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火炮炮管是怎么生產出來的?

火炮,曾被稱為“戰爭之神”,在戰爭中發揮的作用不可低估,尤其是在萬惡的美帝國主義及其偽軍仆從棒子的間歇性騷擾下,偉大的“白頭山血統”子孫們不畏騷擾,萬門火炮早已一字排開,咬牙切齒的發誓要把棒子的老巢打成一片火海,要讓敵人及其走狗在他們的笑聲中不停顫抖。



炮管在火炮結構中是重中之重,火炮的戰斗性能-殺傷力是由炮管體現出來的。


火炮射擊時,炮管受到溫度高達3000℃的火藥燃氣強瞬態周期性熱沖擊,炮管內膛溫度高達1000K(T(K)=t(c)+273.15),高溫不僅會嚴重燒蝕炮管,還會引起炮管變形.


除此以外,發射時火炮炮膛內壁需承受高達800兆帕的壓強。耐高溫、耐高壓、耐摩擦、耐腐蝕,并具有足夠的強度和韌性是炮管生產的重點。


炮管材料的選擇


古代的火炮通常由青銅(或黃銅)和鑄鐵制成,但由于當時冶煉技術所限,炮管無法承受持續射擊,隔一段時間就需休息以冷卻,如1894年7月25日爆發的甲午海戰(至今已123年,此時想起兩個著名歷史人物:鄧世昌大人、明治天皇),清軍每小時平均只能發射8發,每天通常不超過100發,且鐵炮在射擊600發,銅炮約100發后,就已不太堪用。


現代火炮炮管材料常以中碳鎳鉻鉬釩系合金鋼為主,適當添加少量的微量元素如釩做改性。如大名鼎鼎的德國萊茵金屬公司,炮身管金屬材料采用的牌號是PCrNi3NoV。國內最早采用的火炮合金結構鋼是PCrNiMoV。

炮管材料化學成份機械性能.jpg

炮管材料化學成份機械性能.jpg

為保證鋼的淬透性和改善鋼的低溫性能,有時也添加較高的Ni元素,或降低C含量來提高鋼的韌性。


炮管的冶煉


隨著19世紀后半期轉爐煉鋼法的發明,火炮開始采用大型鑄鋼炮身。由于炮管本身對材料的極高要求,這對鋼材的精煉提出超乎尋常的要求,即煉鋼冶煉結束成毛坯后,如何將鋼材中殘留的硫、磷等對強度和韌性有害的元素去除到符合性能使用要求,是一重點難題。


20世紀40年代,美國人霍普金斯(R.K.Hopkins)首先提出電渣冶金原理,到一九五八年,烏克蘭德聶泊爾特鋼廠建成了世界第一臺0.5噸工業電渣爐,使電渣冶金進入了工業化生產進程,到如今電渣技術已得到高速發展。炮管鋼原始的鋼水經過精煉、鑄錠后,完成的毛坯再經電渣重熔冶煉可使鋼的純凈度更高。


09年8月15日正式投產的450噸電渣重熔爐是目前世界上最大的電渣爐,是上海重型機器廠有限公司自主設計、自行制造和擁有完全自主知識產權的設備。


炮管的鍛造


電渣重熔后,對毛坯進行鍛造,按圖紙和規格鍛造成符合要求的鍛造毛坯。


炮管的加工


炮管經鍛造成型后,接著進行管內膛的加工成型,加工方法是先用一種配用超長鉆頭的大型鉆床鉆出一個孔,接著到錘床上將這個孔逐步錘削成型。


這屬于加工難度很大的“深孔加工”,在深孔加工過程中,操作者無法直接觀察切削等過程,同時還需保證加工要達到很高的精確度,而且細長的管件在加工過程中也易發生彎曲變形。故加工難度極大。


由于身管的內膛加工質量與整門火炮的射擊精度、壽命、安全等密切相關.因此對加工后的尺寸公差、彎曲度、粗糙度等方面要求極高。粗加工完成后,還要對炮管身進行必要的一些工藝處理,如鍍鉻,表面處理、熱處理、無損探傷等等,最后裝備好再進行試驗、改進。


炮管的生產從材料設計開始到最后加工定型變成成品,所經歷的過程復雜而又精細,在這里,由衷震撼偉大的日耳曼名族的智慧和先進,尤其是在鍛造和精加工方面是真正始終走在世界工業進步的前沿。



二戰著名炮神——“古斯塔夫”列車炮


800毫米的“古斯塔夫”列車炮。 炮管長達32米,火炮在戰斗狀態的全長達53米,高12米,全重1488噸,每一枚穿甲彈重7.1噸,一枚高爆彈重4.8噸,推進燃料在1.8噸到2噸,射程28-60公里,發射速度:14發/天。


“古斯塔夫”列車炮在二戰時期可以說是毀滅性的武器,一發炮彈可以穿透30米深的防御工事,地面上爆炸可以炸出4個足球場大的彈坑,但當年的戰神,在如今的導彈面前,已經沒有任何優勢。


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