金属材料特种应用场景-以坦克炮管为例
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- 日期 : 2021-06-29
坦克炮管的寿命只有3-7秒左右,这不是危⾔耸听⽽是事实。专家戏称宁愿去造原⼦弹,也不愿造炮管,可⻅坦克炮管的制造难度有多⼤。⽬前全球只有8个国家能制造坦克炮管,分别是中美俄英法德以⽇。

坦克炮管的寿命通常指的是炮弹经过炮管的时间。炮弹发射的速度极快,以125毫⽶坦克主炮为例,如果炮弹在炮管⾥的平均速度是900⽶每秒,炮管⻓6⽶,炮弹在炮膛⾥的时间就是6⽶除以900⽶/秒,再乘上500发,这样算下来,⼀根炮管的使⽤寿命只有4秒钟左右的时间。如果以发射炮弹的数量来衡量炮管寿命,⼀般500-1000发。也就是坦克打出500-1000发炮弹之后,就要更换炮管了。失之毫厘,谬之千⾥,如果不进⾏炮管更换,炮弹的初速、动能会⼤⼤降低,从⽽影响其射程、穿甲威⼒以及命中精度,达不到战术要求,这样和⼀根废炮管没有什么差别。

坦克炮管要承受炮弹发射时产⽣的⾼温⾼压以及燃⽓的腐蚀,所以对钢材的要求极⾼,现代坦克炮管多采⽤中碳镍铬铂系合⾦钢,炮钢对冶炼要求也⾮常⾼,要⽤到电渣重熔技术,为的是去除钢材中残留的硫、磷等影响钢材强度和韧性元素。坦克炮管加⼯过程中不能采⽤焊接技术,这样⼀炮就能炸开了,⽤的是⼀根实⼼的钢坯,然后根据⽕炮⼝径选择⼤⼩合适的钻孔在钢坯上直接钻孔,这就是难度极⾼的“深孔加⼯”技术,并且钻孔不能有丝毫的误差。还要采⽤”身管⾃紧”⼯艺,就是利⽤机械、液压等⽅式对身管内壁施压塑型,使其能够抵消部分⽕药燃⽓的作⽤⼒,提⾼身管的抗疲劳性。

那么问题来了,坦克炮管的⽤的材料极好,并且⽤特殊的“深孔加⼯”技术,为什么炮管寿命只有⼏秒钟的时间呢?因为炮弹采⽤⾼爆发射药推进,推⼒强劲但容易损伤到炮管,坦克开炮的瞬间可产⽣3000℃的⾼温,和数百兆帕的压强,并且炮管内外会形成的⼏百度的温差,这样恶劣的环境下,炮管的抗压和抗磨性能会迅速下降。超⾼的膛压使得炮管内壁烧蚀⾮常严重,即使⽤耐⾼温的特种镍铬炮钢,也⽆济于事。强烈烧蚀让炮管只能发射500-1000发炮弹,随后炮管会发⽣⼩幅度的变形,甚⾄会出现⼀些⼩裂痕,为了避免炸膛的情况出现就要更换炮管,⽽同⼝径的榴弹炮炮管,可以发射5000-10000发左右的炮弹。 为了增加坦克炮管的使⽤寿命,可以改进炮弹发射药的加⼯⼯艺,从⽽减少发射后炮管⾥药渣的残留,每次发射完炮弹后,及时清洗炮管内膛。现在科学家已经发明了可以修复炮管的炮弹。是由纳⽶材料和润滑油脂制成的特种弹发射时,在⾼温⾼压⾼速摩擦的作⽤下,修复材料会迅速填补炮管内壁的坑槽并形成⼀层保护膜,这样就能增加炮管的寿命了。

所以综上所述,坦克发射炮弹时产⽣的⾼温、⾼膛压、摩擦、化学腐蚀等极端环境条件,导致坦克炮管的使⽤寿命极短。在这种情况下, 坦克炮管的材料特性和防护措施显得尤为关键,直接关系到坦克打击的精准度和整体使⽤寿命。吉祥瑞丰是专注于涂层与防护领域⾼新技术创新的研发型企业。针对⾦属材料及其应⽤痛点,基于抗腐蚀、耐⾼温、⾼强度、⾼耐候等产品功能,创新地在九⼤⾏业提出多种⽔性+功能整体解决⽅案,呈现常温固化、设备兼容、涂装⼀体等极致性能,致⼒为客户提供端到端的环保升级和功能防护技术与服务。

