关于问题现代火炮的炮管是怎样制造出来的？一共有 2 位热心网友为你解答:
【1】、来自网友【皇家橡树 1972】的最佳回答：
我军 59－1 型 130 毫米口径加农炮正在怒吼，炮管是火炮的最主要部件，它的质量好坏直接影响到了火炮的使用寿命和射击精度，所以各火炮制造大国都不遗余力的强化炮管制造工艺，来提高火炮的性能，那么火炮的炮管是怎样生产出来的呢？
图片里是冶炼火炮钢的主要生产设备“三相交流电弧炉”
，橙色箭头所指就是石墨电极，通常情况下冶炼炮管钢要使用可熔炼 25 吨（T）～50 吨钢水之间的电弧炉才适宜，炉子太大容易出现搅拌不均匀，化学成分炉内偏析、小了钢水冶炼太少生产效率太低，电弧炉冶炼的钢水很纯净，各种有害物比较少，并且电弧温度达到了 6000℃，非常适合“氧化法”炼钢。
电弧炉炼钢的生产流程就是图片上示意的这样，炮管钢液合金化之后，温度合适了就可以出钢，倾倒进盛钢桶（钢包）内进行炉后作业，需要将钢水先铸造钢锭，再经过“开坯机”（初轧机）轧制成电渣重熔炉需要的各种规格直径的自耗电极（圆形棒材）。由于铸造工艺水平提高了，目前可以采用连铸方式直接生产出各种直径的自耗电极。
图片上就是电渣重熔炉所用的自耗电极，电渣重熔生产的原理和我们平时看见的电焊没啥区别，只不过细焊条变成了粗钢棒，由于电渣重熔炉冶炼的钢锭都很大，最大的有 430 吨重！这需要很多根自耗电极。
图片上这个设备就是电渣重熔炉，有三到四个机械升降臂卡住自耗电极，机械臂内部有电缆、电流输出设备…其原理和普通“电焊把”没有区别，电渣重熔就是将一根根的自耗电极熔化最后累积成一个大型钢锭，并且钢锭内部很致密缺陷很少，电渣重熔生产最大的好处就是可以生产出更大的钢锭，单个重量普遍超过 25 吨，而一般的模铸法浇铸出来的钢锭最大的也就十几吨的重量。
电渣重熔炉生产出来的 40 多吨多棱型大型锻造钢锭，现在炮管用的钢锭要比它还大。
电渣重熔还能出生产圆形钢锭，随着科技的进步，现代大型水轮发电机的转子用单个钢锭重量都要超过 300 吨级别，采用普通模铸法或者沙坑铸造方式根本生产不出来！所以，电渣重熔生产方式是重型机械制造的基础。
大型炮管钢锭生产出来之后，下一步的工序就是使用万吨级别的“液压机”（油压）将它锻造成各种规格的炮管初坯，然后将其截成需要的尺寸，这个过程能耗非常大，几十吨的钢锭要将它加热到红热状态需要大量的燃料，比如：煤气或者天然气，烧这么一个大钢锭所需的燃料至少够一个 1000 人小区四五天的燃气用量。而万吨级别油压机（至少 3 万吨等级）是重要的机械工业设备，世界上没有几个国家可以制造出来，并且是技术封锁的，有钱也很难买得到！凡是可以制造炮管生产工艺的国家，都必须自己掌握万吨级别油压机制造技术，仅这一项就将 200 多个国家和地区阻挡在了大口径火炮制造的门槛之外！
炮管初坯还要进行中心穿孔工序，然后定尺以便下一步的精锻锻造工序。
3000 吨级别的旋转精锻机，是把初坯加热到红热状态，使用四个重锤头将初坯在匀速旋转状态下锻造出炮管成品机械加工前所需要的尺寸，它是一个物理拉长的过程，旋转精锻机是高档的专业设备，价值数千万美元，还需要有出口许可证才能买得到，也是受严格限制的重型机械制造装备。
炮管精坯锻造完成后需要进行热处理工艺，热处理工艺是炮管生产的重中之重！这道工序的技术高低直接影响到了炮管的质量，炮管的工作环境非常恶劣，既要经受发射药的高温高压气体的侵蚀，也要经受弹丸高速摩擦力，要是热处理工艺欠佳炮管的使用寿命会很短。
