Свариваемая противопульная броневая сталь

Изобретение относится к области металлургии и к области бронезащиты, а именно к свариваемой противопульной броневой стали, применяемой для противопульной защиты автомобилей, спецвагонов и других легкобронированных машин. Сталь содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, ниобий, медь, серу, фосфор и железо, при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,38-0,43, кремний 0,50-0,80, марганец 0,30-0,50, хром 1,20-1,50, никель 0,90-1,20, молибден 0,75-0,85, ванадий 0,18-0,28, ниобий 0,02-0,05, медь ≤0,30, сера ≤0,01, фосфор ≤0,01, железо - остальное. Сталь обладает удовлетворительной свариваемостью в толщинах до 20 мм и имеет повышенную живучесть, высокую противопульную стойкость в сочетании с пониженной склонностью к образованию вторичных осколков при воздействии современных средств поражения. 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии и к области бронезащиты, и может найти применение для бронезащиты автомобилей, спецвагонов и других легкобронированных машин.

Общеизвестно, что защитные характеристики противопульной и противоснарядной брони определяются в первую очередь уровнем ее прочности (твердости), что обусловливает применение для ее изготовления высокопрочной стали. Кроме того, бронедеталь баллистической защиты должна обладать высокой живучестью, т.е. не давать на тыльной поверхности повреждений, способных образовывать вторичные осколки, отколы, расколы.

Известна высокопрочная сталь, содержащая, мас.%: 0,35-0,55 углерода, ≤0,3 кремния, ≤0,6 марганца, 0,5-1,5 хрома, 0,2-3 никеля, 0,7-1,5 молибдена, 0,15-0,3 ванадия, 0,005-0,05 ниобия, 0,05-1,0 меди, ≤0,05 серы, ≤0,025 фосфора. Кроме того, данная сталь в качестве легирующих компонентов содержит алюминий, вольфрам, титан, цирконий, кальций и магний.

(JP 2006-070327, C22C 38/00, опубл. 16.03.2006).

Известно, что высокопрочные стали склонны к хрупкому разрушению при эксплуатации, особенно при низких температурах. В данной стали устойчивость к хрупкому разрушению и высокие прочностные характеристики достигаются легированием титаном (до 0,2 мас.%), а также содержанием в составе и соблюдением обязательного соотношения легирующих элементов: титана, циркония, марганца, кальция и магния.

Также известна высокопрочная сталь, содержащая, мас.%: 0,25-0,55 углерода, 0,15-2,0 кремния, 0,6-2,0 марганца, ≤0,7 хрома, ≤0,2 никеля, ≤0,2 молибдена, 0,05-0,3 ванадия, ≤0,03 ниобия, до 0,2 меди, ≤0,1 серы, ≤0,05 фосфора. Кроме того, данная сталь в качестве легирующих компонентов содержит алюминий, вольфрам, титан, цирконий, азот, свинец и оксиды.

(JP 2003-147478, С22С 38/00, опубл. 21.05.2003).

Однако малое содержание хрома и никеля приводит к получению после термообработки структуры, содержащей до 15% верхнего бейнита, что снижает работоспособность при пулевом обстреле и баллистические свойства броневых сталей.

Наиболее близкой по составу и достигаемому техническому результату является броневая сталь, содержащая, мас.%: 0,46-0,54 углерода, 0,17-0,37 кремния, ≤0,5 марганца, 2,8-3,2 хрома, 1,5-2,0 никеля, 1,7-2,2 молибдена, 0,25-0,36 ванадия, 0,01-0,03 алюминия, ≤0,012 серы, ≤0,012 фосфора.

(RU 2236482 C1, С22С 38/46, С22С 38/60, опубл. 20.09.2004).

Известная броневая сталь обладает достаточно высокой пулестойкостью, но недостаточной живучестью. Кроме того, из-за повышенного содержания карбидообразующих элементов (хрома молибдена и ванадия) имеются значительные сложности при гибке, что существенно ограничивает применение стали.

Высокое содержание углерода (до 0,54%) делает вышеупомянутые стали склонными к хрупким разрушениям, особенно проявляющимся при обстреле при отрицательных температурах, а также исключает возможность получения качественных сварных соединений.

Задачей и техническим результатом изобретения является создание свариваемой противопульной броневой стали, обеспечивающей удовлетворительную свариваемость в толщинах до 20 мм, повышенную живучесть, высокую противопульную стойкость в сочетании с пониженной склонностью к образованию вторичных осколков при воздействии современных средств поражения.

Технический результат достигается тем, что свариваемая противопульная броневая сталь содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, серу и фосфор, дополнительно содержит ниобий и медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,38-0,43, кремний 0,50-0,80, марганец 0,30-0,50, хром 1,20-1,50, никель 0,90-1,20, молибден 0,75-0,85, ванадий 0,18-0,28, ниобий 0,02-0,05, медь ≤0,30, сера ≤0,01, фосфор ≤0,01.

Изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами.

