EP0279440A2 - Penetrator and its manufacturing method - Google Patents
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- EP0279440A2 EP0279440A2 EP88102348A EP88102348A EP0279440A2 EP 0279440 A2 EP0279440 A2 EP 0279440A2 EP 88102348 A EP88102348 A EP 88102348A EP 88102348 A EP88102348 A EP 88102348A EP 0279440 A2 EP0279440 A2 EP 0279440A2
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- tungsten
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- F42B12/72—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material
- F42B12/74—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material of the core or solid body
Definitions
- the invention relates to a penetrator made of a heavy metal, such as, for example, tungsten or depleted uranium, with different strength and toughness over its length.
- a heavy metal such as, for example, tungsten or depleted uranium
- Penetrators which are used as anti-tank bullets, have long been known. They are made as a long slim body from a heavy material and are shot with a sabot. They have a tail unit on their rear for stabilization.
- a penetrator of this type is already known from EP 0 143 775 A 2, which has different strength and toughness over the area of its length. Such a design of the penetrator has been proposed based on the knowledge that the penetrator must have high strength in its front area, high toughness in its central area and increasing strength in its rear area. Overall, this training serves to increase the penetration of the penetrator.
- the high strength at the tip is required so that the penetrator does not deform too much when penetrating the target, and its toughness in the middle area is intended to prevent the penetrator from striking the surface in the event of an oblique impact Target does not break off in the middle and the increasing strength in the rear part is necessary for the forces occurring there during the launch.
- the penetrator consist of a single crystal of the heavy metal.
- the penetrator can consist of a single element, preferably tungsten, but in a preferred embodiment of the invention it can consist of an alloy, the main constituent of which is tungsten, to which rhenium is alloyed.
- An alloy of tungsten and rhenium has the advantage that it is more ductile than pure tungsten even at lower temperatures. This results in less brittleness, i.e. higher toughness of the material, which is particularly important for the central part of the penetrator. Since it has no grain boundaries, a single crystal has a significantly better behavior in high-speed deformation than conventional polycrystalline materials. This will be discussed in more detail below.
- Single crystals can not only be made from pure elements, they can also be made from alloyed metals. They have a more or less pronounced anisotropy depending on the element or alloy, that is, their properties differ along the crystal directions [100], [110] and [111]. These properties are, for example, the modulus of elasticity, the strength or the deformation limit stress. In the case of copper, which has a very pronounced anisotropy as an example, the elastic moduli are approximately 6800, 12000 and 18000 kp / mm2 when loaded in the direction of the aforementioned crystal directions.
- a penetrator 1 is shown schematically, which consists either of pure tungsten or of an alloy of tungsten and rhenium. Depleted uranium would also be suitable for the purposes of the invention. The peculiarity is that this penetrator is grown as a single crystal and has different properties with regard to its strength and toughness over its length in the areas 1, 2 and 3.
- the tool shown in a highly schematic form consists of a heat-resistant crucible 2, the inner shape of which corresponds to the penetrator, and a tool 2a in the bottom region of the crucible.
- a hollow body 3 made of pure tungsten and 3 rod-shaped bodies 4, 5 and 6 are inserted into it, the composition of which can vary according to the desired result.
- rods 4 and 6 consist of pure tungsten
- rod 5 consists of a master alloy of tungsten and rhenium. It would also be conceivable that rods 4 and 6 consist of a master alloy with a lower rhenium content.
- the rod 6 is anchored in the top of the crucible 2 with a holder 6a.
- the coil 8 is guided upward in the direction of arrow 9 and the growth front is thus shifted ever further in the direction of the tip of the hollow body 3. Due to the applied HF field, the material of the rods 4 to 6 swirls with that of the hollow body 3 evenly in the horizontal direction. In the present case, the entire penetrator is thus made up of an alloy of tungsten and rhenium in area B2. At the borders between areas B1 and B3 there is a smooth transition in the composition of the material.
- the crucible 2 increasingly emerges from the coil during the displacement of the coil 8 and cools down. As soon as this happens is, the vaccine 7 is removed and the crucible 2 is opened.
- the tip of the penetrator be given a particularly high strength
- the tip of the penetrator must be compressed, which can be done, for example, by careful hammering or forging.
- the single crystal loses its single-crystal formation on the surface in the region of its tip without grain boundaries forming, as a result of which part of the higher strength achieved by the compression or deformation is compensated for by the deteriorated crystal properties.