炮管精坯热处理完成之后要进行液压矫直，这道工序也非常重要，炮管即便是出现肉眼看不到的弯曲度也会影响到火炮的射击精度，很细微的弯曲有可能出现上百米的射击误差，要是出现这样的情况火炮也就失去了精准性，甚至是使用价值！战场上是人命关天的，谁愿意使用射击精度很差的装备？
液压矫直后要对炮管精坯的表面和内壁进行初步切削，并且检查是否有气孔、沙眼、夹杂…等缺陷，如果缺陷有但是很少，可以采取技术手段将其消除，如果问题很严重只能报废。
表面和内壁粗加工之后要进行炮管内壁镗转工序，就是将炮管内部切削成火炮需要壁厚。
图片上是枪管钻刀，炮管钻刀外形与它是一样的，只不过大小不同，深孔钻刀的截面呈 V 字型，探进炮管进行切削时钢屑会从 V 口处排出来，不会在管内积累形成积累。
外表和内壁切削加工后的炮管进入到非常关键的“自紧工艺”！自紧工艺就是使用液压或者机械手段将炮管内壁塑性变形，而外表仍然在弹性极限内，当自紧过程结束后炮管内壁会产生残余压应力，炮管外部会产生残余拉应力，炮弹发射时会产生高膛压，炮管内壁的压应力会部分抵消发射药气体所带来的拉应力，从而改善了炮管内壁的金属受力状况，图片上就是液压自紧机，那根钢棒是内芯，为了减少液体的填充量，加一根棒芯即可以固定炮管又减少了填充液的用量。
自紧过程大概其就是图片所表现的这样，a 是未自紧前的炮管，b 是开始挤压，这个过程就是液体在数百个大气压力下形成向外扩张力，但炮管外表不产生塑性变形，而内壁挤压后钢的密度会有很大的提高，c 是自紧后炮管内壁的状态。
炮管自紧后还要进行最后的稳定化热处理，为了防止炮管受热出现细微的弯曲，需要放在“竖炉”当中，在 300℃的温度内保持 6 个小时的时间。
稳定化热处理之后开始进入到炮管制造最关键是膛线加工工序，图片上这个设备叫做“深孔窥探仪”，将它的光纤探头伸进管内进行每一平方毫米面积的检查，就是看看炮管内壁有没有细微的裂纹，图片上这台设备别看体积不大，但是价值超过 10 万块钱。
巨型拉刀，拉刀是加工炮管膛线的主要工具，由于形状复杂它的制造非常困难，上面需要安装上千个金属陶瓷刀头（硬质合金）根据炮管直径的不同它的直径规格也有粗细，价格从万余美元到几万美元之间不等。
膛线的加工完全要靠高级技师的经验，因为它是深孔加工工艺，外面根本看不到内部的切削情况，需要高级技师通过刀杆的振动和切削冷却油的温度进行判断内部是否切削正常…这需要有几十年的工作经验积累才行！即便是这样世界各大火炮制造国家，每一年在这个工序上也要有上万吨的废品出现！
膛线加工完成后还要进行精磨工艺，就是将加工时所产生的金属毛刺处理掉，再研磨成最终需要的炮管直径精度，精磨工序之后还有“镀铬”工艺，使炮管更加耐高温气体腐蚀…。
通过前面这些简要的图片说明就可以了解到火炮炮管的制造是极其繁琐的！它的制造完全是现代大工业的产物，没有 50 年甚至上百年的重工业化根本制造不出来火炮！还需要国家每一年都要进行巨额资金投入形成产业链才行，而与这条产业链相关的工人、工艺师、工程师少则数百万，多则上千万，这些人的教育与培训工作又要花费巨额资金，工厂的建设、设备的安装、人员培训，这三比费用至少要上千亿的投入！
所以，目前世界上可以制造火炮的国家就那么几个，各个都是强大的工业化国家！而其他国家若是想自己制造火炮，就得进入艰苦卓绝漫长的工业化才行，否则根本没有可能制造出来火炮。
【2】、来自网友【装备空间】的最佳回答：
问题范围有点笼统了，现代火炮的范围太大、包含的种类过多，虽说大体制造上有很多的相似之处，但至少仅以“坦克炮”和“大口径舰炮”来论，其从技术指标到炮钢材料、后续加工工艺或多或少都有不同。所以，本文仅能泛泛而谈了。
