一、身管燒蝕條件及原因

發(fā)射時，身管內(nèi)膛表面條件主要包括以下3個要素：

· 內(nèi)膛金屬及其成分和性質(zhì)

· 發(fā)射藥。現(xiàn)代火炮通常采用雙基或三基發(fā)射藥，等容爆溫高達(dá)3000K及以上。火藥燃?xì)獬煞职ㄒ谎趸肌⒍趸肌洹⑺⒌獨狻睔狻⒓淄椤⒘蚧瘹洹⒁谎趸取?/span>

· 彈丸及彈帶（由純銅或黃銅制成）

此時彈帶在壓力作用下擠進(jìn)膛線中，產(chǎn)生擠進(jìn)應(yīng)力。彈帶離開膛線起始部向前運動數(shù)厘米時，其與內(nèi)膛壁之間的溫度以足夠?qū)⑵浔砻嫒刍瑸閺椡柙谔艃?nèi)運動提供液體動力潤滑。火藥燃?xì)馔ㄟ^強(qiáng)制對流向內(nèi)膛壁傳熱，導(dǎo)致膛線起始部表面及以下產(chǎn)生劇烈溫升，從而出現(xiàn)馬氏體向奧氏體轉(zhuǎn)變（α-γ轉(zhuǎn)變）。同時，火藥燃?xì)夥磻?yīng)將內(nèi)膛表面轉(zhuǎn)化成碳化物和氧化物，部分碳和氮擴(kuò)散至熱影響區(qū)深處，穩(wěn)定部分奧氏體相。此區(qū)域主要包括外白層、內(nèi)白層和熱變質(zhì)層，是影響火炮燒蝕的關(guān)鍵區(qū)域。內(nèi)膛表面金屬在高溫作用下熔化并在高速氣體作用下脫落，重復(fù)射擊導(dǎo)致表面出現(xiàn)熱疲勞，進(jìn)而產(chǎn)生熱裂紋。炮管在壓力和擠進(jìn)應(yīng)力作用下膨脹，進(jìn)一步加重了內(nèi)膛壁破壞，使得更多內(nèi)膛壁暴露在后續(xù)射擊的熱化學(xué)反應(yīng)中。

可見，身管燒蝕的三個主要影響因素包括：

· 熱效應(yīng)造成的身管內(nèi)膛表面熔化或軟化，進(jìn)而脫落。

· 內(nèi)膛表面與火藥燃?xì)獾幕瘜W(xué)反應(yīng)。

· 彈帶擠進(jìn)和附著力造成的機(jī)械效應(yīng)。

二、燒蝕抑制方法

熱效應(yīng)是燒蝕的最重要原因。溫度對內(nèi)膛金屬的影響可能與金屬和火藥燃?xì)庵g的化學(xué)反應(yīng)有關(guān)，因為若能量生成率相同，但發(fā)射藥不同，燒蝕情況也不同，不過當(dāng)然還要考慮爆溫不同造成的影響。無論其具體機(jī)理如何，燒蝕都是火藥燃?xì)庵羶?nèi)膛傳熱率的函數(shù)。因此，以下三種方法可控制燒蝕：

1. 增強(qiáng)內(nèi)膛的抗高溫能力。例如使用涂層，可考慮的使用高熔點金屬涂層，如鉻、鎢、鉬和鉭。

2. 降低火藥燃?xì)鈧鳠崧省?/span>

① 最直接的方法就是降低爆溫，但是爆溫降低會導(dǎo)致火藥力降低，火藥力降低則會影響彈道性能。因此，目前實際可操作的辦法僅是避免使用爆溫過高的發(fā)射藥。

② 另一種廣為使用的辦法就是使用護(hù)膛劑，護(hù)膛劑通常以藥筒內(nèi)內(nèi)襯的形式存在，霉菌早期曾使用高密度聚氨酯泡沫，將其粘在藥筒內(nèi)部，用于M68式105mm坦克炮。后來又將石蠟和二氧化鈦以55%和45%的比例調(diào)配用作護(hù)膛劑。此外還使用過含滑石粉和液態(tài)硅的可燃藥筒。石蠟/二氧化鈦護(hù)膛劑將M68的磨損壽命從最初的100發(fā)（發(fā)射高初速脫殼穿甲彈）顯著提升至10000發(fā)（當(dāng)然，疲勞壽命遠(yuǎn)低于磨損壽命）。內(nèi)襯的效能與其在藥筒中的位置關(guān)系很大。下圖為一臺M1128式機(jī)動火炮系統(tǒng)，其主炮也是一門改進(jìn)過的M68式105mm坦克炮（M68A2E4）。

3. 采用塑料彈帶或改進(jìn)膛線設(shè)計，從而降低擠進(jìn)應(yīng)力。

注釋：

三基發(fā)射藥：triple base propellant。單基藥指僅有一種成分的發(fā)射藥（如硝化纖維）；雙基藥指有兩種成分的發(fā)射藥（如硝化纖維和硝化甘油；三基藥則是三種成分（如硝化纖維、硝化甘油和硝基胍）

等容：isochoric，或isometric。等容過程是體積不變的熱力學(xué)過程。如加熱密封無彈性容器中的氣體，氣體體積不變，但壓強(qiáng)和溫度會增加。

黃銅：gilding metal。

液體動力潤滑：hydrodynamic lubrication。

馬氏體向奧氏體轉(zhuǎn)變：martensite-austenite transformation。需要高溫實現(xiàn)。

膨脹：dilation。

鉬：molybdenum。

石蠟：paraffin wax。