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铝合金与高科技新兵器的发展密切相关(三)

发布时间:2017-11-28 13:39:20 编辑:365bet官网金属 浏览次数:

  铝合金作为装甲板应用始于上世纪50年代中期,已有60多年,在轮式装甲车与履带式装甲车上都得到了应用,装甲车在搜索侦查、救护、步兵运输中发挥了重要作用。首批铝合金装甲人员运输车(Personnel Vehicle)是美国的M113,用了大量的铝合金装甲,装甲厚度足以不会被子弹片击穿,确保人员平安,同时比先前的钢甲板车轻得多,能够用飞机运输。
  
  美国新型CAMEL装甲车用Keikor2139-T84铝合金装甲板
  
  铝合金作为装甲板应用始于上世纪50年代中期,已有60多年,在轮式装甲车与履带式装甲车上都得到了应用,装甲车在搜索侦查、救护、步兵运输中发挥了重要作用。首批铝合金装甲人员运输车(Personnel Vehicle)是美国的M113,用了大量的铝合金装甲,装甲厚度足以不会被子弹片击穿,确保人员平安,同时比先前的钢甲板车轻得多,能够用飞机运输。
 
美国装甲车
  
  美国陆军研讨实验室(Army Research Laboratory,ARL)对装甲车侧面与前面装甲板合金的性能与尺寸作过相当长时间及一系列模仿实弹射击研讨,挑选出两种综合性能最佳的铝合金,它们的强度性、抗弹片爆炸性、抗枪弹击穿性与抗腐蚀性都得到很好的分离,经过中间热处置还具有良好的可成形性(Formability)。这两种合金是在航空工业已得到应用的2139合金及7056合金,装甲厚板是美国肯联铝业企业(Constellinm)消费的,它们的注册商品牌号为Keikor 2139TM与Keikor 7056TM。
  
  Keikor 2139合金是为航空航天工业研发的构造合金,有高的强度与断裂韧性,是一种综合性能优秀的铝合金,经过美国陆军研讨实验室较长时间的一系列规范化枪击实验与野战实验,以为它也是一种很好的装甲铝合金,除有合格的防弹性能外,还有良好的抗腐蚀性和耐热性,在较高的温度下不会软化,对装甲车来说,高的抗腐蚀性也是一项重要的技术指标,由于它要在极端严峻的复杂环境中运作与作战,难能可贵的是,2139合金的应力腐蚀敏理性极低。
  
  2139合金是一种杂质含量低的Al-Cu-Mg-Mn-Ag合金,截至2016年12月,在美国铝业协会企业注册的常用合金型号(Active alloy)535个、十分用合金型号(inactive alloy)158个,共计693个,加上各铝业企业有特征未注册的,估量在用的变形铝合金型号约1000个。在册的693个合金型号中含银的有18个,其中2XXX系的16个,7XXX系的2个(7009合金、7047合金),最大含银量0.7%。Ag在铝中的固溶度于566℃时可达55.6%,然后随着温度的降落而急剧地变化着,向2XXX系及7XXX系添加(0.1%~0.7%)Ag能进步它们的力学性能及抗应力腐蚀开裂才能,2139合金含0.15%Ag~0.6%Ag。Ag可与Al于727℃构成Ag2Al化合物(γ相),它含88.9%Ag,密集六方晶格。
  
  最早用作装甲板的是2519-T87合金厚板,后来发现它有很高的应力腐蚀开裂敏理性而被淘汰,由于它不合适在复杂条件下作战。2139合金的成分(质量%)如下:Si0.10,Fe0.15,Cu(4.5~5.5),Mn(0.20~0.60),Mg(0.20~0.80),Cr0.005,Zn0.25,Ti0.15,V0.05,Ag(0.15~0.60),其他杂质单个0.05,合计0.15,其他是Al。
美国装甲车
  
  按美国军用资料规范MIL-DTL32341A,2139合金的最低力学性能见下表。由2139合金的成分可知,它是一种杂质含量很低的合金,因此它有高的断裂韧性与抗疲倦性能,耐损伤性能也不错。
  
  Keikor 2139合金厚板有两种状态:AP/FSP(美国专利/联邦专利)抗枪击级的,即T8状态的。前一状态的消费工艺是,经恰当冷加工率后再停止人工时效,即固溶处置后停止冷加工再停止人工时效的状态,使其具有良好的综合性能,用于制造装甲车的侧面甲板及顶部甲板;T81状态厚板的消费工艺是,固溶处置后经约1%的冷加工变形,使强度稍有进步,然后停止人工时效。2139-T81合金厚板制造的装甲车有更强的防护性能,也就是说,当装甲车的防护性能同等时,2139-T81合金装甲车轻得多,作战灵敏性更高,速度也更快。
  
  美国陆军研讨实验室的研讨标明,在装甲板的厚度相等时,2139合金板可抗2110ft/s的枪弹射击,而5083-H131合金及7039-T64合金板的平安枪击速度分别为1780ft/s与1910ft/s。
  
  Keikor 2139合金抗爆性能普遍优于传统合金,特别是2139-T84合金,由于T84状态板有更高的抗拉强度与断裂韧性,它们得到很好的分离。在作规范化爆破实验时,它的塑性变形比5083-H131合金厚板的小得多。2139-T84合金厚板的永世变形量比5083-H131合金的约小50%,因而在战场上遇到爆炸时,2139-T84合金装甲车遭到的冲击作用会显著降落,能够大大减少潜在伤害。
  
  抗爆炸状态板(T84)通常用作装甲车的下部甲板,板材都经过人工时效,同时时效温度相当高,因此有优秀的成形性能。2139-T84合金装甲板还要经过受专利维护的中间固溶处置,这种板材既有高的强度性能,又有良好的成形性,成形件中应力低,对以后的加工成形十分有利。
  
  在制造装甲车时,零部件的衔接不论是焊接还是螺接,板的构造强度都会降落一些,为此,肯联铝业企业研发胜利系列2138-T84合金焊丝,用其焊接的构造焊缝强度与基体强度简直相等,同时焊接热应力也最低。Keikor 2139-T84合金装甲厚板是肯联铝业企业西弗吉尼亚州雷文斯伍德(Revenswood,WV)轧制厂消费的,航空航天等高端资料是其主导产品。
  
  经过美国陆军研讨实验室的大量室内实验与野外实弹演习实验,2139-T84合金抗穿甲弹与爆炸弹片才能都优于传统的5083-H131与7039-T6合金厚板,这已得到陆军研讨实验室的认证。美国已用Keikor 2139-T84合金板制造新一代先进的陆军侦查概念装甲车CAMEL(Concept for Advanced Mititary Explosion-Mitigating Land)。此车是美国底特律普拉特-米勒企业(Pratt&Miller)制造的,经美国陆军坦克汽车研讨开展与工程中心(TARDEC,Army's Tank Automotive Resarch Development and Engineering Center)的全面考核与各种野战演习,CAMEL铝合金装甲车各项指标都合格,表现良好。此项工作的停止还得到了战车原型平台(CVP,Combat Vehicle Prototype)的支撑。
  
  2016年9月美国陆军有关部门对外声称,今后制造的装甲车(TARDEC)的装甲将用Keikor 2139合金厚板制造。

 

本文标签:铝合金 高科技 武器 装甲车 装甲板 航天 航空 工业

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