角楼日落

现代步枪的枪管一般采用铬钼钢和不锈钢，枪管的寿命各有不同，要根据材料、工艺、弹药等因素决定。

枪支的枪管实际就相当于一个压力容器。由于枪管在发射弹药的过程中产生的压力峰值非常大，约3515.35公斤力/平方厘米(kgf/cm²)，因此需要特殊的钢来安全的承受这些压力。目前在步枪枪管中一般使用两种钢：高合金铬钼钢，不锈钢。

1、高合金铬钼钢属于碳素钢（碳钢），其合金成分包括：铬、钼、碳、硅，锰、镍、钒、杂质（例如磷或硫）。这种钢强度高、耐高温、耐高压，因此常用于高应力部件。在美国，这类钢被指定为4140、4150和4340型。4150型是美国军方用于M16步枪和M4卡宾枪管的钢材之一，其金属含量为：铬0.80–1.10%、钼0.15–0.25%、碳0.48–0.53%、锰0.75–1.00%、硅0.15–0.35%。

2、不锈钢，其最显著的特点就是耐腐蚀性，随铬含量的增加而提高。不同等级的不锈钢铬和钼的含量不同。枪管采用的是416型不锈钢，416型不锈钢是马氏体时效钢中的一种，可以像常规碳素钢一样通过热处理进行硬化。416不锈钢含碳量低，耐腐蚀性能好。由于低碳含量，马氏体时效钢具有良好的切削性，在老化之前，它们可以冷轧至90％而不会破裂。

416不锈钢的铬含量高，约12-14％，添加硫后具有很好的加工质量。不锈钢枪管的使用寿命比铬钼钢枪管更长，并且精度更高。

由于不锈钢比铬钼钢更昂贵，因此产量高的狩猎和军事步枪制造商大多采用铬钼钢。但是如今，想要从枪管中获得射击的最佳精度，射击者几乎毫无例外地选择不锈钢枪管。

用于制造枪管的钢，其抗拉强度应超过7030.69公斤力/平方厘米(kgf/cm²)。一般来说，可以通过硬化来提高钢的拉伸强度。另外，钢的冲击强度也是相当重要。但是随着硬度的增加，钢会因此而变得更脆。所以必须在抗拉强度与冲击强度之间进行权衡，对于枪管用钢，在“Rockwell C”硬度等级中，硬度值通常在25-32之间。

洛氏硬度（Rockwell hardness）是由洛克威尔（S.P.Rockwell）于1921年提出来的，表示使用洛氏硬度计所测定的金属材料的硬度值。该值没有单位，只用代号“HR”表示。洛氏硬度中HRA、HRB、HRC中A、B、C为三种不同的标准。

锤锻造步枪枪管的技术是德国在第二次世界大战前开发的，因为MG42机枪以每分钟1200发的射速发射，使枪管完全被熔化。第一台锤式膛线机于1939年在爱尔福特（Erfurt）建造。战争结束时，它被运送到奥地利，而后随俄国军队的发展，美国技术人员得以对其进行深入了解。

新型陶瓷波纹枪管

美国研制出一种枪用陶瓷衬管。普通枪管在高温下会发生弯曲变形，严重影响射击精度。研究人员使用一种硅和氮的混合物-“硅氮烷”，它被加热到760℃以上制成枪管内的陶瓷涂层。

早在2006年，美国陆军根据“DAAD17-02-C-0003”合同提供资金资助一家美国公司开发陶瓷波纹枪管，项目由美国陆军医学研究实验室（MD）监控。

陶瓷枪管能显著提高枪管寿命以及减轻小口径枪械的重量，其潜力相当大。但是，陶瓷管作为枪管的潜在能力受到一些因素的严重限制，因为很难在内径上引入膛线。陶瓷枪管要加工内部膛线，对材料提出了巨大的挑战。膛线槽和凹槽所需的扭曲率，加上加工陶瓷的难度，使得这种枪管的制造成本相当高。

