裝甲鈦合金的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

鄭 超，朱秀榮，王 軍，辛海鷹，邵志文

(中國(guó)兵器科學(xué)研究院寧波分院, 浙江 寧波 315103)

坦克裝甲車輛的基體裝甲材料應(yīng)具有良好的抗彈性能、工藝性能和環(huán)境適應(yīng)性能等。常見(jiàn)的金屬基體裝甲材料有裝甲鋼、裝甲鋁合金、裝甲鎂合金和裝甲鈦合金4種，其中裝甲鈦合金的綜合性能最優(yōu),能夠同時(shí)滿足抗彈性能、工藝性能和環(huán)境適應(yīng)性能三方面的要求[1]。坦克裝甲車輛是最重要的陸基武器裝備之一，在各國(guó)作戰(zhàn)部隊(duì)中的裝備量較大，因此裝甲鈦合金的工程應(yīng)用技術(shù)研究，特別是高性能低成本裝甲鈦合金頗受重視，是近30年來(lái)的研究熱點(diǎn)。

本文主要論述三方面的內(nèi)容：裝甲鈦合金的應(yīng)用技術(shù)、抗彈性能考核評(píng)價(jià)及板材驗(yàn)收規(guī)范化、裝甲鈦合金應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，以期為推動(dòng)我國(guó)裝甲鈦合金的工程化應(yīng)用提供參考。

1 裝甲鈦合金的應(yīng)用研究

1.1 抗彈性能及抗毀傷機(jī)理研究

與傳統(tǒng)的裝甲鋼、裝甲鋁合金等金屬裝甲材料相比，裝甲鈦合金不但具有較強(qiáng)的抗各種類型彈丸侵徹的能力，還具有抗彈丸多次打擊的能力。

20世紀(jì)90年代，美國(guó)陸軍實(shí)驗(yàn)室(ARL)[2-5]先后開(kāi)展了不同口徑破片模擬彈(FSP)、普通穿甲彈(AP)、穿甲燃燒彈(API)、次口徑穿甲彈(APDS)、脫殼穩(wěn)翼穿甲彈(APDSFS)和聚能裝藥破甲彈(HEAT)等對(duì)不同厚度Ti6Al4V合金板材的終點(diǎn)彈道侵徹實(shí)驗(yàn)，得到了其極限擊穿速度。其中，長(zhǎng)桿形穿甲彈侵徹鈦合金靶板的實(shí)驗(yàn)表明，Ti6Al4V合金靶板的抗彈性能比均質(zhì)裝甲鋼提高60%～80%。Ti6Al4V合金板材在典型穿甲彈丸侵徹條件下的損傷行為如圖1所示[6]。表1為美國(guó)陸軍實(shí)驗(yàn)室、德克薩斯大學(xué)埃爾帕索分校(UTEP)、韓國(guó)浦項(xiàng)科技大學(xué)(Pohang UST)、印度國(guó)防部冶金研究院(DMRL)、以色列拉斐爾公司(Israel’s Rafael)等研究機(jī)構(gòu)研制的裝甲鈦合金的抗彈性能。

圖1 不同穿甲彈丸侵徹條件下鈦合金靶板的宏觀損傷形貌(彈丸均自上而下侵入靶板)

表1 國(guó)外不同機(jī)構(gòu)研制的裝甲鈦合金的抗彈性能

美國(guó)國(guó)防科技信息中心(DTIC)在2003年發(fā)布的報(bào)告中指出，鈦合金材料在裝甲防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用中常見(jiàn)的損傷破壞模式為絕熱剪切沖塞破壞和崩落破壞，如圖2所示[7]。為了更好的認(rèn)識(shí)鈦合金靶板的宏微觀損傷破壞特征，揭示其抗彈機(jī)理，研究人員對(duì)鈦合金材料的宏微觀損傷行為和抗彈機(jī)理開(kāi)展了大量的研究，目前主要集中在鈦合金靶板的絕熱剪切沖塞破壞行為的研究和其背部崩落破壞行為的研究?jī)煞矫妗?/p>

