Способ термомеханической обработки листовой броневой стали


 


Владельцы патента RU 2426801:

Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение специальных материалов" (RU)

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения высокопрочного листового проката сталей, использующихся в качестве брони для защиты от высокоскоростных поражающих элементов. Техническим результатом изобретения является оптимизация способа горячей прокатки листовой броневой стали, позволяющая повысить баллистическую стойкость за счет подавления нежелательной кристаллографической текстуры. В предлагаемом изобретении технический результат достигается тем, что проводят прокатку при температуре ниже температуры рекристаллизации аустенита, но выше температуры ферритного превращения стали и охлаждение листа непосредственно после прокатки с температуры не ниже температуры ферритного превращения стали. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения высокопрочного листового проката сталей, использующихся в качестве брони для защиты от высокоскоростных поражающих элементов.

Известно большое количество горячекатаных среднелегированных среднеуглеродистых сталей, использующихся в качестве брони для защиты от пуль, легких снарядов и осколков.

Известен способ изготовления стальных бронеэлементов для средств индивидуальной защиты, включающий прокатку листовой стали в интервале температур Ас3 -100° до Аr3 +50°C (патент РФ №2015491 от 30.06.1994).

При произвольном выборе температуры горячей прокатки в плоскости листа, как правило, формируется кристаллографическая текстура (001) <hkl>. Для данной кристаллографической текстуры значение модуля Юнга, которое является определяющей характеристикой сопротивления внедрению индентора (пуль и снарядов) в броню, составляет всего 130 ГПа, что почти в два раза ниже, чем для изотропной нетекстурированной поликристаллической стали (210 ГПа). При формировании оптимальной текстуры (111) <hkl> модуль Юнга в плоскости листа может достигать 280 ГПа.

Таким образом, недостатком традиционных температурных режимов прокатки является формирование в стальном листе кристаллографической текстуры с низким значением сопротивления внедрению поражающих элементов, что приводит к низкой баллистической стойкости стали.

Наиболее близким аналогом выбранный авторами в качестве прототипа (патент РФ №2228959 от 20.05.2004 г.) состоит в том, что температуру прокатки выбирают ниже температуры рекристаллизации аустенита, но выше температуры начала ферритного превращения, он содержит наибольшее количество сходных признаков по сравнению с заявленным изобретением.

Способ горячей прокатки, предложенный в прототипе, способствует формированию оптимальной кристаллографической текстуры в плоскости листа.

Недостатком прототипа является низкая интенсивность оптимальной текстуры (111) <hkl>, а при последующем нагреве под закалку оптимальная текстура (111) <hld> может быть вообще разрушена. Снижение остроты оптимальной текстуры или ее разрушение снижает значение модуля Юнга, следовательно и сопротивление внедрению инденторов в броню.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является оптимизация способа горячей прокатки листовой броневой стали, позволяющая повысить баллистическую стойкость за счет подавления нежелательной кристаллографической текстуры.

Для достижения технического результата способ термомеханической обработки листовой броневой стали включает прокатку при температуре ниже температуры рекристаллизации аустенита, но выше температуры ферритного превращения стали и охлаждение листа непосредственно после прокатки с температуры не ниже температуры ферритного превращения стали.

Термомеханическая обработка, предлагаемая в данном изобретении, полностью исключает необходимость повторного нагрева под закалку, что, в свою очередь, гарантирует сохранение оптимальной текстуры (111) <hkl> в плоскости листа. При этом температура прокатки выбирается ниже температуры рекристаллизации аустенита, но выше температуры ферритного превращения с учетом того, что листовая броня должна быть помещена в закалочную среду до ее охлаждения не ниже температуры ферритного превращения. Предлагаемый способ термомеханической обработки позволяет исключить охрупчивание стали при сохранении оптимальной кристаллографической текстуры (111) <hkl> и достижени высокого уровня бронестойкости.

