國外裝甲鋼及其標準發展現狀

陳京生，高永亮，孫葆森，安 康，周 博

(1.兵器工業標準研究所， 北京 100089； 2.北方材料與工程研究院寧波所， 浙江 寧波 315103；3.首都航天機械有限公司， 北京 100076)

裝甲鋼經過100多年的發展，現已成為坦克裝甲車輛的主干防護結構材料，廣泛用于制造坦克裝甲車輛車體和炮塔以及披掛裝甲。裝甲鋼具有高強度、高韌性和高硬度以及合理淬透性，其中普遍典型使用的中碳裝甲鋼有Mn-Mo、Cr-Mo或者Ni-Cr-Mo-(V)低合金鋼。對于這些結構裝甲鋼而言，可焊性是其作為裝甲材料的重要指標，為了保證裝甲鋼的可焊性，合金的碳當量不能太高，一般要求碳當量小于1，通常約為0.8[1]。除了焊接性能，裝甲鋼還要求具有良好的冷彎性能和切割性能。裝甲鋼最重要的使用性能就是抗彈性能、抗爆轟性能和抗多發彈性能等。

隨著裝甲鋼優化成分設計、冶煉工藝和熱處理工藝的不斷發展，高性能裝甲鋼不斷涌現。裝甲鋼從中低強度向高硬度、超高硬度、高強度和高韌性發展。目前裝甲鋼的硬度范圍為574-655BHN，抗拉強度達到2 150 MPa。另外，新型裝甲鋼及其結構也在不斷發展，如鑿孔裝甲鋼、低密度裝甲鋼和泡沫鋼裝甲板。這些裝甲鋼將會降低面密度，可實現坦克裝甲車輛減重。

隨著裝甲鋼的不斷發展，裝甲鋼的標準化也隨之快速發展。從最初的均質軋制裝甲鋼(MIL-DTL-12560)發展到高硬度裝甲鋼(MIL-DTL46100)，直到超高硬度裝甲鋼(MIL-DTL-32332)。而且每一種裝甲鋼的標準也在隨著裝甲鋼的發展需求而不斷修訂和完善，以MIL-DTL-12560為例，從1962年的第1版到現在最新版(2019年)共修訂20次。

材料和標準的發展相輔相成，高標準水平會推動材料的不斷發展和規范應用，而材料的發展也會帶來標準水平的不斷提高。因此在大力發展材料技術的同時還要注重開展材料標準研究及制定和修訂工作。

1 裝甲鋼的發展

隨著坦克裝甲車輛的發展，裝甲鋼逐漸成為坦克裝甲車輛不可或缺的防護材料，廣泛用于抵御各種穿破甲彈藥、地雷、爆炸成形彈丸等反坦克彈藥的高效防護。特別是隨著當前裝甲裝備的快速全域機動部署作戰要求，輕質裝甲鋼如低密度裝甲鋼、多相納米晶裝甲鋼、泡沫裝甲鋼和超貝氏體鋼以及鑿孔裝甲鋼等技術成為研究熱點。軋制均質裝甲鋼的硬度范圍在HBW280- 430；中硬度裝甲鋼的硬度范圍在HBW420- 480；高硬度裝甲鋼的硬度范圍在HBW480-540；超高硬度裝甲鋼的硬度范圍在HBW570-640。

1.1 瑞典

瑞典裝甲鋼目前已形成從低中硬度的均質裝甲鋼到高硬度和超高硬度裝甲鋼較為完整的材料系列，主要有Armox系列、Ramor系列和Swebore系列。Armox和Ramor裝甲鋼由瑞典SSAB生產。Swebor裝甲鋼由Swebor ST?L SVENSKA AB生產。Armox裝甲鋼主要用于中口徑和大口徑彈藥的防護；Ramor和Swebor為軍民兩用裝甲鋼。本文主要介紹Armox裝甲鋼。

Armox裝甲鋼包括Armox 370T(Class1、2)、Armox 440T、Armox 500T、Armox 600T和Armox Advance。Armox裝甲鋼都為細晶鋼，主要合金元素為Mn、Ni、Cr、Mo、Si等，C含量在0.21～0.47之間[2]。不建議進一步熱處理。

Armox 370T 1級具有優良的高韌性和抗侵徹性能，硬度范圍為HBW 300～430；Armox 370T 2級具有優良的抗沖擊性能和韌性，硬度范圍為280～330HBW；Armox 440T具有優秀的抗侵徹性能和抗沖擊性能，硬度范圍為420～480HBW；Armox 500T具有很高的韌性和高硬度，硬度范圍為480～540HBW；Armox 600T具有很好抗侵徹性能和超高硬度，硬度范圍為570～640HBW，適合用于披掛防護或質量要求比較苛刻的場合；Armox Advance為瑞典最高性能的裝甲鋼，硬度范圍為58～63HRC，目前某些性能數據還在保密狀態如強度、韌性、抗彈性能等。

瑞典Armox裝甲鋼具有優秀的抗彈性能、抗多發彈和抗爆轟性能。Armox 370T是瑞典SSAB生產的最佳韌性鋼，Armox Advance的成分設計使得該鋼具有極好的抗多發彈性能。作為市場上最佳韌性鋼，Armox Advance裝甲鋼超高硬度甚至可與陶瓷的硬度媲美[3]。