圖2 在彈丸侵徹下鈦合金材料常見(jiàn)的損傷模式

在美國(guó)陸軍實(shí)驗(yàn)室的支持下，德克薩斯大學(xué)埃爾帕索分校的Martinez等人[6，7]使用圓柱形4340鋼制侵徹體在633～1 027 m/s的速度范圍內(nèi)對(duì)厚度為25 mm的Ti6Al4V合金靶板進(jìn)行了絕熱剪切沖塞實(shí)驗(yàn)。研究表明，在彈丸侵徹靶板的過(guò)程中，靶板內(nèi)平行和垂直于彈丸侵徹方向上會(huì)形成絕熱剪切帶，剪切帶內(nèi)伴有微孔洞和微裂紋的成核長(zhǎng)大；絕熱剪切帶和微裂紋的數(shù)量都隨著彈速的增加而增加。Murr等人[7]進(jìn)一步的研究表明：隨著彈速的增加，靶板內(nèi)絕熱剪切帶的寬度從10 μm增大到了21 μm，絕熱剪切帶內(nèi)微裂紋長(zhǎng)度所占絕熱剪切帶總長(zhǎng)度的比例由8%增加到了87%。結(jié)合這些研究，Murr等人[7]指出：Ti6Al4V合金靶板以沖塞為特征的損傷破壞行為是由絕熱剪切局域化行為及其誘發(fā)的微裂紋貫通連接所主導(dǎo)的近似圓柱形的流變機(jī)制決定的。Wells等人[8]通過(guò)使用高能X射線(XCT)技術(shù)，原位觀察了金屬裝甲材料和陶瓷裝甲材料在穿甲彈侵徹條件下的響應(yīng)行為。其中對(duì)于Ti6Al4V合金靶板(損傷形貌如圖3所示)損傷模式和耗能機(jī)制的研究也證實(shí)了前述學(xué)者的觀點(diǎn)。

圖3 高能X射線原位觀測(cè)得到的Ti6Al4V合金損傷形貌

近些年，我國(guó)在鈦及鈦合金材料的抗彈行為研究方面也取得了一些進(jìn)展。北京理工大學(xué)沖擊環(huán)境材料技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室Cheng等人[9-11]研究表明，在12.7 mm穿甲燃燒彈丸的垂直侵徹條件下，微觀組織結(jié)構(gòu)不同的Ti6Al4V合金靶板，表現(xiàn)出不同的失效模式；在底推105 mm長(zhǎng)桿形脫殼穩(wěn)翼穿甲模擬彈丸的垂直侵徹下，Ti6Al4V合金靶板和彈丸相互作用并發(fā)生嚴(yán)重的互侵蝕效應(yīng)。

鈦及鈦合金材料在彈丸侵徹條件下，往往通過(guò)絕熱剪切局域化變形行為協(xié)調(diào)彈丸的擠鑿作用，并通過(guò)絕熱剪切帶及其帶內(nèi)裂紋的擴(kuò)展連接導(dǎo)致靶板被擊穿。在長(zhǎng)桿形脫殼穩(wěn)翼穿甲彈丸侵徹條件下，由于鈦合金靶板和彈丸之間較強(qiáng)的互侵蝕作用，靶板彈坑邊緣大量的絕熱剪切帶萌生擴(kuò)展并進(jìn)而在帶內(nèi)微裂紋的擴(kuò)展連接過(guò)程下發(fā)生破碎，因此使得彈丸侵入鈦合金靶板后能量被大量消耗。但在普通穿甲彈丸和穿甲燃燒彈丸等對(duì)鈦合金靶板的靶試試驗(yàn)中，沒(méi)有發(fā)生這種互侵蝕作用。

1.2 附加裝甲結(jié)構(gòu)單元研究

附加裝甲用鈦合金材料抗彈行為的研究，主要涉及雙硬裝甲鈦合金材料、鈦基復(fù)合材料和鈦基復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)單元的抗彈行為研究。

在進(jìn)行雙硬裝甲鈦合金材料的研究中，沿用了雙硬裝甲鋼的概念，通常選用高硬面板材料與中硬背板材料的復(fù)合方式，使其可以充分發(fā)揮面板高硬度對(duì)彈丸的破壞作用和背板高韌性對(duì)崩落破壞的減弱作用。Perkins等人[12]最早開(kāi)展了雙硬裝甲鈦合金材料的研究，通過(guò)對(duì)面密度為25～50 kg/m2的雙硬裝甲鈦合金材料抗彈行為的研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)面板(硬度54～59 HRC)和背板(硬度39～43 HRC)的層厚比為3∶7時(shí)，雙層鈦基復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)單元具有最優(yōu)的抗侵徹性能和抗崩落性能。

