Высокоосколочная сталь для изготовления корпусов осколочных боеприпасов, корпус и боеприпас

 

Изобретение относится к разработке материала для изготовления корпусов осколочных боеприпасов, а именно к разработке высокоосколочной стали. Предложена высокоосколочная сталь для изготовления корпусов осколочных боеприпасов, содержащая компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,7 - 0,9, марганец 1,5 - 2,5, кремний 0,8 - 1,2, железо - остальное. При изготовлении из нее корпусов осколочных боеприпасов горячей штамповкой с последующей термообработкой предел текучести стали составляет не менее 500 МПа, а относительное сужение при разрыве не менее 15%. При испытании подрывом изготовленного из стали осколочного макета 12, снаряженного составом А-1Х-2, относительная масса средней фракции осколков (4 m >1 г) должна составлять не менее 0,4, а число осколков с массой более 0,25 г не менее 1500. Заявлен корпус боеприпаса и боеприпас, изготовленные из описанной выше стали. Техническим результатом изобретения является обеспечение высоких эксплуатационных свойств при выстреле и внедрении в преграду и интенсивное дробление с высоким выходом осколков средней фракции массой 1-4 г. 3 с. и 2 з.п. ф-лы, 23 ил. , 6 табл.

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно - к материалу корпусов осколочных боеприпасов (ОБП).

Материал корпусов ОБП должен с одной стороны удовлетворять условиям прочности при выстреле и ударе о грунт, в том числе полускальный, а с другой - условиям более или менее равномерного дробления корпуса при взрыве с образованием осколков сравнительно компактной формы. Современные углеродистые снарядные стали, в том числе отечественная сталь С-60, снарядная сталь США SAE 1340 и другие не удовлетворяют второму требованию.

Известны отечественные и зарубежные разработки сталей с повышенной дробимостью (высокоосколочные стали High Fragmentation Steels). В патентах N 2079099, 2095740 РФ предложено использование для корпусов снарядов кремнистой рессорно-пружинной стали 60С2. Сталь аналогичного состава AISI 9260 разработана в США. Использование этой стали при изготовлении 155 мм ОФ снарядов позволило обеспечить примерно вдвое большую эффективность, чем у штатного ОФС М107 того же калибра. В патентах NN 2082943, 2095739 РФ заявлено изготовление ОФ снарядов из высокоуглеродистых сталей. Компанией "Bethlehem Steel Corporation" США была разработана высокоуглеродистая заэвтектоидная кремнисто-марганцевая сталь HF-1 с цементитно-перлитной структурой (патент N 3547032 США), по составу примерно соответствующая отечественной индексации 110Г2С. Эта сталь применялась в производстве ОФ снарядов калибра 155 мм (ХМ708) и 203 мм (ХМ711, ХМ762), а также боевых частей активно-реактивных снарядов (АРС) калибра 155 мм (М549) и 203 мм (ХМ560). К числу высокоосколочных сталей США относятся также кремниемарганцовистая сталь PR-2 (аналог отечественной стали 50Г2С3), графитизируемая сталь AISI-06 (патент N3676907 США) (140ГС), заэвтектоидные стали 52100 (9Х2), FS-01(9Г), бористая сталь (патент N 3880081 США) и другие.

В качестве прототипа выбрана близкая к заявляемой по схеме легирования (C-Mn-Si) высокоуглеродистая сталь HF-1, соответствующая отечественной индексации 110Г2С. Проведенные авторами экспериментальные исследования высокоуглеродистой стали 110Г2С с помощью стандартных макетов боеприпасов RSFC (Russian Standard Fragmenting Cylinder, патент N 2025646 РФ) показали, что характеристики дробления этой стали в целом соответствуют современным требованиям, но находятся ниже уровней, прогнозируемых на 2005-2010 годы. Существенным недостатком стали 110Г2С является ее низкая пластичность, что в ряде случаев не обеспечивает необходимую ствольную и ударную прочность. Кроме того эта сталь требует сложной и дорогостоящей изотермической обработки. Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков. Техническое решение состоит в том, что по сравнению с заэвтектоидной сталью 110Г2С содержание углерода снижается до величины, соответствующей эвтектоидному составу (С0,8%) при сохранении содержания марганца и кремния. Выбор содержания углерода, соответствующего эвтектоидному составу, определяется тем, что при этом обеспечивается перлитная структура без ферритной сетки (как в доэвтектоидных сталях, в частности 60С2), ухудшающей дробление, и без цементитной сетки (как в заэвтектоидных сталях, в частности 110Г2С), приводящей к дроблению на чрезмерно мелкие осколки.

