RU2341583C2 - Armoured steel - Google Patents
Armoured steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2341583C2 RU2341583C2 RU2006115477/02A RU2006115477A RU2341583C2 RU 2341583 C2 RU2341583 C2 RU 2341583C2 RU 2006115477/02 A RU2006115477/02 A RU 2006115477/02A RU 2006115477 A RU2006115477 A RU 2006115477A RU 2341583 C2 RU2341583 C2 RU 2341583C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- armor
- molybdenum
- nickel
- manganese
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при изготовлении деталей брони стационарных объектов и корпусов транспортных средств, подвергаемых воздействию бронебойных снарядов калибров 30-125 мм.The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in the manufacture of parts of the armor of stationary objects and vehicle bodies exposed to armor-piercing shells of calibers 30-125 mm
В настоящее время для указанных деталей применяют листы и плиты толщиной 30-160 мм из свариваемых улучшаемых хромомолибденовых, хромоникельмолибденовых и хромоникельмолибденованадиевых сталей, содержащих до 0,38 мас.% углерода. Стали, используемые для противоснарядного бронирования, подвергаются закалке и высокому (500-650°С) отпуску. Такая термическая обработка обуславливает высокие характеристики пластичности и запас вязкости материала, обеспечивающие живучесть (отсутствие склонности к хрупким разрушениям-расколам и тыльным отколам) деталей брони. При этом уровень прочностных характеристик (временное сопротивление при растяжении - σв) находится, как правило, в пределах 850-1100 МПа. Однако в связи с совершенствованием средств поражения применение сталей с указанным уровнем прочности не обеспечивает необходимую защиту бронируемых объектов в приемлемой толщине.Currently, for these parts, sheets and plates 30-160 mm thick are used from weldable and improved chromomolybdenum, chromium-nickel-molybdenum and chromium-nickel-molybdenum-vanadium steels containing up to 0.38 wt.% Carbon. The steels used for protivosnaryadnoy booking are hardened and high (500-650 ° C) tempering. Such heat treatment determines the high plasticity characteristics and the viscosity reserve of the material, ensuring survivability (lack of tendency to brittle fracture-splitting and rear spalling) of the armor parts. The level of strength characteristics (temporary tensile strength - σ in ) is, as a rule, in the range of 850-1100 MPa. However, in connection with the improvement of means of destruction, the use of steels with a specified level of strength does not provide the necessary protection for armored objects in an acceptable thickness.
Основным путем повышения служебных свойств деталей брони является создание броневых сталей, обладающих более высокими прочностными характеристиками при сохранении достаточного уровня пластичности и вязкости.The main way to increase the service properties of armor parts is to create armor steels with higher strength characteristics while maintaining a sufficient level of ductility and toughness.
Известна броневая сталь, содержащая компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,26-0,31; кремний 0,10-0,35; марганец 0,50-0,80; хром 1,30-1,70; никель 0,50-1,00; молибден 0,30-0,50; сера и фосфор не более 0,015; железо остальное.Known armor steel containing components in the following ratio, wt.%: Carbon 0.26-0.31; silicon 0.10-0.35; manganese 0.50-0.80; chrome 1.30-1.70; Nickel 0.50-1.00; molybdenum 0.30-0.50; sulfur and phosphorus not more than 0.015; iron the rest.
(«ARMOUR PLATES FOR PROF OF PROJECTILE PURPOSES» Defence Standart 95-13/1, London, 1981, ANNEX A, p.6)(“ARMOR PLATES FOR PROF OF PROJECTILE PURPOSES” Defense Standart 95-13 / 1, London, 1981, ANNEX A, p.6)
Броневые листы и плиты, изготовленные из этой стали, имеют предел прочности σв=1100-1200 МПа при их толщине не более 36 мм. Более толстые плиты не обладают преимуществом по прочности и, очевидно, по бронестойкости перед используемыми в настоящее время.Armor plates and plates made of this steel have a tensile strength σ in = 1100-1200 MPa with a thickness of not more than 36 mm. Thicker plates do not have an advantage in strength and, obviously, in armor resistance over currently used ones.
