当前位置:主页 > 科技论文 > 铸造论文 >

钨铜系合金药型罩的破甲特性及破甲机理研究

发布时间:2018-06-16 01:33

  本文选题:W-Cu合金药型罩 + 射流 ; 参考:《北京理工大学》2016年硕士论文


【摘要】:W-Cu合金具有高密度、高声速以及良好的塑性,是一种极具潜力的药型罩材料,目前对W-Cu合金药型罩破甲性能的研究结果显示,W-Cu合金药型罩的穿深比相同结构的紫铜药型罩提高了30%。为了探究W-Cu合金药型罩的破甲机理和影响因素,促进其应用,本文以W-Cu合金药型罩及其侵彻后的靶板为研究对象,通过静破甲试验和静破甲试验后对弹道表面残余射流及靶板的详细微观组织分析,对W-Cu射流的熔化、成分梯度等特征及其破甲机理进行了探讨,研究了W颗粒尺寸和合金元素添加对W-Cu合金药型罩破甲性能的影响及影响机理,并针对不同靶板材料分析了射流与靶板材料之间相互作用对药型罩破甲性能的影响。W-Cu射流特征及破甲机理的研究结果表明,射流在形成及侵彻靶板的过程中均未在侵彻方向上形成成分梯度,且仅在侵彻靶板的过程中发生了熔化。在射流侵彻靶板的过程中,W相携带射流中的大部分能量是射流侵彻的主要“实施者”,Cu相对射流的侵彻起润滑作用。射流与靶板之间的剧烈作用导致射流能量的横向耗散,使互相接触的射流和靶板发生熔化,熔融的W与靶板中的Fe发生反应,加剧了射流能量的耗散,熔融的Cu则减少了W相与靶板的接触几率,进而减弱了射流能量的耗散,提高了射流的破甲性能。Zn和Ni的添加对W-Cu合金药型罩破甲性能影响的研究结果表明,两种元素均提高了合金的力学性能,却降低了W-Cu合金药型罩的破甲性能。W-Cu合金中Zn和Ni的添加改变了粘结相得到熔点,降低了粘结相的润滑作用,促进了W与靶板中Fe的反应,加剧了射流能量的横向耗散;此外,Ni的添加提高了合金中W与粘结相的结合强度,加剧了射流侵彻过程中W的变形,进一步消耗了射流的能量。W-Cu合金药型罩对不同靶板材料破甲性能研究结果表明,射流对Cu靶的穿深远高于对钛合金靶以及45#钢靶的穿深。靶板与射流所含元素之间的反应对射流破甲性能具有很大的影响。在射流侵彻靶板的过程中,钛合金中的Ti以及45#钢中的Fe均与射流中的W发生了反应,加剧了射流能量的耗散,并形成了硬质相,进一步阻碍了射流的侵彻。但在射流侵彻Cu靶的过程中,Cu与W不发生反应,同时熔融的Cu对射流有着良好的润滑作用,减少了射流能量的消耗。W颗粒尺寸对W-Cu合金药型罩破甲性能影响的研究结果表明,W颗粒尺寸的减小提高了合金的力学性能,却降低了药型罩的破甲性能。细小的钨颗粒在烧结过程中容易发生长大及团聚,影响合金的组织均匀性,进而造成药型罩的非对称式压垮及射流分流,严重影响有效射流质量。此外,W颗粒尺寸的减小增加了W颗粒的比表面积,促进了W颗粒在短时间高温高压作用下的熔化,熔化的W易与靶板发生反应,最终加剧了射流能量的耗散。
[Abstract]:W-Cu alloy has high density, hypersonic velocity and good plasticity. The results show that the penetration depth of W-Cu alloy coating is 30% higher than that of the same structure. In order to investigate the mechanism and influence factors of W-Cu alloy powder cover, and promote its application, this paper takes W-Cu alloy powder cover and its penetrating target plate as the research object. Based on the detailed microstructure analysis of residual jet and target plate after static armour-breaking test and static armour-breaking test, the melting and composition gradient of W-Cu jet and the mechanism of armour-breaking are discussed. The effects of W particle size and alloying elements on the armour-breaking properties of W-Cu alloy were studied. The effects of the interaction between the jet and the target material on the armour-breaking properties of the propellant cover are analyzed. The results show that the characteristics of W-Cu jet and the mechanism of armour-breaking are discussed. During the formation and penetration of the target plate, the jet did not form a component gradient in the penetration direction, and only melted in the process of penetrating the target plate. In the process of jet penetration into the target plate, most of the energy in the jet carried by the W phase is the main "implementer" of the jet penetration and Cu plays a lubricating role against the jet penetration. The violent action between the jet and the target plate leads to the transverse dissipation of the jet energy, the melting of the contact jet and the target plate, and the reaction between the molten W and the Fe in the target plate, which exacerbates the energy dissipation of the jet. The melting Cu reduces the contact probability between W phase and target plate, and then reduces the dissipation of jet energy, and improves the armour-breaking properties of the jet. The addition of Zn and Ni in W-Cu alloy changed the melting point of bonding phase, reduced the lubrication of bonding phase and promoted the reaction between W and Fe in target plate. In addition, the addition of Ni increases the bonding strength between W and the bonding phase in the alloy, and accelerates the deformation of W during the penetration of the jet. The results show that the penetration depth of jet to Cu target is higher than that of titanium alloy target and 4steel target. The reaction between the target plate and the elements contained in the jet has great influence on the armour-breaking performance of the jet. In the process of jet penetration into the target plate, Ti in titanium alloy and Fe in 4steel react with W in jet, which increases the dissipation of jet energy and forms a hard phase, which further hinders the penetration of jet. However, there is no reaction between Cu and W in the process of jet penetration into Cu target. Meanwhile, molten Cu has a good lubricating effect on the jet. The results show that the decrease of W particle size improves the mechanical properties of the alloy, but decreases the armour-breaking properties of the powder cover. The fine tungsten particles are easy to grow up and agglomerate in the sintering process, which affects the microstructure uniformity of the alloy, resulting in the asymmetric collapse of the charge cover and the jet diversion, which seriously affects the quality of the effective jet. In addition, the decrease of W particle size increases the specific surface area of W particles and promotes the melting of W particles under the action of high temperature and high pressure for a short time. The melted W easily reacts with the target plate, and finally increases the energy dissipation of the jet.
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TJ410.333;TG146.411