在1990—2010年，瑞典先后研制出Armox 500T、Armox 600T和Armox Advance裝甲鋼。對于速度為937 m/s@0°傾角的5.56 M193/SS92彈丸威脅，Armox 500T、Armox 600T和Armox Advance所需的厚度分別為9 mm、6 mm和4.5 mm。面密度減小1倍，抗彈性能不斷提高。

美國陸軍研究實驗室William A.Gooch等和瑞典SSAB OXEL?SUND鋼鐵公司Ros-Mari Stockman Koch等[4]聯合研究了瑞典裝甲鋼Armox 370T/370X、500S、560S、600S/600T對7.62 mm APM2彈、12.7 mm APM2彈、14.5 mm B32彈和30 mm APDS彈的V50研究，并將測試結果與相應的美軍標MIL-A-12560(RHA)和MIL-A- 46100(HH)進行了對比。結果發現，候選裝甲4b級鋼板達到或超過美軍標RHA的彈道要求。對于相同的彈丸，ARMOX 500S/T高硬板提供了更高的性能，作為4a級鋼板，可用于非結構部位。瑞典高硬度裝甲鋼板厚度最大達到80 mm，超過美國軍標高硬度(HH)裝甲鋼板的最大厚度(50mm)。還對超高硬度ARMOX 560和600鋼板進行了測試，性能數據顯著超過美國軍標規定。

1.2 法國

法國目前裝甲鋼只有MARS系列，其中包括Mars190、220、240、280、300、300 Perforated、380、Mars440、500、600、650和Perforated 650。Mars190為標準型軋制均質裝甲鋼；Mars220為中硬度裝甲鋼；Mars240為高硬度裝甲鋼；Mars300、Mars600為超高硬度裝甲鋼。Mars裝甲鋼為法國本土公司Industeel公司生產[5]。

Mars190為軋制均質裝甲鋼(RHA)，主要作為分析、控制彈藥性能和檢驗的標準鋼種，還可用于中型和重型坦克結構件。Mars220為中硬度裝甲鋼，該鋼已被軍方作為抗爆轟首選材料，用于制作從輕型裝甲車輛到重型主戰坦克的腹板結構，還可用于制作目前腹板升級的披掛裝甲板。

Mars240為高硬度裝甲鋼，主要用于輕型和中型車輛結構件、披掛裝甲組件等。對于500HB硬度要求的應用，可提供減重和最佳的輕型方案。Mars500為高硬度裝甲鋼，具有最佳的抗彈性能和加工性能，主要用于很輕型至中型車輛結構件、重型坦克不同厚度的披掛裝甲和其他結構件。

Mars300為超高硬度裝甲鋼，主要以薄板應用(典型厚度6 mm)為主，可用于披掛裝甲、復合裝甲中的面板，以及主戰坦克防護的重型裝甲。Mars300 Perforated鑿孔裝甲鋼具有良好的抗多發彈能力，主要用于輕型車輛的和中型車輛改善其防護水平。

Mars600為超高硬度鋼為新冶金概念鋼，具有高硬度高延性和韌性的特點，并具有很高的抗彈性能和可集成性。根據變形的不同可獲得優良的抗彈性能、抗多發彈能力和最佳的加工性能。該鋼于2014年10月研制成功，并已在Nexter VBCI車輛上獲得應用。Mars650為超高硬度裝甲鋼，主要用于減重要求的披掛裝甲。Perforated Mars650為超高硬度鑿孔裝甲鋼，設計用作披掛裝甲。當來襲彈丸撞擊到孔端部或進入孔間的超高硬裝甲鋼時，由于彎曲應力的作用使來襲穿甲彈斷裂。即使穿甲彈未斷裂，彈丸至少偏離初始入射彈道，這樣顯著降低彈丸對基體裝甲的剩余侵徹能力。Industeel公司可提供不同的孔徑和孔型的Class 1 MARSTM650 UHHA鑿孔板。

法國裝甲鋼除滿足本國標準NF A36-800外，還滿足德國標準TL 2350-0000、英國標準DEF STAN 95-24、STAN 95-13和美國標準MIL-DTL-12560、MIL-DTL- 46100、MIL-DTL-32332等。

William Gooch等[6]對法國ArcelorMittal Industeel MarsTM裝甲鋼進行了彈道測試研究。對MarsTM440按照MIL-DTL-12560K-Class 4a標準進行不同彈丸和傾角的V50試驗。試驗結果表明，MarsTM440對于0.30-Cal M2 Ball、0.30-Cal APM2、0.50-Cal APM2、14.5 mm BS41和20 mm M602等彈丸在傾角30°和0°下的V50均優于美國標準要求。通過背凸試驗對MarsTM440 腹部抗爆轟板進行了研究，結果表明，MarsTM440的抗爆轟性能優于競爭板。分別用MarsTM440 Class 4a級裝甲鋼板冷彎制成16 mm后的APC 腹板，用MarsTM440 Class 4b級裝甲鋼板制成71.1 mm厚的重型IFV 腹板。

MIL-DTL- 46100于2019年7月19日修訂頒布。Industeel公司薄板(2.5～4.75 mm)MarsTM500HHA的部分數據已于2015年7月納入到MIL-DTL- 46100E Amendment 2的驗收曲線中，以及Amendment 3 中的7.62◇51 mm M80 Ball球形彈。

MIL-DTL-32332超高硬度裝甲鋼(UHHA)規范于2019年7月19日修訂頒布。修訂版A的主要變化是UHHA板的最小厚度降至2.5 mm。對4.0 mm的UHHA板進行了7.62◇51 mm M80 Ball彈道沖擊試驗。MarsTM600超過Class 1 UHHA抗彈要求(Em1.4～1.6)和優秀的多發彈能力、韌性和加工性能。