Броневую сталь по изобретению выплавляли в электропечи с последующим электрошлаковым переплавом. Состав стали представлен в таблице. Предпочтительно повышенное содержание в стали молибдена (до 0,85 мас.%) и соблюдение соотношения молибден/углерод в пределах от 1,44 до 1,60. После огневой зачистки и термообработки слябы прокатывали на лист заданной толщины. При этом учитывали, что для обеспечения широкого диапазона требований к пулестойкости сварных броневых конструкций толщина стальных бронедеталей должна составлять 6,5-20 мм. Окончательной термообработкой получали заданную твердость 54-55 HRC и мелкодисперсную структуру низкоотпущенного мартенсита с размером зерна 4-5 мкм. Режимы окончательной термообработки выбирались с учетом толщины бронеэлемента и требований по уровню баллистической стойкости и технологичности при гибке, сварке и т.д. В сварных соединениях, полученных по стандартной технологии, отсутствовали горячие и холодные трещины.

Листы из стали по изобретению подвергали обстрелу бронебойными пулями Б-32 калибром 7,62 мм.

Результаты испытаний показали, что все испытуемые листы толщиной 10 мм из стали по изобретению, а также сваренные бронедетали, обладали высокой противопульной и противоосколочной стойкостью, не имели хрупких разрушений, не давали вторичных осколков и обеспечивали повышенную защиту от пуль по 6а классу ГОСТ 50744-95.

Существующая в настоящее время известная свариваемая броневая сталь обеспечивает аналогичную защиту только в толщине 15 мм, что увеличивает на 25-30% массу броневой конструкции.

Из представленных результатов испытаний следует, что свариваемая противопульная броневая сталь по изобретению в составе сварной конструкции обеспечивает достижение технического результата.

№ плавки Содержание компонентов, мас.%
С Si Мn Сr Ni Mo М Nb Cu S P
1 0,39 0,70 0,40 1,25 1,10 0,78 0,21 0,04 0,1 ≤0,01 ≤0,01
2 0,43 0,56 0,30 1,38 1,18 0,81 0,20 0,035 0,08 ≤0,01 ≤0,01

Свариваемая противопульная броневая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, серу, фосфор и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ниобий и медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углерод 0,38-0,43
кремний 0,50-0,80
марганец 0,30-0,50
хром 1,20-1,50
никель 0,90-1,20
молибден 0,75-0,85
ванадий 0,18-0,28
ниобий 0,02-0,05
медь ≤0,30
сера ≤0,01
фосфор ≤0,01
железо остальное


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к защитной броне для защиты от обстрела, содержащей щит, выполненный из легированной стали, которая имеет базовое содержание углерода менее 0,3 мас.% и которая в результате термохимической обработки в граничной зоне, идущей от по меньшей мере одной наружной поверхности щита, обогащена повышающими твердость элементами, такими как углерод и/или азот, причем сталь из-за проведенной после термохимической обработки термической обработки, например закалки и/или отпуска, имеет повышенную поверхностную твердость.

Изобретение относится к прозрачной бронезащите от пуль сверхвысокой твердости. .
Изобретение относится к области черной металлургии и бронезащиты и может быть использовано при изготовлении средств индивидуальной защиты, а также для бронезащиты автомобилей, спецвагонов и других легкобронированных машин.

Изобретение относится к способам обеспечения защиты элементов конструкций ракетно-космической техники (РКТ) от вредного воздействия факторов внешней среды. .

Изобретение относится к способам изготовления непробиваемых кумулятивной струей подвижных и стационарных сооружений и бронетехники. .

Изобретение относится к средствам индивидуальной бронезащиты от пулевых, осколочных и колющих воздействий. .

Изобретение относится к устройствам для защиты космических аппаратов от повреждения частицами космической среды. .

Изобретение относится к слоистым структурам и может применятся для защиты транспортных и стационарных устройств от несанкционированных воздействий, включая и террористические акты.

Изобретение относится к области военной техники, в частности к устройствам для защиты объектов испытания. .
Изобретение относится к металлургическому производству высокопрочных сталей и может быть использовано для изготовления бронеэлементов для средств броневой защиты людей, техники и сооружений.

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты. .

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты от ударного воздействия. .

Изобретение относится к способам определения защитных свойств средств индивидуальной защиты. .

Изобретение относится к средствам индивидуальной бронезащиты от поражения осколками и пулями короткоствольного оружия, в частности к мягким защитным пакетам, являющимся основной частью бронежилета.

Изобретение относится к технологиям и объектам двойного назначения, в частности, заявляемый предмет одежды может быть использован для разгрузки позвоночника пользователя при длительной ходьбе, беге и лечебных упражнениях по ортопедическим показаниям, а также может быть использован как защитный бронежилет.

Изобретение относится к средствам индивидуальной бронезащиты, а более конкретно, к бронированной пуленепробиваемой одежде и может быть использовано для снижения чувства боли, предотвращения травматического шока и повышения боеспособности.

Изобретение относится к баллистически стойким материалам. .

Изобретение относится к спасательным средствам, а именно к жилетам рабочим страховочным с бронезащитой, предназначенным для поддержания человека на поверхности воды, а также для защиты от поражения пулями, осколками, и может использоваться личным составом морской пехоты при высадке десанта, морских антитеррористических подразделений и личным составом, несущим вахту на верхней палубе кораблей.

Изобретение относится к средствам бронезащиты. .

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам дисперсионно-твердеющей мартенситной стали, предназначенной для изготовления высоконагруженных деталей, работающих на кручение и изгиб под динамической нагрузкой.

Изобретение относится к области металлургии и к области бронезащиты, а именно к свариваемой противопульной броневой стали, применяемой для противопульной защиты автомобилей, спецвагонов и других легкобронированных машин

Наверх