在現(xiàn)代化高度發(fā)展的今天，各種戰(zhàn)爭武器從原來的皮實(shí)耐用的戰(zhàn)爭消費(fèi)品逐漸轉(zhuǎn)為經(jīng)久耐用且性能優(yōu)良的藝術(shù)品，如何盡可能的提高單位戰(zhàn)爭武器的效費(fèi)比是目前世界軍事發(fā)展的主流問題。這使得武器越來越向著精細(xì)化、可靠化發(fā)展。坦克作為戰(zhàn)爭之王，作為陸軍機(jī)械化部隊(duì)的重點(diǎn)發(fā)展對象，近年來也越發(fā)呈現(xiàn)出高科技精細(xì)化的特征。

▲ （圖為精準(zhǔn)的德國工藝豹豹AAAA）

對于坦克來說，最直接的提升戰(zhàn)斗力的方法就是提高火炮的戰(zhàn)斗能力?，F(xiàn)代第三代主戰(zhàn)坦克的坦克炮相比第一代主戰(zhàn)坦克的坦克炮有著質(zhì)的飛躍，這種提升不僅僅是口徑和身管上的提升，更是彈藥和火炮制造工藝飛速發(fā)展的成果。在火炮制作工藝中，有這樣一個名詞常居熱搜榜首位，它就是著名的電渣重熔技術(shù)。

▲ （本期節(jié)目最慘當(dāng)家，2A46）

電渣重熔技術(shù)，英文名為Electroslag Remelting簡稱ESR技術(shù)。嚴(yán)格來說是屬于一種特殊的冶金技術(shù)，主要用于高精度規(guī)整鋼構(gòu)結(jié)晶體的制造工作。這么說來可能有些麻煩，而且聽不懂，那么我給大家簡單的介紹一下吧。

對于常規(guī)的鋼鐵冶煉來說，我們先用高爐將鐵礦石煉化為鋼水，然后將鋼水冷卻制作出鋼鐵的粗胚，再利用這個鋼鐵的粗胚進(jìn)行二次加工。這種粗胚一般采用直接冷卻鍛壓式制造，晶體結(jié)構(gòu)不規(guī)整，且會出現(xiàn)縫隙以及斷裂層的情況。即使這種鋼板可以進(jìn)行常規(guī)工業(yè)制品的制作（然而實(shí)際使用時，一般沒有人用粗胚，需要進(jìn)行二次精煉和去渣熔渣等工藝），但對于精益求精的軍工品來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠格的。

▲ （電爐轉(zhuǎn)平爐冶鋼，目前最廣泛使用的煉鋼技術(shù)）

而在鋼鐵制造當(dāng)中有一個非常重要的組成成分叫做渣，這個渣一般指的是鋼鐵中一些特殊的組成成分，比如硫磷鈣等特殊元素，這些會影響鋼鐵的酸堿度和粘度，而一些特殊的添加成分，會使得鋼鐵擁有特殊的性質(zhì)。例如，在電渣重熔技術(shù)當(dāng)中，電渣重熔渣的主要成分是氟化鈣，氧化鈣和氧化鎂。

而電渣重熔技術(shù)則是在煉鐵的過程當(dāng)中進(jìn)行的一個精煉操作。電渣重熔是指常規(guī)平爐轉(zhuǎn)電爐的鋼鐵作為一個電極，另一極位于水冷電渣池的底部。將兩極通電，產(chǎn)生的大量熱量將鋼鐵融化，金屬液滴在電流的作用下向渣池底部運(yùn)動，在渣池底部會形成一個由內(nèi)而外凝固的鋼錠。這個鋼錠的外形和層次以及內(nèi)部金相結(jié)構(gòu)都是可控的，而且質(zhì)地均勻純度極高，是目前可獲得的工業(yè)用鋼中純度最高、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)最穩(wěn)定的。

這么一講，可能大家會有些懵，那我就拿大家最常見的和泥巴來抽象解釋一下。

常規(guī)的鋼鐵冶煉可以理解為，將大量的泥巴和水形成半流體狀，再把這種半凝固的泥巴塑造成自己想要的形狀并曬干，這就成了最早期的泥巴胚。這種泥巴胚看似很結(jié)實(shí)，但實(shí)際上如果進(jìn)行二次加工，他的單位結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是非常非常低的。就好像我們在用泥巴做一個陶器時如果泥巴的質(zhì)量不好，壁厚必須要非常厚，否則就非常容易斷裂。