鈦基復(fù)合材料和鈦基復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)單元通常采用粉末冶金法制備。Gu等人[13]較早開(kāi)展了由粉末冶金方法制備的Ti6Al4V合金及其復(fù)合材料動(dòng)態(tài)力學(xué)行為和抗彈行為的研究。研究表明，通過(guò)粉末冶金方法制備的Ti6Al4V合金經(jīng)進(jìn)一步的熱等靜壓后，其抗彈性能和美國(guó)軍標(biāo)中裝甲鈦合金Class 2的材料相近。Nesterenko等人[14]開(kāi)展的基于Ti6Al4V合金板材的復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)研究表明，鈦基復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)單元在長(zhǎng)桿形模擬穿甲彈丸的侵徹過(guò)程中發(fā)生嚴(yán)重的自侵蝕，并伴有彈丸侵徹路徑的偏轉(zhuǎn)。彈靶作用過(guò)程中長(zhǎng)桿形彈丸這種響應(yīng)特征使得鈦基復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)單元表現(xiàn)出優(yōu)異的抗彈性能。圖4為這種鈦基復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)單元的基本結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)桿形彈丸侵入靶板后損傷特征示意圖[14]。

圖4 鈦基復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)單元的基本結(jié)構(gòu)和其損傷特征示意圖

在功能梯度鈦基復(fù)合材料的研究方面，Pettersson等人[15]研制出TiB2增強(qiáng)的功能梯度鈦基復(fù)合材料TiB2/Ti6Al4V，該復(fù)合材料迎彈面的陶瓷含量通常高達(dá)90%以上，使得其抵抗穿甲彈丸侵入靶板的能力增強(qiáng)。這是由于靶板界面產(chǎn)生駐留現(xiàn)象所致，如圖5所示。

圖5 TiB2/Ti6Al4V鈦基復(fù)合材料靶板的界面駐留現(xiàn)象

復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)單元的具體研究?jī)?nèi)容歷來(lái)是世界各軍事強(qiáng)國(guó)裝甲防護(hù)技術(shù)的核心，保密級(jí)別很高。在鈦基復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)單元的研究方面，能夠看到的有關(guān)報(bào)道表明，以鈦合金材料為基體封裝而成的陶瓷/金屬?gòu)?fù)合裝甲結(jié)構(gòu)單元，在長(zhǎng)桿形脫殼穩(wěn)翼穿甲彈丸侵徹靶板時(shí)具有較高的抗侵入作用。

1.3 裝甲鈦合金的應(yīng)用基礎(chǔ)研究

裝甲鈦合金的應(yīng)用基礎(chǔ)研究主要涉及裝甲鈦合金材料的基礎(chǔ)研究、抗彈性能的預(yù)測(cè)方法研究、彈靶作用過(guò)程的數(shù)值模擬研究和低成本鈦合金材料的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等人[16-20]。

隨著我國(guó)低成本鈦合金材料研究工作的開(kāi)展，北京有色金屬研究院、寶鈦集團(tuán)有限公司、西北有色金屬研究院和北京航空材料研究院等相繼研制成功了多種低成本鈦合金，其中有代表性的合金為T(mén)C4(Ti6Al4V)、Ti5322(Ti5Al3V1Cr1Fe)、Ti12LC(Ti4.5Al1.5Fe6.8Mo)、Ti83S(Ti8Al1Cr1Fe1Mo(O))等。表2為這些低成本鈦合金的力學(xué)性能。

表2 我國(guó)研制的低成本鈦合金力學(xué)性能

早期對(duì)于裝甲材料抗彈性能和靜動(dòng)態(tài)力學(xué)性能間關(guān)系的研究認(rèn)為，材料的硬度越高抗彈性能越好。后來(lái)，Dikshit等人[21]研究發(fā)現(xiàn)，靶板材料硬度提高到一定水平時(shí)其抗彈性能也較高；當(dāng)靶板硬度超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，靶板便會(huì)由于絕熱剪切帶的形成發(fā)生剪切沖塞破壞；若靶板硬度進(jìn)一步提高至接近侵徹彈丸的硬度時(shí)，其抗彈性能會(huì)由于彈丸的變形甚至破碎而得到再一次的提高。Demir等人[22]研究了7075、5083鋁合金和AISI 4140鋼的抗彈性能，結(jié)果表明，裝甲材料硬度的持續(xù)提高會(huì)導(dǎo)致其在彈丸侵徹條件下發(fā)生脆性斷裂。Burkins等人[23]使用5.56 mm 破片模擬彈及7.62 mm穿甲燃燒彈侵徹純鈦、Ti6Al4V合金以及Ti10V2Fe3Al合金薄靶板，發(fā)現(xiàn)具有較低強(qiáng)度的純鈦、具有中等強(qiáng)度的Ti6Al4V合金以及具有較高強(qiáng)度的Ti10V2Fe3Al合金薄靶板的極限擊穿速度V50并沒(méi)有表現(xiàn)出較大的差異性。研究者認(rèn)為，化學(xué)成分和力學(xué)性能差異并不能全面解釋這幾種鈦合金材料在抗彈性能方面表現(xiàn)出的特征。