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 韩欢庆,陈飞雄,甘乐,褚征军;钨在药型罩中的应用[J];中国钨业;2004年01期

2 郭红军,石健,汪长栓,李正来,李森元,姚元文;粉末药型罩的试验研究[J];测井技术;2005年S1期

3 赵腾;罗虹;贾万明;马少华;张全孝;;药型罩材料技术基本要素探讨[J];兵器材料科学与工程;2007年05期

4 王毅;姜炜;刘宏英;陈伟凡;安崇伟;宋小兰;李凤生;;粉末药型罩材料及其工艺技术的研究进展[J];含能材料;2007年05期

5 贾万明;张全孝;白志国;马少华;姚懂;王瑛琦;;药型罩制造技术的发展[J];稀有金属材料与工程;2007年09期

6 魏琪霞;;关于药型罩材料与工艺技术的分析研究[J];化学工程与装备;2009年01期

7 吴玉平;王凤英;刘天生;陈星;;多金属粉末复合药型罩研究[J];兵器材料科学与工程;2013年01期

8 刘汉卿,刘林轩;药型罩材料特性对破甲的影响[J];兵器材料科学与工程;1987年11期

9 王宝生;国外铜药型罩材料动态特性研究[J];兵器材料科学与工程;1993年01期

10 李国宾;复合药型罩的研究进展[J];兵器材料科学与工程;1995年01期

相关会议论文 前6条

1 魏志芳;宫丽丽;;基于仿真的大锥角等壁厚药型罩结构优化设计[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年

2 郭连军;费爱萍;;药型罩壁厚变化率对爆破结果影响的数值研究[A];中国爆破新技术Ⅱ[C];2008年

3 林加剑;沈兆武;任辉启;王朝成;于莉;;隔板法形成尾翼EFP的机理探讨[A];中国力学学会工程爆破专业委员会2013年年度工作会议暨学术交流会论文集[C];2013年

4 李小庆;田文怀;孙起;;脉冲电铸镍药型罩的微观组织和性能[A];第三届全国扫描电子显微学会议论文集[C];2003年

5 李晓杰;王占磊;闫鸿浩;曹景祥;张越举;;一种纳米晶W-Cu合金药型罩的研制[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年

6 李发伯;周光前;晏成立;谢盘海;蒋德春;;聚能装药逆向环形起爆形成高速射流研究[A];中国工程物理研究院科技年报(1998)[C];1998年

相关博士学位论文 前6条

1 郑宇;双层药型罩毁伤元形成机理研究[D];南京理工大学;2008年

2 高永宏;大炸高下聚能粉末粒子流的侵彻效能研究[D];南京理工大学;2013年

3 谭多望;高速杆式弹丸的成形机理和设计技术[D];中国工程物理研究院;2005年

4 林加剑;EFP成型及其终点效应研究[D];中国科学技术大学;2009年

5 苟瑞君;线性爆炸成型侵彻体形成机理研究[D];南京理工大学;2006年

6 李磊;基于正交试验法的多面聚能效应的数值模拟与应用研究[D];中国科学技术大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 张君;钼粉烧结材料药型罩高压扭转成形有限元模拟及实验研究[D];合肥工业大学;2009年

2 许世昌;双层含能药型罩射流成型机理及侵彻性能研究[D];南京理工大学;2015年

3 吕愿宏;粉末药型罩聚能射流性能的数值模拟[D];大连理工大学;2015年

4 董众豹;粉末药型罩旋压相对密度数值模拟及均匀性评价[D];大连理工大学;2015年

5 刘润滋;含能复合药型罩的技术研究[D];中北大学;2016年

6 姜弛;双层EFP成型的数值模拟研究[D];中北大学;2016年

7 王肖义;Fe/Al反应材料药型罩的制备及性能研究[D];北京理工大学;2016年

8 赵紫盈;钨铜系合金药型罩的破甲特性及破甲机理研究[D];北京理工大学;2016年

9 郭焕果;非典型结构药型罩聚能装药侵彻性能研究[D];北京理工大学;2016年

10 李静臣;某单兵破甲弹药型罩工艺性能研究[D];南京理工大学;2010年



本文编号:2024609

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2024609.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户91d75***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com