Ha tüzérségről van szó, az emberek első gondolatai általában a lőtávolság és a pusztító erő felé fordulnak. Ennek ellenére kevesen állnak meg, hogy elgondolkodjanak: hogyan bírja ez a karcsú hordó több ezer fokos hőmérsékletet és több száz megapascal nyomást, miközben körről körre tüzel?
A válasz egyetlen koncepcióban rejlik: a fegyvercső anyagában.
A PLA új tüzérsége extrém{0}}hatótávolságú csapásmérő gyakorlatokat hajt végre egy fennsíkon 4400 méteres magasságban (Fotó)|China_Sina Military_Sina.com
Egy tüzérségi darab tűzsebessége, hatótávolsága és élettartama nagymértékben függ a csövéhez használt acél típusától.
I. A fától a fegyveracélig: A hordó evolúciója
A tüzérség a Ming-dinasztia óta létezik, de a legkorábbi hordók fából készültek, nem acélból.
Jól olvasta, hogy{0}}a korai hordók fából készültek. Természetesen a korszak puskaporából hiányzott a robbanó ereje, így a fa alig bírta ki. Ahogy a lőpor erősebbé vált, a fa nem bizonyult megfelelőnek, ami öntöttvasra való átálláshoz vezetett. Az öntöttvas olcsó volt, de törékeny, így a hordók felrobbanása gyakori kockázatot jelentett. Később bronzot használtak; bár jó szívósságot nyújtott, túl puha volt, ami azt jelenti, hogy a hordók már néhány lövés után elkoptak.
[Kép]
Csak a modern időkig, az acélgyártási technológia érlelésével került sor a speciális fegyveracél használatára.
A fáról a fegyveracélra való átállás évszázados próbálkozások és tévedések eredménye. A mai fegyveracél egy speciális ötvözet, amelyet kifejezetten tüzérségi használatra terveztek.
II. Mi történik a hordó belsejében?
Ahhoz, hogy megértsük, mitől olyan különleges a fegyveracél, először meg kell vizsgálnunk a csövön belüli körülményeket.
Abban a pillanatban, amikor egy lövedéket elsütnek, az égő puskapor 3000 fokot meghaladó hőmérsékletet és 300 megapascalt (MPa) meghaladó nyomást generál. Mit jelent ez a gyakorlatban? A 300 MPa négyzetcentiméterenként 3 tonna súly elviselésének felel meg.
Még ijesztőbb az a tény, hogy mindez néhány ezredmásodperc alatt következik be.
A közönséges acél ilyen körülmények között megolvad, deformálódik vagy összetörik. A fegyveracélnak azonban megfelelő szilárdságot kell fenntartania mind környezeti, mind magas hőmérsékleten (300-450 fok), anélkül, hogy maradandó deformációt szenvedne. III. Hat kulcsfontosságú mérőszám a fegyveracélhoz
Milyen konkrét követelményeknek kell megfelelnie a fegyveracélnak? Hat pontban foglalhatók össze:
Először is elegendő erő. Erősnek kell maradnia nemcsak szobahőmérsékleten, hanem a 300 és 450 fok közötti köztes hőmérsékleten is. A hajtógázok azonnal több száz vagy akár ezer Celsius-fokra is felmelegíthetik a fegyver csövét; elégtelen erő azonnali kudarchoz vezet.
Másodszor, jó szívósság. A szívósságnak nemcsak szobahőmérsékleten, hanem alacsony, akár -40 fokos hőmérsékleten is meg kell felelnie a szabványoknak. Ellenkező esetben, ha télen elsüti a fegyvert, a csöv viszonylag kis igénybevétel mellett elpattanhat.
Harmadszor, kopás- és ablációs ellenállás. A hajtógázok kémiailag erősen korrozívak, és a lövedék és a furat fala közötti nagy sebességű-súrlódás azt jelenti, hogy a hordó belseje folyamatosan „lekopog és megperzselődik”.
Negyedszer, magas temperálási hőmérséklet. A pisztolyacél temperálási hőmérsékletének meg kell haladnia az 500 fokot, hogy teljes mértékben enyhítse a csövön belüli feszültségeket, és megakadályozza a késleltetett meghibásodást.
Ötödször, jó gyárthatóság. A fegyveracél gyártása nem csupán egyetlen darab elkészítését jelenti egy laboratóriumban; stabil, nagy-léptékű gyártási képességeket igényel.
Hatodszor, független tömeggyártás. Ez magától értetődik-a kritikus pillanatokban nem számíthat másokra az ellátásban.
Az első négy pont a teljesítmény kiindulópontját jelenti, az ötödik a gazdasági szempontot, a hatodik pedig a biztonság alapértékét.
IV. Milyen "összetevők" kerülnek a fegyveracélba?
A modern fegyveracél túlnyomórészt nikkel-króm-molibdén-vanádium (Ni-Cr-Mo-V) ötvözetrendszeren alapul. Egyszerűen fogalmazva, ötvözőelemeket, például nikkelt, krómot, molibdént és vanádiumot adnak az acélhoz, és a közönséges acélt kiváló anyaggá alakítják.
Szén: 0,25% és 0,60% közötti tartalommal a közepes-szénacél kategóriába tartozik. A magasabb széntartalom megkönnyíti az acél edzéssel történő keményedését, ami nagyobb szilárdságot és kopásállóságot eredményez.
