钨锆合金破片毁伤过程研究

采用12.7mm弹道枪发射破片进行模拟穿靶试验,对钨锆合金、93钨合金和易碎钨合金3种材料破片在毁伤油箱过程中的瞬态压力、压力恢复时间和油箱内烃气浓度进行研究。研究结果表明,钨锆合金破片优于93钨合金和易碎钨合金破片,钨锆合金破片使油箱爆燃的主要影响原因是其碎片分散角大和多火点引燃,因此钨锆合金具有更高的引燃油箱能力。将其应用于多功能战斗部中可以使武器具有更高的综合毁伤威力。     

93W和98W钨合金静爆条件下的破碎特性

烧结态93W、98W钨合金复合模拟弹,在爆炸洞中静爆,分别进行破片回收和穿靶试验,分析破片分布特征和穿靶效应.结果表明,93W的破片质量在0.1～3.0g之间,破片大小不均,回收率较高.而98W破片集中分布在0.1～0.5g之间,98%破片形状都近似等轴状,回收率较低.93W、98W合金复合模拟弹穿靶结果相近,对于2mm普通钢板靶,最小穿靶破片质量在0.1g左右.93W破片断口以沿晶断裂为主;98W破片断口则是沿晶和穿晶的混合断裂.     

爆炸加载条件下高密度钨合金破碎性的实验研究

研究了 98W -Ni-Fe和 97W -Ni-Cu在爆炸加载条件下的破碎性。用高密度钨合金在装填TNT和RDX两种炸药时均碎成较均匀破片 ,破片质量分布在 0 .1～ 1.0 g之间。W -Ni-Fe的回收率比W -Ni-Cu的高 ,在爆速较低的炸药中的回收率较高。断口分析表明 ,97W -Ni-Cu破片的断裂模式是以钨 -粘接相界面分开和粘接相的韧性撕裂为主 ,98W -Ni-Fe破片的断裂以钨颗粒穿晶断裂为主。     

钨合金破片对屏蔽装药撞击起爆的实验研究

分别为93钨和钨锆合金破片撞击仿真战斗部装药－覆盖金属盖板的注装B炸药（屏蔽装药）,采用“升－降”法研究了装药的起爆（引燃）临界性,分析了两种破片撞击作用下的装药起爆（引燃）的机理,研究结果表明,钨锆合金破片具有更强的起爆（引燃）战斗部装药的能力;93钨破片对其起爆（引燃）主要是冲击波作用的结果,而钨锆合金破片则主要是机械作用的结果。     

爆炸加载下钨合金破片分布的试验研究

将95W和97W的单筒和外衬复合两种结构的模拟弹装填B炸药后,在爆炸洞中静爆,回收破片进行统计分析和断口观察,并研究弹体结构对破片质量、形状分布和微观断裂模式的影响。结果表明:外衬复合结构由于提高了爆炸载荷下钨筒裂纹的形核率而提高了钨合金的破碎性能,使破片平均质量减小,回收率降低,近似于等轴状的破片比例增加;不同弹体结构的95W和97W的破片断口均为近乎100%的钨颗粒穿晶断裂。     

钨合金破片高速侵彻铝合金靶板实验研究

利用二级轻气炮驱动不同钨含量的正方体钨合金破片到速度为2.2 km/s,高速侵彻铝合金叠层结构靶板。根据靶板在侵彻后的损伤与破坏分析,定量得到钨合金破片侵彻性能的差异。实验表明:在相同条件下,锻造态的97钨合金侵彻能力最强,真空态97钨合金和95钨合金与93钨合金相比,侵彻性能没有明显的优势;锻造态97钨合金侵彻机理与其他几种钨合金有所不同,其在侵彻过程中发生了绝热剪切破坏,表现为一定的自锐性。     

高能束控制破碎钨合金壳体破碎效果研究

采用高能束控制破碎技术对93W材料、复合钨合金壳体进行破片预制,通过静爆沙箱回收试验对破片进行回收分析。结果显示:不同C/M比、不同壳体壁厚高能束控制破片均能按预想方式达到破片断裂目的,破片控制率达到95%以上。设计时要根据不同C/M比、不同壳体壁厚有效调整高能束控制破碎参量,使之达到较好的控制效果。     

钨合金球形破片侵彻低碳钢的弹道极限速度计算模型

为得到更大速度适用范围的钨合金球形破片侵彻低碳钢板弹道极限速度计算模型,分析不同着靶速度下钨合金球形破片侵彻低碳钢板的侵彻破坏特征,建立了包含弹、靶主要力学参数的弹道极限速度计算模型,模型系统考虑破片刚性、塑性、侵蚀以及破碎侵彻等情况;根据模型求解需要,针对钨合金破坏特征建立对应速度阈值的计算方法;基于已有试验数据,应...     

