發(fā)布時間：2018-06-16 01:33

  本文選題：W-Cu合金藥型罩 + 射流�。� 參考：《北京理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：W-Cu合金具有高密度、高聲速以及良好的塑性,是一種極具潛力的藥型罩材料,目前對W-Cu合金藥型罩破甲性能的研究結(jié)果顯示,W-Cu合金藥型罩的穿深比相同結(jié)構(gòu)的紫銅藥型罩提高了30%。為了探究W-Cu合金藥型罩的破甲機(jī)理和影響因素,促進(jìn)其應(yīng)用,本文以W-Cu合金藥型罩及其侵徹后的靶板為研究對象,通過靜破甲試驗和靜破甲試驗后對彈道表面殘余射流及靶板的詳細(xì)微觀組織分析,對W-Cu射流的熔化、成分梯度等特征及其破甲機(jī)理進(jìn)行了探討,研究了W顆粒尺寸和合金元素添加對W-Cu合金藥型罩破甲性能的影響及影響機(jī)理,并針對不同靶板材料分析了射流與靶板材料之間相互作用對藥型罩破甲性能的影響。W-Cu射流特征及破甲機(jī)理的研究結(jié)果表明,射流在形成及侵徹靶板的過程中均未在侵徹方向上形成成分梯度,且僅在侵徹靶板的過程中發(fā)生了熔化。在射流侵徹靶板的過程中,W相攜帶射流中的大部分能量是射流侵徹的主要“實施者”,Cu相對射流的侵徹起潤滑作用。射流與靶板之間的劇烈作用導(dǎo)致射流能量的橫向耗散,使互相接觸的射流和靶板發(fā)生熔化,熔融的W與靶板中的Fe發(fā)生反應(yīng),加劇了射流能量的耗散,熔融的Cu則減少了W相與靶板的接觸幾率,進(jìn)而減弱了射流能量的耗散,提高了射流的破甲性能。Zn和Ni的添加對W-Cu合金藥型罩破甲性能影響的研究結(jié)果表明,兩種元素均提高了合金的力學(xué)性能,卻降低了W-Cu合金藥型罩的破甲性能。W-Cu合金中Zn和Ni的添加改變了粘結(jié)相得到熔點,降低了粘結(jié)相的潤滑作用,促進(jìn)了W與靶板中Fe的反應(yīng),加劇了射流能量的橫向耗散;此外,Ni的添加提高了合金中W與粘結(jié)相的結(jié)合強(qiáng)度,加劇了射流侵徹過程中W的變形,進(jìn)一步消耗了射流的能量。W-Cu合金藥型罩對不同靶板材料破甲性能研究結(jié)果表明,射流對Cu靶的穿深遠(yuǎn)高于對鈦合金靶以及45#鋼靶的穿深。靶板與射流所含元素之間的反應(yīng)對射流破甲性能具有很大的影響。在射流侵徹靶板的過程中,鈦合金中的Ti以及45#鋼中的Fe均與射流中的W發(fā)生了反應(yīng),加劇了射流能量的耗散,并形成了硬質(zhì)相,進(jìn)一步阻礙了射流的侵徹。但在射流侵徹Cu靶的過程中,Cu與W不發(fā)生反應(yīng),同時熔融的Cu對射流有著良好的潤滑作用,減少了射流能量的消耗。W顆粒尺寸對W-Cu合金藥型罩破甲性能影響的研究結(jié)果表明,W顆粒尺寸的減小提高了合金的力學(xué)性能,卻降低了藥型罩的破甲性能。細(xì)小的鎢顆粒在燒結(jié)過程中容易發(fā)生長大及團(tuán)聚,影響合金的組織均勻性,進(jìn)而造成藥型罩的非對稱式壓垮及射流分流,嚴(yán)重影響有效射流質(zhì)量。此外,W顆粒尺寸的減小增加了W顆粒的比表面積,促進(jìn)了W顆粒在短時間高溫高壓作用下的熔化,熔化的W易與靶板發(fā)生反應(yīng),最終加劇了射流能量的耗散。
[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.
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TJ410.333;TG146.411

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本文編號：2024609