Page 148 - 《爆炸与冲击》2025年第12期

第 45 卷 王可慧，等： 两种材料结构弹体高速侵彻钢筋混凝土靶实验研究 第 12 期

(a) (b) (c)
Thermal influence region
Ploughing mark Thermal influence region Thermal influence region

Martensite
Martensite
Point A Point B Point D
10 μm 10 μm 10 μm
Projetctile 1

(d) (e) (f)
Ploughing mark Thermal influence region Thermal influence region

Martensite Martensite

Point A Point B Point D
10 μm 10 μm 10 μm

Projetctile 2
图 12 弹体 1 和 2 的截面显微组织形貌
Fig. 12 Section profile SEMs of projectiles 1 and 2

在弹头至弹尾区域，2 种材料的弹体表面均形成一层微米级厚度的热影响层。在硝酸酒精溶液的腐
蚀作用下，表层显现出具有一定取向的致密变形层，这是由于侵彻过程中弹体表层金属受到挤压力的作
用，产生强烈的塑性变形，使晶格细化。但这种致密变形层在高温作用下极易发生回火软化，从而导致
表面硬度降低。对比发现，DT1900 弹体表面形成的热影响区的厚度小于 30CrMnSiNi2MoVE 弹体。另
一方面，2 发实验弹的弹头至弹尾区域基体均呈现板条状马氏体，可见，高速侵彻作用下，高强钢弹身基
体并未受到热量的影响。
3.2 外形尺寸变化及质量损失
由 3.1.1 节可知，高速侵靶过程中，弹体的侵蚀变形由头部侵蚀及弹身磨蚀两部分组成，因此弹体总
∆L ，可大致估算头部侵蚀
质量损失等于头部侵蚀质量与弹身磨蚀质量之和。根据实验弹体的侵蚀长度
∆m b 。
区体积 ∆V t 和头部侵蚀质量 ∆m t ，弹体总质量损失 ∆m 与头部侵蚀质量 ∆m t 的差值即为弹身磨蚀质量
将实验弹的几何尺寸变化及质量损失进行归一化处理，汇总于表 4。其中，L、D 分别为实验前弹体长度
∆m b /m 、
和最大直径， ∆D 为弹体最大直径变化量， ∆L/L 为弹长侵蚀率； ∆D/D 为弹径磨蚀率； ∆m t /m 、
∆m/m 分别为弹头质量侵蚀率、弹身质量磨蚀率和总质量损失率。

表 4 实验弹的几何尺寸变化及质量损失
Table 4 The variation of the projectile size and mass
−1
弹体材料 v 0 /(m·s ) (ΔL/L)/% (ΔD/D)/% (Δm t /m)/% (Δm b /m)/% (Δm/m)/%
30CrMnSiNi2MoVE 1 418 8.2 3.3 2.13 7.56 9.69
1 407 4.4 4.4 0.31 9.43 9.74
DT1900
1 433 4.6 4.4 0.32 10.20 10.52

由表 4 可知，撞靶初速度约为 1 400 m/s 时，不同的弹体材料由于其抗冲击压缩性能、抗剪性能、耐
磨性能及热力学性能不同，弹体侵彻后的尺寸变化及质量损失也不同。

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