活性破片引燃航空煤油实验研究

进行弹道炮发射实验,研究活性破片和钨合金破片作用模拟油箱和引燃航空煤油问题。实验结果表明：在1 080 m/s着速下,活性破片击穿10 mm厚LY12铝靶后能可靠引燃航空煤油,而同质量钨合金破片以1 643 m/s的速度命中油箱,只造成油箱穿孔及漏油,未能引燃燃油;常温状态下,活性破片较钨合金破片具有更强的引燃航空煤油能力,活性破片的内爆作用和化学能释放是造成油箱结构严重破坏和燃油燃烧的主要原因。进行弹道炮发射实验,研究活性破片和钨合金破片作用模拟油箱和引燃航空煤油问题。实验结果表明：在1 080 m/s着速下,活性破片击穿10 mm厚LY12铝靶后能可靠引燃航空煤油,而同质量钨合金破片以1 643 m/s的速度命中油箱,只造成油箱穿孔及漏油,未能引燃燃油;常温状态下,活性破片较钨合金破片具有更强的引燃航空煤油能力,活性破片的内爆作用和化学能释放是造成油箱结构严重破坏和燃油燃烧的主要原因。     

枪弹穿甲后效破片对典型防弹衣侵彻毁伤特性试验研究

为研究枪弹穿甲后效破片对有防护人员的杀伤作用效能,采用一种易碎钨合金弹芯材料的穿甲枪弹、10 mm厚均质钢板和典型聚乙烯（PE）复合材料防弹衣,进行穿甲后效试验。分析穿甲后效破片的质量分布和飞散规律,以及两种不同速度弹头穿甲后效破片对防弹衣的侵彻毁伤效果。研究结果表明：枪弹穿甲后效破片的质量分布范围较大,后效破片在距离防护钢板1.4 m处的散布半径为21.3 cm;枪弹穿甲形成的不规则后效破片对PE防弹衣各纤维层的破坏模式以剪切破坏为主,纤维材料在发生剪切破坏的同时,伴有纤维材料的熔融、灼烧破坏;在后效破片密集作用区,各侵彻孔间的边界相互交叉产生撕裂破坏,形成了相互连通的大破口,且大破口周围产生纤维撕裂扩展,能够加剧破坏程度。     

两种钨合金材料力学行为及微观损伤研究

首先测试83W旋锻(8Fe-9Ni-83W)和89W径锻(5Fe-6Ni-89W)两种钨合金棒材的各向异性情况,然后对两种钨合金材料分别进行了温度从-196℃到800℃的动、静态压缩试验(应变率10-3~7 000 s-1)和拉伸试验(应变率10-3~1 000 s-1),得到了其应力应变关系曲线和失效应变。结果表明:两种棒材都存在各向异性特性,钨合金棒材沿径向硬度不均匀,越靠近棒心,硬度越低。随着应变率的升高和温度的降低,两种钨合金材料的流动应力升高;在所研究的温度范围内,一定应变率下两种钨合金材料都出现了动态应变时效现象;两种钨合金材料的失效应变随着应变率的增大而降低。最后观察钨合金试验后的金相照片,给出应变率和温度以及钨颗粒含量对其损伤模式的影响。     

钨合金性能对爆炸加载下断裂模式的影响

研究钨合金动态抗拉和抗剪强度对爆炸加载下破片宏观断裂模式的影响。结果表明：运用断裂力学应力状态理论,分析应力状态与材料性能综合作用对钨合金爆炸加载形成的破片宏观断裂模式影响,分析结果与实验结果相符;用动态拉剪强度比以表征钨合金材料的脆性,在实验条件下,随着材料”值的减小,材料的脆性增加,破片正断比例线性递增。     

高冲击压力下93W合金的位错亚结构及其硬化特征

采用宏观与显微硬度测量及位错亚结构观察分析相结合的方法对 93W合金真空退火处理态材料在爆炸冲击作用下的硬度变化及其机理进行了研究。发现 ,随着冲击压力的提高存在着一个由冲击硬化到软化的转化压力。该转化现象被位错亚结构随冲击压力的演化所证实。分析表明 ,在爆炸冲击下 ,材料剧烈的塑性变形效应在压力较低时应变硬化占主导地位 ,高冲击压力时塑性功转化为热所引起的温升 ,以及钨颗粒内部新相析出是导致合金软化的根本原因     

钨丝/非晶复合材料的冲击性能研究

对钨丝增强锆基非晶复合材料在不同温度下的冲击性能进行试验,研究钨丝非晶复合材料的断裂方式,与钨合金比较两者不同的断口形貌。结果表明,钨丝/非晶复合材料冲击韧性低于钨合金,但其受低温影响较小,在-40℃下的冲击功和常温相比基本不变。冲击断口主要有钨丝和非晶基体的剥离,非晶基体的断裂,钨丝的断裂(其中钨丝在横向断裂时有时伴有纵向裂纹)3种断裂方式。     

Y2O3对93W-4.9Ni.2.1Fe合金力学性能及断裂过程的影响

研究93W-Y2O3合金的力学性能,并通过扫描电镜原位拉伸试验观察93W-Y2O3合金的断裂过程。结果表明:与传统93W合金相比,93W-Y2O3的抗拉强度和延伸率均有较大幅度降低;Y2O3降低了钨颗粒的强度,拉伸载荷下裂纹在多个钨颗粒内部萌生,随着拉伸载荷增加,裂纹尖端产生应力集中,裂纹优先沿着粘结相与Y2O3界面扩展;由于Y2O3阻碍了位错的滑移,使93W-Y2O3合金的塑性下降。