北京理工大學(xué)鄭超[24]、北京有色金屬研究總院王艷玲[25]等人也先后開(kāi)展了鈦合金材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能和抗彈性能之間關(guān)系的研究。研究表明，鈦合金材料在動(dòng)態(tài)承載條件下的絕熱剪切局域化變形行為與其抗彈性能密切相關(guān)，并可以通過(guò)絕熱剪切敏感性和絕熱剪切帶的萌生擴(kuò)展行為預(yù)估其抗彈性能。

鈦合金的抗彈性能優(yōu)化主要包括兩方面：一是優(yōu)化合金元素，改進(jìn)熱加工工藝、熱處理制度等；二是設(shè)計(jì)以鈦合金為基體的復(fù)合防護(hù)結(jié)構(gòu)。這些方面的研究同鈦合金失效模式和耗能機(jī)制的研究一樣，目前也主要是針對(duì)Ti6Al4V合金展開(kāi)的。Lee等人[26-30]通過(guò)調(diào)整熱處理制度獲得了一系列具有特定微觀組織特征的Ti6Al4V合金，并對(duì)這些Ti6Al4V合金開(kāi)展了靜態(tài)及動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)；系統(tǒng)總結(jié)了微觀組織對(duì)Ti6Al4V合金靜態(tài)、動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)性能的影響規(guī)律，并從微觀組織結(jié)構(gòu)的層面分析了動(dòng)態(tài)變形行為，尤其是絕熱剪切局域化變形行為；通過(guò)使用12.7 mm穿甲燃燒彈侵徹等軸組織和雙態(tài)組織的Ti6Al4V合金靶板，進(jìn)一步研究了微觀組織對(duì)Ti6Al4V合金抗彈性能的影響規(guī)律，同時(shí)以相對(duì)于均質(zhì)裝甲鋼的質(zhì)量防護(hù)系數(shù)Em為基準(zhǔn)，評(píng)估了Ti6Al4V合金的抗彈性能。等軸組織和雙態(tài)組織Ti6Al4V合金靶板的質(zhì)量防護(hù)系數(shù)分別約為1.23和1.44，抗彈性能均優(yōu)于均質(zhì)裝甲鋼，而且雙態(tài)組織的Ti6Al4V合金靶板較等軸組織的Ti6Al4V合金靶板擁有更好的抗彈性能。對(duì)于有α2(Ti3Al)顆粒增強(qiáng)的雙態(tài)組織Ti6Al4V合金，其抗彈性能并沒(méi)有因添加α2(Ti3Al)顆粒而顯著提高。

2 抗彈性能考核評(píng)價(jià)及板材驗(yàn)收規(guī)范

抗彈性能考核評(píng)價(jià)、指標(biāo)體系建立和板材驗(yàn)收規(guī)范化是檢驗(yàn)和評(píng)定裝甲鈦合金材料的重要依據(jù)，也是其工程化應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。

2.1 考核評(píng)價(jià)體系及其數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

國(guó)外主要采用極限擊穿速度(V50)、安全角(θbl)、安全距離(Sbl)和防護(hù)系數(shù)(質(zhì)量防護(hù)系數(shù)Em、空間防護(hù)系數(shù)Es、綜合防護(hù)系數(shù)E)等參數(shù)考核評(píng)價(jià)裝甲防護(hù)材料的抗彈性能，并形成了系列標(biāo)準(zhǔn)。各種方法根據(jù)面向的彈丸種類、靶板厚度等的不同各具優(yōu)勢(shì)。