研究人员希望陶瓷涂层枪管的机枪寿命能够延长2倍。一般情况下，15000发子弹是一般枪管的寿命期限。

枪管寿命

枪管的寿命各有不同，要根据枪管所采用的材料，加工工艺以及发射的弹药来决定。热量和压力是决定枪管寿命的两个主要因素。

军事规格的M-16/M-4镀铬内衬枪管，寿命为8000-12000发子弹。而最老式的民用.22口径步枪，由于弹药便宜后坐力低，也还能发射数千发子弹。民用不同于军用，其使用频率没有那么高。美国马林格林菲尔德步枪发射0.22 LR缘发式子弹，最高记录甚至达350,000发。

美国“DS Arms”公司的SA58步枪曾经进行过极限测试，其枪管能持续发射大约17000发子弹。最优质的卡宾枪，在每次更换枪管之前能发射约20,000发子弹。

血色黄昏的黄昏

枪管是枪械的主要组成零件之一，通常是以耐热不易变型的金属管打造而成，连接在膛室，当子弹被击发同时，因火药爆炸或气压所产生的膨胀气体，又或其他动力，会推动弹头通过枪管，最后成为高速的投射物射出。

为了让弹头被枪管投射出去以后在飞行过程中保持状态稳定性，枪管内刻有数条螺旋形膛线，子弹在火药燃气以及膛线的作用力下以高速旋转的形式飞行，从而达到提高射击精度的目的。

以AK-47自动步枪为例：该型步枪的枪管有4条右旋膛线，缠距为240mm，枪口初速约为710米/秒，子弹出膛后的旋转速度约为29583周/秒。

可见子弹在被击发到出膛这个过程中与枪管发生了剧烈摩擦，所以对用于制造枪管的材料提出了极高的性能要求，即耐磨性。

我们通常所理解的“枪管寿命”其实体现的就是枪管的受磨损程度，被子弹严重磨损的枪管将不再具备高精度射击功能，该枪管就可以报废了，也就是说该枪管的使用寿命到了。

▼下图为现代狙击步枪所使用的不同口径的枪管。

什么样的材料可以用来制造枪管？

简单来讲，只要能子弹投射的材料都能用来制造枪管，区别在于用性能符合要求的材料制造的枪管寿命长，性能的不符合要求的材料制造的枪管寿命短。

比如抗战时期八路军兵工厂制造的枪管寿命就非常低，由于当时我军缺乏冶金设备，在制造枪管时曾经使用过部队在作战中扒回来的日军铁路钢轨。

钢轨使用的材料为铁路专用高锰合金轨道钢（以下简称高锰钢），高锰钢是一种特别有意思的钢材，如果在钢中加入2.5—3.5%的锰，那么所制得的低锰钢简直脆得象玻璃一样，一敲就碎；如果加入13%以上的锰，制成高锰钢，那么钢材就变得既坚硬又富有韧性。

经防磨技术处理后，材料表面可达到500--550 布氏硬度，因此用高锰钢铺设的铁路能使用上百年。

虽说高锰钢符合了枪管耐磨性的要求，但是它的耐高温性能却很差，常温下其升温速度≥80℃/小时，当温度高于750℃时升温速度将会提高到100℃/小时；当温度达到980℃时开始呈熔融状态。

这就意味着使用高锰钢制造的枪管在持续发射弹药的状态下耐磨性将会线性下降，因此八路军用轨道钢制造的枪管寿命只有400发，一支新枪打两三场战斗就报废了。

可见非枪管专用材料同样可以用于枪管制造，只不过枪管寿命略低而已，使用非枪管专用材料来制造枪管的做法并非我军在艰苦年代的“专利”，现在许多非法枪械制造作坊依旧继续传承着该“专利”。

▼下图为八路军用轨道钢制造的“81式”马步枪，由于高锰钢的高温强度不够，因此该型步枪的枪管寿命只有400发。

制造现代枪管专用的材料——超高耐磨合金钢

耐磨合金钢应用于有一定冲击载荷的磨料磨损工况条件，它是指为满足特定的性能要求而有目的的加入其它元素的钢材。

耐磨合金钢以化学成分元素含量的多少分为三类：第一、耐磨低合金钢，合金元素总质量分数不超过5%；第二、耐磨中合金钢，合金元素总质量分数为5%-10%；第三、耐磨高合金钢，合金元素总质量分数超过10%。