- the body 11 inserted into the tool 10 consists either of the pure metal or of a master alloy, for example tungsten-rhenium.
- the crucible wall is designed differently in the three areas B1, B2 and B3.
- area B1 is the Crucible wall is the same as that of the tool according to FIG. 2.
- area B2 the crucible wall has an active surface of the first type, which causes the molten material to grow epitaxially from the wall of the crucible and to assume the orientation of the crucible wall.
- the orientation of the crucible wall in area B2 corresponds, for example, to a crystal direction [100] and the crystal growing in area B1, as in the case of FIG. 2, has a crystal direction [111], an orientation front 12 is formed, on which an orientation transition of the Crystals from [111] to [100].
- the crucible wall is also designed as an active surface, but of a second type.
- the orientation of the crucible surface is designed in accordance with the crystal direction [111] and causes the growing crystal to change from a crystal direction [100] to a crystal direction [111] after the orientation front 13. The crystal is melted in the same way as in the arrangement according to FIG. 2.
- the orientation of the crystal growth can thus be changed, and thus the strength properties of the crystal can be changed over its length.
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Ausbildung eines Penetrators für Wuchtgeschosse als Einkristall. Dieser besteht aus einem Schwermetall, vorzugsweise aus reinem Wolfram oder einer Legierung aus Wolfram und Rhenium. Es werden verschiedene Möglichkeiten beschrieben, die Eigenschaften des Penetrators über seine Länge zu ändern sowie Herstellungsverfahren hierfür.The invention relates to the design of a penetrator for balancing projectiles as a single crystal. This consists of a heavy metal, preferably pure tungsten or an alloy of tungsten and rhenium. Various possibilities are described for changing the properties of the penetrator over its length, as well as manufacturing processes therefor.
Description
Die Erfindung betrifft einen Penetrator aus einem Schwermetall, wie zum Beispiel Wolfram oder abgereicherten Uran, mit über seine Länge hinweg unterschiedlich ausgebildeter Festigkeit und Zähigkeit.The invention relates to a penetrator made of a heavy metal, such as, for example, tungsten or depleted uranium, with different strength and toughness over its length.
Penetratoren, welche als Wuchtgeschosse zur Panzerbekämpfung verwendet werden, sind bereits seit langem bekannt. Sie sind als lange schlanke Körper aus einem schweren Material gefertigt und werden mit einem Treibkäfig verschossen. Zur Stabilisierung weisen sie an ihrem Heck ein Leitwerk auf. Aus der EP 0 143 775 A 2 ist bereits ein Penetrator dieser Art bekannt, welcher über den Bereich seiner Länge hinweg unterschiedliche Festigkeit und Zähigkeit aufweist. Eine derartige Ausbildung des Penetrators wurde aus der Erkenntnis heraus vorgeschlagen, daß der Penetrator in seinem vorderen Bereich vor allem eine hohe Festigkeit, in seinem mittleren Bereich hingegen eine hohe Zähigkeit und in seinem Heckbereich wieder eine zunehmende Festigkeit aufweisen muß. Diese Ausbildung dient insgesamt zur Erhöhung der Durchschlagsleistung des Penetrators. Die hohe Festigkeit an der Spitze ist erforderlich, damit sich der Penetrator beim Eindringen in das Ziel nicht zu sehr verformt, sein Zähigkeit im mittleren Bereich soll verhindern, daß der Penetrator bei schrägem Aufprall auf das Ziel nicht in der Mitte abbricht und die zunehmende Festigkeit im Heckteil ist für die dort während des Abschusses auftretenden Kräfte erforderlich.Penetrators, which are used as anti-tank bullets, have long been known. They are made as a long slim body from a heavy material and are shot with a sabot. They have a tail unit on their rear for stabilization. A penetrator of this type is already known from EP 0 143 775 A 2, which has different strength and toughness over the area of its length. Such a design of the penetrator has been proposed based on the knowledge that the penetrator must have high strength in its front area, high toughness in its central area and increasing strength in its rear area. Overall, this training serves to increase the penetration of the penetrator. The high strength at the tip is required so that the penetrator does not deform too much when penetrating the target, and its toughness in the middle area is intended to prevent the penetrator from striking the surface in the event of an oblique impact Target does not break off in the middle and the increasing strength in the rear part is necessary for the forces occurring there during the launch.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen Penetrator und ein Verfahren zu seiner Herstellung vorzuschlagen, bei dem die unterschiedlichen Materialeigenschaften über seine Länge hinweg mit einer guten Variationsbreite einstellbar sind.Starting from this prior art, it is the object of the invention to propose a penetrator and a method for its production, in which the different material properties can be adjusted with a good range of variation over its length.