而電渣重熔技術(shù)可以理解為，我們將泥巴放在水中攪拌，在去除雜質(zhì)之后將上清液不斷撇除，最后得到位于底部的質(zhì)地較為均勻且密實(shí)的泥巴，這種泥巴的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度非常好，可以用來制作一些較為精美的陶器。當(dāng)然，這種比喻比較簡單粗暴，跟專業(yè)相比仍有一定的差距，但卻能較好的形容出電渣重熔的根本原理。

而電渣重熔技術(shù)為什么能夠顯著提高火炮的身管強(qiáng)度呢？

我們之前說到，電渣重熔技術(shù)獲得的鋼材純度高，非金屬雜質(zhì)少，含硫度低，鋼胚表面光滑密致，金屬金相和化學(xué)成分極為穩(wěn)定。嚴(yán)格意義上講，電渣重熔技術(shù)形成的鋼胚屬于鑄造件，但它的實(shí)際金屬性能要遠(yuǎn)超同類的鍛造件，不需要進(jìn)行二次熱處理就會獲得非常良好的金屬規(guī)格。

▲ （某工廠單相電渣爐）

常規(guī)的坦克炮鋼高耐腐蝕性鋼材，一般來講采用鎳鉻鉬釩復(fù)合鋼材，需要有較高的橫向比例極限和極高的屈服強(qiáng)度。而現(xiàn)在坦克炮由于需要承受極高的膛壓和極高溫度，在具體采用鋼材時需要擁有比常規(guī)厚壁大口徑火炮鋼材更高的力學(xué)性能。也正因?yàn)槿绱?，常?guī)的鍛造武器鋼已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代坦克炮的需要。

在20世紀(jì)50年代，世界發(fā)展第一代主戰(zhàn)坦克時，火炮的炮鋼用的是堿性平爐雙聯(lián)冶煉法。而現(xiàn)代的電渣重熔技術(shù)，從20世紀(jì)70年代才開始發(fā)展，最早應(yīng)用于大口徑加農(nóng)榴彈炮的鑄造，后來應(yīng)用于第二代主戰(zhàn)坦克的火炮。然而從20世紀(jì)80年代開始，坦克炮炮鋼采用堿性電爐噴粉處理+真空脫氣工藝冶煉+電渣重熔，工藝之復(fù)雜讓我這個工科生腦袋直蒙圈。

電渣重熔技術(shù)從20世紀(jì)50年代開始發(fā)展并在20世紀(jì)80年代成為主流。在這個過程當(dāng)中，蘇聯(lián)的電渣重熔技術(shù)是走在最前線的。如今很多歐美國家以及其他工業(yè)強(qiáng)國，包括法國、德國和日本、南非等國的電渣重熔技術(shù)均來自蘇聯(lián)。而世界上獨(dú)立自主研制出電渣重熔爐技術(shù)的只有中國和英國。而更令人意想不到的是，這么厲害且工藝要求極高的技術(shù)居然是中國在上個世紀(jì)50年代的艱苦條件下，偶然間發(fā)現(xiàn)的。并在今天依舊保持著在電渣重熔冶金領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先。

在1958年6月，冶金部建筑研究院電查組在進(jìn)行電渣焊接機(jī)的焊接工作時為了消除無法避免的熱裂紋而采用的一種獨(dú)特的粉末電極式焊接。在焊接時將涂抹了鐵合金粉末的低碳鋼板作為自耗電極并進(jìn)行電焊。焊接效果十分出色，冶金部研究院根據(jù)這次偶然的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)。最終在1959年11月，北京鋼鐵學(xué)院與冶金部合作開發(fā)的第一個150公斤級電渣重熔爐。也正從此時開始，中國鋼鐵冶金行業(yè)開始使用并廣泛應(yīng)用這種先進(jìn)的冶金方式。而這種有極高純度和金屬性能的鋼鐵很早就被運(yùn)用到了武器研發(fā)上，并且在加工工藝上精益求精。