對5.28 mm厚的MarsTM600板分別進行了7.62◇51 mm M80 Ball、890 m/s @ 0°傾角和STANAG 1a級 7.62◇51 mm M80 Ball、833 m/s ±20 m/s彈道沖擊試驗。試驗表明MarsTM600具有良好的抗彈和抗沖擊性能，背面僅有韌性背凸。4 mm MarsTM600鋼板對7.62 mm AP、20 mm/8.5 mm MarsTM600鋼板對14.5 mm AP的彈道沖擊試驗表明，這些厚度規格的MarsTM600鋼板具有抗多發彈能力，沒有任何開裂。

對5.23～7.60 mm MarsTM650鋼板進行了0.30 APM2彈@30°傾角彈道沖擊試驗。美國陸軍阿伯丁實驗中心(ATC)的試驗數據表明MarsTM650鋼板滿足MIL-DTL-32332A Class 2 UHHA要求的V50值。

對MARSTM650鑿孔UHHA裝甲鋼板按照MIL-PRF-32269(2007年10月18日)軍用標準進行了測試。

1.3 德國

德國目前裝甲鋼只有SECURE系列，其中包括SECURE和SECURE M系列。SECURE系列為民用，SECURE M系列為軍用。 SECURE系列裝甲鋼可應用于轎車、小客車、賓利元首級車輛、越野車輛、卡車、安全車輛、警車、建筑物正面、安全柵欄、銀行柜臺、安全門和分隔墻、建筑物防護、軍用車輛和設備等。

SECURE M系列抗彈裝甲鋼典型硬度范圍為300～600HBW，可以最佳的單位面積質量設計全防護裝甲車輛。該鋼良好的成形性和焊接性能使其具有更廣泛的選材范圍。例如，利用SECURE M 500用作基本車體防護，SECURE M 450 用作腹部防護抗爆炸確保車輛高防護水平。而超高硬度SECURE M 600裝甲鋼是要求披掛防護的理想方案。

SECURE M 300、SECURE M 350、SECURE M 400為低硬度裝甲鋼；SECURE M 450為中硬度裝甲鋼，SECURE M 500為高硬度裝甲鋼，SECURE M 600為超高硬度裝甲鋼，硬度范圍分別為HBW280～330、HBW330～380、HBW380～430、HBW400～480、HBW480～530和HBW570～640。

SECURE M系列裝甲鋼包括SECURE M 300、350、400、450、500、600。該系列抗彈裝甲鋼滿足國家和國際標準如德國標準TL2350-0000、北約標準STANAG 4569、英國標準DEF STAN、美國軍用標準MIL-DTL-12560、MIL-DTL- 46100、MIL-DTL-32332和法國標準NF A 36-800等。其中SECURE M 300、350和400滿足美國標準MIL-DTL-12560J要求；SECURE M 500滿足MIL-DTL- 46100E的要求；SECURE M 600滿足MIL-DTL-32332的要求[7]。

H.-J.Kaiser博士等[8]對蒂森克虜伯鋼鐵公司歐洲分公司生產的硬度280～640 HB范圍內的5種等級的SECURE M裝甲鋼按照美國三大主要鍛造裝甲板鋼國軍標進行了測試。測試表明，SECURE M鋼還滿足這些軍用規范“首件產品認證”的驗收標準，并被認證可用于美國裝甲系統生產。

美國陸軍研究實驗室還將SECURE M 600測試數據與其他數據一起用于最新批準的超高硬鋼MIL-DTL-32332規范的驗收曲線。 測試結果表明，蒂森克虜伯公司的SECURE M裝甲鋼完全符合美軍的3個主要軍用規范，即裝甲車輛用鍛鋼裝甲板的機械性能和彈道要求：MIL-DTL-12560J，用于軋制均質裝甲(RHA)，硬度從241到460 BHN； MIL-DTL- 46100E硬度從477至534 BHN的高硬度(HH)裝甲和最近的硬度高于570 BHN的MIL-DTL-32332超高硬度(UHH)裝甲。SECURE M裝甲板為設計人員提供了具有高成本效益的高抗彈性能鋼，可用于戰術和裝甲車的成熟生產技術制造。

1.4 英國

英國的裝甲鋼主要是Protection系列。目前有Masteel UK Limited生產的兩種不同的等級裝甲鋼——Protection 400和Protection 500。該鋼采用直接淬火工藝下生產，不僅促進了良好的爆炸和彈道防護性能，而且還提高了尺寸精度和表面平整度。

Protection 400為中低硬度裝甲鋼，其硬度范圍為360～420HBW。這種材料的優點是高綜合性能，從而獲得了出色的抗彈性能，并且專為抵抗高爆炸物和軍械而開發。該鋼適用于對爆轟和爆炸防護。Protection 500為高硬度裝甲鋼，硬度范圍480～540HBW。該鋼更適合于防御大口徑身管武器，具有對不同動能彈的高抗彈道沖擊性。Protection 400和500滿足MIL-DTL-12560(K)DEF-STAN 95-24的要求[9]。

英國布朗麥克法蘭公司的裝甲鋼板由芬蘭Miilux Oy公司制造，市場商標名稱為“防護”。產品范圍包括2.5～40 mm 厚不同硬度級別的鋼板。其中包括Protection 380，硬度為320～370HBW；Protection 400，硬度為360～420HBW；Protection 450，硬度為420～480HBW；Protection 500，硬度為480～540 HBW。Miilux防護產品已經過測試，滿足諸多國際標準和規范，如MIL A 46100D、STANAG 4569、NIJ 0108.01、EN1063和 PM2000[10]。