Существо изобретения заключается в том, что предлагаемая высокоосколочная сталь содержит компоненты в следующем соотношении (в массовых процентах): углерод - 0,7-0,9; марганец - 1,5-2,5; кремний - 0,8-1,2; железо - остальное, при изготовлении из нее корпусов осколочных боеприпасов горячей штамповкой последующая термообработка обеспечивает предел текучести не менее 500 МПа, относительное сужение при разрыве не менее 15%, а при испытании подрывом изготовленного из нее осколочного макета N12, снаряженного составом А-1Х-2, относительная масса средней фракции осколков (4 m > 1 г) должна составлять не менее 0,4, а число осколков с массой более 0,25 г не менее 1500. Предлагается корпус боеприпаса, изготовленный из указанной высокоосколочной стали, а также боеприпас, содержащий корпус, изготовленный из указанной стали.

Техническим результатом изобретения является улучшение осколочных характеристик (увеличение выхода эффективной средней фракции и полного числа убойных осколков, улучшение формы осколков) и, как следствие, повышение эффективности осколочного действия боеприпасов, повышенной хрупкости прочности и запаса пластичности и, как следствие, повышение ствольной и ударной прочности корпуса и снаряда в целом.

Изобретение иллюстрируется графиками: фиг. 1 - диаграмма "железо-углерод" (фрагмент до 2%С); фиг. 2 - структура перлита эвтектоидного состава; фиг. 3 - взаимодействие косой волны разрежения со случайно ориентированными колониями перлита; фиг. 4 - микроструктура стали 80Г2С после термической обработки с колониями перлитов; фиг. 5 - фрактограмма поверхности разрушения ударных образцов (сталь 80Г2С); фиг. 6 - фрактограмма поверхности разрушения осколков (сталь 80Г2С); фиг. 7 - структурная диаграмма марганцевых сталей; фиг. 8 - термокинетическая диаграмма превращения; фиг. 9 - диаграмма изотермического распада аустенита (С 0,8%);
фиг. 10 - стандартный макет N12;
фиг. 11 - компьютерное моделирование процесса взрыва стандартного макета N 12;
фиг. 12 - характерные конфигурации осколков;
фиг. 13 - распределение осколков по массе (плавка I);
фиг. 14 - распределение осколков по массе (плавка II);
фиг. 15 - треугольная фракционная диаграмма;
фиг. 16 - классификационная плоскость "Число осколков - относительное содержание средней фракции";
фиг. 17 - зависимость числа осколков от содержания углерода;
фиг. 18 - зависимость относительного содержания средней фракции от содержания углерода;
фиг. 19 - условия реализации нормального дробления с учетом статистического рассеивания;
фиг. 20 - изменение средней длины выборки крупных осколков в зависимости от содержания углерода;
фиг. 21 - изменение максимального удлинения осколка от содержания углерода;
фиг. 22 - изменение параметра формы осколка в зависимости от содержания углерода;
фиг. 23 - изменение перепада миделей осколка в зависимости от содержания углерода.