现代新式步枪所使用的材料为40Cr合金钢，化学成分主要有C（碳，含量 0.37~0.44%）、Si（硅，0.17~0.37%）、Mn（锰，0.50~0.80%）、Cr（铬，1.2~1.5%）、Ni（镍，3～3.5%）、Mo（钼，0.5～0.78%），硬度为229HB，属于耐磨中合金钢。

40Cr合金钢除了超高耐磨性以外还有具备较高的高温强度，如何来理解合金钢的高温强度呢？

简单来讲，金属材料的强度与温度的关系为：强度随着温度的升高和下降而降低；塑性随着温度的升高而增加。

40Cr合金钢能在温度上升至750℃时不发生变形，在-40℃时不会脆化,当温度上升至900℃时塑性才会发明显改变，到1580℃时才会熔化。

也就是说枪管在连续发射子弹的过程中即使枪管发红，枪管的耐磨性也下降的不明显，比如95式自动步枪，连续不断发射600发子弹以后枪管才开始红，这个时候枪管温度逐渐升至750℃，超过这个温度后枪管耐磨性才开始下降，所以枪管寿命可达15000发。

▼下图为网络上合法出售的40Cr合金钢材质的高精度厚壁无缝钢管，只要将中空部位加工出膛线来，它就是一根可以制造枪支的枪管，这也是社会上泛滥枪支现象屡禁不止的主要原因。

子弹与枪管寿命的关系

枪管寿命的本质是枪管承受子弹摩擦次数的能力，比如说某型自动步枪的枪管寿命为10000发，这表示这根枪管能承受子弹10000次的摩擦。

为何如此耐磨的合金钢仅能承受子弹区区10000次的摩擦呢？答案跟子弹与枪管的摩擦形式有关。

子弹与枪管的摩擦形式并非机械传动中的公差配合式的严丝合缝摩擦，而是挤压式的摩擦，枪管是挤压物，子弹的弹头是受挤压物。

比如口径为7.62mm的56式自动步枪，其枪管的内径为7.62mm，而7.62X39mm子弹的弹头直径却为7.92mm。

很明显弹头直径比枪管内径多出0.3mm，子弹被击发时弹头的铜质被甲在火药燃气的推动下深深嵌入线膛内，并在运动中随着膛线的缠度而旋转，所以子弹是以被枪管膛线挤压的形式出膛的。

而子弹对枪管的摩擦就发生在膛线对弹头被甲挤压过程中，虽然单头的铜质被甲是延展性极好的软质金属，但是可以想象挤压式的摩擦对膛线的磨损是多么的厉害，因此即便是使用超耐磨硬质合金钢制造的枪管也只能承受10000次这样的摩擦。

需要特别指出的是，枪管所谓的“10000发”寿命并非连续承受10000次子弹的摩擦，而是枪管始终保持750℃以下的温度环境中的摩擦次数，即累计摩擦次数，世界上没有任何一种材料能够承受子弹连续10000次的摩擦。

举个例子：M16A2自动步枪的枪管寿命为20000发，但是每连续发射子弹超过600发以后就必须停止开枪，此时枪管已经发红，温度正在接近750℃，如果射击行为仍在继续，那么枪管的耐磨性将会在温度急剧升高中迅速下降，原本20000发的寿命极有可能下降为6000发甚至更小。

▼下图为M16A2自动步枪发射的5.56mm弹头，其铜质被甲上有明显的枪管膛线压痕，说明这是一支新枪所发射的子弹。

综上所述我们可以得出这样的结论：现代新式步枪的枪管是用诸如40Cr合金钢这样的超高耐磨性材料做成的，在正常使用的情况下枪管寿命可以达到10000发~20000发。

枪管的寿命与枪管的工况温度有直接的关系，如果连续发射子弹使枪管温度超过750℃且得不到充分散热，那么枪管材质的耐磨性将会下降，寿命将会减小，因此非紧急情况下是不允许将枪管打红的。

而枪管寿命损耗的本质是枪管中膛线的磨损速度，一旦膛线磨损到无法让弹头的铜质被甲完全镶嵌入线膛之中时则说明枪管寿命已经耗尽，子弹的射击精度无法得到保证，这就是“膛线都磨平了”的由来。