Zur Lösung der der Erfindung gestellten Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der Penetrator aus einem Einkristall des Schwermetalls besteht.To achieve the object of the invention, it is proposed that the penetrator consist of a single crystal of the heavy metal.
Der Penetrator kann aus einem einzigen Element, vorzugsweise Wolfram bestehen, er kann in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung jedoch aus einer Legierung bestehen, deren Hauptbestandteil Wolfram ist, dem Rhenium zulegiert ist.The penetrator can consist of a single element, preferably tungsten, but in a preferred embodiment of the invention it can consist of an alloy, the main constituent of which is tungsten, to which rhenium is alloyed.
Eine Weiterbildung der Erfindung sowie mögliche Herstellungsverfahren für den Penetrator sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Eine Legierung aus Wolfram und Rhenium hat den Vorteil, daß sie bereits bei niedrigeren Temperaturen duktiler ist als reines Wolfram. Dadurch ergibt sich eine geringere Sprödigkeit, das heißt höhere Zähigkeit des Materials, die vor allem für den mittleren Teil des Penetrators wichtig ist. Ein Einkristall hat, da er keine Korngrenzen besitzt, bei der Hochgeschwindigkeitsverformung ein deutlich besseres Verhalten als übliche polykristalline Materialien. Darauf soll nachstehend noch näher eingegangen werden.A further development of the invention and possible manufacturing processes for the penetrator are characterized in the subclaims. An alloy of tungsten and rhenium has the advantage that it is more ductile than pure tungsten even at lower temperatures. This results in less brittleness, i.e. higher toughness of the material, which is particularly important for the central part of the penetrator. Since it has no grain boundaries, a single crystal has a significantly better behavior in high-speed deformation than conventional polycrystalline materials. This will be discussed in more detail below.
Einkristalle sind Körper aus chemischen Elementen, Legierungen und chemischen Verbindungen, die nach besonderen Verfahren gezüchtet werden und im Gegensatz zu den in der Technik und im täglichen Leben vorliegenden polykristallinen Körpern nur aus einem einzigen, jedoch gegebenenfalls großen Kristall bestehen. Es handelt sich dabei um chemisch hochreine Körper, die in ihrem Verhalten dem des theoretischen Verhaltens des reinen Kristalls des betreffenden Elementes weitgehend entsprechen. Diese einkristallinen Körper sind anisotrop, haben keine Korngrenzen, wie dies bei polykristallinen Körpern der Fall ist, und ihre Festigkeit sowie ihr Elastizitätsmodul sind in bestimmten Kristallrichtungen deutlich höher als dies bei polykristallinem Material der Fall ist.Single crystals are bodies made of chemical elements, alloys and chemical compounds that are grown using special processes and, in contrast to the polycrystalline bodies found in technology and in everyday life, consist only of a single, but possibly large crystal. These are chemically high-purity bodies whose behavior largely corresponds to that of the theoretical behavior of the pure crystal of the element in question. These monocrystalline bodies are anisotropic, have no grain boundaries, as is the case with polycrystalline bodies, and their strength and their modulus of elasticity are significantly higher in certain crystal directions than is the case with polycrystalline material.
Einkristalle können nicht nur aus reinen Elementen, sie können auch aus legierten Metallen hergestellt werden. Sie weisen eine je nach Element bzw. Legierung mehr oder weniger stark ausgeprägte Anisotropie auf, das heißt ihre Eigenschaften sind entlang der Kristallrichtungen [100], [110] und [111] verschieden. Diese Eigenschaften sind beispielsweise der E-Modul, die Festigkeit oder die Verformungsgrenzspannung. Bei Kupfer, welches als Beispiel eine sehr ausgeprägte Anisotropie besitzt, sind die E-Module bei Belastung in Richtung der vorgenannten Kristallrichtungen etwa 6800, 12000 und 18000 kp/mm².Single crystals can not only be made from pure elements, they can also be made from alloyed metals. They have a more or less pronounced anisotropy depending on the element or alloy, that is, their properties differ along the crystal directions [100], [110] and [111]. These properties are, for example, the modulus of elasticity, the strength or the deformation limit stress. In the case of copper, which has a very pronounced anisotropy as an example, the elastic moduli are approximately 6800, 12000 and 18000 kp / mm² when loaded in the direction of the aforementioned crystal directions.