火炮身管的基本需求
以坦克炮为例，其大体上由身管、炮闩、摇架、俯仰机构、转动机构、平衡机构和抵消后坐力装置等组成，但就其本源，最核心的部件还是火炮身管。因此谈论火炮的制造，就必须先谈谈身管的制造技术。
实际上，由于坦克炮的性能指标要求，其身管制造在所有火炮类型中来说都算是要求比较苛刻的，简单来说就是要兼顾寿命、强度、刚度、韧性、重量等实际需要，又要平衡技术性能、经济性、便于量产的现实矛盾，所以制造合格的火炮身管，与在实验室开发一款新型高强材料是两码事。那么我们下面就从火炮身管材料（炮钢）的选择、冶炼以至于后续的加工工艺来略作说明。
火炮身管的材料与冶炼
研制一型机械设备，首先就要获取合适的材料，火炮身管材料（炮钢）的第一次大发展就要追溯到
1850 年左右
，当时开发了
铸造法制备炮钢并使最终火炮身管中残留有一定的压应力，炮钢的抗拉强度能够做到 200MPa
。进入
20 世纪以后
，随着材料学的进步，人们通过
调整 Cr-Mo-V（铬-钼-钒）系钢材的化学成分比例
，进一步提高了炮钢的韧性、强度、疲劳特性等性能。通过不断的研发试验，科研人员又发现
Ni（镍）对于炮钢来说是一种非常有益的元素
，能够抑制钢材晶粒的粗大化发展，在提高钢材强度的同时，还能改善其塑韧性，提升淬透性，这种发现迅速推动了含 Ni 炮钢的推广，即使到今天
Cr-Ni-Mo-V 系中碳低合金锻钢
仍然
统治了绝大多数火炮身管材料。
这也从一个侧面反应了如今依靠调整化学成分来改善炮钢的力学性能，已经暂时走到了尽头，无非是在七十年代采用中强度 2%含 Ni（镍）炮钢，发展到如今含 3%左右 Ni 的较高强度炮钢来应对更高的膛压需求而已。
总体来说，
通过化学成分提高炮钢性能的方法暂时已经穷途末路
，除非在材料学上再次完成一次突破性发展
（比如国外正在研究的复合材料炮管和新型炮管绿色抗烧蚀涂层技术等）
。但是，对炮钢性能要求的提高仍然没有止步，我们只好另辟蹊径，在冶炼工艺上做文章，这也是本文下节的源起。不过，
大家还是要明白
，材料成分本身不是不重要，只是现有技术在兼顾各项性能以后已经穷尽了办法，终归
炮钢材料成分直接影响着火炮身管的强度、韧性、淬透性、低温韧性、回火脆性、韧脆转变温度
等具体性能，研究炮钢材料中合金元素的添加种类和比例仍然是一个重要课题。
火炮身管材料的冶炼工艺
上文我们已经说到，通过调整炮钢化学成分的方法来提升性能已经遭遇瓶颈，那么
提高冶炼钢水的纯净度就成为改善钢材综合性能的主要办法
。
有效去除和控制炼钢时钢水中的
S（硫）、P（磷）等非金属夹杂元素，Pb（铅）、Sb（锑）、Bi（铋）、As（砷）、Sn（锡）等痕量元素（一种根据地壳中元素含量的划分方法），氧、氢、氮等有害气体（以上可以笼统的认为是对炮钢性能有不利影响的化学元素），
可以保障炮钢的锻炼韧性、疲劳寿命和横向性能。
为了获取纯净的钢水，我们在炮钢的生产过程中必须从炉料就开始严格控制，并且需要采用真空处理、二次精炼等技术；针对钢水中仍然含有的夹杂元素，可以加入稀土、镁、钙等元素进行脱硫和夹杂形态控制；在钢材的组织结构和杂志含量得以有效控制的前提下，我们可以通过锻造（压力加工）来控制元素分布均匀性（主要是 C 碳元素）。但是，碳元素的宏观偏析（在钢锭、各锻件梯度和圆切片中分布差距很大）通过压力加工只能改变偏析模式而无法消除，我们只能通过炮钢的精炼工艺来改进凝固机理、防止溶质元素流动富集。谈到这里，我想大家又要想起“老生常谈、高大上”的“电渣重融”技术了，没错电渣重融的确是一种不错又有效的精炼工艺，但绝不是唯一，且多么“高大上”的东西，这种技术苏联和德国已经开发并使用了半个多世纪了，而苏联上世纪六十年代就对法国出口了电渣重熔炉和相关技术专利，想想世界各国用这东西已经这么久了，况且这东西本身又不存在禁售。所以谈其火炮身管技术先进与否，绝不是一台炉子和是否采用电渣重熔这么简单，我国科研人员所耗费的艰辛不足为外人道也。
