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为满足现代及未来装甲战车在新的复杂服役环境作战性能综合要求,装甲钢除需具备良好的力学性能、连接工艺性能以满足战车结构强度、制造工艺要求外,还要具有良好的低温韧性以适应高寒作战、优良的防弹抗爆抗撕裂性能以满足远距离长途高速奔袭转移、运动作战要求以及综合的抗弹性能以满足被动防护要求。本文对研制的新型高强装甲钢板,系统开展了相关力学性能、低温韧性、异种金属间熔钎连接以及动态撕裂、弹击模拟试验,研究了韧脆转变机制、异种金属间连接工艺特性和防弹、抗爆抗撕裂性能及影响因素,并提出了弹击模拟试验强度模型与损伤模型。通过系统的研究获得以下结果: (1)材料具有良好的室温冲击韧性,但当温度降低到-20℃以下时韧性明显降低,其中,在-20~-30℃温度区间内冲击韧度下降最为显著;在 250 ℃时出现第一类回火脆性,随回火温度升高,硬度逐渐降低、冲击吸收功逐渐增大,在350~400 ℃区间回火具有最佳的硬度、冲击功综合性能。 (2)装甲钢与AZ31B镁合金异种金属间TIG电弧熔钎连接结合强度在焊接电流为 60A 时达到最大值;接头靠近钎接位置的钢基体处在焊接热循环作用下会出现软化现象;接头界面中形成由Fe-Mg-O、金属间化合物AlFe3相和Fe、Mg元素等组成且宽度随焊接电流增加而逐渐增大的过渡区。 (3)较小焊接电流条件下形成的熔钎焊接头断裂模式为包含延性断裂和准解理断裂的混合断裂;焊接电流较大时界面过渡区中脆性化合物相因元素过度氧化而增多,在拉伸-剪切力作用下解理面增大,接头的断裂模式表现为准解理断裂主导的脆性断裂,结合强度下降。 (4)DWTT撕裂时依次发生弯曲弹性变形、屈服塑性变形及裂纹形成、稳定扩展(撕裂)并最终形成撕裂剪切唇;撕裂断裂模式为穿晶准解理断裂和韧性断裂的混合型断裂,断裂起始区面积随厚度增加而增大;不同厚度的实验用装甲钢具有相同的止裂性能。 (5)弹击模拟试验冲击失效过程依次为:模拟弹头与靶板接触、靶板弹性变形、屈服塑性变形、小塞块破坏、环状碎块破坏伴随筒形变形,并最终形成环形剪切唇。 (6)弹击模拟试验结果表明,新型高强装甲钢板冲击失效机制为冲塞与冲剪复合延性扩孔破坏;提出并验证了弹击模拟试验强度性能数学模型、损伤模型及弹击模拟的弹道极限速度。