Химический состав предлагаемой стали обоснован следующими соображениями. Сталь с любым содержанием углерода (до 1,7%) непосредственно после затвердевания представляет собой однородный сплав, состоящий из аустенита. По мере охлаждения из аустенита выделяется либо феррит (линия GS (фиг. 1), либо цементит (линия ES). Аустенит стали любого состава при достижении 723oС содержит 0,83% углерода (точка S). В результате превращения при дальнейшем охлаждении из аустенита образуется механическая смесь из феррита и цементита, называемая перлитом (эвтектоидное превращение). В стали доэвтектоидного состава (С < 0,83%) структура состоит из избыточного феррита и перлита, в стали заэвтектоидного состава - из перлита и цементита Fe3C (карбида железа). При С= 0,83% сталь имеет чисто перлитную структуру в виде тонких пластинок цементита, равномерно распределенных в основной массе феррита (фиг. 2). Угол ориентации пластинки является случайной величиной, распределенной по некоторому закону с плотностью f(). Взаимодействие с металлом косых ударных волн и волн разрежения, возникающих в стенках осколочного корпуса при скольжении вдоль него детонационной волны, следовательно, также будет иметь локально-случайный характер, что приведет к появлению распределенных очагов разрушения, роль которых в до- и заэвтектоидных сталях выполняют соответственно перлитные и цементитные включения (фиг. 3). Данный процесс реализуется в области, близкой к эвтектоидному составу, при содержании углерода 0,7...0,9 %C. Микроструктура предлагаемой стали, условно обозначаемой как сталь 80Г2С, с колониями перлитов показана на фиг. 4. На фиг. 5, 6 представлены поверхности разрушения, проходящие по колониям перлита, для этой же стали соответственно для ударных образцов и осколков.

Марганец в количестве 1,5...2,5% при содержании в стали углерода 0,7... 0,9% обеспечивает необходимую прочность (0,2> 500 МПа) за счет упрочнения карбидной составляющей в перлитной матрице. Изменение указанного интервала в сторону уменьшения содержания марганца сопровождается разупрочнением стали и ухудшением дробления вследствие образования в структуре феррито-перлитной смеси и появления ферритной составляющей на границах зерен. При содержании марганца более 2,5% в структуре стали образуется мартенсит, что приводит к повышению прочности и твердости и снижению технологичности при температурно-деформационном переделе (фиг.7, Э.Гудремон "Специальные стали", T.1, Научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, М., 1959 г., стр. 551).

Кремний при содержании 0,8...1,2% упрочняет ферритную составляющую перлитной матрицы и снижает ее пластичность. При содержании кремния менее 0,8% уменьшается прочность стали. При содержании более 1,2% кремний стабилизирует феррит, повышает твердость стали, повышает температуру нагрева и время выдержки при горячей пластической деформации, снижает технологичность.

В соответствии с термокинетической диаграммой фиг. 8 (монография "Высокомарганцевые стали и сплавы", Т.Ф. Волынова, Металлургия, 1988 г., стр. 22, рис. 4) режимы горячей деформации и термической обработки выбираются таким образом, чтобы обеспечить образование перлита с оптимальным размером цементитных пластинок (см. также фиг. 9).

Содержание серы и фосфора не должно превышать 0,05%. При более высоком содержании появляется склонность к образованию горячих трещин и увеличивается вероятность разрушения корпусов при горячей штамповке. Таким образом при указанном содержании компонентов сталь обеспечивает достижение цели изобретения, т.е. обеспечивает не только необходимый более высокий уровень свойств, но и их высокую стабильность. Следовательно указанный состав является существенным.

Опытная сталь выплавлялась в открытой индукционной печи (2 плавки).

Состав плавок представлен в таблице 1.

Экспериментальные исследования проводились на стандартных осколочных макетах N 12 (фиг. 10) (см. В.А.Одинцов "Моделирование процессов фрагментации с помощью унифицированных цилиндров", изд-во МГТУ, 1991, также Росс. патент N 2025646 "Макет боеприпаса для испытания материалов и взрывчатых веществ на метательно-дробящее действие"). Макеты изготавливались горячей штамповкой с последующим охлаждением в сухом песке с температурой 950oC и механической обработкой. Расчетная масса корпуса составляла 2660 г, объем полости под заряд взрывчатого вещества 200 см3.

Механические свойства металла представлены в таблице 2, структура стали показана на фиг. 2.

