基于TiAlN和TiAlYN薄膜的火炮身管內(nèi)膛強化研究.pdf

1、身管是火炮系統(tǒng)的主要部件，關(guān)系到武器的總體效能。身管的使用壽命受制于身管內(nèi)膛表面的燒蝕程度，熱因素、化學因素和機械因素嚴重影響著燒蝕程度，降低三大因素對身管的影響是提高身管壽命的必要途徑。
　　針對火炮身管的燒蝕因素，提出用 TiAlN薄膜防護炮鋼基體，減輕三大因素對身管的危害。采用材料性能測試與數(shù)值仿真相結(jié)合的方法，圍繞高溫氧化實驗、摩擦磨損實驗、熱-結(jié)構(gòu)耦合仿真、摩擦磨損仿真展開，以期對身管防護涂層研究有所啟示。
　　1

2、)對身管和鍍膜身管進行了熱-結(jié)構(gòu)靜力耦合分析。研究表明：溫度沿身管呈梯度分布，主要熱影響區(qū)小于1mm；溫度的最大值出現(xiàn)在與火藥氣體接觸的表面上，鍍膜身管最大溫度值較高；無鍍膜身管應力最大值出現(xiàn)在內(nèi)表面，鍍膜身管應力最大值出現(xiàn)在鍍層與炮鋼的界面處。
　　2)對比分析了Ti0.70Al0.30N薄膜與Ti0.50Al0.50N薄膜的氧化性能。研究表明：氧化前，兩種薄膜與炮鋼結(jié)合良好；氧化后，Ti0.70Al0.30N薄膜表面生成了鐵的

3、氧化物，Ti0.50Al0.50N薄膜表面生成了Al2O3和TiO2混合氧化物膜；Al的相對含量是影響TiAlN薄膜抗氧化性的關(guān)鍵，Ti0.50Al0.50N薄膜的抗氧化性明顯好于Ti0.70Al0.30N薄膜。
　　3)對比分析了Ti0.50Al0.50N薄膜與Ti0.495Al0.495Y0.01N薄膜的氧化性能。研究表明：氧化前，兩種薄膜與炮鋼結(jié)合緊密，Ti0.495Al0.495Y0.01N薄膜表面的顆粒更少；氧化后，Ti

4、0.495Al0.495Y0.01N薄膜表面氧化物的晶粒尺寸較??；Ti0.495Al0.495Y0.01N薄膜的抗氧化性比Ti0.50Al0.50N薄膜更好。
　　4)測試了Ti0.50Al0.50N薄膜、Ti0.495Al0.495Y0.01N薄膜的摩擦系數(shù)。研究表明：相同條件下，Ti0.495Al0.495Y0.01N薄膜的穩(wěn)定摩擦系數(shù)小于 Ti0.50Al0.50N薄膜，并且發(fā)現(xiàn)Ti0.495Al0.495Y0.01N薄膜的