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坦克的哪些零部件可用钛合金制造

   2021-12-23 中国有色金属网105340

  关于钛合金在坦克中的应用在美国有不少报道,但在中国、前苏联、俄罗斯,有关这方面的报道却不多见。上世纪90年代,美国的艾布拉姆斯(Abrams)M1主战坦克和布雷德利(Bradley)M2战车采用了不少钛合金零部件,取代轧制均匀化钢装甲件(Rolled Homogeneous Armour, RHA)。

  据称,在M1A2主战坦克上用钛合金取代了七大钢部件:回转砲塔板、核战、生物化学武器对抗系统护板、炮手主瞄准具罩、发动机顶盖、炮塔枢轴架、指挥舱盖、车长热成像观察仪罩。用钢制的这些构件的总质量1591kg,改为钛合金之后,总质量下降到1116kg,减轻了近30%。

  M2战车的指挥舱盖和顶部攻击装甲原是用铝合金锻造的,后改用100mm-127mm Ti-6Al-4V合金板制造,攻击装甲则用80mm厚的钛合金板制造,它们的质量比钢件的轻35%。Ti-6Al-4V合金用低成本电子束冷床炉熔炼,还研制出了低成本的Ti-6A-1.7Fe-0.1Si的Timetal 62S合金,是钛金属公司(Timetal)研发的。

  20世纪50年代,美国对钛合金在兵器工业中的应用下了更大功夫,成果丰硕,为了减轻装甲车的质量,提高其机动灵活性和抗弹能力,沃特敦(Watertown)兵工厂针对钛合金抗枪弹和穿甲弹能力以及焊接性能进行了大量试验,认为钛合金是一种坚强的装甲材料。在同等防弹性能时,钛合金装甲厚度应比钢的高25%,而钛合金装甲质量却比钢的轻25%。

  1953年,美国陆军在底特律(Detroit)兵工厂对用厚15.88mmRC-130AW钛合金板制造的T55型装甲车的顶装甲,以37mm穿甲弹进行试验,各项指标均合格,达到或超过预定值。1956年,美国用Ti-6Al-6V-2Sn-0.5Fe-0.5Cu合金锻造坦克履带和坦克负重轮,装于50吨坦克上通过了3378.9km的野外跑路试验,状态良好。

  1950年,美国沃特敦兵工厂用Ti-6Al-4V和Ti-4Al-4V合金为坦克汽车司令部的M-21(XM-13)型指挥车各焊制了一个指挥塔,并用20mm炮弹进行了实弹射击。试射用了两种速度,一种为450m/s,没有射穿,但是板的背面出现了不少小裂纹;第二种射击速度为504m/s,穿入钛板,但未穿透,卡在板内,裂纹也没有扩展。试射结果都令人满意,钛合金炮塔的质量177kg,而钢炮塔的为281kg,前者比后者的轻104kg,即轻37%。

  此外,沃特敦兵工厂还用Ti-6Al-4V合金和Ti-6Al-4Mn合金代替钢制造的零件有:主动轴、悬挂臂、拖杆、扭力轴、前轮轴等,主动轴为Ti-6Al-4V合金的坦克进行了9654km的野外试跑,状态良好。

  该厂用Ti-6Al-4V合金锻造的T109型坦克的履带系统有:履带板、紧固螺钉、中心导块、导块的边、链等。钛合金履带板与橡胶的粘接性比与钢的好一些而且质量比钢件的约轻40%。经表面处理后的钛合金履带板在中型坦克上进行了1352km的野外试跑,完全达到预期效果。


 
标签: 钛合金制造
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