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本文主要通过光学金相、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、力学性能试验、准静态压缩试验、动态压缩试验、靶试试验(采用WO-109C穿甲燃烧弹由7.62mm弹道枪冲击10mm厚的26N37、14N38、14N47V和14N47Nb试验钢靶板、采用105底推式钨合金模拟穿甲弹侵彻Ф80×100mm的14N38钢靶板)等手段,主要研究了不同化学成分及轧制工艺的含氮奥氏体不锈钢(硬度在HRC24-41范围)抗枪弹和抗模拟杆式弹侵彻的抗弹行为,探讨了含氮奥氏体不锈钢的穿甲机理。
硬度为HRC33.6的含氮奥氏体不锈钢的屈强比为0.65,明显低于相同硬度屈强比为0.89的高温回火钢;前者的延伸率为50%远高于后者的延伸率16.5%。
硬度为HRC35.5的含氮奥氏体不锈钢的背面强度极限为570m/s,优于硬度在HRC45及以上传统装甲钢的抗弹性能,穿甲机制不同,前者的穿甲破坏形式为塑性扩孔,没有发生冲塞破坏而传统装甲钢产生了冲塞破坏。含氮奥氏体不锈钢的弹坑深度和开坑体积与钢靶板的硬度和弹丸着靶速度有关。含氮奥氏体不锈钢的安全角优于硬度为HRC33.7和HRC30.1的高温回火中碳钢,前者具有较高的抗弹丸倾斜入射的能力。与传统装甲钢相比,含氮奥氏体不锈钢在较低的抗拉强度下具有相对高的穿甲防护系数。塑性和韧性相当时,强度对含氮奥氏体不锈钢的抗弹性能起积极作用。
含氮奥氏体不锈钢在高应变率下具有很强的冲击硬化能力,可提高抵抗弹丸入射的能力:弹坑周边硬度值比基体硬度高达HV100以上,硬度变化区域为5mm,而传统装甲钢则不发生明显的硬度增值。
在2×103/s应变率下,含氮奥氏体不锈钢具有很高的动态压缩屈服强度,为准静态的2.5倍以上,而高温回火中碳钢的动态压缩屈服强度为准静态的1.6倍。
含氮奥氏体不锈钢在高应变率下依靠的是形变孪晶的塑性变形微观机制强化基体来提高抗弹丸侵彻能力的。