一、身管烧蚀条件及原因

发射时，身管内膛表面条件主要包括以下3个要素：

· 内膛金属及其成分和性质

· 发射药。现代火炮通常采用双基或三基发射药，等容爆温高达3000K及以上。火药燃气成分包括一氧化碳、二氧化碳、氢、水、氮气、氨气、甲烷、硫化氢、一氧化氮等。

· 弹丸及弹带（由纯铜或黄铜制成）

此时弹带在压力作用下挤进膛线中，产生挤进应力。弹带离开膛线起始部向前运动数厘米时，其与内膛壁之间的温度以足够将其表面熔化，为弹丸在膛内运动提供液体动力润滑。火药燃气通过强制对流向内膛壁传热，导致膛线起始部表面及以下产生剧烈温升，从而出现马氏体向奥氏体转变（α-γ转变）。同时，火药燃气反应将内膛表面转化成碳化物和氧化物，部分碳和氮扩散至热影响区深处，稳定部分奥氏体相。此区域主要包括外白层、内白层和热变质层，是影响火炮烧蚀的关键区域。内膛表面金属在高温作用下熔化并在高速气体作用下脱落，重复射击导致表面出现热疲劳，进而产生热裂纹。炮管在压力和挤进应力作用下膨胀，进一步加重了内膛壁破坏，使得更多内膛壁暴露在后续射击的热化学反应中。

可见，身管烧蚀的三个主要影响因素包括：

· 热效应造成的身管内膛表面熔化或软化，进而脱落。

· 内膛表面与火药燃气的化学反应。

· 弹带挤进和附着力造成的机械效应。

二、烧蚀抑制方法

热效应是烧蚀的最重要原因。温度对内膛金属的影响可能与金属和火药燃气之间的化学反应有关，因为若能量生成率相同，但发射药不同，烧蚀情况也不同，不过当然还要考虑爆温不同造成的影响。无论其具体机理如何，烧蚀都是火药燃气至内膛传热率的函数。因此，以下三种方法可控制烧蚀：

1. 增强内膛的抗高温能力。例如使用涂层，可考虑的使用高熔点金属涂层，如铬、钨、钼和钽。

2. 降低火药燃气传热率。

① 最直接的方法就是降低爆温，但是爆温降低会导致火药力降低，火药力降低则会影响弹道性能。因此，目前实际可操作的办法仅是避免使用爆温过高的发射药。

② 另一种广为使用的办法就是使用护膛剂，护膛剂通常以药筒内内衬的形式存在，霉菌早期曾使用高密度聚氨酯泡沫，将其粘在药筒内部，用于M68式105mm坦克炮。后来又将石蜡和二氧化钛以55%和45%的比例调配用作护膛剂。此外还使用过含滑石粉和液态硅的可燃药筒。石蜡/二氧化钛护膛剂将M68的磨损寿命从最初的100发（发射高初速脱壳穿甲弹）显著提升至10000发（当然，疲劳寿命远低于磨损寿命）。内衬的效能与其在药筒中的位置关系很大。下图为一台M1128式机动火炮系统，其主炮也是一门改进过的M68式105mm坦克炮（M68A2E4）。

3. 采用塑料弹带或改进膛线设计，从而降低挤进应力。

注释：

三基发射药：triple base propellant。单基药指仅有一种成分的发射药（如硝化纤维）；双基药指有两种成分的发射药（如硝化纤维和硝化甘油；三基药则是三种成分（如硝化纤维、硝化甘油和硝基胍）

等容：isochoric，或isometric。等容过程是体积不变的热力学过程。如加热密封无弹性容器中的气体，气体体积不变，但压强和温度会增加。

黄铜：gilding metal。

液体动力润滑：hydrodynamic lubrication。

马氏体向奥氏体转变：martensite-austenite transformation。需要高温实现。

膨胀：dilation。

钼：molybdenum。

石蜡：paraffin wax。