英國Sleeman工程有限公司生產的COMPASS?B555為低合金鋼裝甲板，具有高硬度和高力學特性，以及優良的抗彈性能。該裝甲鋼板的強度、硬度和韌性均高于ISO 6831/1V和美國軍標US MIL-S- 46100B的要求。大量的抗彈試驗表明，Compass?B555鋼比傳統裝甲鋼(MIL-A-12560或類似的標準)性能高25%～33%。另外該鋼還具有很好的抗多發彈能力，可用于軍用裝甲車輛等[11]。

Sleeman工程有限公司還生產鑿孔裝甲鋼COMPASS?P4，該鑿孔裝甲使用特殊的工藝制造，從而比市場上其他鑿孔裝甲具有更優異的抗彈性能。它的鑿孔可以任意尺寸和方向，也可以是3D形狀。防護水平為STANAG 4569 4級，對多發14.5mm B32 API 彈的抗彈性能100%防護，質量系數為2.5。該公司還生產另一種鑿孔裝甲COMPASS?P555。該鑿孔裝甲用超高硬度裝甲鋼制成，可用于披掛裝甲。防護性能STANAG 4569 2級和3級，抗多發彈性能100%防護，質量系數2[12]。

2011年9月14日，印度塔塔鋼鐵公司(Tata Steel)倫敦分公司采用英國國防科學技術實驗室(DSTL)的一項發明，在英國生產超貝氏體鋼裝甲。DSTL表示，與普通鋼裝甲相比，超級貝氏體具有出色的彈道性能。發明人布朗說：“帶孔超級貝氏體鋼的抗彈性能至少是傳統軋制均質鋼裝甲的兩倍。”塔塔鋼鐵公司表示，希望裝甲專家認識到這種材料在披掛頂裝甲中的潛力[13]。

1.5 澳大利亞

澳大利亞裝甲鋼目前主要有兩個系列，Protection和Armour。Protection系列側重民用車輛的防彈防爆炸，主要有Protection 250、300、360、400、440、500、550和600。Armour系列裝甲鋼側重用于軍用裝甲車輛如裝甲人員輸送車(APC)、步兵戰車(IFV)和主戰坦克(MBT)的抗彈侵徹和防爆轟地雷防護。本文重點介紹Armour系列裝甲鋼。

BisalloyArmour裝甲鋼由Bisalloy鋼鐵集團有限公司生產，為淬火回火鋼。其中包括RHA 300、360， HTA 400，UHT 440，HHA 500，VHH 550和UHH 600。RHA 300和360為軋制均質裝甲鋼，HTA 400為高韌性中硬度裝甲鋼，UHT 440為超高韌性中硬度裝甲鋼，HHA 500為高硬度裝甲鋼，VHH 550為很高硬度裝甲鋼，UHH 600為超高硬度裝甲鋼，滿足MIL-DTL-12560、MIL-DTL- 46100、MIL-DTL-32332和DEF(AUST)8030標準以及Bisalloy專用技術規范。

Bisalloy鋼獨特的化學成分設計使其比市場目前的600HB裝甲鋼具有更好的焊接性能和彎曲性能。由于高產品質量，BisalloyArmour裝甲鋼已經成為國內外裝甲車輛應用的首選，如裝甲人員輸送車(APC)、輕型裝甲車輛(LAV)和Bushmaster步兵機動車輛等。除了傳統應用于裝甲車輛，還可用于警察、政府和大使館安全室及其他應用[14]。

BisalloyArmour裝甲鋼將用于萊茵金屬公司(Rheinmetall)生產200多輛拳擊手戰斗偵察車(CRV)，澳大利亞政府的52億美元LAND 400 Phase 2裝甲車輛計劃[15]。

S.Ryan等[16]研究了澳大利亞超高硬度裝甲鋼的抗彈性能。對不同厚度的BIS UHH超高硬度裝甲鋼在不同傾角下的抗彈性能進行了評估。按照MIL-DTL-32332對材料的抗穿甲彈性能進行了評估，結果表明該材料滿足對7.62 mm APM2彈的2級要求和對12.7 mm APM2彈的1級要求，但不滿足2級要求。研究表明，BIS UHH相對于美國軍標MIL-DTL-12560的抗彈質量系數具有不同的表現。對于穿甲彈(AP)，Em>1，具體為1.23-1.62；對于FSP，比常規RHA差(Em<1)。

BIS UHH通常會彈出接近原始板厚度的完整板材沖塞物，而從其他UHA材料中彈出的沖塞物會經歷二次開裂和破碎。

在BIS UHH彈道測試期間，對另一種商用UHA鋼，采用10 mm厚板對0°角7.62 mm APM2和12 mm的厚板對0°角12.7 mm APM2進行了彈道測試。在這兩種情況下，BIS UHH都比標準的UHH裝甲鋼提供相當或更好的性能。

1.6 美國

美國裝甲鋼研制和生產與瑞典、法國和德國有所不同，它的裝甲鋼產品基本沒有形成系列。裝甲鋼制造商很多，生產的裝甲鋼產品也較多，但沒有系列化的品牌。但美國是制定裝甲鋼標準最多的國家，而且美國也把瑞典、法國和德國等國家的裝甲鋼與自己的標準進行對比分析，不斷改進裝甲鋼的標準，裝甲鋼的標準水平不斷提高，從而滿足坦克裝甲車輛發展對裝甲鋼的需求。因此美國裝甲鋼標準水平處于世界的前列。