An Penetratoren sind grundsätzlich die nachfolgenden Forderungen zu stellen, welche von einkristallinen Körpern besonders günstig erfüllt werden können. Diese Forderungen sind ein guter E-Modul, um möglichst viel elastische und weniger plastische Verformung beim Aufprall zu erhalten, es sind weiterhin hohe Festigkeit an der Spitze sowie eine hohe Fließspannung.The following requirements must be made of penetrators, which can be fulfilled particularly cheaply by single-crystalline bodies. These requirements are a good modulus of elasticity in order to obtain as much elastic and less plastic deformation on impact, there is still high strength at the tip and a high yield stress.
Da Einkristalle im Gegensatz zu polykristallinen Metallen nicht durch die üblichen Verformungsverfahren, sondern durch Züchtung hergestellt werden, ergeben sich, wenn man das Züchtungsverfahren entsprechend ausgestaltet, breitere Möglichkeiten, die Einstellung der Eigenschaften des Materials über die Länge des Körpers hinweg vorzunehmen. Diese Möglichkeiten bestehen zum einen in der Ausnutzung der Anisotropie des Einkristalls, also die unterschiedliche Ausprägung seiner Eigenschaften in den verschiedenen Kristallrichtungen, weiterhin in der Zulegierung weiterer Materialien über einen Teil der Länge des Körpers oder in der Zulegierung mit einem linearen oder variablen Gradienten des zulegierten Materials. Es ist somit also wichtig, bei der Züchtung von Einkristallen, die zunächst vorliegende Kristallrichtung des Körpers ändern zu können oder aber durch Zulegierung von einem oder gegebenenfalls auch mehrerer Elemente eine Legierung zu erzeugen, welche einen gleitenden Übergang zu jenem Teil des Körpers bildet, der aus dem reinen Hauptbestandteil des Metalls oder einem niedriger legierten Teil besteht.Since, unlike polycrystalline metals, single crystals are not produced by the usual deformation processes, but by growing, if the growing process is designed accordingly, there are broader possibilities for adjusting the properties of the material over the length of the body. These possibilities exist on the one hand in the use of the anisotropy of the single crystal, i.e. the different characteristics of its properties in the different crystal directions, in the addition of additional materials over part of the length of the body or in the addition with a linear or variable gradient of the added material . It is therefore important, when growing single crystals, to be able to change the initial crystal direction of the body or to create an alloy by alloying one or possibly several elements, which forms a smooth transition to that part of the body that forms consists of the pure main component of the metal or a lower alloyed part.
Im Nachfolgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung noch näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing.
Es zeigen:
- Fig. 1 einen Penetrator in schematischer Darstellung ohne Treibkäfig und Leitwerk;
- Fig. 2 in schematisierter Darstellung ein Werkzeug zur Herstellung des Penetrators nach einem ersten Herstellungsverfahren;
- Fig. 3 eine mögliche Form des Penetrators aus Einkristall als Zwischenprodukt;
- Fig. 4 eine Teilansicht des Werkzeugs im Schnitt zur Herstellung eines Penetrators nach einem zweiten Herstellungsverfahren.
- 1 shows a penetrator in a schematic representation without a sabot and tail unit;
- 2 shows a schematic representation of a tool for producing the penetrator according to a first production method;
- 3 shows a possible form of the single crystal penetrator as an intermediate product;
- Fig. 4 is a partial view of the tool in section for producing a penetrator according to a second manufacturing method.