В испытанных составах предел текучести стали составлял не менее 500 МПа, что удовлетворяет требованиям по ствольной и ударной прочности корпусов артиллерийских ОФ снарядов. Значения относительного сужения в момент разрыва не снижались менее 15%, что обеспечивало достаточную устойчивость против хрупкого разрушения в момент выстрела и удара о преграду.

Компьютерное моделирование процесса высокоскоростной деформации стандартного осколочного цилиндра N 12 под действием продуктов детонации подтвердило, что в данном диапазоне изменения предела текучести распределение масс и скоростей по углам разлета практически не зависит от этой величины (фиг. 11).

Макеты снаряжались алюминизированным гексогеном А-1Х-2 с плотностью 1,69-1,71 г/см3. Подрывы проводились в бронекамере с опилочным улавливателем при диаметре полости 360 мм. Отбор осколков производился, начиная с массы m= 0,25 г. Характеристики осколочных спектров представлены в таблице 3 (N0,25, N0,5, N1,0 - числа осколков с массой, большей 0,25; 0,5; 1,0 г, м, c, к - относительное массовое содержание мелкой (m1 г), средней (1<m4 г) и крупной (m>4 г) фракций.

Характерные конфигурации осколков представлены на фиг. 12, распределения осколков по массе - на фиг. 13, 14.

Определяющие морфологические характеристики дробления - параметры основных осколков типа А определялись по выборке 20-ти наиболее длинных осколков спектра (lmax - максимальная длина осколка, l20 - средняя длина для выборки, B20 - средняя площадь поперечного сечения осколка для выборки, max - максимальное удлинение осколка: относительный периметр сечения осколка).

Измерение характеристик формы осколков фракции 1...2г., а именно параметра формы: Ф = <S>/V2/3 (<S> - средний мидель осколка, V - его объем) и отношения миделей mm = Smax/Smix (Smax, Smin - соответственно максимальный и минимальный мидели осколка) производилось с помощью многолучевого компаратора "Спектр" НИИ "Геодезия" и графического анализатора "Квантимет". Характеристики формы представлены в таблице 4.

По данным таблиц 2 - 4 можно сделать вывод об относительной стабильности механических свойств, осколочных характеристик и показателей формы в диапазоне содержания углерода 0,75...0,87%.

В таблице 5 приведены сравнительные данные по характеристикам спектра и морфологическим характеристикам осколков для предлагаемой стали и сталей 45Х1, С-60, 60С2, 60Г2С и 110Г2С.

Основное преимущество предлагаемой стали по сравнению со сталью 60С2 и, в особенности, со сталью 110Г2С состоит в значительном увеличении относительной массы средней фракции. Другим существенным преимуществом новой стали является улучшение характеристик формы осколков.

С увеличением содержания углерода имеет место закономерное изменение осколочных характеристик, а именно: число осколков N0,25 и относительная масса м возрастают, относительная масса к крупной фракции уменьшается, а относительная масса c имеет максимум в середине диапазона. Этот процесс наглядно прослеживается на треугольной фракционной диаграмме (фиг. 15). На восходящей ветви кривой относительные массы м и c одновременно возрастают за счет уменьшения содержания крупной фракции к. На нисходящей ветви крупная фракция практически исчерпана и дальнейшее увеличение мелкой фракции происходит за счет уменьшения содержания наиболее полезной средней фракции. Оценка качества дробления проводится с использованием классификационной диаграммы, построенной для макета N 12 (фиг. 16) со снаряжением А-1Х-2 (алюминизированный гексоген) с пересчетом спектра последнего на спектр натурных осколочно-фугасных снарядов калибра 100-152 мм с коэффициентом наполнения 0,15... 0,20 в предположении, что распределение осколков по массе подчиняется распределению Вейбулла:

N(M < m), N0 - соответственно число осколков с массой, меньшей m, и полное число осколков;
m0 - характеристическая масса распределения;
- показатель качества дробления.

Для каждой комбинации показателей макета N0,25, c прогнозируются параметры осколочного поля снаряда и соответственно ущерб, наносимый одним снарядом конгломерату целей, включающей живую силу, небронированную технику и легкобронированные цели.