坦克炮管的寿命通常指的是炮弹经过炮管的时间。炮弹发射的速度极快,以125毫⽶坦克主炮为例,如果炮弹在炮管⾥的平均速度是900⽶每秒,炮管⻓6⽶,炮弹在炮膛⾥的时间就是6⽶除以900⽶/秒,再乘上500发,这样算下来,⼀根炮管的使⽤寿命只有4秒钟左右的时间。如果以发射炮弹的数量来衡量炮管寿命,⼀般500-1000发。也就是坦克打出500-1000发炮弹之后,就要更换炮管了。失之毫厘,谬之千⾥,如果不进⾏炮管更换,炮弹的初速、动能会⼤⼤降低,从⽽影响其射程、穿甲威⼒以及命中精度,达不到战术要求,这样和⼀根废炮管没有什么差别。

坦克炮管要承受炮弹发射时产⽣的⾼温⾼压以及燃⽓的腐蚀,所以对钢材的要求极⾼,现代坦克炮管多采⽤中碳镍铬铂系合⾦钢,炮钢对冶炼要求也⾮常⾼,要⽤到电渣重熔技术,为的是去除钢材中残留的硫、磷等影响钢材强度和韧性元素。坦克炮管加⼯过程中不能采⽤焊接技术,这样⼀炮就能炸开了,⽤的是⼀根实⼼的钢坯,然后根据⽕炮⼝径选择⼤⼩合适的钻孔在钢坯上直接钻孔,这就是难度极⾼的“深孔加⼯”技术,并且钻孔不能有丝毫的误差。还要采⽤”身管⾃紧”⼯艺,就是利⽤机械、液压等⽅式对身管内壁施压塑型,使其能够抵消部分⽕药燃⽓的作⽤⼒,提⾼身管的抗疲劳性。

那么问题来了,坦克炮管的⽤的材料极好,并且⽤特殊的“深孔加⼯”技术,为什么炮管寿命只有⼏秒钟的时间呢?因为炮弹采⽤⾼爆发射药推进,推⼒强劲但容易损伤到炮管,坦克开炮的瞬间可产⽣3000℃的⾼温,和数百兆帕的压强,并且炮管内外会形成的⼏百度的温差,这样恶劣的环境下,炮管的抗压和抗磨性能会迅速下降。超⾼的膛压使得炮管内壁烧蚀⾮常严重,即使⽤耐⾼温的特种镍铬炮钢,也⽆济于事。强烈烧蚀让炮管只能发射500-1000发炮弹,随后炮管会发⽣⼩幅度的变形,甚⾄会出现⼀些⼩裂痕,为了避免炸膛的情况出现就要更换炮管,⽽同⼝径的榴弹炮炮管,可以发射5000-10000发左右的炮弹。 为了增加坦克炮管的使⽤寿命,可以改进炮弹发射药的加⼯⼯艺,从⽽减少发射后炮管⾥药渣的残留,每次发射完炮弹后,及时清洗炮管内膛。现在科学家已经发明了可以修复炮管的炮弹。是由纳⽶材料和润滑油脂制成的特种弹发射时,在⾼温⾼压⾼速摩擦的作⽤下,修复材料会迅速填补炮管内壁的坑槽并形成⼀层保护膜,这样就能增加炮管的寿命了。

所以综上所述,坦克发射炮弹时产⽣的⾼温、⾼膛压、摩擦、化学腐蚀等极端环境条件,导致坦克炮管的使⽤寿命极短。在这种情况下, 坦克炮管的材料特性和防护措施显得尤为关键,直接关系到坦克打击的精准度和整体使⽤寿命。吉祥瑞丰是专注于涂层与防护领域⾼新技术创新的研发型企业。针对⾦属材料及其应⽤痛点,基于抗腐蚀、耐⾼温、⾼强度、⾼耐候等产品功能,创新地在九⼤⾏业提出多种⽔性+功能整体解决⽅案,呈现常温固化、设备兼容、涂装⼀体等极致性能,致⼒为客户提供端到端的环保升级和功能防护技术与服务。