上图为法国 L`ONDANINE 兵工厂从前苏联引进的具有上世纪六十年代水平“电渣重融炉”的基本参数，该厂是法国主要的火炮身管制造厂家，在此只想说明电渣重熔技术仅仅是火炮性能改良中的一个小篇章，又老又成熟，着实没啥可吹的。事实上，电渣重熔的技术原理非常简单，将金属钢锭安装在电极下面，浸入在熔渣池中熔融的熔渣里（
熔渣需要具备较高的电阻率，以便电流通过时大量产生热来融化钢锭；同时要具备碱性，可以起到脱氧、脱硫效果；还有有很好的熔融流动性，可以进行充分的化学物理反应
），接通的交流电在通过熔渣时因其高电阻而大量产生热量，将浸入的钢锭熔化，熔化后的钢水通过熔渣池滴入熔融池，在进过冷凝器化热重新凝结成钢锭。通过这种方法，可以显著降低钢材中的非金属夹杂、有害气体含量，晶体颗粒更加细小均匀致密，有效提高钢材的力学性能。
值得注意的是，电渣重熔技术并非高性能火炮身管炮钢的唯一精炼方法，著名的德国豹 2 坦克 120mm 滑膛炮（自用版）就不是电渣重熔法，德国当时使用的是 13.5 吨真空自耗电极电弧炉将钢锭重熔成所需的精炼钢锭。作为电渣重熔炉技术的先驱之一，德国很早就装备电渣炉，但是他们依然使用真空自耗炉来精炼炮钢是有其具体原因的（略去不讲），这里只说一下德国人自己进行的电渣重熔精炼和真空自耗精炼出来的钢材性能研究：
德国人利用电渣重熔炉精炼出直径 1000mm，长度 5000mm 的精炼钢锭，锻打成五根火炮身管，与利用真空自耗电弧炉重熔炼出的钢锭锻打成炮管进行了试验比较和化学分析，所得结果基本一致
，两种制备方法通过后续工艺制造的火炮身管性能没有差别。同时，为了进一步的比对两种方法精炼钢锭的性能，又采用了同一炉号冶炼出钢锭进行试验：
基本上，两种精炼办法在产品性能上并无明确的“谁高谁低”，左右选择哪种办法进行精炼的因素，可能就是经济性、钢厂现有配套设备适用性以及工艺延续性等现实条件的考量。
火炮身管的后续制造工艺
经过精炼后的身管坯件，后续要经过锻造、热处理后续加工等步骤，就能够打造出合格的火炮身管。以德国的大口径、高膛压火炮身管（真空自耗法精炼炮钢到最终成炮）的典型工艺为例，其具体步骤是：
30 吨碱性电弧炉冶炼、真空脱气下注法浇注钢锭电极、电极清理打磨并切头、12 吨真空自耗电弧炉重熔精炼钢锭、锻造加热炉加热、压力机锻造、井式（立式）炉热处理得到合格的身管炮钢毛坯，再经进一步的校正、机加工、身管自紧、表面处理、检验检测、等工序，基本就完成了火炮身管的制造。
由于内容量过大，本文的长度已经大大超过我的原本预期，所以关于火炮身管后续加工的具体情况，就不在这里赘述了，需要交流的朋友可以关注留言。此外，需要注意的是，炮钢精炼出来的钢锭不一定都是实心的，美国的火炮身管制造很早就采用了“电渣重熔空心管坯”技术，这样就大量提高了材料的利用率和节省后续深孔切削的工作量，其电渣重熔空心管坯的电渣炉是美国自己研制的，但是后续锻造所用的旋转精锻机则是从奥地利进口的。因此，一说哪种设备需要进口就“高潮”的朋友们，就暂时闭嘴吧，工业领域目前还没哪个国家可以完全依靠一己之力去生产各种合用的设备。
