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另外由于当时的新型弹药允许步枪采用铝合金和塑料等轻型材料，因此ＡＲ—１５空枪重只有６．３５磅（相当于２．８９公斤）。但是斯通纳认为没有必要给枪膛镀铬，而且当时阿玛莱特公司也没有给枪膛镀铬的工艺能力，但军方在第二次世界大战期间的研究表明，对自动武器来说枪膛镀铬是大有好处的，因此军队宣布从Ｍ１４步枪开始，以后生产的步枪都要镀铬。
ＡＲ—１５的出现引起了美国军方的注意，从１９５８到１９５９年，陆军在本宁堡、奥德堡和阿伯汀试验场等地将ＡＲ—１５与Ｍ１４进行多次对比试验。
通过试验，表明ＡＲ—１５重量轻、易操控、易于分解结合，而且步兵部门报告说ＡＲ—１５会是Ｍ１４步枪的一个合适的替代品。但在稍后的测试中暴露了一些问题，如枪口焰大、精度不好、侵彻力差、使用３０发弹匣时故障率高，而且当雨水进入ＡＲ—１５的枪管中时发射会导致膛炸。斯通纳又重新设计并加强了枪管，但军械工程人员说问题仍然存在，这是．２２口径枪管可以预期的问题。美国陆军对ＡＲ—１５失去了兴趣，参谋长麦克斯韦·泰勒将军也不支持ＡＲ—１５而建议继续生产Ｍ１４。于是，阿玛莱特公司决定停止对ＡＲ—１５的研究，为了偿还一百四十五万美元的研制费用，仙童公司在１９５９年１２月把ＡＲ—１５的设计、制造与销售权以现金７５０００美元和４．５％的提成卖给了柯尔特武器公司。１９６０年，阿玛莱特公司进行改组，斯通纳在这次改组期间离开了阿玛莱特公司。
柯尔特公司进一步完善了ＡＲ—１５的设计，同时有一些外国军队也看中了这种革命性的新步枪。ＡＲ—１５最早的买家之一是英国陆军，他们采购了一批供ＳＡＳ在婆罗洲使用，值得一提的是，ＳＡＳ的对手印尼军队也是ＡＲ—１５最早的用户之一。
柯尔特公司把公司未来命运的赌注押在了ＡＲ—１５身上。柯尔特公司决定向军方高层发起一次大胆的攻势。首先，柯尔特公司开始攻击Ｍ１４步枪，然后，柯尔特公司试图影响国防部的其他高层官员。第一个被说服的高官就是当时的空军副参谋长柯蒂斯·李梅将军。在１９６０年６月４日，空军在德克萨斯州的一个空军基地试验了ＡＲ—１５，事后李梅将军确定采购８５００支ＡＲ—１５步枪以代替战略空军司令部的岗哨所装备的Ｍ２卡宾枪。柯尔特公司用同样的方法去影响美国国防部高级研究计划局（ＡＲＰＡ）。ＡＲＰＡ也认为ＡＲ—１５在实战中使用很适合，于是在１９６１年８月，越南军援咨询小组要求购买１０００支ＡＲ—１５让南越军队进行全面的实战测试，当时的国防部长批准了这一要求。在１９６２年初夏这项采购计划得以实施，通过实战测试，表明ＡＲ—１５在性能上优于其他武器。而美国陆军在１９６２年、１９６３年两次复试ＡＲ—１５，两次否定ＡＲ—１５，理由是远距离上精度差，易损坏。但在空军与军援咨询小组的努力下，国防部决定对ＡＲ—１５和现役的Ｍ１４进行一次效费比试验。ＡＲＰＡ的报告指出：通过对ＡＲ—１５和Ｍ１４的效费比试验表明，如果装备一定数量的ＡＲ—１５会使美国步兵拥有同装备ＡＫ—４７的苏联步兵相抗衡的火力，而且价格上也相当低廉。美军驻越南总司令威斯特摩兰也多次作出装备的请求，麦克纳马拉在１９６３年１月２３日命令Ｍ１４停止生产。此时，空军将在越南使用的ＡＲ—１５命名为ＸＭ１６。在１９６３年１１月４日，柯尔特公司获得一份１０４０００支ＸＭ１６的生产合同——其中８５０００支提供给陆军的特种部队与空中机动战术部队，另外１９０００支供空军的空降特种部队使用。
M16A1步枪演变取代M14（1）
