綜述了國內(nèi)外裝甲鈦合金的研究現(xiàn)狀,主要論述了抗彈性能及抗毀傷機理、附加裝甲結(jié)構(gòu)單元技術(shù)、應(yīng)用基礎(chǔ)研究等;介紹了抗彈性能考核評價及板材驗收規(guī)范,主要包括抗彈性能考核評價方法、抗彈性能指標體系建立、板材驗收標準制定情況等。通過對裝甲鈦合金應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的分析,加深人們對裝甲鈦合金材料和應(yīng)用技術(shù)的理解,推動裝甲鈦合金材料的工程化應(yīng)用。在進一步論述裝甲鈦合金應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出了未來裝甲鈦合金研究發(fā)展趨勢。 

【文章來源】：鈦工業(yè)進展. 2020,37(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

不同穿甲彈丸侵徹條件下鈦合金靶板的宏觀損傷形貌(彈丸均自上而下侵入靶板)

美國國防科技信息中心(DTIC)在2003年發(fā)布的報告中指出，鈦合金材料在裝甲防護領(lǐng)域的應(yīng)用中常見的損傷破壞模式為絕熱剪切沖塞破壞和崩落破壞，如圖2所示[7]。為了更好的認識鈦合金靶板的宏微觀損傷破壞特征，揭示其抗彈機理，研究人員對鈦合金材料的宏微觀損傷行為和抗彈機理開展了大量的研究，目前主要集中在鈦合金靶板的絕熱剪切沖塞破壞行為的研究和其背部崩落破壞行為的研究兩方面。在美國陸軍實驗室的支持下，德克薩斯大學(xué)埃爾帕索分校的Martinez等人[6,7]使用圓柱形4340鋼制侵徹體在633～1 027 m/s的速度范圍內(nèi)對厚度為25 mm的Ti6Al4V合金靶板進行了絕熱剪切沖塞實驗。研究表明，在彈丸侵徹靶板的過程中，靶板內(nèi)平行和垂直于彈丸侵徹方向上會形成絕熱剪切帶，剪切帶內(nèi)伴有微孔洞和微裂紋的成核長大;絕熱剪切帶和微裂紋的數(shù)量都隨著彈速的增加而增加。Murr等人[7]進一步的研究表明:隨著彈速的增加，靶板內(nèi)絕熱剪切帶的寬度從10μm增大到了21μm，絕熱剪切帶內(nèi)微裂紋長度所占絕熱剪切帶總長度的比例由8%增加到了87%。結(jié)合這些研究，Murr等人[7]指出:Ti6Al4V合金靶板以沖塞為特征的損傷破壞行為是由絕熱剪切局域化行為及其誘發(fā)的微裂紋貫通連接所主導(dǎo)的近似圓柱形的流變機制決定的。Wells等人[8]通過使用高能X射線(XCT)技術(shù)，原位觀察了金屬裝甲材料和陶瓷裝甲材料在穿甲彈侵徹條件下的響應(yīng)行為。其中對于Ti6Al4V合金靶板(損傷形貌如圖3所示)損傷模式和耗能機制的研究也證實了前述學(xué)者的觀點。

鈦基復(fù)合材料和鈦基復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)單元通常采用粉末冶金法制備。Gu等人[13]較早開展了由粉末冶金方法制備的Ti6Al4V合金及其復(fù)合材料動態(tài)力學(xué)行為和抗彈行為的研究。研究表明，通過粉末冶金方法制備的Ti6Al4V合金經(jīng)進一步的熱等靜壓后，其抗彈性能和美國軍標中裝甲鈦合金Class 2的材料相近。Nesterenko等人[14]開展的基于Ti6Al4V合金板材的復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)研究表明，鈦基復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)單元在長桿形模擬穿甲彈丸的侵徹過程中發(fā)生嚴重的自侵蝕，并伴有彈丸侵徹路徑的偏轉(zhuǎn)。彈靶作用過程中長桿形彈丸這種響應(yīng)特征使得鈦基復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)單元表現(xiàn)出優(yōu)異的抗彈性能。圖4為這種鈦基復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)單元的基本結(jié)構(gòu)和長桿形彈丸侵入靶板后損傷特征示意圖[14]。在功能梯度鈦基復(fù)合材料的研究方面，Pettersson等人[15]研制出Ti B2增強的功能梯度鈦基復(fù)合材料Ti B2/Ti6Al4V，該復(fù)合材料迎彈面的陶瓷含量通常高達90%以上，使得其抵抗穿甲彈丸侵入靶板的能力增強。這是由于靶板界面產(chǎn)生駐留現(xiàn)象所致，如圖5所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]厚度和層間界面對Ti6Al4V鈦合金抗彈性能的影響[J]. 鄭超,朱秀榮,辛海鷹,邵志文,王歡,彭華新,程興旺,王富恥.  稀有金屬材料與工程. 2019(01)

博士論文
[1]微觀組織對Ti-6Al-4V鈦合金動態(tài)力學(xué)性能和抗彈性能影響規(guī)律的研究[D]. 鄭超.北京理工大學(xué) 2015
[2]鈦合金動態(tài)力學(xué)性能與抗彈性能關(guān)系研究[D]. 王艷玲.北京有色金屬研究總院 2015



本文編號：2984153