為什麼不直接用鎢金屬做槍炮管?

2020-12-04 匈奴狼山

瀚海狼山(匈奴狼山)以前的推文中,曾經提到,現代的槍管和炮管,在連續射擊時,都會由於發射藥的燒蝕和彈丸與膛線的劇烈摩擦。會造成槍管和炮管迅速變熱。變熱以後口徑會變化。會導致子彈和炮彈打不準甚至因為高溫而引發炸膛事故。因此過去有水冷機槍;現代艦炮也有水冷炮管。不過在陸地上很難為槍管和炮管隨時找到合適的冷卻水源。因此只有兩個常用的辦法:第一就是給連發的機槍多準備一根備用槍管;在作戰過程中隨時從前面抽出進行更換。另外就是在製造槍管和炮管的鋼材裡面,提前加入鎢、錳、鉻、鈷等金屬,增強槍管和炮管的耐熱、耐磨和綜合強度。其中最主要的添加礦物就是鎢。於是就有人說了,既然在槍管和炮管裡面添加鎢可以增強耐熱性;為何不乾脆用一根純粹的鎢金屬來製造槍管和炮管?

這樣連續射擊起來,豈不是根本不用更換槍管;火力密度就可以有極大地保證。這種想法本身沒有大問題,但是實現起來卻幾乎不可能。首先來看鎢金屬的基本物理特徵。純鎢的比重是19.35克每立方釐米,已經接近黃金和金屬鈾。純鎢的熔點是3420度,差不多是最難融化的耐高溫金屬。莫氏硬度是7.5,已經大於陶瓷,遠遠超過玻璃和普通的鋼材。莫氏硬度比鎢大的天然物質,似乎只有剛玉和金剛石了。莫氏硬度越大的材料,越難以加工。純鎢是一種又重又硬的金屬。比重和金屬鈾和黃金同級,幾乎是鐵的密度的2.5倍;比鉛的密度也大得多。正是因為又重又硬,才用來作為穿甲彈的彈芯材料。而貧鈾可以作為穿甲彈的另外一種彈芯,也首先是因為比重超大。天然鎢除了又重又硬外,還特別的脆。這點上又像,

陶瓷,但是它的莫氏硬度又比陶瓷還高。陶瓷劃傷不了鎢製品,但是鎢製品卻可以劃傷陶瓷製品。這幾年流行用鎢金屬作首飾,這類新型的首飾基本不怕磨損,但是卻怕磕碰。磕碰後會和玉一樣碎裂,這點上簡直不像金屬。純鎢又硬又重、容易碎裂而且熔點極高。對任何對其進行加工的工具機都是噩夢般的存在。即使用鎢做穿甲彈的彈芯,也不是純鎢而是碳化鎢合金。而且要加工成型,只能用天然或者人造金剛石刀頭。僅僅表面加工都費時費力。如果想在一根純鎢合金棒上人工鑽出一個帶膛線的長孔作為槍管,絕對會被金屬加工界認為是無事生非的胡鬧。因為超過10釐米的孔已經算是深孔,而鑽幾十釐米的孔需要不斷的更換金剛石鑽頭,成本驚人還加工效果不好。曾經有人用電化學法在鎢合金內部蝕刻出了膛線,不過這種槍一把就需要幾十萬。現代製造槍炮管要先鑽孔,再送進精鍛機鍛打。但是純鎢敲碎了也難以鍛打成型。

M60機槍上有一段152.4mm長的鎢鉻鈷合金襯套,但這是防熱襯套而不是機槍槍管本身。否則單獨一根純鎢的機槍槍管就有十幾公斤,而M60機槍的全重才10公斤。如此重的鎢合金槍管和炮管,不論陸軍還是海軍都沒法用。另外,直到今天,全球85%的鎢金屬仍然被誰誰家壟斷。其他大國作為穿甲彈的彈芯材料都不夠用,怎麼可能用純鎢來造槍管?

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