Известна толстолистовая броневая сталь, содержащая компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,25-0,32; кремний 0,05-0,75; марганец 0,10-1,50; хром 0,90-2,00; никель 1,20-4,50; молибден 0,10-0,70; алюминий 0,01-0,08; бор 0,001-0,004; титан до 0,10; ниобий до 0,050; ванадий до 0,10; азот до 0,012; сера не более 0.005; фосфор не более 0,015; железо остальное.Known plate armor steel containing components in the following ratio, wt.%: Carbon 0.25-0.32; silicon 0.05-0.75; manganese 0.10-1.50; chromium 0.90-2.00; nickel 1.20-4.50; molybdenum 0.10-0.70; aluminum 0.01-0.08; boron 0.001-0.004; titanium up to 0.10; niobium to 0.050; vanadium to 0.10; nitrogen up to 0.012; sulfur not more than 0.005; phosphorus no more than 0.015; iron the rest.
(DE 4223895 C1, C22D 8/02, 1994)(DE 4223895 C1, C22D 8/02, 1994)
Сталь обладает пределом прочности более σв=1350 МПа после закалки и низкого отпуска в интервале температур 100-500°С. Однако практика свидетельствует о низких характеристиках живучести броневых плит, подвергнутых низкому отпуску, при их взаимодействии с бронебойными снарядами при отношении B/d≤1 толщины преграды В к калибру снаряда d.Steel has a tensile strength of more than σ in = 1350 MPa after quenching and low tempering in the temperature range 100-500 ° C. However, practice indicates low survivability characteristics of armored plates subjected to low tempering when interacting with armor-piercing shells at a ratio B / d≤1 of the thickness of the barrier B to the caliber of the projectile d.
Известен состав и способ производства броневых плит из стали, содержащей компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,15-0,20; кремний 0,10-0,50; марганец 0,70-1,70; хром 0,50-1,00; никель 1,00-2,50; молибден 0,20-0,70; алюминий до 0,01; бор до 0,005; ванадий 0,005-0,25; азот до 0,01; сера не более 0,002; фосфор не более 0,02; железо остальное.The known composition and method of production of armored plates of steel containing components in the following ratio, wt.%: Carbon 0.15-0.20; silicon 0.10-0.50; manganese 0.70-1.70; chrome 0.50-1.00; nickel 1.00-2.50; molybdenum 0.20-0.70; aluminum up to 0.01; boron up to 0.005; vanadium 0.005-0.25; nitrogen up to 0.01; sulfur not more than 0.002; phosphorus not more than 0.02; iron the rest.
(ЕР 1052296 А2, C21D 9/42, 2000)(EP 1052296 A2, C21D 9/42, 2000)
Известная сталь после закалки с температуры 940°С в воде и отпуска 320°С с охлаждением на воздухе обладает в плитах толщиной 40-50 мм пределом прочности σв=1345-1317 МПа. При этом рекомендуемый авторами патента интервал температур отпуска (150-550°С) приведет, также как у стали по патенту (DE 4223895 C1, C22D 8/02, 1994), к пониженной живучести деталей брони, изготовленных из данной известной стали.Known steel after hardening from a temperature of 940 ° C in water and tempering 320 ° C with air cooling plates has a thickness of 40-50 mm in the tensile strength σ = 1345-1317 MPa. In this case, the tempering range recommended by the patent authors (150-550 ° C) will lead, as in the steel according to the patent (DE 4223895 C1, C22D 8/02, 1994), to reduced survivability of armor parts made of this known steel.
Известна броневая сталь шведского производства ARMOX 370S, содержащая компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод до 0,30; кремний 0,10-0,40; марганец до 1,2; хром до 1,00; никель до 1,00; молибден до 0,70; бор до 0,005; сера не более 0,01; фосфор не более 0,03; железо остальное.Known armored steel Swedish production ARMOX 370S, containing components in the following ratio, wt.%: Carbon up to 0.30; silicon 0.10-0.40; manganese up to 1.2; chrome up to 1.00; nickel up to 1.00; molybdenum to 0.70; boron up to 0.005; sulfur not more than 0.01; phosphorus no more than 0.03; iron the rest.
(Svenskt Stal, HEAVY PLATE DIVISION, ARMOX 370S, E77, Nov.1985)(Svenskt Stal, HEAVY PLATE DIVISION, ARMOX 370S, E77, Nov.1985)
Типичный уровень предела прочности указанной стали после контролируемой закалки в роликах и отпуска при температуре выше 400°С по данным производителя (Svenskt Stal OXELOSUND.) составляет σв=1200 МПа. Однако из анализа приведенной зависимости твердости от толщины плит следует, что указанный уровень прочности относится к листам, толщина которых не превышает 50 мм.A typical level of tensile strength of this steel after controlled quenching in rollers and tempering at temperatures above 400 ° C according to the manufacturer (Svenskt Stal OXELOSUND.) Is σ in = 1200 MPa. However, from the analysis of the given dependence of hardness on the thickness of the plates, it follows that the indicated level of strength refers to sheets whose thickness does not exceed 50 mm.