В связи с тем, что предлагаемый способ термомеханической обработки стальной листовой брони не допускает межоперационного формоизменения листа после прокатки, а также в связи с недостаточностью времени для правки и рихтовки, закалка брони может производиться в штампе или оправке в заневоленном состоянии. Это позволяет получить броню с заданными требованиями по плоскостности, по форме или по радиусам изгиба.

Способ термомеханической обработки листовой броневой стали был опробован на стали СПС 43 (патент РФ №2123062 от 10.12.98 г.) в условиях завода ЗАО «НПО Специальных материалов» с положительным результатом.

Сталь марки СПС-43 поставляется по ТУ 0902-005-31041642-95 и содержит 0,41% углерода, 0,46% марганца, 1,32% кремния, 0,98% хрома, 1,01% никеля, 0,38% молибдена, 0,011% фосфора и 0,007% серы. Температуры плавления данной стали составляют: температура ликвидус 1485°С; температура солидус 1440°С. Температуры превращений (критические точки): A1=720°С, А3=840°С. Температура начала превращения аустенита в феррит Аr3=770°С, температура рекристаллизации аустенита ТP=980°С. Горячую прокатку данной стали проводили при температуре 940-820°С, степень деформации составляла 25%. Структура после прокатки листа представляла собой мартенсит с небольшим количеством остаточного аустенита. Механические свойства после отпуска при температуре 220°С составляли: предел прочности 2030 МПа, предел текучести 1750 МПа, относительное удлинение 9,5%, ударная вязкость 110 Дж/см2, твердость HRC 54-56. Модуль нормальной упругости (Юнга) составил 240 ГПа. Баллистические испытания листов показали повышение служебных свойств на 12-15%.

1. Способ термомеханической обработки листовой броневой стали, включающий прокатку при температуре ниже температуры рекристаллизации аустенита, но выше температуры ферритного превращения стали, закалку, отличающийся тем, что закалку листа производят непосредственно после прокатки с температуры охлаждения листа не ниже температуры ферритного превращения стали.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что закалку листа производят в заневоленном состоянии.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области металлургии, конкретно к производству стальных листов бронезащитного назначения для средств индивидуальной защиты, легкобронированных боевых машин, летательных аппаратов, бронированных сооружений и строительных бронезащитных конструкций.

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 термической обработке металлов и может быть использовано при производстве листового термически улучшенного высокопрочного проката из углеродистых и легированных сталей.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу получения листового проката сталей, использующихся в качестве брони для защиты от высокоскоростных поражающих элементов.
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 области производства броневых материалов, преимущественно используемых для средств индивидуальной защиты. .

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к производству штрипса для магистральных подводных трубопроводов диаметром до 1420 мм, класса прочности Х70, толщиной до 40 мм.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии прокатки высокопрочного штрипса для магистральных труб из низколегированной стали на реверсивном толстолистовом стане.

Изобретение относится к области термической обработки листового проката, предназначенного для изготовления деталей и узлов конструкций, работающих при низких температурах, например контейнеров для перевозки и длительного хранения отработавшего ядерного топлива.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано при изготовлении толстых листов на реверсивных толстолистовых станах с применением контролируемой прокатки.
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к прокатному производству. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к полученной дуплекс-процессом нержавеющей стали, предназначенной для изготовления элементов конструкций установок для выработки энергии и производства материалов в химической и нефтехимической промышленности, бумажном производстве.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению стальных листов и листовых заготовок с покрытием для последующей сварки и получения деталей с высокими механическими свойствами и коррозионной стойкостью.

Изобретение относится к технологии термической обработки листового проката, предназначенного для изготовления деталей и узлов конструкций, работающих при низких температурах, например контейнеров для перевозки, и длительного хранения отработавшего ядерного топлива

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству листовой стали, используемой в автомобильной промышленности и при изготовлении домашних электроприборов

Изобретение относится к способу горячей прокатки и термообработки стальной полосы

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочной листовой стали с покрытием, полученным горячим погружением, и может быть использовано для изготовления автомобильных топливных баков

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к производству конструкционных сталей повышенной и высокой прочности, улучшенной свариваемости для применения в судостроении, строительстве, мостостроении и др
Наверх