金属材料在军事装备中应用

金属材料在军事装备中的应用计算机与通信工程学院

通信1304

徐阳

人类社会的发展历程，是以不同材料的使用为主要标志的。历史上，材料被视为人类社会进化的里程碑。对材料的认识和利用能力，决定着社会的形态和人类生活的质量。而金属材料进入人类的视野是公元前6000年以前，到公元前4000年以后，人类开始制造并大量使用青铜器，青铜器在人们的生产、生活中占据重要地位，青铜时代成为人类利用金属材料的第一个时代。

逐步出现并日益频繁的战争迫使当时的人们制作武器。而最早应用于军事装备的金属材料同样是铜，如在埃及发现的公元前3500年

前后的铜刀、斧以及匕首还有在塞尔维亚的普罗库普列发现的铜斧，都是将铜应用于军事装备的早期范例。在我国，青铜兵器最早出现在夏王朝。到了商代，随着青铜冶铸技术的提高，青铜兵器得到了进一步的发展，制品有长杆格斗兵器戈、矛、斧，近身格斗兵器短柄刀、剑，远程攻击的复合兵器弓箭，防护装具青铜胄、皮甲、盾等。商代以后，铜的采掘和青铜冶铸业得到比较大的发展。春秋战国时期还出现了青铜复合剑，这种剑的脊部和刃部分别用含锡量不同的青铜铸成，既有比较高的刺杀力，又经久耐用，是青铜兵器制造技术提高的一个重要标志。

我国虽然在春秋晚期才进入铁器时代，但是河北藁城出土的铁刃

铜钺说明，我们的祖先在商代，已经能够使用陨铁制成比较锋利的钺刃，以后再在浇铸青铜钺身时合在一起，制成铁刃铜钺。到战国晚期，已经比较好地掌握了块炼铁固态渗碳炼钢技术，炼成质地比较好的钢，为制造钢铁兵器提供了原材料。到了西汉，由于淬火技术的普遍推广，钢铁兵器的使用越来越普遍，军队装备钢铁兵器的比例不断上升。钢铁兵器正式装备部队后，因为硬度和韧度都明显地优于青铜，在西汉末年时，钢铁兵器几乎已完全取代了青铜，进入了一个全新的时代。

宋代以后，钢铁兵器虽然仍在发展，但是它们的战斗作用同逐渐发展的火器相比，便退居次要地位。南宋后期，由于火药的性能已有很大提高，人们可在大竹筒内以火药为能源发射弹丸，并掌握了铜铁管铸造技术，具有现代枪械意义雏形的新式兵器——火铳出现。中国的火铳成型于元代，火铳的制作和应用原理，是将火药装填在管形金属器具内，利用火药点燃后产生的气体爆炸力射击弹丸。它具有比以往任何兵器大得多的杀伤力，是后代枪械的最初形态。十六世纪中叶，法国工匠马汉在转轮火枪的基础上改进发明了燧发枪，大大简化了射击过程，提高了发火率和射击精度，使用方便，而且成本较低，便于大量生产。近现代陆续出现的后装枪、转管枪、自动步枪、冲锋枪等，金属材料都是其制作过程中不可或缺的原材料。质地较轻强度较大的工程塑料近些年来在枪械制造方面应用越来越广泛，但仍无法取代金属材料的地位，机匣内主要的发射部件一般都是金属制成，另外枪管也必须由金属制造。

在单兵保护的军事装备上，金属材料同样大放异彩。原始人用椰子壳等纤维质来保护自己的头部以阻挡袭击，并且随着冶金技术的发展和战争的需要，发明了金属头盔。安阳殷墟出土的商朝铜盔，距今大约已有3000多年的历史。17～18世纪，随着手枪、步枪等热兵器的出现，铜盔基本上失去了防护作用，人们不得不寻求新的头盔材料。第一次世界大战时期，法军首先研制出了能防炮弹破片的头盔，这就是用哈特非钢制造的“亚得里安”头盔，也叫钢盔。在第一次世界大战中，美军和英军也都装备了这种重约0.5～1.8kg的头盔。第二次世界大战中，美国又研制出M1等锰钢头盔，防护能力又有较大提高。美国人认为在二战中，钢盔至少保护了7万名美国士兵的生命。但不能否认的是这种头盔较重，防弹和隔热性能差，佩戴不舒适，还有二次破片伤人的危险。近几年凯夫拉的应用一定程度上弥补了以金属头盔的弊端。

19世纪70年代初使用的部分硬质材料防弹衣是以特种钢、铝合金等金属作防弹材料，其防弹机理主要是在受弹击时材料发生破碎、裂纹、冲塞以及多层复合板出现分层等现象，从而吸收射击弹大量的冲击能。当材料的硬度超过射击物的冲击能时，即可发生射击弹弹回现象而不贯穿。这类防弹衣的不足之处是：服装厚重，通常约有20千克，穿着不舒适，对人体活动限制较大，具有一定的防弹性能，但易产生二次破片。

索姆河战役中，坦克作为所向披靡的攻坚利器一鸣惊人。作为现代陆上作战的主要武器，坦克有“陆战之王”之美称。金属材料制作