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坦克的哪些零部件可用鈦合金制造

   2021-12-23 中國有色金屬網177190

  關于鈦合金在坦克中的應用在美國有不少報道,但在中國、前蘇聯、俄羅斯,有關這方面的報道卻不多見。上世紀90年代,美國的艾布拉姆斯(Abrams)M1主戰坦克和布雷德利(Bradley)M2戰車采用了不少鈦合金零部件,取代軋制均勻化鋼裝甲件(Rolled Homogeneous Armour, RHA)。

  據稱,在M1A2主戰坦克上用鈦合金取代了七大鋼部件:回轉砲塔板、核戰、生物化學武器對抗系統護板、炮手主瞄準具罩、發動機頂蓋、炮塔樞軸架、指揮艙蓋、車長熱成像觀察儀罩。用鋼制的這些構件的總質量1591kg,改為鈦合金之后,總質量下降到1116kg,減輕了近30%。

  M2戰車的指揮艙蓋和頂部攻擊裝甲原是用鋁合金鍛造的,后改用100mm-127mm Ti-6Al-4V合金板制造,攻擊裝甲則用80mm厚的鈦合金板制造,它們的質量比鋼件的輕35%。Ti-6Al-4V合金用低成本電子束冷床爐熔煉,還研制出了低成本的Ti-6A-1.7Fe-0.1Si的Timetal 62S合金,是鈦金屬公司(Timetal)研發的。

  20世紀50年代,美國對鈦合金在兵器工業中的應用下了更大功夫,成果豐碩,為了減輕裝甲車的質量,提高其機動靈活性和抗彈能力,沃特敦(Watertown)兵工廠針對鈦合金抗槍彈和穿甲彈能力以及焊接性能進行了大量試驗,認為鈦合金是一種堅強的裝甲材料。在同等防彈性能時,鈦合金裝甲厚度應比鋼的高25%,而鈦合金裝甲質量卻比鋼的輕25%。

  1953年,美國陸軍在底特律(Detroit)兵工廠對用厚15.88mmRC-130AW鈦合金板制造的T55型裝甲車的頂裝甲,以37mm穿甲彈進行試驗,各項指標均合格,達到或超過預定值。1956年,美國用Ti-6Al-6V-2Sn-0.5Fe-0.5Cu合金鍛造坦克履帶和坦克負重輪,裝于50噸坦克上通過了3378.9km的野外跑路試驗,狀態良好。

  1950年,美國沃特敦兵工廠用Ti-6Al-4V和Ti-4Al-4V合金為坦克汽車司令部的M-21(XM-13)型指揮車各焊制了一個指揮塔,并用20mm炮彈進行了實彈射擊。試射用了兩種速度,一種為450m/s,沒有射穿,但是板的背面出現了不少小裂紋;第二種射擊速度為504m/s,穿入鈦板,但未穿透,卡在板內,裂紋也沒有擴展。試射結果都令人滿意,鈦合金炮塔的質量177kg,而鋼炮塔的為281kg,前者比后者的輕104kg,即輕37%。

  此外,沃特敦兵工廠還用Ti-6Al-4V合金和Ti-6Al-4Mn合金代替鋼制造的零件有:主動軸、懸掛臂、拖桿、扭力軸、前輪軸等,主動軸為Ti-6Al-4V合金的坦克進行了9654km的野外試跑,狀態良好。

  該廠用Ti-6Al-4V合金鍛造的T109型坦克的履帶系統有:履帶板、緊固螺釘、中心導塊、導塊的邊、鏈等。鈦合金履帶板與橡膠的粘接性比與鋼的好一些而且質量比鋼件的約輕40%。經表面處理后的鈦合金履帶板在中型坦克上進行了1352km的野外試跑,完全達到預期效果。


 
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