１９６４年２月８日，空军把装备的ＡＲ—１５正式命名为“美国５．５６ｍｍ口径Ｍ１６步枪”。同时，陆军把他们装备的试验型命名为ＸＭ１６Ｅ１。ＸＭ１６Ｅ１与Ｍ１６的区别在于其枪机增加了枪机辅助闭锁装置（枪机到位助推器，更形象的称呼为“辅助推机柄”），而Ｍ１６的拉机柄只有拉动枪机功能，无法助推，一旦因为某些原因使枪机不能复进到位，枪机就无法闭锁。１９６７年美国陆军决定全面换装改进型的ＸＭ１６Ｅ１，并将ＸＭ１６Ｅ１正式命名为Ｍ１６Ａ１。Ｍ１６与Ｍ１６Ａ１在外形上的惟一区别就是有没有一个活塞状的枪机到位助推器。
１９６６年６月１６日，柯尔特公司获得一份８４００００支步枪的合同，价值约９１７０００００美元，Ｍ１６的销量非常好。但是在１９６５年至１９６７年期间，一些主要的问题就暴露出来。
对于ＡＲ—１５能成为Ｍ１６，Ｍ１４起到了很大的作用。２０世纪５０年代，在北约进行“弹药通用化”即要在北约内统一枪弹口径时，美国认为Ｔ６５式７．６２×５１ｍｍ枪弹射程远、穿透力强，坚决反对任何降低威力的小口径弹药。于是１９５３年，北约正式决定Ｔ６５弹为北约制式弹。１９５７年，美国进行制式步枪的选型试验，参与竞争的步枪包括有已经定为北约制式武器的ＦＮ ＦＡＬ步枪、斯通纳的ＡＲ—１０和在Ｍ１伽兰德半自动步枪基础上设计的Ｔ４４全自动步枪。
其实选型试验的结果早已内定。美军的制式步枪是不会用外国货的，ＦＡＬ的参与只是做做样子；ＡＲ—１０在试验时出了问题，立即被取消了资格。于是Ｔ４４步枪理所当然地取胜，并定型为Ｍ１４。
Ｍ１４刚刚装备部队就立即在越南战场投入使用，在越南的丛林山区中，Ｍ１４的缺点暴露无遗。Ｍ１４全长１１２０ｍｍ，带实弹匣时全重４．５４ｋｇ，由于７．６２ｍｍ枪弹威力大，在全自动射击时后坐力非常大，射手不容易控制，从而导致射击精度很差。还有一点就是在越南战场上配发的Ｍ１４都安装了快慢机锁，士兵只能是半自动射击，在ＡＫ－４７强大火力的压制下，使用Ｍ１４的美军士兵根本就抬不起头来，简直是苦不堪言。此外由于步枪和弹药都太重，通常在巡逻任务中的单兵携带的弹药量一般都不超过１００发子弹。因此，在越南战场上的美军迫切地需要一种新的步枪取代Ｍ１４步枪。１９６３年美国国防部长麦克纳马拉下令Ｍ１４立即停产，随后Ｍ１６便赶赴越南战场救火了。
Ｍ１６全面配发到部队后首次在战斗中登场是在１９６５年１１月越南德浪河谷的战斗，而且表现得相当好。哈罗德·Ｇ·摩尔中校（后升为中将）在报告中写道：这次的胜利是由“勇敢的士兵和Ｍ１６带来的。”
但是从１９６６年秋天开始，越南战场上频频传出Ｍ１６出现故障的消息。在１９６７年５月，一名海军陆战队员所写的家信中就有这样的内容：
“我今天上船时刚好收到了你的信。从上个月的２１号到今天我们都在实施一次行动。目前敌人伤亡很大，而海军陆战队的伤亡比较轻微所以我才能回到基地看报纸。在我们营里失去了接近１４００人，有半数的人能回来。我们连里失去了２５０人，有１０７人回来。我们排里失去了７２人，有１９人回来。我想我的运气到头了，他们（死神）最后也会找上我的。可是，我只是被一块小弹片打中了。我希望我的伙伴们都可以说这样的话。
……信不信由你，你知道是什么东西杀了我们大部份的人吗？是我们自己的步枪。在我们离开冲绳岛之前，我们全部都配发了这种新式步枪－－Ｍ１６。实际上我们发现几乎每个人在临死的时候都在维修他的步枪－－因为他的步枪出故障了。有一位跟我们在一起的女记者拍下了这些照相，五角大楼发现后不让她公开这些照片。他们说不希望影响到美国公众的情绪。这不是很可笑吗？”
柯尔特公司立即派出了几个专家小组奔赴现场，美国参议院武装部队委员会、《美国步枪手》杂志等也派人前往调查，进行采访。当时发现Ｍ１６存在的主要问题有：弹膛污垢严重、拉断弹壳、卡壳、弹匣损坏、枪膛与弹膛锈蚀、缺少擦拭工具，尤其是在恶劣条件下，这些情况更为严重。此时，由凯萨琳·利莱拍摄的这些照片在巴黎《竞赛》杂志上公开，消息传到国内，引起一片哗然，批评Ｍ１６的浪潮此起彼伏。
