弹壳材料局部激冷改善破片性能的研究

发布时间：2023-03-23 20:56

　　随着科技的发展，对炮弹弹壳性能的要求越来越高，传统弹壳的加工工艺已经不能满足现代战争的要求。为提高炮弹的威力和效率，需要对弹壳材料、弹壳结构、弹药能量以及弹壳加工工艺进行研究和改进。 本课题就是从弹壳的加工工艺出发，利用高能束控制破碎技术开展实验。所谓高能束控制破碎是以高能束为热源将弹壳表面预制的网格区域迅速加热到熔化状态，发生相变，深层低温金属将表层熔化金属迅速冷却，在弹壳表面网格区域生成脆性组织，这样一来网格区域与基体便产生了性能差异，弹壳在爆炸时会在网格处优先开裂，进而获得质量均匀、形状规则的可控破片。 在实验中，利用等离子弧、横流CO₂激光、单模光纤激光分别对弹壳材料40Cr、50SiMnVB、58SiMn以及对比材料45#钢进行了脆性带加工，根据三种高能束的工艺参数设计相应的正交实验表，然后进行冲击破碎实验，实验结果表明：利用三种高能束分别加工弹壳材料脆性带后，在破坏过程中都沿着脆性带发生断裂，且破坏所需能量显著降低。 通过对冲击结果进行正交直观分析，得到了三种高能束加工脆性带的最优方案；又经正交方差分析计算出了各因素对实验结果的影响程度，结果表明：高能...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 弹壳破片性能的研究背景
        1.1.1 炮弹发展趋势
        1.1.2 国内外研究背景
    1.2 改善弹壳破片性能的途径
        1.2.1 增加弹钢中合金元素含量
        1.2.2 研制高强度铸铁弹壳
        1.2.3 设计预制破片
        1.2.4 弹壳刻槽获得可控破片
        1.2.5 表面热处理改善破片性能
        1.2.6 改善破片性能途径的可行性
    1.3 高能束
        1.3.1 高能束加工技术
        1.3.2 高能束热处理
        1.3.3 高能束控制破碎
        1.3.4 高能束种类
    1.4 断裂
        1.4.1 断裂的种类
        1.4.2 脆性断裂
    1.5 本课题的目的与计划
第二章 弹壳材料破碎实验
    2.1 实验试件制备
        2.1.1 实验材料选择
        2.1.2 试件设计与制备
    2.2 实验方法与方案制定
        2.2.1 正交实验设计
        2.2.2 实验方案制定
    2.3 实验设备与加工过程
        2.3.1 具体实验设备
        2.3.2 选定因素水平
        2.3.3 实验加工过程
    2.4 弹壳材料冲击破碎实验过程
        2.4.1 冲击试验设备
        2.4.2 冲击破碎实验
第三章 破碎实验结果与分析
    3.1 正交实验直观分析结果
    3.2 正交实验方差分析结果
    3.3 影响冲击性能的其他因素分析
        3.3.1 有无机械刻槽
        3.3.2 试件取向因素
        3.3.3 前期是否调质
第四章 破碎性能分析
    4.1 组织分析结果
        4.1.1 等离子弧加工 40Cr 脆性带组织分析
        4.1.2 激光加工 40Cr 脆性带组织分析
        4.1.3 等离子弧加工 50SiMnVB 脆性带组织分析
        4.1.4 激光加工 50SiMnVB 脆性带组织分析
        4.1.5 等离子弧加工 58SiMn 脆性带组织分析
        4.1.6 激光加工 58SiMn 脆性带组织分析
    4.2 硬度分析结果
    4.3 断口分析结果
    4.4 能谱分析结果
第五章 结论
参考文献
附录 A 冲击数据及相关分析
在学研究成果
致谢



本文编号：3768739