美國目前生產的裝甲鋼主要有軋制均質裝甲鋼、中硬度裝甲鋼(MIL-A-12560(2018、2019))、高硬度裝甲鋼(MIL-A- 46100(2018、2019))和超高硬度裝甲鋼(MIL-DTL-32332(2018、2019))。這些裝甲鋼廣泛應用于坦克裝甲車輛、人體裝甲和警用裝備以及各種民用車輛的防護。

ATI 500-MILTM高硬度特種鋼是軋制Ni-Cr-Mo特種裝甲鋼板。該合金均衡的化學元素使得其具有其他高硬度合金所不具有的優良韌性。該合金的高韌性帶來了其良好的抗爆轟性能。該鋼硬度范圍為477-534BHN[17]。ATI 500-MIL設計滿足或超過美國軍標MIL-DTL- 46100抗彈性能要求，同時滿足北約和其他國際標準。該裝甲鋼可抵御諸如穿甲彈和炸彈的攻擊?？蓱糜谥小⒅匦蛻鹦g車輛、裝甲巡邏車、艦船上層建筑等的防護。

William Gooch等[18]研究了新型自動回火高硬度鋼ATI 500-MILTM，并按照MIL-DTL- 46100E進行了彈道測試。目的是為了擴充修訂標準MIL-DTL- 46100，因為現有的HHA標準不能滿足軍事要求。ARL采購了足夠數量的ATI 500-MILTM板，以進行符合新修訂的MIL-DTL- 46100E規范第一條要求的驗收測試和后續認證。

美國裝甲界通過更新當前的鋼規格來增加調質裝甲鋼的可用性，最重要的是更新/修訂MIL-DTL- 46100E——高硬度鍛造鋼裝甲板。該修訂的規格滿足了伊拉克和阿富汗作戰行動的大量鋼鐵需求。該HHA規范允許有效地使用現代連續加工技術，并在新的規范中引入了新型的自動回火高硬度鋼，即將ATI 500-MILTM納入2級自動回火HHA鋼的規范中。

美國陸軍斯特賴克戰車的新型披掛套件StrykShieldTM的框架結構使用了ATI公司的ATI 500-MILTM裝甲鋼。歐州陸軍快速部署部隊訂購了StrykShieldTM套件。該套件已成功部署并經過伊拉克兩年的戰場驗證[19]。

ATI 600-MIL超高硬度特種鋼[20]由于其均衡的化學成分設計使得其具有其他高硬度鋼所不具有的優良韌性，同時保持滿足要求的抗彈性能。該鋼不用液淬而采用空冷就可獲得高硬度。這些工藝工序可保證機械切割后最小板變形的低殘余應力。通過ATI 600-MIL與超高硬度鋼驗收指標、MIL-DTL- 46100E(MR)規范要求，對.30 APM2 @30°傾角和.50 APM2 @30°傾角的抗彈性能進行對比，結果表明ATI 600-MIL的性能高于UHHA和MIL-DTL- 46100E(MR)的要求。

ATI K12-MIL裝甲鋼[21]是ATI公司生產的雙硬度裝甲鋼，由高硬度面板和稍軟的背板構成。硬面板的用途是折斷或使彈丸變彎，而較軟的背板是用來捕獲彈丸。兩面的裝甲板都為Ni-Cr-Mo合金鋼，但面板具有更高的碳含量，從而熱處理后獲得高硬度。面板和背板采用多步工藝，其中包括將組件加熱到特定溫度并熱軋直到面板和背板形成高強冶金結合。這種由精細的熱處理產生的結合是獲得良好抗彈性能的關鍵。

ATI K12-MIL板滿足大多數軍用和民用裝甲抗彈性能要求。用美國和國外不同的穿甲彈和球形彈進行了抗彈試驗。試驗證明，ATI K12-MIL雙硬度裝甲板與傳統的均質裝甲板相比顯示出優秀的抗彈性能。該裝甲板通常可用于質量要求較為苛刻的車輛、卡車和飛機。

2 國外裝甲鋼標準發展現狀及對比分析

裝甲鋼標準是伴隨著裝甲鋼的發展逐漸形成的，標準制定首先依照目前較為先進的裝甲鋼而制定。隨著作戰需求的變化，穿破甲彈藥戰斗部材料不斷發展，毀傷武器和彈藥的性能不斷提高，因此裝甲鋼的性能也必須逐步提高，這樣必然帶來標準水平的不斷提高。以美國國軍標MIL-DTL-12560《均質軋制裝甲鋼板》為例，從1962年7月31日頒布第一版標準，到目前最新的標準MIL-DTL-12560K(2019年7月19日)，中間歷時58年經過了20次修訂。因此，戰車發展提出對材料的需求，材料研制生產和應用評估又推動了標準的發展。而標準的不斷發展也會通過指導、規范材料的研制和生產以及應用，使材料健康有序可持續發展，推動坦克裝甲車輛的發展。因此，不斷研究和完善裝甲鋼標準意義重大。

歐洲國家瑞典、法國、德國、英國等在裝甲鋼研究方面屬世界領先，但在標準制定方面美國優于歐美國家，走在世界的前列。

瑞典瑞典裝甲鋼只有企業技術規范，如Armox系列裝甲鋼，沒有上升到國家標準和軍用標準。這些技術規范規定了化學成分、板厚度、力學性能、抗彈性能、熱處理、焊接、切割和彎曲等要求，抗彈性能使用其他國家如法國、德國、北約、美國的標準。