где Пi - плотность целей данного класса на местности (1/м2);
Sпрi - приведенная площадь поражения для целей данного класса (м2);
Цi - стоимость одной цели данного класса (у.е.с.).

Построенные на плоскости N0,25 - c линии равных ущербов и заключенные между ними зоны с достаточным приближением могут быть аппроксимированы прямоугольными областями. Построенная на основе указанного подхода классификационная диаграмма N0,25 - c (см. пособие В.А. Одинцова "Конструкции осколочных боеприпасов", часть 1, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997 г., стр. 41) представлена на фиг. 16 (класс I - хорошее дробление соответствует условиям N0,25 2000, c 0,45, класс II - (нормальное дробление) - условию N0,25 1500, c 0,4, класс III (удовлетворительное дробление) - условию N0,251000, c 0,3). Эти нормативы прошли международную апробацию (см. сборник трудов XXI Интернационального пиротехнического семинара, Москва 1995г. ). На диаграмме нанесены точки, соответствующие штатным снарядным сталям С-60, 45Х1, кремнистой стали 60С2 (Российские патенты N 2079099, 2095740), заявляемой стали (80Г2С) и высокоуглеродистой стали 110Г2С.

Наилучшие результаты с попаданием в класс хорошего дробления обеспечивает новая сталь (плавка II). Новая сталь (плавка I) и сталь 60Г2С находятся в области нормального дробления, стали 110Г2С, 60С2 и штатная сталь С-60 - в области удовлетворительного дробления, штатная сталь 45Х1 - в области неудовлетворительного дробления.

Оценки допустимых пределов по содержанию углерода в предлагаемой стали проведены на основании анализа результатов испытаний макетов N12, изготовленных из трех сталей с одной и той же легирующей группой Г2С (Mn - 2%, Si - 1%). Экспериментальные зависимости N0,25=f(C), c = f(С) показаны на фиг. 17, 18. С увеличением содержания углерода число осколков монотонно возрастает, а относительное содержание средней фракции имеет максимум при С 0,75%. Сдвиг местоположения максимума в меньшую сторону от номинального эвтектоидного состава (0,83%С), по-видимому, объясняется снижением фактического содержания углерода в эвтектоиде за счет влияния легирующих элементов Mn и Si. Зависимость c = f(N0,25), таким образом, является соотношением, заданным параметрически, и может быть аппроксимировано зависимостью: c = 0,50- 0,5910-6 (N0,25-1850)2.

Рассматривая область нормального дробления как совокупность доверительных интервалов N0,25=1750 250 для восходящей ветви кривой и c = 0,425 0,025 для нисходящей ветви соответствующие условия реализации нормального дробления с учетом статистического рассеивания примем в виде: N0,251750, c 0,425. Кривая c = f(N0,25) пересекает указанные вертикаль и горизонталь, обозначенные пунктирными линиями, в точках N0,25=1750 и 2180 (фиг. 19), откуда с использованием кривой N0,25= f(C) и округлением до десятых долей процентов получаем Cmin=0,7%, Cmax=0,9%.

По сравнению со штатной снарядной сталью С-60 существенно улучшены морфологические характеристики осколков. Как известно, наиболее негативную роль при осколкообразовании играют процесс разрушения продольными трещинами, движущимися по образующим корпуса, приводящий к формированию тяжелых длинных осколков (так называемых "сабель"), забирающих до 80% массы корпуса со вкладом в эффективность не более 10%, и процесс разрушения сдвигом, приводящий к увеличению средней площади проекции осколка и более интенсивному торможению его на полете. Для предлагаемой стали максимальное удлинение осколка составляет менее 10,5, что соответствует нижней части диапазона длинных осколков ( 4 - компактные, 4 < 8 - нормальные, 8 < 15 - длинные, > 15 - сверхдлинные (см. статью В.А. Одинцова "Механика импульсного разрушения цилиндров". Труды МВТУ, N312, "Вопросы физики взрыва и удара", в.1, 1980 г.). Для новой стали (плавка II) удлинение составляет менее 8, что соответствует классу нормальных осколков. На тенденцию к снижению саблеобразования указывают также небольшие средние длины l20 (соответственно 37,8 и 36,2 мм). Для сравнения укажем, что для штатной снарядной стали С-60 соответствующая величина составляет 44 мм. Небольшие значения относительного периметра: (P - периметр сечения осколка, В - средняя площадь поперечного сечения) указывают на снижение роли сдвига в процессе разрушения и улучшения формы осколка. Изменение средней длины выборки осколков l20, максимального удлинения осколка max, параметра формы Ф и перепада миделей mm в зависимости от содержания углерода для сталей с легирующей группой Г2С представлены на фиг. 20-23.

