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钨:军事工业的灵魂

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钨:军事工业的灵魂

2022-01-12

对军事工业来说,钨及其合金是极为稀缺的战略性资源,在很大程度上决定着一个国家军力强弱。 Z难熔的金属要生产现代武器,就离不开金属加工,而要金属加工,军工企业就得有过硬的刀具和模具,所谓“打铁还得自身硬”。已知的金属元素中,只有钨能担此重任,其熔点超过3400℃,是目前已知的Z难熔的金属,硬度为7.5(莫氏硬度),是Z硬的金属之一。 

钨舟

世界上Z早将钨引入刀具领域的是英国人马谢特。1864年,马谢特首次将5%的钨加入到工具钢(即制造切削刀具、量具、模具的钢)中,制成的刀具使金属切削速度一下子提高50%。之后,含钨的刀具切削速度以几何级进行提升,例如现在以碳化钨合金为主用材料制成的刀具切削速度可达2000米/分以上,是19世纪时期含钨刀具切削速度的267倍。除了切削速度快,碳化钨合金刀具硬度即使在1000℃高温下也不会降低。因此,碳化物合金刀具很适合切削其他刀具难以加工的合金材料。 

金属加工所需模具主要由碳化钨陶瓷硬质合金制成,优点是耐用,可以冲300多万次,而普通的合金钢模具只能冲5万多次。不仅如此,碳化钨陶瓷硬质合金制成的模具不易磨损,所以冲出来的产品十分准确。 可见,钨对一国装备制造业具有举足轻重的影响。如果没有钨,轻则导致装备制造业生产效率严重下降,重则导致装备制造业陷入瘫痪。好枪炮,用钨造战争中用量大的武器就是枪炮,而枪炮用来发射弹药的枪管和炮管都离不了钨,因为钨的加入能大大增强枪管和炮管抵抗火药燃烧的腐蚀作用,从而大大提高枪管和炮管的使用寿命。例如在一战初期,德国枪械工程师就在轻机枪上使用含钨枪管,发射1.5万发子弹才报废,而俄法等国生产的轻机枪枪管因为没有含钨,发射6000发子弹就报废了。 除了用来制作枪管和炮管,钨还是动能穿甲弹的重要材料。穿甲弹没有任何装药,完全是依靠动能击穿装甲,而动能大小不仅取决于穿甲弹初速,还取决于穿甲弹弹芯材料的密度、硬度和韧性。所有已知的金属材料中,只有钨具有高密度、高硬度、高韧性,是制造穿甲弹的理想材料。钨芯穿甲弹Z早出现于二战时期,当时广泛使用的风帽穿甲弹、风帽被帽穿甲弹、次口径脱壳穿甲弹都是以碳化钨作为弹芯材料,例如德军虎式坦克的88毫米主炮使用的碳化钨风帽被帽穿甲弹在500米距离上可穿透156毫米均质钢装甲。 不过,碳化钨制成的弹芯有个很大的缺点,就是非常脆,在侵彻装甲过程中会发生整体破碎的情况。

为了解决这个问题,进一步提高穿甲弹的性能,人们在二战之后又发展出钨合金弹芯,并改进穿甲弹的弹型设计,由此诞生长杆式尾翼稳定钨合金脱壳穿甲弹,能够有效对付先进的复合装甲。如今,长杆式尾翼稳定钨合金脱壳穿甲弹已经成为各类火炮的主用弹种。 钨在预制杀伤类弹药方面的应用也非常广泛,例如预制破片杀伤榴弹和高炮用的可编程炮弹就普遍采用钨合金制成的破片或球体。当榴弹或可编程炮弹爆炸后,高速飞散的钨合金预制破片或球体能够有效杀伤人员、击穿轻型装甲车辆的装甲、破坏各类空中目标的结构。 

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