法國法國裝甲鋼具有NF A36-800-1、-2、-3標準(2015年1月10日)。NF A36-800-1 為可焊鋼熱軋裝甲板第1部分：供貨技術條件；NF A36-800-2為可焊鋼熱軋裝甲板第2部分：彈道試驗方法；NF A36-800-3為可焊鋼熱軋裝甲板第3部分：彈藥性能和防護彈道極限。該標準由Association Francaise de Normalisation發布。從企業技術規范看，2019年版比2018年版新增了幾種材料牌號，如Mars 280、380、440、500、600、650和650鑿孔鋼。

德國德國裝甲鋼標準有TL 2350-0000 《第2代裝甲鋼》(第5版，2015年)，發布單位為Bundesamt F.Wehrtechnik und Beschaffung。該標準在修訂中參考了AEP-55 VOL2:2014和AEP-55 VOL3 PART I:2014。

英國英國目前有兩個標準Def Stan 95-24和Def Stan 95-13。Def Stan 95-24 《鋼裝甲板(3-160mm)》于1949年8月頒布，歷經71年，經過8次修訂，目前最新標準為DEF STAN 95-24《鋼裝甲板(3-160 mm)》(2020年3月14日)。修訂過程中參考了以下標準：BS EN 10029、BS EN ISO 148-3、BS EN ISO 6506-1、BS EN ISO 6892-1、DEF STAN 03-34、DEF STAN 08-036、DEF STAN 08-036、DEF STAN 08- 42[22]。Def Stan 95-13 標準《用于測試彈丸的裝甲板》于1981年1月1日頒布，歷經39年，經過4次修訂，目前最新標準為2019年10月14日修訂。修訂過程中參考了以下標準：BS EN 10160、BS EN ISO 148-1、BS EN ISO 6506-1、BS EN ISO 6892-1、BS ISO 3058、ISO 9328-1[23]。

澳大利亞DEF(AUST)8030為澳大利亞裝甲鋼規范，它控制各種軋制均質裝甲鋼的力學和化學性能。這是一個基于性能的規范，允許承包商自由選擇最符合其需求的裝甲鋼，同時確定彈道性能質量保證要求，確保裝甲的最終結構完整性符合最低標準[24]。

美國目前已形成以MIL-DTL-12560《軋制均質裝甲鋼板軍用規范》(2019年7月19日)、MIL-DTL- 46100《高硬度裝甲鋼板軍用規范》(2019年)和MIL-DTL-32332《超高硬度軋制裝甲鋼板軍用規范》(2019年7月19日)為主的裝甲鋼標準系列。另外還制定了MIL-A- 46099《軋制結合雙硬度裝甲鋼板軍用規范》、MIL-PRF-32269《鑿孔均質鋼裝甲軍用規范》、MIL-DTL- 46193《控軋變形高強度優質裝甲鋼板軍用規范》和MIL-A-11356《戰車型鑄造均質裝甲鋼軍用規范》等。

MIL-DTL-12560《軋制均質裝甲鋼板軍用規范》于1962年制定頒布，隨著材料的發展和裝甲裝備作戰需求的不斷變化，歷時58年先后進行了20次修訂。該規范涵蓋軋制均質鋼裝甲板，訂購厚度2.5～152 mm。不僅用于戰車并且訂購厚度范圍為6.35～304 mm，還可用于裝甲摧毀彈藥的驗證和驗收測試。MIL-DTL-12560K在編制過程中參考了如下標準：ASNT CP-189、ASTM A370、ASTM A578/A578M、ASTM A6/A6M REV A、ASTM A751 REV A、ASTM E10、ASTM E1077、ASTM E110、ASTM E1444/E1444M、ASTM E23、ASTM E290、ASTM E350、MIL-STD-129R CHANGE 1、AIA/NAS NAS410[25]。

MIL-DTL- 46100標準《高硬度軋制鋼裝甲板》于1965年8月4日制定頒布，歷時55年先后修訂了18次，滿足坦克裝甲車輛對高硬度裝甲鋼及抗彈性能的需求。該標準在編制中參考了以下標準：ASNT CP-189、ASTM A370、ASTM A578/A578M、ASTM A6/A6M REV A、ASTM A751 REV A、ASTM E10、ASTM E110、ASTM E23、ASTM E290、ASTM E350、MIL-STD-129R CHANGE 1、AIA/NAS NAS410[26]。

MIL-DTL-32332標準《超高硬度軋制裝甲鋼板》與2009年7月24日制定頒布，歷時10年先后修訂3次，滿足坦克裝甲車輛對超高硬度和披掛裝甲抗彈性能的需求。該標準在編制過程中參考了如下標準：ASNT CP-189、ASTM A370、ASTM A578/A578M、ASTM A6/A6M REV A、ASTM A751 REV A、ASTM E10、ASTM E110、ASTM E18、ASTM E23、ASTM E350、ASTM E384、MIL-STD-129R CHANGE 1[27]。

MIL-DTL- 46099標準《軋制結合雙硬度鋼裝甲板》于1965年7月29日制定頒布，歷時55年先后修訂3次，最新的標準為MIL-DTL- 46099(1987年9月14日)。該標準在編制過程中參考了以下標準： ASTM A370、ASTM D3951、ASTM E18、ASTM E350、FED-STD-123H、MIL-STD-129R。同時該標準也被其他標準如MIL-HDBK-273、MIL-HDBK-268參考[28]。