Увеличение проникающего действия осколков из предлагаемой стали было подтверждено отстрелами осколков по тканевым бронежилетам, блокам из пластилина и петролатума, а также по трехслойным имитаторам биоцелей (патент N 2059962 РФ). Для фракции 1-2 г осколков данной стали определена конфигурация имитатора осколка естественного дробления по патенту N 2025644 РФ.

Использование новой высокоосколочной стали для производства артиллерийских осколочно-фугасных снарядов, а также ствольных мин, авиабомб, кассетных боевых элементов, противопехотных гранат и др. позволит существенно увеличить эффективность их действия. Заявленный диапазон содержания компонентов (углерод, марганец, кремний) позволяет обеспечить использование стали в широком диапазоне условий эксплуатации боеприпасов, в первую очередь, условий нагружения при выстреле (пуске). Например, для снарядов дальнобойных форсированных орудий целесообразно изготовление корпусов с содержанием углерода на нижней границе диапазона (С=0,7%). В то же время для орудий умеренной баллистики, например, пушки 2А70 боевой машины пехоты БМП-3, 120 мм орудий семейства "Нона", минометов, в том числе 240 мм самоходного миномета 2С4 "Тюльпан", безоткатных орудий, а также для разрабатываемых 152 мм штурмовых гаубиц мобильных сил (длина ствола до 15 калибров, масса орудия до 1 т, дальность стрельбы до 5 км, масса снаряда до 36 кг, коэффициент наполнения ВВ не ниже 0,25) наиболее эффективным оказывается изготовление корпусов боеприпасов из предлагаемой стали с содержанием углерода на верхнем пределе диапазона (С=0,9%). При фиксированной ствольной и ударной нагрузках содержание углерода в стали должно уменьшаться с увеличением коэффициента наполнения и бризантности ВВ. Конкретный выбор геометрии корпуса, способа его изготовления и термообработки, а также типа снаряжения, может быть произведен с помощью расчетных методов, описанных в известных литературных источниках (см. например, В. А. Одинцов "Конструкции осколочных боеприпасов", изд-во МГТУ, ч.1, 1997, ч.2, 1999).

Значительный интерес может представить использование стали для изготовления так называемых осколочных пластин естественного дробления, применяемых в осколочных боеприпасах с направленными осевыми потоками (осколочно-пучковые артиллерийские снаряды (патент N 2018779 РФ), снаряды типа "Осколочное крыло" (патент N 2032138 РФ), инженерные мины направленного действия (патент N 2079100) и другие). Расчетное увеличение эффективности от замены штатного материала корпуса на предлагаемую сталь для боеприпасов различных классов приведено в табл. 6.

Комбинация предлагаемая сталь-тринитротолуол (ТНТ) обеспечивает такие же и даже более высокие осколочные показатели по сравнению со штатной комбинацией С-60/А-IХ-2, применяемой, например, в ОФ снаряде 3ОФ25. Это позволит осуществить замену дорогостоящего дефицитного состава А-IХ-2 на основе гексогена на недефицитный тротил с расчетной годовой экономией 30-50 млн. новых руб.

