制与抗弹性能的关系。结果表明,抗拉强度小于1 270 MPa时,钢板以塑性扩孔形式穿甲。利用两阶段塑性扩孔模型计算出的钢板塑性扩孔耗能与实验吻合较好。由于强度是影响塑性扩孔耗能的主要因素,因而钢板的抗弹性能随着强度升高而单调递增。强度进一步升高后钢板因产生与绝热剪切相关的损伤而失效,因而抗弹性能下降。     

40CrNi2Mo钢绝热剪切带的微观特征

通过金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜的观察,对不同回火温度下40CrNi2Mo钢在弹丸侵彻下产生的绝热剪切带的微观特征进行研究。结果表明:此试验条件下的绝热剪切带宽为10～40μm,可分为过渡区和中心区;过渡区为严重形变后拉长的马氏体板条,而中心区发生了相变,形成了细小的等轴晶结构。     

不同洁净度40CrNi2Mo钢抗弹性能研究

为研究洁净度对钢板抗弹性能的影响,用12.7 mm穿甲燃烧弹对厚度为18 mm、抗拉强度为2 000 MPa、洁净度不同的40CrNi2Mo钢板进行抗弹性能测试。通过观察不同弹速下钢板出现的损伤形貌,评定背面强度极限,分析穿甲机理。结果表明:高洁净度钢板抗弹性能显著高于低洁净度钢板;高洁净度钢板穿甲机理为脱痂,与洁净度关系较小;超高强度钢板较低的绝热剪切临界失稳应变是产生绝热剪切和裂纹,进而产生脱痂破坏的主要原因,在脱痂破坏前,钢板仍以塑性扩孔方式消耗较多弹丸动能,抗弹性能相对较高;低洁净度钢板穿甲机理为崩落,与洁净度关系较大;较低的平面应变断裂韧度降低临界裂纹尺寸,导致崩落裂纹优先形核和扩展,消耗更低弹丸能量,提前终止了塑性扩孔,因此抗弹性能相对较低。     

含氮奥氏体钢与马氏体钢的抗弹行为研究

对不同状态含氮奥氏体钢板和马氏体钢板进行了抗枪弹与抗杆式模拟弹试验,分析了它们的穿甲机理。含氮奥氏体钢具有优良的抗弹性能,并优于传统马氏体钢的抗弹性能。马氏体钢抗杆式模拟弹防护系数随着强度的提高而提高,呈线性关系,含氮奥氏体钢穿甲防护系数远远高于同一强度级别的马氏体钢。研究表明,含氮奥氏体钢的抗弹性能的提高主要通过冲击硬化,动态强度明显提高,以及通过塑性变形区域增加,使弹丸更多的能量转换成塑性变形能。     

装甲钢抗弹性能数学模型研究

借助7.62mm穿甲燃烧弹测定了硬度40~53HRC、15mm厚Si-Mn-B装甲钢临界安全角,作为抗弹性能的表征值,测定对应靶板的力学性能,对抗弹性能与力学性能之间的关系进行研究。以临界安全角为因变量,靶板力学性能为自变量,利用人工神经网络和Turbo-Basic编写的多元逐步回归程序建立了Si-Mn-B装甲钢临界安全角与力学性能之间的数学模型,再通过模型预报,选择出最佳抗弹性能与力学性能之间的数学模型θ°=15.3189+8.1031×(dHB)-0.0049×(Rm)-0.0443×(Akv)+0.1214×(A),并得出了力学性能对抗弹性能的影响程度依次为dHB>Rm>Akv>A。     

32CrNi2MoVA钢闪点断口分析

对32CrNi2MoVA钢锻件闪点断口进行了分析,结果表明,由于锻压温度较低,造成锻后重结晶温度偏低,晶粒未得到细化及粗大晶粒在随后的热处理过程中被遗传下来导致准解理断裂所致。提高锻压温度到1150～1200℃,以及对己产生闪点断口的锻件采用高温常化或多次调质处理都是消除闪点断口的有效措施。     

35CrNi2MoVE钢零件的开裂分析

通过裂纹断口宏观形貌、显微组织、裂纹断口显微形貌、显微裂纹特征和残余应力等角度对裂纹产生原因进行分析.结果表明:零件裂纹为淬火裂纹.淬火温度过高,孔边缘残余应力集中导致发生沿晶开裂,针对零件开裂原因,提出严格控制热处理工艺参数、改进零件结构设计、热处理后进行质量检查的建议.     

