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  • 1 # 兵器知識譜

    常見的純鋁指的是97A或者98A型重熔鋁錠,當然也有99A高品鋁,由於在冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法冶煉過程中會出現陰極副反應,不可避免地出現原鋁含矽、鐵、鈉、銅等雜質,因此鋁含量在97%~99%就可視為“純鋁”。

    純鋁質地柔軟,為了符合某些對硬度、強度效能的領域使用要求,需要向純鋁內新增其它金屬製成合金鋁,以達到改變純鋁質地的目的。

    比如說在純鋁內新增鈦能得到鋁鈦合金,這樣的合金具有強度高的特性;在純鋁內新增鎂可獲得鋁鎂合金,它不但具有高強度的特性,而且剛性、散熱性特別好;在純鋁內新增錳可得到鋁錳合金,它是煉就常規武器用鋼時所必須的強氧化劑,在提高鋼的純度的同時還能使鋼合金化……

    鋁是一種近乎於“萬能”的金屬,不同的金屬新增能獲得不同效能的合金鋁,其中就包括題目中要求的“變硬”和“方便打孔”。

    硬質合金鋁的代表性產物就是鋁合金裝甲,它不但具有高硬度特性,而且屈服強度也非常高,僅次於均質鋼裝甲,因此被大量應用於裝甲車、輕型坦克的防護裝甲製造上,重量只相當於均質鋼裝甲的1/3。

    比如說中國產05式兩棲裝甲車,它所使用的鋁合金裝甲佔整車裝甲的46%,用量僅次於美國的AAV-7型兩棲裝甲車,這樣的合金鋁就符合題主要求的“變硬”和“方便打孔”了。

    下圖為中國產某品牌7050型超硬鋁板,它透過新增一些其它元素變成超硬合金鋁,硬度極高,硬到可以用作裝甲車、坦克的防護裝甲。

    那麼問題就來了:究竟是添加了什麼才使得質地柔軟的純鋁變成可以當做裝甲使用的硬質合金鋁呢?我們以美國標準7039、5083兩種型號的鋁裝甲為例來解答這個問題。

    7039型鋁裝甲的成分可以從它的數字型號上得出,通常一組四位數的數字型號中,第一位表示鋁的性質,當第一位為數字“1”時表示鋁含量為97%~98%的純鋁;當第一位數字為2~9時表示鋁含量低於97%的合金鋁。

    “7039”這組數字型號中,第一位數字為“7”,說明這是一種鋅基合金鋁,即主要成分是鋅;“5083”這組數字型號中第一位數字為“5”,說明這是一種鎂基合金鋁,即主要成分是鎂。

    剩下的比如“2”表示銅;“3”表示錳;“4”表示矽;“6”表示鎂-矽二元;“8”表示其它元素;“9”表示特殊元素。

    數字型號中的第二位表示改型情況,“0”表示無改型,即原始合金;1~9表示改型合金鋁,比如說數字“1”表示配方含量略微改進,“9”表示含量大幅改進,7039和5038兩種裝甲鋁第二位數字皆為“0”,說明它們都是原始合金鋁。

    第三位數字和第四位數字代表微量新增劑,比如說5038合金鋁中第三位數字“3”表示錳,這是決定該型合金硬度的新增劑;第四位數字“8”則表示其它元素,其中就包括矽。

    所以解讀“5038”合金鋁時就可以這樣描述:鋁含量為90%、鎂含量為4.9%、錳含量為1.4%、矽含量為0.4%、其它元素含量為0.3%的超硬鋁鎂基合金;“7039”合金鋁:鋁含量為60%、鋅含量為35%、鎂含量為3.3%、錳含量為0.4%以及其它元素硬質鋁鋅基合金。

    換言之,只要向純鋁中新增一定比例的鎂、鋅、錳等元素製成合金鋁,原本柔軟的純鋁就會變得異常堅硬,甚至可以用來製造裝甲車、坦克的防護裝甲,成為符合題主要求的“變硬”,同時由於硬度的提高,純鋁打孔時出現的“卡鑽頭”現象也會隨著消失,滿足了“方便打孔”要求。

    下圖為使用5038超硬合金鋁製作的工件,它已經安照圖紙要求打好了10孔,硬質合金鋁的特點之一就是好打孔,由於硬度的提高,打孔時不像純鋁那樣容易卡鑽頭。

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