Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения 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.
Основным условием горячей прокатки применительно к броневым сталям является температура деформации (Тд), которая должна быть Тд>(0,6-0,7) Тпл, где Тпл - температура плавления (Металловедение и термическая обработка. Справочник в 3-х томах. Под редакцией М.Л.Берштейна и А.Г.Рахштадта. - М.: Металургия, 1983, том 2, с.198).
При произвольном выборе температуры 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 модуля Юнга, что приводит к низкой баллистической стойкости стали.
Прототипом к заявленному изобретению является известный способ изготовления стальных бронеэлементов для средств индивидуальной защиты, включающий прокатку броневой стали в интервале температур Аc3-100°С до Аr3+50°С (см. RU 2015491 C1, МПК 7 F 41 Н 5/04, 30.06.1994) [1]-5 л., т.к. он содержит наибольшее количество сходных признаков по сравнению с заявленным изобретением.
Отличие предложенного способа от известного состоит в том, что температуру прокатки выбирают ниже температуры рекристаллизации аустенита, но выше температуры начала ферритного превращения.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является оптимизация способа горячей прокатки листовой броневой стали, позволяющая повысить баллистическую стойкость за счет подавления нежелательной кристаллографической текстуры.
Технический результат изобретения достигается тем, что температура прокатки выбирается ниже температуры рекристаллизации аустенита, но выше температуры начала ферритного превращения. Если температура прокатки будет выше температуры рекристаллизации аустенита, то это приведет к формированию нежелательной текстуры (001) <hkl> в плоскости листа и снижению сопротивления пробитию.
Если температура прокатки будет ниже температуры ферритного превращения, то произойдет переход к низкотемпературной термомеханической обработке, при этом при статических испытаниях на растяжение наблюдается упрочнение стали с сохранением пластических свойств. Однако при ударном нагружении происходит охрупчивание стали под действием ударных волн, которое вызывает снижение живучести стали при повторных обстрелах, являющейся обязательным требованием, предъявляемым к качеству броневой стали.
Преимуществом заявляемого изобретения перед известными аналогами является оптимизация способа горячей прокатки листовой броневой стали, позволяющая повысить баллистическую стойкость стали при сохранении уровня живучести за счет подавления нежелательной кристаллографической текстуры.
Способ горячей прокатки 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°C, A3=840°C. Температура начала превращения аустенита в феррит Аr3=770°С, температура рекристаллизации аустенита Тр=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 1970 МПа, предел текучести 1650 МПа, относительное удлинение 9,5%, ударная вязкость 110 Дж/см2, твердость HRC 50-52. Модуль нормальной упругости (Юнга) составил 235 ГПа. Баллистические испытания листов показали повышение служебных свойств на 10-12%.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЛИСТОВОЙ БРОНЕВОЙ СТАЛИ | 2010 |
|
RU2426801C1 |
БРОНЯ СТАЛЬНАЯ ТЕКСТУРОВАННАЯ | 2010 |
|
RU2431108C1 |
СВЕРХВЫСОКОПРОЧНАЯ ДВУХФАЗНАЯ СТАЛЬ С ВЫСОКОЙ УДАРНОЙ ВЯЗКОСТЬЮ ПРИ КРИОГЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ | 1998 |
|
RU2216599C2 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГЕТЕРОГЕННОЙ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ | 2012 |
|
RU2493270C1 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БРОНЕВЫХ ЛИСТОВ ИЗ (АЛЬФА+БЕТА)-ТИТАНОВОГО СПЛАВА И ИЗДЕЛИЯ ИЗ НЕГО | 2013 |
|
RU2549804C1 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ МОНОЛИСТОВЫХ БРОНЕЭЛЕМЕНТОВ Б 100 СТ | 1999 |
|
RU2139357C1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОЙ СТАЛИ | 2001 |
|
RU2197542C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЬНОГО ЛИСТА (ВАРИАНТЫ) И СТАЛЬНОЙ ЛИСТ | 1999 |
|
RU2234542C2 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТОЛСТОЛИСТОВОГО НИЗКОЛЕГИРОВАННОГО ПРОКАТА | 2011 |
|
RU2477323C1 |
ВЫСОКОПРОЧНАЯ БРОНЕВАЯ СТАЛЬ И СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВ ИЗ НЕЕ | 2013 |
|
RU2520247C1 |
Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу получения листового проката сталей, использующихся в качестве брони для защиты от высокоскоростных поражающих элементов. Горячую прокатку листовой броневой стали проводят при температуре, ниже температуры рекристаллизации аустенита, но выше температуры начала ферритного превращения. Оптимизация способа горячей прокатки листовой броневой стали позволяет повысить баллистическую стойкость стали при сохранении уровня живучести за счет подавления нежелательной кристаллографической текстуры.
Способ горячей прокатки листовой броневой стали, включающий выбор температуры прокатки, отличающийся тем, что температуру прокатки выбирают ниже температуры рекристаллизации аустенита, но выше температуры начала ферритного превращения стали.
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ БРОНЕЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ | 1992 |
|
RU2015491C1 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ МОНОЛИСТОВЫХ БРОНЕЭЛЕМЕНТОВ Б 100 СТ | 1999 |
|
RU2139357C1 |
ПРОТИВОПУЛЬНАЯ ГЕТЕРОГЕННАЯ БРОНЯ ИЗ ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ ДЛЯ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ | 1994 |
|
RU2090828C1 |
БОЛЬШАКОВ В.И | |||
Термомеханическая обработка конструкционных сталей | |||
Базилиан Пресс, Канада, 1998, с.54 и 55. |
Авторы
Даты
2004-05-20—Публикация
2002-07-16—Подача