回火工艺对大口径40CrNi4MoV火炮钢组织转变的影响

用JMat Pro模拟分析软件和SEM、TEM显微镜,研究了40CrNi4MoV试验钢淬火温度为880℃,不同回火温度下组织的变化。研究表明：试验钢在320℃回火时,原始奥氏体晶界处分布较多层片状渗碳体,马氏体板条内和板条间析出大量的渗碳体;430℃回火时,渗碳体发生球化;540℃回火后,渗碳体回溶。经不同淬火温度及不同回火温度的计算模拟结果与试验结果一致。     

高氮奥氏体装甲钢抗弹性能研究

研究氮含量为0.56%的不同厚度规格的高氮奥氏体装甲钢抗穿、破甲弹侵彻时的抗弹性能、冲击硬化、抗弹机理等现象,以防护系数的优劣作为评定依据。试验结果表明,高氮钢可产生明显的冲击硬化现象,具有优良的抗弹性能和综合性能,高的防护系数使其可作为优良的防护材料。     

倾角效应对高强度钢板抗弹性能的影响

选择53式7.62 mm普通弹和53式7.62 mm穿燃弹两种弹型,对不同厚度的高强度马氏体均质钢板和有孔结构钢板进行抗弹性能试验。研究对应不同的弹丸类型和钢板结构时,倾角效应对抗弹性能的影响。结果表明,53普通弹和53穿燃弹冲击时,倾斜角增大,均质钢板抗弹性能均提高。钢板防护53普通弹时的抗弹性能对倾斜角不敏感,而钢板防护53穿燃弹时的抗弹性能对倾斜角敏感。弹丸以跳飞角入射时,钢板防护53普通弹和53穿燃弹的临界厚度基本相当。有孔结构钢板在大角度倾斜抗弹时,抗弹性能较好;在垂直抗弹时,孔结构导致的边缘效应明显降低钢板的抗弹性能。     

30CrMnSiNi2A钢的动态屈服强度研究

采用分离式Hopkinson压杆技术,对经过不同热处理的低合金超高强度钢—30CrMnSiNi2A钢的动态力学行为进行研究。试样经过正火热处理、860℃淬火+600℃回火、860℃淬火+200℃回火热处理3种热处理制度后,经过动态力学实验得出:30CrMnSiNi2A钢在不同应变率下的屈服强度值随应变率增加而增大,呈现一定的应变率敏感性;在860℃淬火+200℃回火状态下,表现为一定的回火脆性;在860℃淬火+600℃回火状态时表现为优良的综合力学性能。     

纤维层厚度对陶瓷复合靶板抗弹性的影响

用12.7mm穿燃弹对几种不同厚度玻纤布配置的陶瓷复合靶板进行垂直侵彻试验,以研究陶瓷复合靶板面基板间纤维层厚度对靶板抗枪弹性能的影响。试验以有效弹速下弹丸对靶板的总穿深作为靶板抗弹性能的衡量指标,作以比较。试验结果表明,随面基板间玻纤布的厚度增加靶板防护能力降低。从应力波、约束机制、背强效应等方面对其原因作了分析。     

相同强塑积薄钢板抗弹性能和破坏形式的研究

对抗拉强度在1 000～2 300 MPa范围内的3种相同强塑积薄钢板进行抗弹性能试验,观察弹击后弹坑的宏观形貌和金属流线变化,测量弹坑周边硬度,结合钢板的强度和塑性讨论钢板破坏形式对抗弹性能的影响。试验结果表明:由于塑性变形可以有效吸收弹丸的动能,钢板以塑性变形较大的盘形穿孔破坏时,相同强塑积钢板抗弹性能差异较小,强度和塑性共同影响钢板的抗弹性能;而钢板以塑性变形较小的冲塞破坏时,塑性的影响弱化,相同强塑积钢板中较高强度钢板的抗弹性能明显高于较低强度钢板。2 300 MPa钢板在弹丸未穿透时发生破碎,这与其塑性较低有直接的关系。     

25Cr2Mo2V基表面时效高速钢的时效硬化研究

对利用双层辉光渗金属技术在25Cr2Mo2V基材表面形成W、Mo、Co高合金层进行固溶时效处理之后,研究了渗层的组织和性能。结果表明:在1240℃,5min固溶处理之后,渗层组织为低碳高合金马氏体,其表面层硬度较低,为430HV0.2。于540℃时效30min,由于细小的金属间化合物和碳化物的析出,表面合金层硬度从固溶态的430HV0.2升高到1 130 HV0.2。同时该表面时效高速钢具有较高的回火稳定性,在700℃回火2h,其硬度值仍保持在680 HV0.2以上。     

类钢密度活性材料弹丸撞击铝靶行为实验研究

采用弹道碰撞实验对类钢密度冷压成型和烧结硬化聚四氟乙烯/铝/钨系活性材料弹丸撞击铝靶行为进行了研究。基于圆柱形活性材料弹丸正碰撞不同厚度2A12硬铝靶的弹道极限速度、穿孔破坏模式及平均穿孔尺寸实验结果,结合THOR侵彻方程,得到活性材料弹丸正碰撞铝靶的弹道极限速度半经验关系,并分析铝靶厚度对活性材料弹丸相对于钢弹丸侵彻行为及性能的影响。从活性材料内部压力分布、靶板背面稀疏波卸载效应和活性材料激活响应点火时间等角度,分析和讨论了活性材料弹丸化学响应行为对侵彻性能的影响机理。分析结果表明,随着靶板厚度的增大,活性材料激活率和侵孔内爆燃压力随之提高,从而导致侵彻末端爆裂穿孔能力的显著增强。