装甲车材料
16页1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划装甲车材料装甲材料的要求和种类第一次世界大战至今已近百年,从最开始抵御小型武器子弹、炸弹到后来的破甲弹,装甲车辆的钢装甲厚度一直在不断增加。但是到了20世纪60年代,人们认识到装甲战斗车辆钢装甲的使用总是有限度的,并开始探寻能够应用于装甲结构的其它材料。对陶瓷、玻璃、复合材料和多层结构装甲进行的实验表明,它们的弹道防护效能要优于普通的装甲钢。到了20世纪80年代,西方国家和前苏联的主战坦克均已广泛采用了所谓的“复杂”多层装甲。同时期,各国也在不遗余力地利用陶瓷和复合材料发展重量效率更好的装甲系统,并研制出了陶瓷面板装甲,目前已在飞机上得到普遍应用。目前有两种类型的装甲应用最为广泛,即被动式装甲和反应式装甲。在作用机理上,被动式装甲依靠自身的装甲特性抵御弹丸的攻击,而反应式装甲则通常利用弹丸激励装甲材料产生动能反应、又反作用于攻击弹丸。被动装甲采用何种材料要依照设计上的用途而定,并根据材料特性及对弹丸能量的作用方式分为不同的类型,通常包括能量破坏型和能量吸收型两种。能量破坏型一
2、般采用高强度材料,如高硬度钢和陶瓷,采用这些材料制造的多层结构装甲能够击碎攻击弹丸,或迅速消耗掉其能量。换言之,装甲材料通过造成弹丸破碎、并将由此产生的破片能量转移到车辆被保护区域以外的地方达到分散弹丸能量的效果。而能量吸收型装甲则通过吸收攻击弹丸的动能、并将其转换成较低的能量如热能达到防护的目的。坚硬的金属和复合材料均具有良好的能量吸收特性,同时也具有一定的能量破坏作用。大多数的装甲系统都同时具备破坏和吸收弹丸动能的特性,这也是复杂结构装甲的秘密之所在。T-80坦克的首上甲板采用的多层装甲由高硬度钢层、硬化钢层和复合材料层组成,其配方经优化能够防御某些空心装药破甲弹和穿甲弹的攻击。设计装甲系统,当然是重量越轻越好。为提高部署能力,各国都始终要求减轻装甲车辆的重量。然而,武器系统发展到了今天,空心装药破甲弹已经能够击穿1米厚的钢装甲,尾翼稳定脱壳穿甲弹的弹体也变得越来越细长,初速越来越高,发射反坦克弹药的方式也是五花八门,以寻找车辆上装甲防护最薄弱的部分进行攻击,其中最典型的是“斯玛特”155毫米攻顶弹。鉴于此,装甲材料及系统更经常地成为了车辆生存能力不可分割的组成部分,其中还包括隐身
3、技术、态势感知系统和“硬”、“软”杀伤辅助系统。但是,这些系统都不能取代或削弱装甲材料的重要性。自一战时起,装甲战斗车辆在设计上就采用了钢装甲,当时钢装甲的厚度一般在814毫米之间,如英国I至IV型坦克。钢材料在用途上适应性强,改变其成分并经热处理后便可获得破坏能量或吸收能量的特性。一战期间采用的钢装甲经过热处理具有很高的硬度,铆接安装在车辆上。而焊接较厚的甲板就要求降低硬度,于是便制造出了布氏硬度值为390的薄装甲乃至220的厚装甲。二战时的军用车辆采用了更厚的装甲,其中“虎”式歼击坦克250毫米厚的钢装甲更是达到了极致。二战以后,均质钢装甲成为军用车辆采用最广泛的装甲材料,通过轧制相应化学成分的钢锭使其成形以获得所要求的弹道特性。钢板通常要加热到820860摄氏度,再在油或水中淬火进行硬化处理。由于处理后的钢板既硬又脆,所以还要再放在400650摄氏度的火炉中进行数小时的回火处理,最后的产品才能具有合适韧度和刚性的均匀微结构。回火温度要根据所要求的机械和弹道特性确定,硬度较高、厚度较薄的甲板要求的温度低,韧性较好、厚度较大的甲板要求的温度较高。采用单一的具有不同贯通厚度特性的钢板还
4、有更多的优点。对低碳厚钢板的一面进行表面硬化处理,可以使一种材料同时具备硬质破坏和韧性吸收特性,其主要优点在于底层甲板的可塑性更大,可阻止装甲板上的裂纹延展;而表面层硬度高,则能够使攻击弹丸变形或破碎。制造具有不同贯通硬度特性的钢装甲的最常用办法是进行表面硬化处理,早期使用的是碳化处理方法,曾于19世纪90年代用来制造战列舰的船体,将碳浸入钢材的外表面层以增加碳的含量,进而提高其硬度。二战期间,德国曾对“虎王”式坦克的装甲进行火焰硬化处理,用瓦斯火焰对甲板表面高温加热,再迅速淬火冷却加工出硬度极高的脆层。这种甲板随着厚度的增大,其硬度减小。把不同的钢板轧合在一起可以制造出双硬度甲板。与单一硬度的装甲材料相比,这种甲板具有不同的硬度值。早在二战时,就采用这种技术制造出了双硬度钢。目前美国在该技术领域居于领先地位,其方法是将两块镍合金钢紧密轧合在一起,表面层碳含量较高,经热处理后具有较高的硬度,硬度值可以达到580710布氏硬度值,而另一面硬度较低,为450530布氏硬度值。20世纪50年代,铝合金材料开始在可空投的两栖装甲输送车上得到应用,其中的M113装甲输送车的车体就采用了5083铝
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