Свойства стали позволяют изготовлять из нее корпуса боеприпасов как методами горячей обработки давлением (обратное выдавливание, поперечно-винтовая прокатка и т.п.), так и литьем. Весьма эффективными для этой стали являются прецизионные методы горячего деформирования, позволяющие существенно уменьшить статистический разброс массы корпуса, его разностенность и дисбаланс. К числу таких методов в первую очередь относится метод прямого выдавливания (см. например, а.с. N 721245 СССР "Способ изготовления стальных изделий типа "стакан"", М. кл. В 21 К 21/08, авт. А.В. Хабаров, М.Ф. Кириченко и др., заявл. 22.12.76 г., опубл. 15.03.80 г.).

Метод прямого выдавливания в комбинации с механической обработкой, как показывают расчеты, позволяет уменьшить коэффициент вариации V статистического разброса массы снаряда до величины V=0,0015 (V = /Q, - среднеквадратическое отклонение массы, Q - средневыборочное значение массы снаряда), соответствующей рассеиванию массы в пределах нулевого весового знака (1/3%).

Предлагаемая сталь является дешевой, экономно легированной, содержит недефицитные легирующие элементы, имеющие отечественную сырьевую базу, технологична в массовом производстве. Изготовление стали и корпусов из нее не требует нового технологического оборудования металлургического и снарядного производств.

В качестве прототипа корпуса и боеприпаса выбраны корпус артиллерийского снаряда 3ОФ25 и артиллерийский снаряд 3ОФ25. 152 мм осколочно-фугасный снаряд 3ОФ25 предназначен для стрельбы из орудий Д-20, МЛ-20, 2С3, 2А65, 2С19 (каталог "Оружие России", т. VII, "Высокоточное оружие и боеприпасы", изд-во "Военный парад", 1997, также "Справочник артиллерийских боеприпасов, подлежащих утилизации и уничтожению" под ред. А.А. Каллистова, М.: СП "Нова", 1992).

Корпус снаряда 3ОФ25 выполнен из штатной снарядной стали С-60 методом обратного выдавливания. После горячей штамповки наружная поверхность корпуса механически обрабатывается. Ведущий поясок из меди М1 запрессовывается в кольцевую канавку на внешней поверхности корпуса. В головную часть корпуса ввинчивается переходная втулка, также выполненная из стали С-60.

Использование для изготовления корпуса предлагаемой стали 80Г2С обеспечивает следующий технический результат:
улучшение осколочных характеристик;
возможность изготовления тонкостенных корпусов вследствие более однородной природы эвтектоидной стали и, как результат, повышение коэффициента наполнения;
возможность изготовления корпусов с рациональным распределением массы по длине корпуса и, как следствие, с оптимальным распределением осколков по меридиональному углу разлета.

152 мм осколочно-фугасный снаряд 3ОФ25 содержит корпус с привинтной головкой, выполненной из стали С-60, запрессованный в корпус заряд взрывчатого вещества А-1Х-2 и головной взрыватель РГМ - 2. Заряд ВВ А-1Х-2 (80% флегматизированного гексогена - 20% алюминиевой пудры) запрессовывается в корпус методом порционного прессования. Масса заряда ВВ составляет 6,8 кг, общая масса снаряда 43,56 кг, коэффициент наполнения ВВ 0,156. По современным представлениям оптимальная величина коэффициента наполнения для осколочно-фугасных снарядов дальнобойной полевой артиллерии находится в диапазоне 0,2-0,25, а для снарядов штурмовой артиллерии - в диапазоне 0,25-0,35 (Одинцов В.А., Сидоренко Ю.М. "Оптимизация массы осколочно-фугасных снарядов полевой артиллерии". Сборник трудов Росс. инж. академии секция "Инженерные проблемы стабильности и конверсии", в 6, М.: 1998 г., также Одинцов В.А. "Нужны ли штурмовые орудия?" Военный парад, N2(38), 2000 г.).

Использование в составе снаряда корпуса, изготовленного из стали 80Г2С, обеспечивает следующий технический результат:
увеличение эффективности действия осколочных боеприпасов по конгломерату целей, включающему живую силу, в том числе снабженную средствами индивидуальной бронезащиты, небронированную и легкобронированную технику;
возможность замены дорогостоящего дефицитного состава А-IХ-2 на основе гексогена на недефицитный тротил при обеспечении таких же и даже более высоких осколочных показателей.


