4 数值模拟计算研究

长期以来，对动能弹体冲击装甲靶板的过程分析主要依靠大量的试验结果，随着对穿甲现象研究的日益深入，其它一些方法也用于弹靶作用的分析，如经验法、理论分析法和数值模拟法等。其中，数值模拟法能较全面的反应穿甲过程中间参数和物理量的变化，利用计算机绘图技术设计的数值模拟方法还可以直观地图示整个穿甲过程中各种参量（形状、应力、应变等）的变化；此外，利用计算机程序可以选择不同的物理参数和几何参数进行计算，得到各种不同参数对弹、靶相互作用的影响程度，从而能给出更全面的试验分析结果。

黄伟等对钨合金内部应力场的数值模拟结果表明，钨合金并非只在粘结相中发生应力集中，而是首先出现在高强度的钨颗粒中。房文斌等用数值分析方法研究高密度钨合金热静液挤压过程，表明在高温下进行的热静液挤压，可大幅度降低挤压力和获得更大的挤压比。荣吉利等研究了钨合金易碎动能穿甲弹的侵彻和破碎性能，在建立钨合金易碎动能穿甲弹有限元分析模型的基础上，模拟了具有不同拉-压强度比的钨合金穿甲弹在穿透靶板时的侵彻和破碎过程。程兴旺等通过钨合金壳体垂直侵彻混凝土靶板的实验，获得钨合金壳体危险截面处的应变-时间历程曲线，为壳体设计提供侵彻模型和数值估算的验证标准。任春雨等综述了复合材料层合冲击模型的研究进展，为复合材料防护结构的设计合优化提出了新的思路。

5 制备技术研究

细化钨颗粒成为高密度钨合金研究的一个新的热点，采用机械合金化法（MA）、冷凝干燥法、化学气相沉淀法、喷雾干燥法、溶胶-凝胶法等方法制备的预合金粉，并采用适当的工艺可制得非常细的粉末。另外，采用喷雾反应工艺可一步合成细晶粒、多成分、预合计化的钨基合金粉，这种粉可在远低于粘结相熔点的温度下烧结达到全密度。范景莲等用MA工艺制备了纳米晶钨合金复合粉末在常压氢气气氛中的烧结致密化和在烧结过程中的钨颗粒长大行为，表明MA纳米晶粉末可促进致密化，使致密化温度降低约100～200℃，在一般固相烧结温度时可以得到晶粒尺寸为3～5μm的细晶高强度合金。他们还对纳米钨合金注射成形进行了研究，表明在1350～1450℃时固相烧结即达到了全致密，最终合金的晶粒约为3μm，抗拉强度大于1200MPa。罗述东等研究了钨合金粉末在不同温度下的温压成形行为，表明温压能明显提高压坯密度，温压坯件的径向收缩小于常温坯件的径向收缩，而且温压可以改善钨合金的显微组织。李信等将冷等静压成形的试样埋在Al2O3粉中，置于空气烧结炉中加热并保温30min预氧化后，再经不同温度烧结；结果表明，钨合金采用预氧化活化烧结，可以降低烧结温度，减少合金变形，并得到致密的钨合金，同时可提高钨合金的抗拉强度和延伸率。

弹用钨合金研制存在的主要问题

近十几年来，我国材料科技工作者对穿甲弹用高密度钨合金进行了多方面的试验研究和机理探讨，特别是对添加合金元素和形变强化等方面进行了大量卓有成效的研究，这对促进我国钨合金穿甲弹的穿甲威力和赶超世界先进水平产生了巨大的推动作用。然而，由于多方面的原因，也存在各种各样的问题。首先，随着弹用钨合金技术的公开，一些院校和科研机构也开展了有关研究，这大大地促进了钨合金材料性能的提高，但随着研究范围的扩大，低水平重复研究的现象也日益严重。例如，一些单位大量重复专业研究院所已完成或已应用的研究内容，如钨合金的组织与性能、机械合金化、超细粉或纳米粉烧结研究等，有的院校甚至将此类研究作为研究生的毕业论文选题。其次，多口列题现象也很普遍，某些省份或院校也以基金项目列题开展穿甲弹用钨合金研究，这不仅浪费了可贵的科研经费，也浪费了年轻学者的青春年华。尤为严重的是，一些研究论题并未充分论证，也不考虑实际应用的可能性，如注射成形由于脱脂困难等原因，较难用于大口径钨合金穿甲弹制备，而且所谓的近净成形对需要变形并机械加工的穿甲弹弹体也没有实际意义，而国内却进行了大量的试验和研究。

这些现象的存在是多方面原因造成的，它反映处我国军用材料研制管理上的错位与不足，也反映出在研选题上存在着一定程度的盲目性和狭隘性，特别是反映处对于重点研究课题缺乏必要的协调和与用户的信息沟通，因而没有考虑到研究成果的实用价值和经济效益。

未来的研究重点方向

目前，我国在钨合金穿甲弹材料技术研制上已经取得了长足的进展，但距国际先进水平还有一定的差距，在某些方面还明显落后于西方发达国家。为此，在今后的穿甲弹用钨合金研制中，应着重进行以下几方面的研究：

1）穿甲性能是弹用钨合金最重要的性能指标，但这方面的研究相对较少，特别是弹-板作用机理方面的研究尚不够深入，同时还应加强绝热敏感性钨合金材料的研究；

2）为提高防空导弹和穿甲弹的毁伤能力，应开展钨合金易碎弹弹体材料和穿燃复合功能弹体材料的系统研究；

3）高强韧钨丝复合穿甲弹是未来超高速动能穿甲弹的一个重要发展方向，应进一步加强超高速动能穿甲弹用钨丝束复合穿甲弹体材料的研究；

4）我国虽然是个富钨国家，但储量有限，应大力加强弹用钨合金和废钨屑的回收利用以及低原消耗工艺技术的研究与开发。

5）我国的海岸线很长，为保卫沿海地域，预防盐雾、海水和潮湿环境对穿甲弹用钨合金的腐蚀问题已经提到日程上来，为此应有针对性地开展弹用钨合金的腐蚀防护技术的研究。

结束语

高质量穿甲弹用钨合金是一个国家材料技术发展的重要标志，也是高性能动能穿甲弹的重要材料，其研制水平将关系到提高我国武器装备水平和能否打赢一场局部战争的需要。为此，应针对目前存在的一些问题和实际需要，一方面大力加强军用材料研制项目的管理与协调，另一方面也要进一步提高研究院所和高等院校的科研管理水平，从而形成一种具有高度系统性和互补性的研究机制，并造就一支高水平的专业科研队伍，以促进我国弹用钨合金材料技术研制向低投入、高产出、高水平和高实用性的方向发展。而且应力争在短时期内在一些关键技术上有所突破，以期能大幅度提高我国穿甲弹用钨合金材料的综合性能。（完）