In Fig. 1 ist ein Penetrator 1 schematisch dargestellt, welcher entweder aus reinem Wolfram oder aber aus einer Legierung aus Wolfram und Rhenium besteht. Im Sinne der Erfindung würde sich auch abgereichertes Uran eignen. Die Besonderheit besteht darin, daß dieser Penetrator als Einkristall gezüchtet ist und über seine Länge in den Bereichen 1, 2 und 3 unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich seiner Festigkeit und Zähigkeit besitzt.In Fig. 1, a
In Fig. 2 ist ein Werkzeug zur Herstellung eines Penetrators aus Einkristall dargestellt, bei welchem der Penetrator in seinem mittleren Bereich B2 aus einer Legierung von Wolfram und Rhenium besteht. Das in stark schematisierter Form dargestellte Werkzeug besteht aus einem hitzebeständigen Tiegel 2, dessen Innenform dem Penetrator entspricht und einem Werkzeug 2a im Bodenbereich des Tiegels. In diesem Tiegel befindet sich ein Hohlkörper 3 aus reinem Wolfram und in diesen sind 3 stangenförmige Körper 4, 5 und 6 eingeschoben, deren Zusammensetzung entsprechend dem gewünschten Ergebnis variieren kann. Im vorliegenden Falle bestehen die Stangen 4 und 6 aus reinem Wolfram, die Stange 5 aus einer Vorlegierung aus Wolfram und Rhenium. Denkbar wäre auch, daß die Stangen 4 und 6 aus einer Vorlegierung mit niedrigerem Rheniumgehalt bestehen.2 shows a tool for producing a penetrator from single crystal, in which the penetrator consists in its central region B2 of an alloy of tungsten and rhenium. The tool shown in a highly schematic form consists of a heat-resistant crucible 2, the inner shape of which corresponds to the penetrator, and a
Diese Möglichkeit wird man dann wählen, wenn man dem Penetrator an seiner Spitze und seinem Heck eine höhere Zähigkeit geben will, als dies mit reinem Wolfram möglich wäre. Die Stange 6 ist mit einer Halterung 6a in der Spitze des Tiegels 2 verankert.You will choose this option if you want to give the penetrator a higher toughness at its tip and rear than would be possible with pure tungsten. The
Am Boden des Tiegels ist ein Impfling 7 in einem Werkzeug 2a angeordnet, der aus Wolfram-Einkristall besteht und jene Kristallachsenorientierung, beispielsweise [100], aufweist, welche der spätere Einkristall-Formkörper haben soll. Mit 8 sind schließlich die Windungen einer Spule bezeichnet, an die ein HF-Feld zur Aufheizung des Tiegels angelegt wird. Diese HF-Spule 8 ist in Richtung der Pfeile 9 entlang dem Tiegel 2 verschiebbar und bewirkt ein Schmelzen des Hohlkörpers 3 sowie der Stangen 4 bis 6. Der Einschmelzvorgang beginnt in der gezeichneten Grundstellung der Spule und führt dazu, daß der unterste Teil des Hohlkörpers 3 sowie der obere Teil des Impflings 7 schmilzt. Dabei nimmt der Körper 3 von unten beginnend die Kristallorientierung des Impflings 7 an, wobei diese Kristallfront nach oben fortschreitet. Es bildet sich an dieser Stelle bereits der Einkristall aus. Entsprechend dem Fortschreiten der Wachtstumsfronst wird die Spule 8 in Pfeilrichtung 9 nach oben geführt und damit die Wachstumsfronst immer weiter in Richtung der Spitze des Hohlkörpers 3 verschoben. Durch das angelegte HF-Feld verwirbelt sich das Material der Stangen 4 bis 6 mit jenem des Hohlkörpers 3 gleichmäßig in waagerechter Richtung. Im vorliegenden Falle ist somit im Bereich B2 der gesamte Penetrator aus einer Legierung von Wolfram und Rhenium aufgebaut. An den Grenzen zwischen den Bereichen B1 und B3 erfolgt ein gleitender Übergang in der Zusammensetzung des Materials. Der Tiegel 2 taucht während des Verschiebens der Spule 8 zunehmend aus der Spule heraus und erkaltet. Sobald dies geschehen ist, wird der Impfling 7 entfernt und der Tiegel 2 geöffnet. Die entsprechende Technologie bei solchen Werkzeugen ist bekannt und bedarf hier keiner näheren Erläuterung. Der entstandene Penetrator liegt bereits in seiner endgültigen Form vor und bedarf keiner weiteren Bearbeitung. Durch aufeinanderfolgendes Schmelzen, bei welchem die Spule jeweils in gleicher Richtung bewegt, der Tiegel jedoch um 180° geschwenkt wird, ist die Veränderung der Eigenschaften über die Länge hinweg ebenfalls beeinflußbar.At the bottom of the crucible, a seed ring 7 is arranged in a
Wenn es erwünscht ist, daß die Spitze des Penetrators eine besonders hohe Festigkeit erhält, ist es möglich, den Tiegel 2 im Bereich seiner Spitze in seiner Form so auszubilden, daß ein Penetrator mit einer Formgebung entsprechend Fig. 3 entsteht. In diesem Falle ist eine Verdichtung der Spitze des Penetrators erforderlich, was beispielsweise durch vorsichtiges Hämmern oder Schmieden geschehen kann. In diesem Falle verliert der Einkristall im Bereich seiner Spitze jedoch an der Oberfläche seine einkristalline Ausbildung, ohne daß Korngrenzen entstehen, wodurch ein Teil der durch die Verdichtung bzw. Verformung erzielten höheren Festigkeit durch die verschlechterten Kristalleigenschaften wieder wettgemacht wird.If it is desired that the tip of the penetrator be given a particularly high strength, it is possible to design the shape of the crucible 2 in the area of its tip in such a way that a penetrator with a shape corresponding to FIG. 3 is produced. In this case, the tip of the penetrator must be compressed, which can be done, for example, by careful hammering or forging. In this case, however, the single crystal loses its single-crystal formation on the surface in the region of its tip without grain boundaries forming, as a result of which part of the higher strength achieved by the compression or deformation is compensated for by the deteriorated crystal properties.