MIL-PRF-32269標準《鑿孔均質鋼裝甲》[29]于2007年10月18日制定頒布，至今未做修訂。作為一個具有兩個等級的彈道驗收認證的性能規范：Class 1用于變形鑿孔板；Class 2用于鑄造鑿孔板。

MIL-DTL- 46193標準《控制軋制高強度優質鋼裝甲板》于1988年8月31日制定頒布，歷時32年先后修訂3次。最新標準為MIL-DTL- 46193(1998年10月9日)。該標準在編制過程中參考了以下標準：。MIL-STD-662、ASTM A751、ASTM E10、ASTM E18、ASTM E23。該標準包含用于輕型裝甲最大厚度≤0.5英寸的控制軋制、淬火和回火高強度軋制鋼裝甲板的材料要求。由該規范覆蓋的鋼裝甲為軍用，該裝甲可用于輕型非結構，用來抵抗球形彈或穿甲彈以及抗多發彈要求的場合[30]。

MIL-A-11356標準《鑄造均質戰車裝甲鋼》于1962年3月2日制定頒布，歷時58年修訂6次。最新標準為MIL-A-11356(1987年5月22日)。由于鑄造裝甲鋼戰車逐漸退出應用，所以該標準自1987年到現在一直沒有修訂，但該標準并未廢棄[31]。

3 裝甲鋼及其標準發展建議

3.1 裝甲鋼及其標準現狀分析對比

3.1.1國外情況

通過對歐洲國家、美國和澳大利亞裝甲鋼研究現狀對比，基本可以得出下面的結論。歐洲國家如瑞典、法國、德國和英國等國在裝甲鋼研發和制造方面處于世界領先，不論是在裝甲鋼的品種、規格和性能，還是在材料系列方面，都形成了一整套完善的裝甲鋼材料系列和材料體系，同時也制定了自己的企業技術規范、國家標準等，使得裝甲鋼廣泛用于主戰坦克和裝甲車輛以及轎車、公安、警察、執法、建筑防護以及銀行設備等領域。美國在裝甲鋼的研發和制造方面居世界領先，裝甲鋼制造商很多，但未形成完善的材料體系。美國在裝甲鋼標準方面形成了完整的標準體系，如MIL-DTL-12560 《軋制均質裝甲鋼板軍用規范》、MIL-DTL- 46100《高硬度軋制鋼裝甲板》和MIL-DTL-32332《超高硬度軋制裝甲鋼板》。為了滿足武器裝備對裝甲鋼的需求，不斷修訂完善裝甲鋼的標準。鑿孔裝甲鋼板由英國國防部國防科學技術實驗室研制成功，并由印度塔塔鋼廠批量生產銷往世界各地。美國在2007年10月18日制定了MIL-PRF-32269《鑿孔均質鋼裝甲》軍用標準。

隨著陸軍武器裝備快速部署、全域機動的需求，從而對裝甲鋼提出了輕量化的需求。世界各國都在發展輕型裝甲鋼材料技術以及結構技術。

超貝氏體鑿孔裝甲鋼板就是其中之一，這種裝甲鋼依靠優秀的微觀組織、鑿孔端部效應以及孔角度、大小和形狀的設計滿足了抗彈性能和輕量化要求。

低密度裝甲鋼也已成為目前世界各國的研究熱點，不少國家競相開展研究。美國陸軍坦克車輛研發工程中心(TARDEC)項目執行局地面戰車部的R.A.Howell等[32]對于新型裝甲級Fe-Mn-Al-C合金鋼進行了研究。研究表明，高鋁含量的Fe-Mn-Al-C合金由于具有較高的比強度而得到廣泛的應用。這種新型鋼可以與MIL-A-12560的性能相匹配，體積與RHA相同，但質量小于RHA。理想的韌性奧氏體和彌散有序鐵素體的顯微組織和均勻分布的碳化物將使該合金達到最大的力學性能。迄今為止，高鋁鐵錳鋁碳合金可以利用現有的工業實踐和能力制造。不需要特殊的設備，但在合金、殘余原子元素、從液態熔體到大氣的熱力學反應以及各種接觸面方面都需要特殊的考慮。正在進行的初步工業試驗顯示出這種合金可以以適當的規模生產出來，可作為一種新型商業化裝甲鋼。隨著低密度裝甲鋼關鍵技術的突破，材料性能、加工性能以及抗彈性能會得到較大提高。該材料一旦研制成功并大量應用，那將會成為鋼鐵工業的革命性材料。

北卡州大學教授Afsaneh Rabiei已經研制出復合泡沫鋼裝甲板。在2017年的試驗中，1英寸厚的板材可以抵抗小口徑彈藥，獲得了NIJ Level IV級認證。通過試驗發現CMF鋼比目前所用的裝甲材料提供更好的防護，同時顯著減重[33]。據美國大眾機械網站2018年3月28日發表了題為“美國下一代坦克可能用鋼泡沫防護”的報道，文中稱北卡州大學和美國陸軍航空兵應用技術部已經發明了復合金屬泡沫鋼[34]。早在2016年《大眾機械》就發表了關于該材料對.30口徑APM2穿甲彈的抗彈試驗。

