СВАРИВАЕМАЯ ПРОТИВОПУЛЬНАЯ БРОНЕВАЯ СТАЛЬ Российский патент 2010 года по МПК C22C38/48 F41H5/02 F41H1/02 

Описание патента на изобретение RU2392347C1

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

Похожие патенты RU2392347C1

название год авторы номер документа
БРОНЕВАЯ СТАЛЬ И СТАЛЬНАЯ БРОНЕДЕТАЛЬ 2007
  • Гладышев Сергей Алексеевич
  • Григорян Валерий Арменакович
  • Егоров Александр Иванович
  • Галкин Михаил Петрович
  • Заря Николай Всеволодович
  • Хромушин Валерий Аркадьевич
  • Шестаков Илья Иннокентьевич
RU2353697C1
БРОНЕВАЯ СТАЛЬ 2006
  • Зверяев Николай Филиппович
  • Заря Николай Всеволодович
  • Стегалова Людмила Павловна
  • Гладышев Сергей Алексеевич
  • Гавзе Аркадий Львович
RU2341583C2
ДИНАМИЧЕСКИ СТОЙКАЯ СТАЛЬ И СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВ ИЗ НЕЕ 2011
  • Горынин Игорь Васильевич
  • Малышевский Виктор Андреевич
  • Цуканов Виктор Владимирович
  • Малахов Николай Викторович
  • Савичев Сергей Александрович
  • Гутман Евгений Рафаилович
  • Нигматулин Олег Экрямович
  • Гладышев Сергей Александрович
  • Заря Николай Всеволодович
RU2460823C1
ВЫСОКОПРОЧНАЯ БРОНЕВАЯ СТАЛЬ И СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВ ИЗ НЕЕ 2013
  • Толкачев Владимир Павлович
  • Булкин Николай Николаевич
  • Курохтин Василий Иванович
  • Иващенко Павел Иванович
RU2520247C1
ВЫСОКОПРОЧНАЯ ВЫСОКОТВЕРДАЯ СТАЛЬ И СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВ ИЗ НЕЕ 2016
  • Чукин Михаил Витальевич
  • Полецков Павел Петрович
  • Гущина Марина Сергеевна
  • Бережная Галина Андреевна
RU2654093C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СВЕРХВЫСОКОПРОЧНОЙ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ 2014
  • Чукин Михаил Витальевич
  • Салганик Виктор Матвеевич
  • Полецков Павел Петрович
  • Гущина Марина Сергеевна
RU2583229C9
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОПРОЧНОЙ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ 2015
  • Салганик Виктор Матвеевич
  • Полецков Павел Петрович
  • Гущина Марина Сергеевна
RU2593810C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛЬНЫХ ЛИСТОВ ДЛЯ ГЕТЕРОГЕННЫХ БРОНЕЗАЩИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 2010
  • Бащенко Анатолий Павлович
  • Трайно Александр Иванович
  • Федоров Виктор Александрович
  • Фролов Владимир Анатольевич
RU2415368C1
ПРОТИВОПУЛЬНАЯ ГЕТЕРОГЕННАЯ БРОНЯ ИЗ ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ ДЛЯ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 1994
  • Кирель Леонид Александрович
  • Михайлова Ольга Михайловна
  • Журавлев Сергей Александрович
RU2090828C1
БРОНЕВАЯ СТАЛЬ 2011
  • Трайно Александр Иванович
  • Бащенко Анатолий Павлович
  • Фролов Владимир Анатольевич
  • Федоров Виктор Александрович
RU2447181C1

Реферат патента 2010 года 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.

Формула изобретения RU 2 392 347 C1

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

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2392347C1

БРОНЕВАЯ СТАЛЬ 2003
  • Григорян В.А.
  • Егоров А.И.
  • Легкодух А.М.
  • Заря Н.В.
  • Кудрявцева Н.С.
  • Маслова Н.С.
  • Сысоева В.С.
  • Фанасова Е.И.
  • Шарипова И.Х.
RU2236482C1
МНОГОСЛОЙНАЯ БРОНЕПРЕГРАДА 1996
  • Швайков Д.К.
  • Чивилев В.В.
  • Шурыгин А.С.
  • Лебедев Ю.Ю.
  • Андреев Н.В.
  • Хромушин В.А.
RU2102688C1
DE 102007026694 A1, 12.06.2008
DE 2921854 C1, 15.11.1990
Походная разборная печь для варки пищи и печения хлеба 1920
  • Богач Б.И.
SU11A1
Топка с несколькими решетками для твердого топлива 1918
  • Арбатский И.В.
SU8A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РЕЗИНЫ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ 1971
SU423004A1

RU 2 392 347 C1

Авторы

Гладышев Сергей Алексеевич

Григорян Валерий Арменакович

Егоров Александр Иванович

Заря Николай Всеволодович

Алексеев Михаил Олегович

Хохлов Михаил Вячеславович

Даты

2010-06-20Публикация

2008-12-09Подача