Формула изобретения

1. Высокоосколочная сталь для изготовления корпусов осколочных боеприпасов, содержащая железо, углерод, марганец, кремний, отличающаяся тем, что она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Углерод - 0,7 - 0,9
Марганец - 1,5 - 2,5
Кремний - 0,8 - 1,2
Железо - Остальное
2. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что при изготовлении из нее корпусов осколочных боеприпасов горячей штамповкой с последующей термообработкой предел текучести стали составляет не менее 500 МПа, относительное сужение при разрыве не менее 15%.

3. Сталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что при испытании подрывом изготовленного из нее осколочного макета N 12, снаряженного составом А-1Х-2, относительная масса средней фракции осколков (4 m > 1 г) должна составлять не менее 0,4, а число осколков с массой более 0,25 г не менее 1500.

4. Корпус боеприпаса, отличающийся тем, что он изготовлен из стали по любому из пп.1 - 3.

5. Боеприпас, содержащий корпус, отличающийся тем, что корпус изготовлен по п.4.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к боеприпасам стрелкового оружия

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано для разрушения естественных и искусственных космических объектов при высоких скоростях удара

Изобретение относится к области боеприпасов и может быть использовано при изготовлении полицейских пуль

Изобретение относится к пулям спортивных патронов, предназначенных для стрельбы из нарезного оружия для поражения мишени

Изобретение относится к пулям спортивных патронов, предназначенных для стрельбы из нарезного оружия для поражения мишени

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано для получения летательных снарядов, в частности пуль, не содержащих свинца
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано на трубопрокатных агрегатах, имеющих в своем составе станы винтовой прокатки и станы горячего волочения или проталкивания, использующие стакановидную заготовку

Изобретение относится к рельсам из перлитной стали, обладающим значительно улучшенными износостойкостью и свариваемостью, которые требуются для рельсов, применяемых на магистральных железных дорогах, а также процессу их производства

Изобретение относится к выполнению соединений двух изделий из стали различного химического состава методом сварки, преимущественно рельса, изготовленного из высокоуглеродистой стали и железнодорожной крестовины
Изобретение относится к металлургии стали, в частности к полосовой стали, служащей заготовкой для производства гнутых профилей проката

Изобретение относится к металлургии, к составам среднеуглеродистых легированных сталей высокой прочности и пластичности, а также к изделиям, выполненным из них, и может быть использовано при производстве высоконагруженных конструктивных элементов и изделий, в том числе упаковочных поясов для обвязки хлопка, искусственных волокон, пряжи, пиломатериалов и металла, упругих лент измерительного инструмента (рулетки)

Сталь // 2044100
Изобретение относится к металлургии, а именно к составам сталей, обладающих высокими прочностными и пластическими свойствами, а также высокой коррозионной стойкостью на воздухе, и может быть использовано при изготовлении высоконагруженных конструктивных элементов и изделий, в том числе упаковочных поясов для обвязки хлопка, искуственных волокон, пряжи, пиломатериалов и металла

Сталь // 2024643
Изобретение относится к металлургии, в частности к созданию сталей для изготовления крупных отливок валов буммашин, работающих в агрессивных отработанных водах бумажного производства

Изобретение относится к черной металлургии и касается демпфирующих сплавов на основе железа как порошковых, так и литых

Изобретение относится к металлургии, в частности к порошковым и литым антифрикционным сплавам на основе железа со структурой e - мартенсита и к антифрикционным изделиям с использованием данного сплава

Изобретение относится к металлургии, в частности к износостойкой литой стали, работающей в условиях интенсивного абразивного воздействия

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковому материалу на основе железа для получения спеченных изделий

Изобретение относится к сплавам на основе железа (сталям), обладающим сочетанием памяти формы и демпфирующих свойств

Изобретение относится к металлургии, а именно к составу и способу получения анизотропной электротехнической стали

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к технологии прокатки и термической обработки металлов, и может быть использовано при производстве высокопрочной холоднокатаной полосы из углеродистой стали в нагартованном состоянии
Наверх