正是在這種精益求精的工藝要求下，坦克炮才有了如今的發(fā)展。電渣重熔對于坦克炮性能數(shù)據(jù)上的提升是顯而易見的。

以我們最為常見的最弱三代坦克（蘇聯(lián)老大哥，你死得慘吶?。┑?a46火炮為例，這款火炮采用的工藝是最常見的武器炮鋼+深孔加工工藝。雖然在火炮設(shè)計(jì)理念上采用了非常先進(jìn)的小藥室高膛壓設(shè)計(jì)理念。但無奈在金屬冶煉，尤其是電渣重熔技術(shù)上并沒有應(yīng)用，因此2a46火炮的數(shù)據(jù)非常難看。在同時期，2a46火炮的藥室容積為13.4升，炮管長度為6.35米，可惜最大膛壓僅為452MPa。這導(dǎo)致火炮發(fā)射3VBM20尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈有效穿甲深度僅為300MM/60°。這個數(shù)據(jù)連個蘇聯(lián)人都看不下去了，在西方坦克發(fā)展的同時進(jìn)行了改進(jìn)。其中最主要的改進(jìn)就是采用了自己的電渣重熔技術(shù)，生產(chǎn)了2a46m5型火炮，在保證要是容積不變的情況下，改進(jìn)了發(fā)射藥和最高膛壓，火炮穿甲深度驟增至700mm/60°（3VBM23），一雪前恥。

而西方的三代主戰(zhàn)坦克，大部分采用北約標(biāo)準(zhǔn)的萊茵金屬公司（精準(zhǔn)的德國工藝）Rh-120火炮。很可惜，這款火炮的德國制造版并沒有采用電渣重熔技術(shù)，而是采用技術(shù)難度更高的復(fù)雜工藝。但這款火炮的美國造版本m256型火炮采用的則是電渣重熔技術(shù)，因此我們使用美國人的數(shù)據(jù)。m256型火炮藥室容積為9.8升，炮管長度為5.28米，常規(guī)發(fā)射膛壓為570MPa。

從數(shù)據(jù)上就可以簡單看出，西方第三代主戰(zhàn)坦克的120毫米火炮，在保證藥室容積和炮管長度以及口徑均不如俄制坦克炮的同時擁有極高的坦克炮膛壓，因此它在發(fā)射120毫米尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈的時候擁有更高的炮口速度。例如美國人使用的m829型120mm尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈炮口初速高達(dá)1670米每秒，有效穿甲深度為540mm/2000m。而美國人目前使用的最新的m829a4彈藥的有效穿甲深度據(jù)推測接近恐怖的750毫米，炮口動能高達(dá)12.7兆焦，不得不說現(xiàn)代工程師真的是厲害（我是個假的）。

至于中國的主戰(zhàn)坦克炮管技術(shù)，我就不在此多贅述了（我怕進(jìn)去）。不過根據(jù)目前的資料公布而言，中國主戰(zhàn)坦克目前使用的98式125毫米坦克炮采用了目前中國最為先進(jìn)的電渣重熔和身管自緊工藝，其多項(xiàng)數(shù)據(jù)非常好看，不僅給蘇聯(lián)人扣了一頂大大的綠帽子，還拿著厚厚一摞好看的數(shù)據(jù)，狠狠的打了西方人的臉。尤其是在我國彈藥技術(shù)獲得突破，主戰(zhàn)坦克采用了三期鎢合金穿甲彈的情況下?lián)碛谐^西方XX%（20）以上的穿甲深度。在采用特種合金穿甲彈的情況下，甚至可以達(dá)到說都不敢說的地步。至于有多么可怕，大家看這張圖就知道了。

而這只是對電渣重熔對火炮膛壓部分的提高，電渣重熔技術(shù)對火炮最大的提高不僅僅是膛壓，對于火炮的重量和壽命也有著極大的提高，這就是另一個故事了。關(guān)于火炮壽命及重量的故事，我會在下一期身管自緊工藝的介紹當(dāng)中給大家詳細(xì)介紹，敬請期待。