СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ БРОНЕЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ Российский патент 1994 года по МПК F41H5/04 F41H1/02 

Изобретение предназначено для изготовления стальных бронеэлементов в средствах индивидуальной защиты (бронежилетах, бронещитках и т.д.), а также деталей специальной техники, например бронеавтомобилей.

Известен способ деформационно-термической обработки [1], которым с целью повышения механических свойств листовой стали осуществляют аустенизационный нагрев, подстуживание на воздухе до температуры Ar₃...Ar₃ + 30^оС. При этой температуре осуществляют деформирование прокаткой в 2-3 прохода с обжатием в каждом проходе 15-20%. После этого производят охлаждение на воздухе до температуры Ar₁-(20-50)^оС и выдерживают при этих температурах до конца перлитного превращения, а затем охлаждают до комнатной температуры, производят закалку и отпуск.

Недостатки этого способа - длительность подстуживания подката на воздухе (около 40^оС) и деформирование при сравнительно низкой температуре (800-820^оС) с большими частными обжатиями. Это приводит к снижению производительности, повышенному расходу энергии и снижению стойкости инструмента (валков). В способе не обусловлены скорости охлаждения при закалке и температура отпуска стали. Указанный способ направлен на повышение механических свойств листовой стали (σ_в , KCV). Противопульная стойкость бронеэлементов, изготовленных из таких листов, не обеспечивает необходимых требований.

Наиболее близким техническим решением является решение, согласно которому способ включает горячую прокатку листа при температуре 1020-700^оС, охлаждение на воздухе, отжиг, механическую обработку, холодную штамповку, закалку, отпуск при температуре 200^оС [2].

Недостаток указанного способа - низкая противопульная стойкость стальных бронеэлементов по отношению к 5,45 мм автоматному патрону 7Н6 с пулей с термоупрочненным сердечником (дистанция 100% непробитая - 120-150 м вместо 25-50 м).

Цель изобретения - повышение противопульной стойкости стальных бронеэлементов от 5,45 мм автоматных патронов 7Н6 с пулей с термоупрочненным сердечником при обстреле по нормали при толщине бронеэлемента не более 5,0 мм (для обеспечения сохранения общей массы бронежилета на достигнутом уровне) при отсутствии хрупких разрушений и достаточной живучести (способности выдерживать не менее трех поражений в площадь 0,2 дм²).

Цель достигается за счет того, что в способе изготовления стальных бронеэлементов для средств индивидуальной защиты, включающем горячую прокатку, охлаждение, отжиг, механическую обработку, холодное формообразование, закалку, отпуск, прокатку осуществляют в интервале температуры от Ac₃ + 100^оС до Ar₃ + 50^оС с частными обжатиями 12-14%. Отжиг проводят с использованием тепла прокатного нагрева, а закалку - при скорости охлаждения 40-50^оС/с и отпуск - при температуре 140-170^оС.

Деформирование при указанной температуре не приводит к распаду твердого раствора аустенита, не обеспечивает образование субструктуры в аустените и дисперсное строение перлита, а последующая закалка с предлагаемой скоростью охлаждения (40-50^оС/с) - мелкое зерно (3-5 мкм), предотвращение бейнитного распада и отсутствие опасных локальных микронапряжений. Отпуск при температуре 140-170^оС достаточен для устранения закалочных микронапряжений и не приводит к обеднению твердого раствора углеродом и легирующими элементами за счет карбидообразования. Увеличение температуры начала прокатки выше Ac₃ + 100^оС ведет к повышенному окалинообразованию, значительному обезуглероживанию и существенному росту аустенитного зерна. Завершение прокатки при температуре ниже Ar₃ + 50^оС с частными обжатиями более 14% сопровождается повышением расхода энергии и сопротивления деформированию. Уменьшение частных обжатий менее 12% приводит к существенной неравномерности деформирования по толщине проката и снижению производительности. Закалка со скоростью более 50^оС/с приводит к образованию трещин, а менее 40^оС/с - к возникновению немартенситных продуктов превращения. Отпуск закаленной стали при температуре выше 170^оС ведет к существенному снижению прочности, а ниже 140^оС - к малым значениям пластичности и ударной вязкости.

Предлагаемый способ изготовления бронеэлементов обеспечивает повышенную противопульную защиту от 5,45 мм автоматного патрона 7Н6 с пулей с термоупрочненным сердечником в толщине 4,6 + 0,3 мм при обстреле по нормали с дистанции 50 м (V_уд = 845-855 м/с) при вязком характере разрушения и достаточной живучести по сравнению с прототипом, который обеспечивает достигнутый уровень защиты при толщине бронеэлементов 5,7 мм и более, что составляет прирост массы БЖ, равный 1,0-1,2 кг.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ более экономичен, так как обеспечивает большую производительность прокатного оборудования, уменьшенное количество операций при изготовлении бронеэлементов (вместо отжига с отдельного нагрева используют тепло прокатного нагрева), снижает расход энергии, повышает защитные (баллистические) свойства бронеэлемента при сохранении массы бронежилета или уменьшает массу бронежилета при сохранении противопульной стойкости на уровне прототипа.

Использование: для средств индивидуальной защиты. Сущность изобретения: способ включает горячую прокатку, охлаждение, отжиг, механическую обработку, холодное формообразование, закалку, отпуск. Прокатку осуществляют в интервале температур от Ac₃ + 100°С до Az₃ + 50°С с частными обжатиями 12 - 14%. Отжиг проводят с использованием тепла прокатного нагрева, закалку - при скорости охлаждения 40 - 50°С/c и отпуск - при температуре 140 - 170°С.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ БРОНЕЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ, включающий горячую прокатку охлаждение, отжиг, механическую обработку, холодное формообразование, закалку, отпуск, отличающийся тем, что прокатку осуществляют в интервале температур от Ac₃ + 100^oC До Ar₃ + 50^oC с частными обжатиями 12 - 14%, отжиг проводят с использованием тепла прокатного нагрева, а закалку - при скорости охлаждения 40 - 50^oС/с и отпуск - при температуре 140 - 170^oС.