從以上3種材料的特點和性能可以看出，鑿孔裝甲鋼和復合金屬泡沫鋼板以及低密度裝甲鋼均可在保持或優于目前裝甲性能的同時，實現防護裝甲的減重。隨著材料關鍵技術的突破，在不久的將來可獲得應用。

3.1.2國內情況

隨著坦克裝甲車輛的發展，我國裝甲鋼研制經歷了從引進、仿制，發展到目前自主研發。先后研制出軋制均質裝甲鋼、低硬度裝甲鋼(HBW217-255)、中硬度裝甲鋼(HBW260-340)、高硬度裝甲鋼(HBW388-514)和超高硬度裝甲鋼(HBW514-578)，基本滿足了不同型號的車體、炮塔以及復合裝甲和披掛裝甲等防護要求，獲得了廣泛應用。隨著裝甲結構件對高硬度裝甲鋼冷彎性能的要求，國內工業部門和行業研究所聯合對已定型的高硬度裝甲鋼進行了改進，研制出冷彎性能較好的高硬度裝甲鋼。

隨著裝甲鋼的不斷發展，工業部門、行業研究所和工廠以及軍方共同編制了裝甲鋼標準，如GJB 1496A—2000 《裝甲用28Cr2Mo、26SiMnMo和22SiMn2TiB鋼板規范》，GJB31A—2000 《裝甲用30CrMnMoRE、30CrNi2MnMoRE和30CrNi3Mov鋼板規范》、高硬度鋼板驗收技術條件和超高硬度鋼板驗收技術條件，以及2015年12月頒布出版的GJB 8486—2015 《裝甲用30CrNiMoNb和42CrNiMoV鋼板規范》。GJB 8486—2015實際上是將高硬度鋼的改進型和原有的超高硬度裝甲鋼從企業技術條件上升到國家級標準。到目前為止，裝甲鋼全部納入國軍標。除了裝甲鋼標準外，還制定了GJB 1998—1994 《裝甲車輛用軋制均質鋼裝甲件通用規范》。從以上可以看出我國裝甲鋼材料系列齊全，相關的標準也已頒布。

通過裝甲鋼國內外情況對比看，主要存在以下不足：

1) 裝甲鋼

我國裝甲鋼與國外相當，形成低硬度、中硬度、高硬度和超高硬度的系列，但硬度水平低于國外，國外超高硬度裝甲鋼硬度已達到HBW640，而且在超高硬度下仍然保持良好的韌性。國內裝甲鋼基礎研究及應用研究與國外相比存在差距，基礎數據少，使用性能數據不全比如疲勞性能和抗彈性能等。新型裝甲鋼研制緩慢，我國裝甲鋼基本上是20世紀70、80和90年代的研究成果。高硬度裝甲鋼做了一些改進。

2) 標準研究

從材料研究和頒布標準看，標準工作滯后于材料發展，有的裝甲鋼長期以來一直采用企業技術規范，目前裝甲鋼已經納入國家標準或國軍標。但標準研究工作未根據武器裝備的需求以及國外相關的先進標準去研究我們的材料和標準存在的不足，提出材料研制工作的建議和及時制定與修訂材料標準。材料標準修訂與制定滯后于材料發展。

3.2 裝甲鋼及其標準發展建議

戰車發展提出對裝甲鋼材料的需求，裝甲鋼的研制生產和應用又推動了標準的發展。而標準的不斷發展也會指導、規范材料的研制和生產以及應用，使材料健康有序可持續發展，從而推動坦克裝甲車輛的發展。因此，不斷研究和完善裝甲鋼標準意義重大。

通過裝甲鋼材料技術和標準的國內外發展對比分析，提出如下建議：

1) 加強裝甲鋼基礎研究，建立裝甲鋼數據庫。研究裝甲鋼化學成分-微觀組織-工藝-高硬度-高韌性之間的關系，探索提高裝甲鋼高強韌的關鍵技術途徑，研制出用于未來陸地戰車所需的裝甲鋼材料；

2) 開展新型納米組織裝甲鋼研究，在提高裝甲鋼強度、硬度的同時還要提高韌性，從而提高裝甲鋼的抗彈性能、抗爆轟性能和抗多發彈性能，不斷滿足未來坦克裝甲車輛的發展需求；

3) 加強低密度裝甲鋼研究，建立人才、設備和軟硬件一流的國家隊，攻克裝甲鋼關鍵技術及工程化技術；

4) 加強裝甲鋼標準研究和制定及修訂工作。要堅持標準制定和修訂與裝甲鋼研制緊密結合，不能脫鉤，建立相互聯絡機制。積極跟蹤國內外材料和標準以及武器裝備發展的新動向、新需求，提出裝甲鋼標準研究、制定和修訂的長期發展戰略和具體規劃；

5) 加強裝甲鋼標準工作研究隊伍建設。建立由標準管理單位、軍方、行業及工業部門、高等院校等單位組成的戰略聯盟，發揮各自的技術優勢，進一步做好標準的研究、制定和修訂工作。

4 結論

1) 我國裝甲鋼品種與國外相當，已形成低硬度、中硬度、高硬度和超高硬度系列。但硬度水平低于國外裝甲鋼，新型裝甲鋼基礎研究及應用研究與國外相比存在差距。

2) 從材料研究和頒布標準看，標準工作滯后于材料發展，有的裝甲鋼長期以來一直采用企業技術規范。目前裝甲鋼已經有了國家標準或國軍標。標準研究工作應根據坦克裝甲車輛的需求結合國外的相關標準及時制定與修訂我國裝甲鋼標準，引導裝甲鋼的研制方向。