Наиболее близким к изобретению по составу основных легирующих элементов и уровню механических свойств является сталь ХН654.Closest to the invention in the composition of the main alloying elements and the level of mechanical properties is steel XH654.
(Stal-Eisen Werkstoffblatt 1925.) «Thyssen-Henrichshutte» Lastenheft fur die Lieferung von Blechen des hochfesten Vergutungssonderstahles XH 654. Bericht Nr.Qb-Nr.837/74)(Stal-Eisen Werkstoffblatt 1925.) Thyssen-Henrichshutte Lastenheft fur die Lieferung von Blechen des hochfesten Vergutungssonderstahles XH 654. Bericht Nr.Qb-Nr. 837/74)
Указанная сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,25-0,35; кремний 0,10-0,40; марганец 0,40-0,70; хром 1,25-1,65; никель 1,45-1,75; молибден 0,35-0,50; ванадий 0,05-0,15; сера до 0,015; фосфор до 0,020; железо остальное. После термического улучшения прочность материала листа достигает σв=1380 МПа. Однако при толщине плит 90 мм предел прочности падает до σв=900-1100 МПа. Достигнутый уровень прочностных свойств не может привести к заметному повышению противоснарядной стойкости в широком интервале толщин броневых деталей, изготовленных из известной стали.The specified steel contains components in the following ratio, wt.%: Carbon 0.25-0.35; silicon 0.10-0.40; manganese 0.40-0.70; chrome 1.25-1.65; nickel 1.45-1.75; molybdenum 0.35-0.50; vanadium 0.05-0.15; sulfur up to 0.015; phosphorus up to 0.020; iron the rest. After thermal improvement, the strength of the sheet material reaches σ in = 1380 MPa. However, with a plate thickness of 90 mm, the tensile strength drops to σ in = 900-1100 MPa. The achieved level of strength properties cannot lead to a noticeable increase in ballistic resistance in a wide range of thicknesses of armor parts made of known steel.
Задачей изобретения является состав броневой свариваемой стали, обеспечивающий при удовлетворительном уровне живучести более высокую противоснарядную стойкость брони, чем известные броневые стали.The objective of the invention is the composition of the armored welded steel, providing at a satisfactory level of survivability a higher anti-shell resistance of the armor than the known armored steel.
Техническим результатом изобретения является повышение противоснарядной стойкости и живучести брони, изготовленной из броневой стали по изобретению.The technical result of the invention is to increase the ballistic resistance and survivability of armor made of armored steel according to the invention.
Сущностью изобретения является броневая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, серу, фосфор и железо, а также алюминий, азот, медь и ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,29-0,38; кремний 0,15-0,37; марганец 0,30-0,60; хром 1,20-2,00; никель 1,20-2,20; молибден 0,72-0,90; ванадий 0,06-0,20; алюминий 0,01-0,05; азот 0,005-0,020; медь не более 0,50; ниобий не более 0,05; сера не более 0,012; фосфор не более 0,015, железо остальное.The essence of the invention is armored steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, molybdenum, vanadium, sulfur, phosphorus and iron, as well as aluminum, nitrogen, copper and niobium in the following ratio, wt.%: Carbon 0.29- 0.38; silicon 0.15-0.37; manganese 0.30-0.60; chrome 1.20-2.00; nickel 1.20-2.20; molybdenum 0.72-0.90; vanadium 0.06-0.20; aluminum 0.01-0.05; nitrogen 0.005-0.020; copper no more than 0.50; niobium not more than 0.05; sulfur not more than 0.012; phosphorus no more than 0.015, iron the rest.
Введение в состав броневой стали по изобретению алюминия, азота, ниобия и меди, а также заявленные величины соотношений основных легирующих компонентов способствует стабильности получения высоких прочностных характеристик броневой стали по изобретению и ее сварных соединений. При этом броневая сталь обладает достаточно высоким уровнем пластичности и запасом вязкости, а также изотропностью листовых полуфабрикатов и плит, что обеспечивает повышение противоснарядной стойкости и живучести деталей брони и конструкций из стали по изобретению.The introduction of aluminum, nitrogen, niobium and copper into the composition of the armored steel according to the invention, as well as the claimed ratios of the main alloying components, contributes to the stability of obtaining high strength characteristics of the inventive armored steel and its welded joints. At the same time, armor steel has a sufficiently high level of ductility and viscosity reserve, as well as isotropy of sheet semi-finished products and plates, which ensures increased projectile resistance and survivability of armor parts and steel structures according to the invention.
