淺談尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈含能金屬基材料彈芯技術體會

焦延博

（宜春先鋒軍工機械有限公司，江西 宜春 336000）

彈芯技術是尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈的關鍵部件，也是穿甲作用的主體所在，因此，穿甲彈的穿甲能力與彈芯材料的性能、結構有著密切關系。彈芯材料在目前最常見的是貧鈾合金或鎢合金，存在“擊而不毀”的情況，對其進行深入研究顯得尤為重要。

1 彈芯材料特性試驗

通過現代粉末冶金技術，根據一定的比例將金屬材料燒結而成的材料被稱為含能金屬基材料，其金屬材料包括某稀土金屬以及鈷、鎢、鐵、鎳、錳等，通過對配方中的鈷/鎳比例進行調整，來調整材料的抗壓和抗拉強度；調整配方與參數是能夠將4種含能屬基材料制備，其編號分別為W-1、W-2、W-3、W-4，然后對其展開動態(tài)特性試驗與靜態(tài)性能試驗。

1.1 動態(tài)特性試驗

根據GJB3197-1998炮彈試驗方法，以小口徑彈道炮作為發(fā)射裝置進行結構強度試驗。射擊過程中，膛壓平均達到380～400MPa，需要將紙靶樹立在彈道炮10m處，從而對彈芯出炮口后的飛行姿態(tài)進行觀測，表1為結構強度試驗結果。從結果能夠了解到，彈芯密度與延伸率以及拉伸強度有關系，密度越高，延伸率、拉伸強度則會降低，并且會增加延伸率波動，同時抗壓強度不變。從理論上講，延伸率和抗拉強度必降低，彈芯有較良好的易碎性能，但在炮管內比較強的過載沖擊下，很容易出現彈芯斷裂的情況。W-1、W-2彈芯均出現橫彈和斷裂情況，這說明抗拉強度低于900MPa、延伸率小于7.8%時，彈芯難以滿足射擊強度要求，因此，后續(xù)研究通過W-3、W-4彈芯來進行。

表1 結構強度試驗結果

1.2 靜態(tài)性能試驗

金屬沖擊、金屬拉伸、金屬壓縮的試驗方法以標準GB228-1987對材料進行壓縮與拉伸，環(huán)境溫度為10℃，相對濕度為60%，試件的直徑為5mm，橫截面長度為25mm，表2為試驗結果。

表2 含能金屬基材料拉伸、壓縮試驗結果

2 穿甲后效以及毀傷威力試驗

利用小口徑彈道炮進行射擊，彈芯分為W-3、W-4以及93W鎢合金3種狀態(tài)。

2.1 破片殺傷試驗

選取后效鋁板為靶標，放置炮口50m處，共8層2mm2A12-T4，尺寸為1000mm×1000mm，間距為300mm。以（900±50）m/s的速度，將彈芯垂直撞擊靶標，破片穿孔數統計結果如表3所示。其結果表明，W-3彈芯在該速度下所產生的破片穿孔總數最多，而93W鎢合金彈芯穿透8層鋁板基本不會形成破片，因此，W-3彈芯易碎性能最佳。

2.2 穿甲性能試驗

將45mm603鋼板設置為靶標，放置炮口50m處，尺寸為1000mm×1000mm。以（1200±50）m/s的速度，將彈芯著角45°對靶標撞擊，W-3、W-4以及93W彈芯均試驗了3發(fā)，效果如圖2所示。該試驗結果能夠說明W-3、W-4以及93W鎢合金彈芯均能夠對靶標進行有效穿透，從而表明在抗壓強度與密度相當的情況下，彈芯有著基本一致的穿甲能力，并且彈芯的穿甲能力與延伸率、拉伸強度沒有顯著的相關性。

2.3 引燃性能試驗

然后在炮口50處靶標后方將盛滿航空煤的油箱放置靶標，靶標為2mm2A12-T4鋁板，共10L，油箱與鋁板之間設置300mm間隔。以（950±50）m/s的速度，將彈芯對靶標進行垂直撞擊，結果如表4所示。根據其中的相關數據，可以充分說明與93W鎢合金彈芯相比，含能金屬基材料彈芯的引燃性能更加顯著。

2.4 引爆性能試驗

設置50mmQ235的鋼板靶標，放置炮口50m出，然后在靶標后方放置B炸藥靶彈，靶彈殼體厚度為7mm，裝藥量為2.3kg，其密度為1.65g/cm3，撞擊速度為（950±50）m/s，撞擊角度為45°，分別對W-3、W-4、93W鎢合金彈芯進行了3發(fā)試驗。

結果顯示，W-3、W-4均能夠對靶后B炸藥靶彈有效引爆，93W鎢合金彈芯無法對其引爆。這說明，含能金屬基材料彈芯的引爆性能明顯優(yōu)于93W鎢合金彈芯。

3 結語

綜上所述，抗拉強度和延伸率是影響含能鎢材料適應性的主要參數，抗拉強度應當高于900MPa，延伸率應當超過7.8%，同時在破片性能上，W-3彈芯要明顯優(yōu)于W-4彈芯，所以延伸率可以控制在7.8%～10%的范圍內，抗拉強度可以控制在900～1000MPa范圍內。與傳統93W鎢合金彈芯相比，含能金屬基材料彈芯的各個性能更具優(yōu)勢，能夠極大地提高綜合毀傷效能。