Nikkel: Stratégiai anyag, ami viszonylag kevés az országomban. A nikkel jelentősen növeli a fegyveracél ütésállóságát és edzhetőségét; általában a magasabb nikkeltartalom jobb teljesítményt eredményez. Következésképpen a nikkeltartalom kifejezetten kiemelve van a pisztolyacél minőségjelöléseiben-, például a PCrNi1MoV és a PCrNi3MoV.
Króm: javítja a keményedést és szilárdságot, miközben bizonyos fokú ablációs ellenállást biztosít. A közönséges 40Cr ötvözött acél már kiváló tulajdonságokkal büszkélkedhet, és a króm a fegyveracélban is kulcsszerepet játszik. Molibdén: Kifejezetten az indulat ridegségét célozza meg. A megfelelő molibdéntartalom elengedhetetlen a fegyveracélban.
Vanádium: Módosítószer, amely növeli az erőt és a stabilitást, miközben finomítja a szemcseméretet. Az 57-es típusú légvédelmi löveg gyártása során a kínai mérnökök kreatív módon használták a vanádiumot a nikkelfogyasztás csökkentésére, és kifejlesztették a PCrNi1MoV ötvözetet-, ezáltal megfelelő fegyveracélt készítettek, miközben kevesebb stratégiai anyagot használtak fel.
V. Három "gyilkos" rejtve az acélban
A fegyveracél ellenségei nemcsak kívülről-, magas-hőmérsékletű, nagy{2}}nyomású hajtógázok formájában-, hanem belül is léteznek. Három káros elem lapul az acélban; a legkisebb figyelmen kívül hagyás is használhatatlanná teheti a fegyvercsövet.
Hidrogén: Az első számú-gyilkos. A hidrogén intersticiális szilárd oldatot képez az acélban; amint koncentrációja meghaladja az oldhatósági határt, mikroszkopikus üregekbe diffundál a fémszerkezetben. Stressz hatására ez transzgranuláris rideg töréshez vezet,{3}}ez a jelenség „hidrogénridegedés” néven ismert.
Mennyire pusztító a hidrogén ridegsége? Az acél hosszanti keresztmetszetén elliptikus, ezüstös-szürke "fehér foltok" jelennek meg, míg a keresztmetszeten finom repedések halmazai- jelennek meg, hatékonyan tönkretéve az acél mátrixát. A plaszticitási mutatók zuhannak, és súlyos esetekben a terület csökkenése megközelíti a nullát. Az ilyen állapotban lévő fegyvercső lövéskor felrobbanhat.
A jó hír az, hogy a hidrogén oldhatósága az acélban a hőmérséklet csökkenésével csökken; szabályozott lassú hűtés hatékonyan távolítja el a hidrogént.
Foszfor: Hideg ridegséget okoz. Ahogy az olvadt acél megszilárdul, a foszfor csak a -Fe fázisban oldódik; a hőmérséklet csökkenésével a felesleges foszfor Fe3P formájában kicsapódik, jelentősen csökkentve a plaszticitást és a szívósságot.
Kén: Forró ridegséget okoz. A kén az acélban FeS vagy MnS formájában létezik; ha a kovácsolt anyagokat 1150-1250 fokra hevítik, a szemcsehatárokon lévő FeS megolvad, amitől a fém azonnal megreped.
VI. A Gun Steelnek "személyi igazolványa" van
hazámban egyértelmű szabványok vonatkoznak a fegyveracélra. A régebbi szabvány az YB475-93 (a Kohászati Minisztérium szabványa), amely az acélt tíz osztályba sorolja a kémiai összetétel alapján. A jelenlegi szabvány a GJB 1220A-2008 (nemzeti katonai szabvány).
Minden fegyvercső esetében az adott acélminőség, kémiai összetétel és teljesítményjellemzők teljes mértékben dokumentáltak és nyomon követhetők. Ezt nem lehet egyszerűen csak bármilyen jó minőségű acél-felhasználásával elérni.
VII. A fegyvercső születése sokkal összetettebb, mint gondolnád.
A pisztolyacél átalakítása nyers ércből késztermékké egy sor folyamatot foglal magában, beleértve az olvasztást, kovácsolást, hőkezelést és megmunkálást. Egy kis hiba bármely szakaszban az egész hordót használhatatlanná teheti.
A minősített fegyvercsőnek több száz vagy akár több ezer ismétlődő ütközést kell kiállnia extrém körülmények között,{0}}amelyeket magas hőmérséklet, hatalmas nyomás, nagy sebesség és gyors tüzelési ciklus jellemez.
A közönséges mechanikus berendezések teljes élettartamuk során soha nem találkozhatnak ilyen működési feltételekkel.
Tehát, ha legközelebb tüzérségi lövöldözésről készült felvételeket lát, szánjon egy pillanatot arra, hogy elgondolkozzon: a látszólag közönséges acélcső mögött ott rejlik az anyagtudomány, a kohászat és a gyártástechnológia fejlődésének csúcspontja. Nem pusztán egyetlen héjnak ellenáll, hanem az évszázadok óta tartó emberi{1}}keresésnek, hogy az anyagi lehetőségek határait feszegesse.
