武器结构在使用中发挥性能的过程也是结构发生损伤、破坏的过程,结构在这个过程中的响应细节直接关系着武器的作战效能,因此有必要针对杀爆战斗部在高能炸药作用下的膨胀断裂与破碎机理进行研究,找出弹体材料结构响应中细观、宏观性能对破片形成的影响规律,为军事应用中的弹箭设计提供理论及技术支持。本文首先使用数值模拟的方法,研究了不同热处理工艺对弹体材料力学性能、金属组织构成的影响,并建立了回火方程,获得了回火时间、回火温度与材料屈服强度之间的关系。然后,采用超高速摄影试验,研究了不同热处理壳体在炸药加载下的膨胀断裂过程,计算获得膨胀断裂时刻爆炸释放能量的分布,建立了考虑壳体强度、战斗部长径比影响的破片初速计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。最后,通过破片水井回收试验,研究了不同热处理条件下弹体形成破片的质量分布规律,基于试验数据拟合获得考虑断裂韧性等参数的Mott分布,选取典型破片通过扫描电镜等设备分析了经过不同热处理获得的不同细观结构对壳体膨胀断裂机制的影响。研究表明：随着回火温度的升高,40CrMnSiB与50SiMnVB两种合金钢的强度降低,韧性增强,在爆炸加载下壳体的断裂机制由解理断裂向准解理断裂转变,壳体的断裂模式由拉剪混合断裂向剪切断裂转变；拉伸裂纹与剪切裂纹交织、扩展导致壳体破碎,随着回火温度的升高,壳体剪切裂纹形核时间与拉伸裂纹相比逐步提前。