Изобретение может быть продемонстрировано примером.The invention can be demonstrated by example.
Произвели выплавку 14-ти составов броневой стали в электродуговой печи (11 плавок броневой стали по изобретению и 3 плавки стали ближайшего аналога). Из слитков указанных плавок были изготовлены электроды, подвергнутые электрошлаковому переплаву. Электрошлаковый переплав электродов выполняли в изложницах с получением листовых слитков массой ≈10 т, которые были прокатаны на стане «4500» на листовые полуфабрикаты толщиной 45 и 70 мм. Из полученного проката вырезали карты для испытаний обстрелом и пробы для определения вида излома после их разрушения статической изгибной нагрузкой. Карты и пробы закаливали в воду с температуры 910±10°С и отпускали при температуре 600°С с последующим охлаждением в воде.Smelted 14 compositions of armored steel in an electric arc furnace (11 smelts of armored steel according to the invention and 3 smelts of steel of the closest analogue). From ingots of the specified heats were made electrodes subjected to electroslag remelting. Electroslag remelting of the electrodes was carried out in the molds to produce sheet ingots with a mass of ≈10 t, which were rolled on a 4500 mill on sheet semi-finished products with a thickness of 45 and 70 mm. Cards for shelling tests and samples for cutting out the type of fracture after their destruction by a static bending load were cut from the rolled metal. Cards and samples were quenched in water from a temperature of 910 ± 10 ° C and released at a temperature of 600 ° C, followed by cooling in water.
После испытания проб для определения вида излома из их материала вырезали образцы для определения механических свойств.After testing the samples to determine the type of fracture, samples were cut from their material to determine the mechanical properties.
Химический состав броневой стали различных плавок приведен в таблице 1.The chemical composition of the armored steel of various heats is given in table 1.
Результаты определения предела прочности материала опытного проката броневых сталей после термической обработки, обеспечивающей удовлетворительный вид излома проб, для двух групп составов заявленной стали с различным содержанием углерода и стали прототипа приведены в таблице 2.The results of determining the tensile strength of the material of the experimental rolled armored steels after heat treatment, which provides a satisfactory form of fracture of samples, for two groups of compositions of the declared steel with different carbon and prototype steel are shown in table 2.
В таблице 3 приведены результаты определения противоснарядной стойкости плит толщиной 45 и 70 мм из броневой стали по изобретению и из стали ближайшего аналога. При этом следует отметить, что при испытании карт толщиной 70 мм изготовленных из стали ближайшего аналога, наблюдались случаи хрупких разрушений в виде расколов и тыльных отколов диаметром в 3 и более раз больших калибра бронебойного сердечника.Table 3 shows the results of determining the anti-shell resistance of plates with a thickness of 45 and 70 mm from the armored steel according to the invention and from the steel of the closest analogue. It should be noted that when testing cards 70 mm thick made of steel of the closest analogue, there were cases of brittle fractures in the form of splits and rear spalls with a diameter of 3 or more times the caliber of the armor-piercing core.
Учитывая статистическую природу определяемых величин, результаты, приведенные в табл.2 и 3, представлены в виде расчетных статистических характеристик экспериментальных выборок предела прочности (σв) и скорости предела кондиционных поражений (Vпкп).Considering the statistical nature of the determined values, the results given in Tables 2 and 3 are presented in the form of calculated statistical characteristics of the experimental samples of the ultimate strength (σ in ) and the speed of the limit of conditioned lesions (V PCP ).
При этом фактический уровень предела прочности материала плит после термической обработки, обеспечивающей необходимый запас вязкости, составил 1272-1510 МПа у стали по изобретению и 1130-1306 МПа у стали ближайшего аналога (см. табл.2). Разница средних значений пределов прочности составляет для указанных сталей 138 и 197 МПа в зависимости от содержания углерода стали по изобретению и является статистически значимой при уровне доверительной вероятности 0,95.At the same time, the actual level of tensile strength of the plate material after heat treatment, providing the necessary viscosity reserve, was 1272-1510 MPa for steel according to the invention and 1130-1306 MPa for steel of the closest analogue (see Table 2). The difference between the average values of tensile strengths for these steels is 138 and 197 MPa depending on the carbon content of the steel according to the invention and is statistically significant at a confidence level of 0.95.
