金属材料与军事应用

金属材料与军事运用

摘要：

战争是伴随着人类的文明发展，因为地域问题、宗教问题、经济问题、乃至于最基本的生存问题，当利益集团在通过对话无法得到其想得到的利益时，战争就成了最高、最暴力的解决手段。为了取得战争的胜利，凡是能够提高战争胜率的手段都会被或多或少地采用，而金属材料，无论是在古代还是现代，都是重中之重。

关键词：

战争、军事运用、金属材料、青铜兵器、铁器、复合装甲、钛、铝基复合材料、二次硬化超高强度钢

一、金属材料与古代军事运用

在大约公元前7000年时，考古学家在伊朗西部的一些地区发现了一些小型铜器件，如小针、小珠和小锥等等，而在中国，逐鹿之战时期，青铜兵器已经出现在了战场上，“蚩尤作冶”、“以金作兵”等传说也已得到考古证明。而商代为了镇压奴隶的反抗，统治阶级进一步强化了国家机器，建立了规模更大的军队，更多的青铜兵器得到使用。青铜兵器经历了发生、发展、成熟和衰落四个时期：发生期约在夏至早商；发展期约在商代；成熟期约在西周至春秋；衰落期约始于战国，那时钢铁兵器已较多地出现于战争场合，并逐渐地替代了青铜武器。在这之间，我国历史上的一些著名战争都是通过青铜武器来参与的。

战国中期，伴随着铸造工艺的提升，铁器开始逐渐流行起来。各诸侯国都在本国设立冶铁基地，委任官员管理，由工师、冶尹等官员主持冶炼和制造事宜。到了战国后期，各诸侯国都大量制造钢铁兵器，并努力使之成为军队的主要装备。文献记载和出土实物证明，当时南方的楚国，北方的燕国和韩、魏、赵等国，都已使用铁剑、铁矛、铁戟和铁片兜鍪等兵器和装具，越国也是多位铸剑大师的家乡。

秦汉时期的钢铁冶炼和铸造技术又有进一步的提高，汉武帝刘彻对匈奴的战争，既是农耕文明与游牧文明之间的战争，也是材料、武装之间的战争。汉匈正式交战前，西汉在经历几十年的休养生息之后，军队已经基本完成了铁器换装。而匈奴仍然只能制作一些异常简陋的青铜武器，绝大多数部族只能用骨质武器。在拥有大量战马之后，汉军的作战能力得到极大的提高，由此从战略防御转为战略进攻，经过大大小小数十次战争，彻底地将匈奴赶出了漠北草原，奠定了汉这个名族。

自东汉至唐代，由于炒钢技术、百炼钢技术、灌钢技术的创造和发展，钢铁的质量更趋精良，钢铁兵器进入相对稳定的发展时期，农耕文明与游牧文明之间的战争也趋向稳定。既有唐太宗李世民的“天可汗”称号，也有五胡乱华的惨剧，同样也有宋与辽和金的对峙。在明清时期，因为闭关锁国导致国家科技发展停滞不前，我国渐渐落后于世界，钢铁制成的大刀长矛不是同样为钢铁制成的火枪、大炮、铁甲船的对手，因此付出了惨痛的代价。

二、金属材料与近代军事运用

进入近代以来，金属材料在战争中起的作用并未减少，反而大大增加。直至今日，钢铁产量仍然是评估一个国家工业实力的重要指标，而在以前更是有人喊出了“钢铁就是一切”的口号。士兵们手里拿着的枪需要钢铁，射出去的子弹需要铜，战争之王大炮需要钢铁，战列舰需要钢铁，加快后勤补给运输的铁路需要钢铁等等。而这还只是第一次世界大战时的主要

需求，毕竟一战时期世界各国仍然是以阵地战，堡垒战等为主。

而到了第二次世界大战时，世界各国在陆地上需要坦克以及大威力火炮；在空中，为了取得制空权，需要研发新的高性能的飞机并大规模的生产；在海上，航空母舰逐渐取代战列舰的“老大”地位，海底的“狼群”潜艇同样被需求；辅助方面，雷达等也是被需求，而这些统统离不开金属材料。

我们重点研究被誉为“陆地之王”的坦克。坦克的防弹能力与很多方面有关，但最主要的是装甲厚度、装甲的抗弹能力以及适当的倾斜角度这三个。倾斜角度很容易完成，重点考虑的是装甲厚度、装甲的抗弹能力这两个方面。不断增加装甲的厚度固然可以提高坦克的防护力，但同时势必会增加坦克重量，影响机动性和持久力。于是人们想出用不同的材料制成多层装甲，就是所谓的复合装甲。复合装甲有许多种，有的采用内外两种金属，中间夹一层非金属材料，以延缓攻击；有的由四五层金属、非金属材料叠合而成；有的复合装甲各层之间留有空隙。不同的装甲对不同的攻击武器的防护能力差异很大，需要综合考虑。单单是坦克上的防护装甲就有这么多门道，那么同样是发动机，坦克的发动机与不同种飞机的发动机以及航母和潜艇的发动机也是因为面对的情况不同，而需要不同的侧重点。像雷达这样的辅助武器需要的材料也是有所差别。金属材料的研究因为战争而得到了极大的促进，它与战争的联系也是越发紧密。

三、金属材料与现代及未来军事运用

在现代，军用飞机在侦察敌情、夺取制空权、防空作战、支援地面部队和舰艇部队作战等方面，发挥着重要的作用。钛及其合金在军用飞机的制造方面大显神通。由于飞机和导弹的速度已经远远超过音速，铝合金的耐热性能已不足以支持，而钛的密度小，又具有很高的热强性和持久强度及良好的耐腐蚀性，因此在发动机及壳体结构中优先采用了高强度的钛及钛合金。

金属基复合材料是一种新型材料，其研发历史虽仅有三十几年，但已受到一些发达国家的重视。其中，铝基复合材料，因具有比重小、比刚度、比强度高、耐磨性能好热膨胀系数低等优点，目前在金属基复合材料中占剧主导地位，并成功地应用于活塞、连杆、缸套等内燃机零部件及传动轴、刹车制动盘等汽车零部件的制造上。不仅延长了这些构件的寿命、减轻了重量，而且还提高了汽车与内燃机的整体性能，不排除将该金属运用到各种军用发动机上的可能。

超高强度钢是为了满足飞机结构上要求高比强度的材料而研发的，而二次硬化超高强度钢则是其中的佼佼者与代表者。它具有极好的焊接性能，还具有优异的强韧性匹配和极高的强度以及出色的抗海水腐蚀性能等特点。无论是装甲车辆和坦克的结构件、还是飞机的承力部件、亦或是火炮身管和各种枪械等研制的需求，以及船舶上的防腐蚀部位，二次硬化超高强度钢都能够很好地完成要求。尤其是对航空航天的发展起着至关重要的作用，同时对兵器装备的发展、研制水平的提升都有很大帮助，是值得我们去努力发展的。

四、总结

战争的本质是利益诉求，只要我们将战争成本控制在一个较高的水平上，战争就不会轻易爆发。但只有自身的强大才能无惧于战争。而金属材料的研发既可以提高自身的军事水平使得自己变得强大不好惹，又可以用于民生发展提高自己的生活水平，这才是最合适的发展。