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有色金属在军需新材料中扮演着重要的角色

类型:新闻资讯 加入时间:2017-4-26 13:20:56 返回列表
本文Tag标签:TAG:     钨合金

xpj线上娱乐场官网 www.ddktdxx.com 大家看看有色金属在军需新材料扮演的角色:

军用结构材料

1、铝合金

铝合金一直是军事工业中应用最广泛的金属结构材料。铝合金具有密度低、强度高、加工性能好等特点,作为结构材料,因其加工性能优良,可制成各种截面的型材、管材、高筋板材等,以充分发挥材料的潜力,提高构件刚、强度。

铝合金在航空工业中主要用于制造飞机的蒙皮、隔框、长梁和珩条等;在航天工业中,铝合金是运载火箭和宇宙飞行器结构件的重要材料,在兵器领域,铝合金已成功地用于步兵战车和装甲运输车上,最近研制的榴弹炮炮架也大量采用了新型铝合金材料。

近年来,铝合金在航空航天业中的用量有所减少,但它仍是军事工业中主要的结构材料之一。铝合金的发展趋势是追求高纯、高强、高韧和耐高温,在军事工业中应用的铝合金主要有铝锂合金、铝铜合金(2000系列)和铝锌镁合金(7000系列)。

 

新型铝锂合金应用于航空工业中,预测飞机重量将下降8~15%;铝锂合金同样也将成为航天飞行器和薄壁导弹壳体的候选结构材料。随着航空航天业的迅速发展,铝锂合金的研究重点仍然是解决厚度方向的韧性差和降低成本的问题。

2、钛合金

钛合金具有较高的抗拉强度(441~1470兆帕),较低的密度(4.5g/cm3),优良的抗腐蚀性能和在300~550℃温度下有一定的高温持久强度和很好的低温冲击韧性,是一种理想的轻质结构材料。钛合金具有超塑性的功能特点,采用超塑成形-扩散连接技术,可以以很少的能量消耗和材料消耗将合金制成形状复杂和尺寸精密的制品。

 

钛合金在航空工业中的应用主要是制作飞机的机身结构件、起落架、支撑梁、发动机压气机盘、叶片和接头等;在航天工业中,钛合金主要用来制作承力构件、框架、气瓶、压力容器、涡轮泵壳、固体火箭发动机壳体及喷管等零部件。

现有的航空航天用钛合金中,应用最广泛的是多用途的a+b型Ti-6Al-4V合金。近年来,西方和俄罗斯相继研究出两种新型钛合金,它们分别是高强高韧可焊及成形性良好的钛合金和高温高强阻燃钛合金,这两种先进钛合金在未来的航空航天业中具有良好的应用前景。

随着现代战争的发展,陆军部队需求具有威力大、射程远、精度高、有快速反应能力的多功能的先进加榴炮系统。先进加榴炮系统的关键技术之一是新材料技术。

自行火炮炮塔、构件、轻金属装甲车用材料的轻量化是武器发展的必然趋势。在保证动态与防护的前提下,钛合金在陆军武器上有着广泛的应用。155火炮制退器采用钛合金后不仅可以减轻重量,还可以减少火炮身管因重力引起的变形,有效地提高了射击精度;在主战坦克及直升机-反坦克多用途导弹上的一些形状复杂的构件可用钛合金制造,这既能满足产品的性能要求又可减少部件的加工费用。

在过去相当长的时间里,钛合金由于制造成本昂贵,应用受到了极大的限制。近年来,世界各国正在积极开发低成本的钛合金,在降低成本的同时,还要提高钛合金的性能。在我国,钛合金的制造成本还比较高,随着钛合金用量的逐渐增大,寻求较低的制造成本是发展钛合金的必然趋势。

3、复合材料

先进复合材料是比通用复合材料有更高综合性能的新型材料,它包括树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料和碳基复合材料等,它在军事工业的发展中起着举足轻重的作用。先进复合材料具有高的比强度、高的比模量、耐烧蚀、抗侵蚀、抗核、抗粒子云、透波、吸波、隐身、抗高速撞击等一系列优点,是国防工业发展中最重要的一类工程材料。

 

金属基复合材料

金属基复合材料具有高的比强度、高的比模量、良好的高温性能、低的热膨胀系数、良好的尺寸稳定性、优异的导电导热性在军事工业中得到了广泛的应用。铝、镁、钛是金属基复合材料的主要基体,而增强材料一般可分为纤维、颗粒和晶须三类,其中颗粒增强铝基复合材料已进入型号验证,如用于F-16战斗机作为腹鳍代替铝合金,其刚度和寿命大幅度提高。

碳纤维增强铝、镁基复合材料在具有高比强度的同时,还有接近于零的热膨胀系数和良好的尺寸稳定性,成功地用于制作人造卫星支架、L频带平面天线、空间望远镜、人造卫星抛物面天线等;碳化硅颗粒增强铝基复合材料具有良好的高温性能和抗磨损的特点,可用于制作火箭、导弹构件,红外及激光制导系统构件,精密航空电子器件等;碳化硅纤维增强钛基复合材料具有良好的耐高温和抗氧化性能,是高推重比发动机的理想结构材料,目前已进入先进发动机的试车阶段。