▼下图为一发7.62×39mm步枪弹的弹头，其铜质被甲上的线膛压痕模糊不清，说明这是一发从膛线基本被磨平的枪管里发射出来的，这根枪管的寿命已经耗尽。

兵器知识谱

无论是枪管还是炮管都是采用高性能的无缝钢管通过深孔加工打造而成的，枪管用无缝钢管通常的材料都是高性能的合金钢材，其具备较优秀的屈服强度、耐腐蚀性、抗冲击性能，但是其绝对硬度又不能太高，否则难以进行切割加工。目前使用较多的为添加了锰、硼元素的中碳钢，这种条件下的钢材可以达到各方面的性能统一，但是加工又不会太过于复杂，成本也属于中等，因此特别方便大规模工业化生产。

现代枪管由于冶炼和加工工艺的提高，承受能力超乎想象，一般是极少发生炸膛事故的，所以枪管的寿命通常取决于膛线的磨损程度，膛线一旦磨平，子弹就会无法旋转，打出去受到空气阻力就会失去稳定性，不仅射程会大幅降低，准确度也会极速下降，这样的枪支基本失去了使用意义，因此可以算作报废。
▲膛线

枪管的寿命是以其丧失弹道性能之前所能发射子弹的最大数量计算的，基本上约等于膛线磨平前所能发射子弹的数量。一般来说，现代手枪的使用寿命在3千发左右，步枪的使用寿命大多在1万发上下，小口径机枪则普遍能超过2万发，但是由于加工工艺和使用材质的差别，也会有一些出类拔萃的存在。例如我国的81式步枪的枪管寿命约1万发，而95式步枪则增加到了1.3万发，而美军的M16A4实际使用寿命只有约7千发，这也从另一个角度说明我们在轻武器可靠性上其实比西方更高，并没有传说中那么弱鸡！
▲81式突击步枪

军武吐槽君

我不知道国外的步枪枪管是什么材料，以前使用过81-1式自动步枪，除枪栓和击针为铬钼合金材料冷锻铣削而成，其余都是50碳素钢制成，其中外表发蓝处理，枪管内壁镀铬后淬火处理，维修时如无50碳素钢，可以用铁轨用T10钢代替，但淬火回火时要注意硬度。一般81-1自动步枪的使用寿命为4万发。

2020年油条

其实一支枪的使用寿命也就是这支枪枪管的使用寿命，随着枪支发射子弹时对枪管的磨损以及发射药对枪管的烧蚀，对于枪管都会有不同程度的损伤，当磨损程度严重到严重影响射击精度要求时，这支枪管的使用寿命也就到头了。现代新式步枪枪管所用的材料依然是钢制的。只不过是随着现代冶金工业技术的发展，在普通的钢材冶炼过程中加入了适量的稀有金属如铬、镍、钼、锰等，冶炼出高强度的合金钢。用高强度合金钢加工制造的枪管无论从耐磨损程度还是受热变形程度都同上世纪初使用普通碳素钢制成的枪管都不可同日而语。为了更有效的降低子弹发射药燃烧对枪管内膛的烧蚀，现代枪管还采用膛内镀铬的方法，有时甚至采用双层镀铬的方式，以增加枪管内膛的抗烧蚀和耐氧化程度，以上所采用的技术无非就是尽量延长枪管的使用寿命。至于现代步枪枪管的使用寿命，其寿命和射击的射速、连续射击的时长都有着密不可分的关系。一般论说如果是连续射击，估计很快枪管就会打红，在高温下枪管材料强度的退化是很严重的，如果一把枪连续射击的话，那么枪管的压力就很大了，如果是间歇性射击，那就能给枪管一点时间冷却，这样寿命就会提高很多。另外合理的对枪管的保养也可以有效的延长枪管的使用寿命。综合来看，以国产95式自动步枪为例，它的使用寿命一般就在10000—15000发左右。机枪相对寿命长些20000发左右，手枪相对短些3000—5000左右 ，不一而足。

幸运老辣椒

现代新式步枪的枪管材料还是金属，基本上还是合金钢。各国的材料和配方都是秘密不会公布于众。但基本上都是含镍、钼、鉻、钨、锰等元素的合金钢。枪管的使用寿命也因研制国家而不同，基本上理论指标都不低于一万发。

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