極限擊穿速度(V50)是指在一定射擊距離(通常為100 m)下裝甲防護(hù)材料被擊穿時(shí)穿甲彈丸的最小速度，定量反映裝甲防護(hù)材料在被穿甲彈丸沖擊時(shí)能夠吸收的最大能量。極限擊穿速度(V50)考核評(píng)價(jià)方法是美軍金屬裝甲材料抗彈性能考核評(píng)價(jià)的通用方法，依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)為MIL-STD-662F[31]。美軍采用該方法評(píng)定了全厚度尺寸裝甲鈦合金的抗彈性能，并形成了相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)。俄羅斯沿用蘇聯(lián)抗彈性能考核評(píng)價(jià)方法，通常采用安全角和安全距離來(lái)評(píng)價(jià)裝甲防護(hù)材料的抗彈性能。我國(guó)在金屬裝甲防護(hù)材料抗彈性能的評(píng)定方面借鑒了蘇聯(lián)的考核評(píng)價(jià)方法，目前已經(jīng)形成的抗彈性能考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有GJB 59.17—1988《裝甲車輛試驗(yàn)規(guī)程裝甲板抗炮彈性能試驗(yàn)》、GJB 59.18—1988《裝甲車輛試驗(yàn)規(guī)程裝甲板抗槍彈性能試驗(yàn)》和GJB 5119—2002《裝甲材料防護(hù)系數(shù)測(cè)定方法》等[32-34]。

2.2 裝甲鈦合金的軍用標(biāo)準(zhǔn)

20世紀(jì)50年代末，美國(guó)形成了全球首個(gè)可焊接裝甲鈦合金材料的軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-A-46077[35]。

海灣戰(zhàn)爭(zhēng)后，美國(guó)陸軍材料實(shí)驗(yàn)室深入研究了Ti6Al4V合金中主元素、間隙元素以及板材的熱處理工藝等對(duì)其抗彈性能的影響。1998年，美國(guó)頒布了可焊接裝甲鈦合金板材軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-A-46077F，該標(biāo)準(zhǔn)中除包括早期版本ELI級(jí)別的Ti6Al4V合金之外，增加了3個(gè)成分級(jí)別鈦合金，放寬了Fe、O元素含量的上限；將板材厚度規(guī)格擴(kuò)大至100 mm；標(biāo)準(zhǔn)中增加了對(duì)板材縱向力學(xué)性能的要求，力學(xué)性能指標(biāo)中不考慮厚度規(guī)格效應(yīng)；規(guī)定Ti6Al4V合金板材的屈服強(qiáng)度不小于758 MPa，抗拉強(qiáng)度不小于827 MPa，伸長(zhǎng)率指標(biāo)不小于6%；規(guī)定了各厚度規(guī)格的板材抗彈性能(V50)指標(biāo)。

2006年，通過(guò)對(duì)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-D-46077F的修訂，形成了新的裝甲鈦合金標(biāo)準(zhǔn)MIL-D-46077G。該標(biāo)準(zhǔn)中將裝甲鈦合金材料劃分為4個(gè)級(jí)別，即以航空級(jí)低間隙鈦合金材料為代表的1級(jí)(Class 1)、以商用鈦合金材料為代表的2級(jí)(Class 2)、以高含氧量的低成本鈦合金材料為代表的3級(jí)(Class 3)和以新型低成本鈦合金材料為代表的4級(jí)(Class 4)，見(jiàn)表3。

表3 MIL-D-46077G標(biāo)準(zhǔn)中的鈦合金分類

3 應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，美軍在陸基裝甲裝備中鈦合金材料的應(yīng)用較為成熟。美軍先后在改造的M1“艾布拉姆斯”主戰(zhàn)坦克、M2“布雷德利”步兵戰(zhàn)車以及“斯特賴克”輪式裝甲車等裝甲車輛上實(shí)現(xiàn)了鈦合金的規(guī)模應(yīng)用，取得了明顯的減重和防護(hù)效果[36，37]。

針對(duì)主戰(zhàn)坦克，美軍先后對(duì)M1A2主戰(zhàn)坦克展開(kāi)了2個(gè)階段的升級(jí)改造。第1個(gè)階段完成于20世紀(jì)90年代，通過(guò)使用鈦合金替代頂部防護(hù)蓋板、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板、瞄具和定位系統(tǒng)防護(hù)罩等鋼制結(jié)構(gòu)件，獲得420 kg的減重效果。第2階段完成于21世紀(jì)初期，通過(guò)使用Ti6Al4V合金焊接而成的炮塔替代鋼制炮塔，獲得良好減重效果。圖6是裝甲鈦合金在M1A2主戰(zhàn)坦克上的應(yīng)用情況[36]。

針對(duì)裝甲車輛，美軍采用Ti6Al4V合金制造了M2“布雷德利”步兵戰(zhàn)車指揮艙蓋(圖7a)，獲得了良好的減重效果；還采用Ti6Al4V合金制造了“斯特賴克”輪式裝甲車的防護(hù)鍛環(huán)(圖7b)[37]。