In Fig. 4 ist eine weitere Möglichkeit der Herstellung eines Penetrators aus Einkristall dargestellt, bei welchem der in das Werkzeug 10 eingelegte Körper 11 entweder aus dem reinen Metall oder aber aus einer Vorlegierung zum Beispiel also Wolfram-Rhenium besteht. Die Besonderheit ist in diesem Falle, daß die Tiegelwandung in den drei Bereichen B1, B2 und B3 unterschiedlich ausgebildet ist. Im Bereich B1 ist die Tiegelwandung gleich jener des Werkzeugs nach Fig. 2. Im Bereich B2 hat die Tiegelwandung eine aktive Oberfläche erster Art, welche verursacht, daß das geschmolzene Material von der Wandung des Tiegels epitaktisch aufwächst und die Orientierung der Tiegelwandung annimmt. Wenn die Orientierung der Tiegelwandung im Bereich B2 beispielsweise einer Kristallrichtung [100] entspricht und der im Bereich B1 aufwachsende Kristall, wie im Falle der Fig. 2 eine Kristallrichtung [111] besitzt, so bildet sich eine Orientierungsfront 12 aus, an der ein Orientierungsübergang des Kristalls von [111] auf [100] erfolgt.4 shows a further possibility of producing a penetrator from single crystal, in which the
Im Bereich B3 ist die Tiegelwandung ebenfalls als aktive Oberfläche, aber eine solche zweiter Art, ausgebildet. Im Hinblick auf die gewünschte Festigkeit des Penetrators an der Spitze ist die Orientierung der Tiegelfläche entsprechend der Kristallrichtung [111] ausgebildet und bewirkt, daß sich der wachsende Kristall nach der Orientierungsfront 13 von einer Kristallrichtung [100] in eine Kristallrichtung [111] ändert. Das Aufschmelzen des Kristalls erfolgt dabei in gleicher Weise wie bei der Anordnung nach Fig. 2.In area B3, the crucible wall is also designed as an active surface, but of a second type. With regard to the desired strength of the penetrator at the tip, the orientation of the crucible surface is designed in accordance with the crystal direction [111] and causes the growing crystal to change from a crystal direction [100] to a crystal direction [111] after the
Durch die Variation der Tiegelwandung kann somit das Kristallwachstum in seiner Orientierung geändert und somit die Festigkeitseigenschaften des Kristalls über seine Länge geändert werden.By varying the crucible wall, the orientation of the crystal growth can thus be changed, and thus the strength properties of the crystal can be changed over its length.
Neben einem Herstellungsverfahren entsprechend den Fig. 2 und 4, welches in seiner Grundform von Bridgman entwickelt wurde, ist es im Sinne der Erfindung auch möglich, das bekannte Zonenschmelzverfahren vorzusehen, bei welchem der Tiegel entfällt und die HF-Spule an dem Metallkörper unmittelbar entlang zu führen.In addition to a manufacturing method according to FIGS. 2 and 4, which was developed by Bridgman in its basic form, it is also possible in the sense of the invention to provide the known zone melting method, in which the crucible is omitted and the RF coil is directly along the metal body to lead.