这些故障的原因是多方面的，越南气候潮湿，温度很高，若不注意对枪的擦拭维护，就很容易产生生锈的情况，但其中将其改用步枪弹发射药是最主要的原因。Ｍ１６原本所用的Ｍ１９３枪弹原装杜邦公司的ＩＭＲ４４７５单基管状药，这种药燃速快、压力曲线升得快、残渣少。可是杜邦公司通知陆军说他们无法大量生产ＩＭＲ４４７５。１９６４年１月，陆军决定采用奥林公司的ＷＣ８４６双基球形药，他们认为这种发射药易于生产，成本低，而且燃速慢，降低了峰压，还有利于提高枪管的使用寿命，而且原本Ｔ６５枪弹也是使用这种发射药的。可是，Ｍ１９３弹采用ＷＣ８４６药后便出现了很多问题：球型发射药燃烧后会在Ｍ１６的枪管和导气管中留下一些粘粘的残渣，由于枪管没有镀铬，而导气系统又没有相应的维护装置和适合的润滑物，因此很难迅速使步枪恢复正常使用状态；由于球型发射药的弹道特性导致导气孔的压力，加上缓冲装置质量很轻，Ｍ１６的全自动射速从正常状态下的每分钟７５０—８５０发大大提高到每分钟８５０—１０００发；另外由于枪机开锁时剩余膛压高，残渣也增加了膛壁与弹壳之间的磨擦力，因此卡壳和断壳的现象就这样出现了；此外，由于对Ｍ１６的生产全过程缺乏一个有效的管理体制进而导致的质量问题也是一个重要原因。除上述的原因以外，装备Ｍ１６的部队缺乏必要的训练和指导也是导致Ｍ１６在战斗中出现了很多戏剧性故障的原因。
针对在战争中表现出来的问题，一个由国会组成的委员会于１９６７年５月１５日开始着手调查，首席代表是密苏里洲的民主党员理查德·伊萨霍特。他在本宁堡和彭德尔顿营进行测试观察Ｍ１６的故障，并直接专程前往越南评定问题，调查委员会在１９６７年６月下旬提交报告，陈述“看上去所谓问题重重的Ｍ１６其实是一支非常优秀的步枪，其在应用中将发现的种种问题均由部队内部管理不善所致。”可是抽壳困难和射速的问题确实是由设计的缺陷引起。为了解决设计中的一些问题，Ｍ１９３弹中将容易产生残留物的含钙元素的碳酸盐的含量由原来的１％减少到０．２５％，这样使Ｍ１６导气管的堵塞现象就减少了一半，抽壳困难的现象也得到了解决。柯尔特公司对Ｍ１６本身也进行了改进，例如弹膛镀铬；重新设计缓冲器（即复进簧导管），使射速降低到正常的状态；设计一种维护工具以及新的枪托，使清洁工具能贮存于步枪内；膛线缠距由原来的１４英寸改为１２英寸；严格控制生产工艺，提高产品质量。最后，还制订了一项“应该如何正确地维护Ｍ１６”的训练计划，并印制了一份连环漫画式的步枪维护手册发给士兵，这项措施是关于操作问题的最终也是最好的解决方法。在操作性能和生产问题上所作的努力，使得Ｍ１６／Ｍ１６Ａ１的运作开始变得相当可靠了。
在解决了故障频频的问题后，下一个有待解决的问题，就是如何把更多的步枪交到正需要它们的步兵团的手上。１９６６年，柯尔特公司是Ｍ１６／Ｍ１６Ａ１的唯一生产商，月产２５０００支。１９６７年６月３０日，美国政府购买了Ｍ１６的专利与特许生产权，然后又增加了两个承包商，在１９６８年４月，通用汽车公司的Ｈｙｄｒａｍａｔｉｃ分部和哈灵顿·理查森公司开始生产Ｍ１６／Ｍ１６Ａ１，月产也分别为２５０００支。１９６９年柯尔特公司扩建，Ｍ１６的月产量达到５００００支。１９７０年５月，三家公司的最高月产量达到了８９０００支。到１９７１年，通用公司和哈灵顿公司相继停产Ｍ１６／Ｍ１６Ａ１，而柯尔特公司则仍在为美军提供Ｍ１６／Ｍ１６Ａ１步枪，直到１９８８年。
Ｍ１６与ＡＫ－４７的首次较量是在越南战场上，当时很多美军士兵在对手手里缴获ＡＫ－４７后，宁愿扔掉Ｍ１６而使用ＡＫ－４７。在哈罗德·