圖7 Ti6Al4V合金制造的M2“布雷德利”步兵戰(zhàn)車指揮艙蓋和“斯特賴克”輪式裝甲車防護(hù)鍛環(huán)

此外，BAE System公司和GE公司各自推出了其以低成本鈦合金材料為基體裝甲和關(guān)重結(jié)構(gòu)件的原型車。圖8a為BAE System公司的油電混動(dòng)輪式電動(dòng)裝甲原型車“Pegasus”，其車首和成車體框架使用低成本鈦合金焊接而成；圖8b為GE公司的高機(jī)動(dòng)性多用途輪式裝甲車(High mobility multipurpose wheeled vehicle)原型車車體，該車體由低成本ATI 425鈦合金焊接而成[37]。

圖8 美國(guó)軍工集團(tuán)研制的原型車車體

俄羅斯在裝甲鈦合金的應(yīng)用方面也取得顯著成果，T-90A主戰(zhàn)坦克炮塔采用鈦合金框架及“碗型”無(wú)底金屬結(jié)構(gòu)，使得炮塔正面防護(hù)能力提高到1 300 mm RHA；T-95主戰(zhàn)坦克炮塔正面采用新型高強(qiáng)韌的全鈦合金模塊化裝甲結(jié)構(gòu)單元，使得防護(hù)能力提高到1 500 mm RHA。

法國(guó)陸軍新型步兵戰(zhàn)車(VBCI)無(wú)人炮塔掛裝鈦合金附加裝甲，防護(hù)性能大幅提高，能夠防御包括155 mm炮彈碎片和中小口徑炮彈。英國(guó)研制的改進(jìn)型“武士”步兵戰(zhàn)車的鋁合金雙人炮塔掛裝一層鈦合金間隔裝甲，防護(hù)性能也得到明顯改善，能防御30 mm尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈。

4 結(jié) 語(yǔ)

國(guó)外裝甲鈦合金的應(yīng)用研究工作取得全面進(jìn)展，并在裝備改造升級(jí)和新一代裝備研制上獲得了工程化應(yīng)用。相比于國(guó)外，國(guó)內(nèi)裝甲鈦合金的應(yīng)用研究才剛剛開(kāi)始。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外裝甲鈦合金應(yīng)用研究現(xiàn)狀的分析、討論，提出了未來(lái)我國(guó)裝甲鈦合金研究的發(fā)展趨勢(shì)。

(1)在積累的鈦合金抗彈性能數(shù)據(jù)和掌握的結(jié)構(gòu)件制造技術(shù)基礎(chǔ)之上，形成我國(guó)裝甲鈦合金軍用標(biāo)準(zhǔn)、裝甲鈦合金板材制備及其結(jié)構(gòu)件制造工藝規(guī)范，建立裝甲鈦合金的抗彈性能考核評(píng)價(jià)方法體系及其工程應(yīng)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，為工程應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

(2)系統(tǒng)研究裝甲鈦合金的抗毀傷機(jī)理和典型抗彈效應(yīng)，特別是面向桿式穿甲彈丸的典型抗彈效應(yīng)及其抗毀傷機(jī)理、面向破片模擬彈丸的超高速撞擊效應(yīng)及其抗毀傷機(jī)理和防多發(fā)彈防爆轟雙重功能的抗毀傷機(jī)理等，為工程應(yīng)用提供更為豐富的理論支撐。

(3)深入開(kāi)展裝甲鈦合金基礎(chǔ)科學(xué)研究工作，特別是抗彈性能指標(biāo)體系及其內(nèi)在聯(lián)系研究、彈靶作用過(guò)程多維度多尺度的原位三維觀測(cè)和分析技術(shù)、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能評(píng)價(jià)理論和抗彈性能實(shí)驗(yàn)室預(yù)估方法等，為工程應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)。

(4)加強(qiáng)對(duì)低成本鈦合金和高性能鈦合金材料相關(guān)研究計(jì)劃的支持，重點(diǎn)突破高性能低成本和良好工藝性鈦及鈦合金板材的研發(fā)和高效批量穩(wěn)定化制備，充分挖掘傳統(tǒng)合金組織結(jié)構(gòu)的低成本制備工藝途徑并深入研究高性能低成本鈦合金的組織結(jié)構(gòu)控制方法，促進(jìn)裝甲鈦合金在裝甲防護(hù)領(lǐng)域的工程化應(yīng)用。