thermophysical properties of this steel can be used as input data for numerical simulations of heat transfer in gun barrels. Both the LFA 427 laser flash apparatus in the RT 1000℃ temperature range and the LFA 467 light flash apparatus in the RT 500℃ temperature range were used for thermal diffusivity tests. Specific heat capacity was investigated in the range RT 1000℃. The specific heat was determined by two methods, i.e. the classical method, the so-called continuous-scanning method and the stepwise-scanning method according to EN ISO 11357-4. The paper compares both methods and assesses their suitability for testing the specific heat capacity of barrel steels. Thermal expansion was investigated in the range RT 1000℃. Inconel 600 was selected as the reference material during the thermal diffusivity test using LFA 467. Light microscopy (LM), scanning electron microscopy (SEM), and Vickers microhardness measurements were performed to detect changes in the microstructure before and after thermophysical measurements. We compared the results of measurements of the thermophysical properties of 32CrMoV12-28 steel with the results of our tests for other barrel steels with medium carbon content, i.e. X37CrMoV5-1 (1.2343), 38HMJ (1.8509) and 30HN2MFA. The comparison was made in terms of shifting the effect of material shrinkage towards higher temperatures.

amunicji 35x228 mm: z pociskiem podkalibrowym FAPDS-T oraz z pociskiem ćwiczebnym TP-T. Lufę o długości 3150 mm podzielono na 6 stref i w każdej z nich obliczono temperaturę w funkcji czasu wzdłuż grubości ścianki lufy podczas strzelań. Wyniki porównano dla obu rodzajów amunicji.

mm: with FAPDS-T projectile and TP-T practice projectile. The 3150 mm long barrel was divided into 6 zones and in each zone the temperature versus time was calculated along the barrel thickness during firing. The results were compared for both types of ammunition.

skurcz materiału. Sposobem na podwyższenie trwałości luf jest zmiana rodzaju stali na taki, w którym ta przemiana nie zachodzi lub ma miejsce, ale w wyższych temperaturach. W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych wszystkich wymienionych powyżej własności termofizycznych pięciu wybranych stali lufowych, tzn. 38HMJ, 30HN2MFA, DUPLEX 2205, WCL oraz MARAGING 350. Pomiary wykonano w zakresie temperatury od pokojowej do około 1100℃. W ten sposób utworzono bazę danych własności termofizycznych tych stali jako dane wejściowe do wykonania obliczeń wymiany ciepła w lufach broni strzeleckiej i armat.

occurs. The way to increase the durability of the barrels is to change the steel grade to one in which this transformation does not occur or does occur, but at higher temperatures. The paper presents the results of experimental studies of all the above-mentioned thermophysical properties of five selected barrel steels, i.e. 38HMJ, 30HN2MFA, DUPLEX 2205, WCL and MARAGING 350. Measurements were made in the range from room temperature to about 1100°C. In this way, a data-base of thermophysical properties of these steels was created as input data for the calculation of heat transfer in the barrels of small arms and cannons.

layer of chromium or nitride. When calculating heat transfer in a barrel, constant and temperature variable values of thermal conductivity, specific heat and density (in the range from RT (Room Temperature) up to 1000℃) in the 30HN2MFA steel were assumed. The test results were compared for both cases. A barrel with a total length of 3150 mm was divided into 6 zones (i = 1,…, 6) and in each of them, the heat flux density was calculated as a function of the time 𝑞̇𝑖(𝑡) on the inner surface of the barrel. In each zone, the heat transfer coefficient, as a function of the time hi(t) and bore gas temperature as a function of the time Tg(t) to the cannon barrel for given ammunition parameters, was developed. A calculating time equaling 100 ms per single shot was assumed. The results of the calculations were obtained using FEM implemented in COMSOL Multiphysics ver. 5.6 software.