Представленные в таблицах данные позволили сделать следующие выводы:The data presented in the tables allowed us to draw the following conclusions:
- броневая сталь по изобретению обладает повышенной прочностью при достаточном уровне пластичности, запаса вязкости и изотропности катаных заготовок;- armored steel according to the invention has increased strength with a sufficient level of ductility, stock of viscosity and isotropy of rolled billets;
- при различных значениях отношений толщины брони к калибру снаряда среднее значение Vпкп броневой стали по изобретению превышает аналогичный показатель плит из известной стали на 8-12% (указанный вывод статистически значим при уровне доверительной вероятности более 0,95);- at different values of the ratio of the thickness of the armor to the caliber of the projectile, the average value V of the PCP of the armored steel according to the invention exceeds the similar indicator of plates of known steel by 8-12% (this conclusion is statistically significant at a confidence level of more than 0.95);
- броня из броневой стали по изобретению обладает повышенной противоснарядной стойкостью и живучестью.- armor made of armored steel according to the invention has increased anti-ballistic resistance and survivability.
Химический состав опытных плавок сталейTable 1
The chemical composition of the experimental steel melts
Результаты определения предела прочности стальных плитtable 2
The results of determining the tensile strength of steel plates
Результаты определения противоснарядной стойкости Vпкп Table 3
The results of determining the ballistic resistance V PKP
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006115477/02A RU2341583C2 (en) | 2006-05-05 | 2006-05-05 | Armoured steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006115477/02A RU2341583C2 (en) | 2006-05-05 | 2006-05-05 | Armoured steel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006115477A RU2006115477A (en) | 2007-11-20 |
RU2341583C2 true RU2341583C2 (en) | 2008-12-20 |
Family
ID=38959132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006115477/02A RU2341583C2 (en) | 2006-05-05 | 2006-05-05 | Armoured steel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2341583C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447181C1 (en) * | 2011-03-10 | 2012-04-10 | Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Armor steel |
RU2520247C1 (en) * | 2013-03-01 | 2014-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ЛВС" | High-strength armour steel and production of sheets thereof |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109750228A (en) * | 2019-03-04 | 2019-05-14 | 内蒙金属材料研究所 | A kind of rare earth hammer strap and preparation method thereof |
-
2006
- 2006-05-05 RU RU2006115477/02A patent/RU2341583C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447181C1 (en) * | 2011-03-10 | 2012-04-10 | Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Armor steel |
RU2520247C1 (en) * | 2013-03-01 | 2014-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ЛВС" | High-strength armour steel and production of sheets thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006115477A (en) | 2007-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8414713B2 (en) | High strength military steel | |
US8529708B2 (en) | Carburized ballistic alloy | |
JP5746194B2 (en) | High-hardness and high-toughness iron-based alloy and method for producing the same | |
EP1594997B1 (en) | Eglin steel - a low alloy high strength composition | |
CN108441768A (en) | A kind of high-strength penertration resistance steel of protective door and its heat treatment method | |
US20080181807A1 (en) | Material with high ballistic protective effect | |
RU2341583C2 (en) | Armoured steel | |
AU2016238855B2 (en) | Air hardenable shock-resistant steel alloys, methods of making the alloys, and articles including the alloys | |
Siagian et al. | Development of steel as anti-ballistic combat vehicle material | |
RU2415368C1 (en) | Procedure for production of steel sheets for heterogeneous armour protecting structures | |
RU2392347C1 (en) | Welded bullet-proof armour steel | |
RU2353697C1 (en) | Armoured steel and steel armoured detail | |
RU2806620C2 (en) | Sheet steel for armour protection | |
RU2429971C2 (en) | Laminated protective armour material | |
RU2185459C1 (en) | High-strength armor sheet steel | |
JP3886881B2 (en) | High Mn austenitic steel sheet with excellent anti-elasticity | |
CN111235488A (en) | Bulletproof steel plate and preparation method and application thereof | |
RU2520247C1 (en) | High-strength armour steel and production of sheets thereof | |
EP4008801A1 (en) | High strength, high impact toughness steel alloy, an article of manufacture made therefrom, and a method for making the same | |
AT411267B (en) | Iron alloy containing carbon, silicon, manganese, chromium and nickel is used as a material for products having a high ballistic protective action | |
RU2481407C1 (en) | Method of making steel flat products | |
RU2327801C1 (en) | High tensile steel of martensite grade | |
Thomas et al. | Characterization of electroslag remelted and ladle refined, electric furnace melted 4340 Steel Armor | |
CN118186305A (en) | Thick protective steel plate and manufacturing method thereof | |
CN117385327A (en) | High-performance quenched and tempered homogeneous target plate and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170506 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180423 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200506 |