在兵器工业领域,金属基复合材料可用于大口径尾翼稳定脱壳穿甲弹弹托,反直升机 / 反坦克多用途导弹固体发动机壳体等零部件,以此来减轻战斗部重量,提高作战能力。

 

4、xpj线上娱乐场官网

钨的熔点在金属中最高,其突出的优点是高熔点带来材料良好的高温强度与耐蚀性,在军事工业特别是武器制造方面表现出了优异的特性。在兵器工业中它主要用于制作各种穿甲弹的战斗部。

我国研制的主战坦克125Ⅱ型穿甲弹钨芯材料为W-Ni-Fe,采用变密度压坯烧结工艺,平均性能达到抗拉强度1200兆帕,延伸率为15%以上,战技指标为2000米距离击穿600毫米厚均质钢装甲。目前xpj线上娱乐场官网广泛应用于主战坦克大长径比穿甲弹、中小口径防空穿甲弹和超高速动能穿甲弹用弹芯材料,这使各种穿甲弹具有更为强大的击穿威力。

 

5、金属间化合物

金属间化合物具有优异的热强性,近年来已成为国内外积极研究的重要的新型高温结构材料。在军事工业中,金属间化合物已被用于制造承受热负荷的零部件上,如美国普奥公司制造了JT90燃气涡轮发动机叶片,美国空军用钛铝制造小型飞机发动机转子叶片等,俄罗斯用钛铝金属间化合物代替耐热合金作活塞顶,大幅度地提高了发动机的性能。

在兵器工业领域,坦克发动机增压器涡轮材料为K18镍基高温合金,因其比重大、起动惯量大而影响了坦克的加速性能,应用钛铝金属间化合物及其由氧化铝、碳化硅纤维增强的复合轻质耐热新材料,可以大大改善坦克的起动性能,提高战场上的生存能力。此外,金属间化合物还可用于多种耐热部件,减轻重量,提高可靠性与战技指标。

军用功能材料

1、光电功能材料

光电功能材料是指在光电子技术中使用的材料,它能将光电结合的信息传输与处理,是现代信息科技的重要组成部分。光电功能材料在军事工业中有着广泛的应用。

碲镉汞、锑化铟是红外探测器的重要材料;硫化锌、硒化锌、砷化镓主要用于制作飞行器、导弹以及地面武器装备红外探测系统的窗口、头罩、整流罩等。

氟化镁具有较高的透过率、较强的抗雨蚀、抗冲刷能力,它是较好的红外透射材料。激光晶体和激光玻璃是高功率和高能量固体激光器的材料,典型的激光材料有红宝石晶体、掺钕钇铝石榴石、半导体激光材料等。

 

2、贮氢材料

某些过渡簇金属,合金和金属间化合物,由于其特殊的晶格结构的原因,氢原子比较容易透入金属晶格的四面体或八面体间隙位中,形成了金属氢化物,这种材料称为贮氢材料。

 

在兵器工业中,坦克车辆使用的铅酸蓄电池因容量低、自放电率高而需经常充电,此时维护和搬运十分不便。放电输出功率容易受电池寿命、充电状态和温度的影响,在寒冷的气候条件下,坦克车辆起动速度会显著减慢,甚至不能起动,这样就会影响坦克的作战能力。

贮氢合金蓄电池具有能量密度高、耐过充、抗震、低温性能好、寿命长等优点,在未来主战坦克蓄电池发展过程中具有广阔的应用前景。

3、阻尼减震材料

阻尼是指一个自由振动的固体即使与外界完全隔离,它的机械性能也会转变为热能的现象。采用高阻尼功能材料的目的是减震降噪。因此阻尼减震材料在军事工业中具有十分重要的意义。

 

国外金属阻尼材料的应用主要集中在船舶、航空、航天等工业部门。美国海军已采用Mn-Cu高阻尼合金制造潜艇螺旋桨,取得了明显的减震效果。在西方,阻尼材料及技术在武器上的应用研究工作受到了极大的关注,一些发达国家专门成立了阻尼材料在武器装备上应用的研究机构。

阻尼材料在航空航天领域主要用于制造火箭、导弹、喷气机等控制盘或陀螺仪的外壳;在船舶工业中,阻尼材料用于制造推进器、传动部件和舱室隔板,有效地降低了来自于机械零件啮合过程中表面碰撞产生的振动和噪声。

在兵器工业中,坦克传动部分(变速箱,传动箱)的振动是一个复杂振动,频率范围较宽,高性能阻尼锌铝合金和减振耐磨表面熔敷材料技术的应用,大大减轻了主战坦克传动部分产生的振动和噪声。


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