azotku. Przy obliczaniu wymiany ciepła w lufie przyjęto stałe oraz temperaturowo zmienne wartości przewodności cieplnej, ciepła właściwego i gęstości (w zakresie od temperatury pokojowej (Room Temperature) do 1000℃) dla stali 30HN2MFA. Wyniki badań porównano dla obu przypadków. Lufa o łącznej długości 3150 mm została podzielona na 6 stref (i=1,…,6) i w każdej z nich obliczono gęstość strumienia ciepła w funkcji czasu 𝑞̇𝑖(𝑡) na wewnętrznej powierzchni lufy. W każdej strefie obliczono współczynnik przejmowania ciepła w funkcji czasu ℎ𝑖 (𝑡) oraz temperatury gazów prochowych w funkcji czasu 𝑇𝑔(𝑡) w lufie armaty dla zadanych parametrów amunicji. Dla pojedynczego strzału do obliczeń przyjęto czas równy 100 ms. Wyniki obliczeń uzyskano za pomocą MES zaimplementowanego w oprogramowaniu COMSOL Multiphysics ver. 5.6.

zastosowano: grafit POCO, ceramikę Al₂O₃, ceramikę ZrO₂-3Y₂O₃. Dla porównania przeprowadzono również symulacje numeryczne wymiany ciepła w dyszy wykonanej w całości ze stali St 45, której temperatura topnienia wynosi 1700 K. Czas pracy silnika był rzędu 3 s. Symulacje numeryczne wykonano za pomocą programu CO MSOL Multiphysics. Wyniki obliczeń podano w postaci zależności temperatury oraz gęstości strumienia ciepła w funkcji czasu w przekroju krytycznym.

POCO graphite, Al₂O₃ ceramics, and ZrO₂-3Y₂O₃ ceramics. For comparison, numerical simulations of the heat transfer in a nozzle made entirely of St 45 steel, the melting point of which is 1700 K, were also carried out. The engine’s working time was of the order of 3 s. Numerical simulations were performed using the CO MSOL program. The calculation results are given in the form of temperature dependence and heat flux density as a function of time in the critical cross-section.

łącznej grubości 30 mm, d) czterech warstw o łącznej grubości 40 mm. Pomiary wykonano w zakresie temp. od około 0oC do około 50oC Wyniki badań k w funkcji grubości próbki l oraz w funkcji temp. T porównano z takimi samymi badaniami wykonanymi w ostatnich latach przez autorów dla styropianu białego w kropki firmy Termoorganika (Polska) oraz styropianu grafitowego firmy Arbet (Austria) [3-6].

thickness of 20 mm, c) three layers with a total thickness of 30 mm, d) four layers with a total thickness of 40 mm. The measurements were carried out in the temperature range from about 0oC to about 50oC. Thermal conductivity test results as a function of sample thickness k(l) and in function of temperature k(T) were compared with the same tests made in recent years by the authors for Polystyrene in Dots manufactured by Termoorganika (Poland) and Styrofoam Graphite manufactured by Arbet (Austria) [2-6].

Pomiary k(T) wykonano dla czterech próbek: a) warstwy maty aerożelowej o grubości 10 mm, b) dwóch warstw maty o łącznej grubości 20 mm, c) trzech warstw o łącznej grubości 30 mm, d) czterech warstw o łącznej grubości 40 mm. Praca jest kontynuacją [9], w której przedstawiono wyniki k(T) dla tej samej maty w zakresie temp. od około 0°C do około 50°C. Wyniki badań k(T) porównano z takimi samymi badaniami wykonanymi przez autorów dla maty ceramicznej Superwool Blanket 607 firmy Thermal Ceramics (ZAMAC - filia w Polsce).

of the sample. Measurements were made for four samples: a) layer of aerogel blanket with a thickness of 10 mm, b) two layers of blanket with a total thickness of 20 mm, c) three layers with a total thickness of 30 mm, d) four layers with a total thickness of 40 mm. The work is a continuation [9], in which the results k(T) for the same mat in the temperature range from about 0°C to about 50°C are presented. The results of k(T) tests were compared with the same tests performed by the authors for the Superwool Blanket 607 ceramic mat by Thermal Ceramics (ZAMAC - branch in Poland).