Claims (7)
dadurch gekennzeichnet,
daß der Penetrator aus einem Einkristall des Schwermetalls besteht.1. penetrator made of a heavy metal, such as tungsten or depleted uranium, with different strength and toughness over its length,
characterized,
that the penetrator consists of a single crystal of the heavy metal.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Einkristall aus einer Legierung mit dem Hauptbestandteil Wolfram besteht.2. penetrator according to claim 1,
characterized,
that the single crystal consists of an alloy with the main component tungsten.
dadurch gekennzeichnet,
daß als zulegiertes Element Rhenium verwendet ist.3. penetrator according to claim 2,
characterized,
that rhenium is used as the alloyed element.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Penetrator aus 80 - 99,8 Gewichtsprozent Wolfram und 20 - 0,2 % Gewichtsprozent Rhenium besteht.4. Penetrator according to claim 3,
characterized,
that the penetrator consists of 80-99.8 weight percent tungsten and 20-0.2% weight percent rhenium.
dadurch gekennzeichnet,
daß er bei der Züchtung des Einkristalls eine verdickte Spitze zwecks anschließender Verdichtung erhält.5. penetrator according to claim 1,
characterized,
that he receives a thickened tip for the subsequent compaction when growing the single crystal.
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Hohlkörper aus Wolfram mit etwa den äußeren Abmaßen und der Form des Penetrators, mit einer Vorlegierung aus Wolfram und Rhenium gefüllt ("chargiert") wird, mit einem im mittleren Teil des Penetrators höheren Anteil des Rheniums, daß der Hohlkörper in einem tiegelförmigen Werkzeug mit einer Innenform entsprechend dem Penetrator vom im Werkzeugboden angeordneten Impfling ausgehend in Richtung Spitze durch ein HF-Feld geführt und eingeschmolzen wird, und daß er nach dem Austauchen aus dem HF-Feld langsam abgekühlt und anschließend vom Impfling abgetrennt wird.6. A method for producing a penetrator according to claim 1,
characterized,
that a hollow body made of tungsten with approximately the outer dimensions and shape of the penetrator is filled ("charged") with a master alloy of tungsten and rhenium, with a higher proportion of rhenium in the central part of the penetrator, that the hollow body in a crucible-shaped tool with an internal shape corresponding to the penetrator, starting from the vaccine ring arranged in the tool base, is guided and melted in the direction of the tip through an HF field, and that it is slowly cooled after emerging from the HF field and then separated from the vaccine ring.
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Körper aus einer Legierung aus Wolfram und Rhenium in ein tiegelartiges Werkzeug mit einer Innenform entsprechend dem Penetrator eingebracht wird, wobei an der Bodenseite des Werkzeuges ein Einkristallimpfling der Kristallachsenorientierung [111] angebracht ist, daß eine HF-Spule relativ zu dem Werkzeug zum Einschmelzen des Körpers entlang dem Werkzeug vom Impfling aus geführt wird und daß die Tiegelwand über einen Teil ihrer Länge (Bereich 2 und 3) derart auf das Kristallwachstum einwirkt, daß bei diesem nach einem zuerst vom Impfling beeinflußten Wachstum in Achsrichtung [111], ausgehend von der Ausbildung der Tiegelwand im Bereich 2 eine gleitende Umorientierung der Kristallachse des Einkristalls in Richtung [100] und im Bereich 3 durch eine unterschiedliche Ausbildung der Tiegelwand eine weitere gleitende Umorientierung in Richtung der Kristallachse [111] erfolgt und daß nach Austauchen aus der HF-Spule das Werkzeug mit dem Penetrator langsam abgekühlt und der Impfling entfernt wird.7. A method for producing a penetrator according to claim 1,
characterized,
that a body made of an alloy of tungsten and rhenium is introduced into a crucible-like tool with an internal shape corresponding to the penetrator, a single crystal seed of the crystal axis orientation [111] being attached to the bottom of the tool, that an RF coil relative to the tool for melting the body is guided along the tool from the seedling and that the crucible wall acts on the crystal growth over part of its length (areas 2 and 3) in such a way that after a growth in the axial direction [111], which was initially influenced by the seedling, starting from the Forming the crucible wall in area 2 a sliding reorientation of the crystal axis of the Single crystal in the direction [100] and in region 3 due to a different design of the crucible wall there is a further sliding reorientation in the direction of the crystal axis [111] and that after it has emerged from the HF coil, the tool with the penetrator is slowly cooled and the vaccine is removed.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873705382 DE3705382A1 (en) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | PENETRATOR AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| DE3705382 | 1987-02-20 |
Publications (2)
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|---|---|
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Family
ID=6321377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (3)
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