DE2105851A1 - Aluminiumwerkstoffe und deren Her stellung - Google Patents

Aluminiumwerkstoffe und deren Her stellung

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DE2105851A1 DE19712105851 DE2105851A DE2105851A1 DE 2105851 A1 DE2105851 A1 DE 2105851A1 DE 19712105851 DE19712105851 DE 19712105851 DE 2105851 A DE2105851 A DE 2105851A DE 2105851 A1 DE2105851 A1 DE 2105851A1
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Description

Die Erfindung betrifft Aluminiumwerkstoffe mit verbesserter Durchschlags- und Splitterfestigkeit und deren Herstellung.
Der Bedarf an Leichtbaumaterialien mit hoher Splitter- und Durchschlagsfestigkeit ist in den letzten Jahren erheblich gestiegen, insbesondere für die Verwendung als Panzerplatten. Die Legierung 7059 (Bezeichnung der »Aluminum Association") hat recht große Verbreitung erlangt wegen der für diese Legierung charakteristischen geringen Splitterneigung und hohen Durchschlagsfestigkeit gegenüber Projektilen. Außerdem besitzt die Legierung hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit und läßt sich leicht nach den üblichen Methoden schweißen.
WR/Si
—2—
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Bei Alurainiumwerkstoffen steht die Widerstandsfähigkeit gegenüber panzerdurohschlagenden Geschossen (AP) in direktem Zusammenhang mit der Zerreißfestigkeit und Härte des Materials. Nun nimmt aber mit steigender Festigkeit und Härte die Splitteranfälligkeit beim Aufprall von Geschossen wie Fragmentsimulatorgeschossen (FS) zu. Bei AIuminiummaterialien mit einer Zerreißfestigkeit von über etwa 45,7 bis 49,2 kg/mm ist die Splitterneigung beim Auftreffen von FS-Projektilen so groß, daß diese Werkstoffe als Panzerplatten praktisch unbrauchbar sind. H. P. George u. a. beschreiben im US-Patent 3 042 555 Versuche zur lösung dieses Problems durch Übervergütung der Rückseite von Platten aus den Legierungen 7075 und 7178. Das beschriebene Verfahren ist aber sehr schwer zu kontrollieren, d. h. es ist schwierig, beständige Eigenschaften zu erzielen und wenn das Produkt auch verbesserte Splitterbeständigkeit aufweist, so geht dieser Vorteil doch auf Kosten einer verminderten AP-Festigkeit.
Bei den Aluminiurawerkstoffen besitzt die Legierung 7039 das am besten ausgeglichene Verhältnis von Durchschlage- und Splitterfestigkeit. Für viele Zwecke ist die Legierung 7039 aber nicht ganz befriedigend wegen ihrer verhältnismäßig geringen ballistischen Beständigkeit gegenüber panzerdurchschlagenden Geschossen (AP), die auf die Platte unter Winkeln von mehr als 30° auftreffen, d. h.
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mit einer Sescttaßbabn, die einen Winkel von mehr als 30 mit einer zur Oberfläche senkrechten Linie bildet. Bei Winkeln von mehr als 30 besitzen Stahlpanzer großer Harte höhere ballistische Beständigkeit bei gleichem Gewicht.
Ziel der Erfindung ist ein zusammengesetzter Werkstoff, der eine verbesserte Durchschlagsfestigkeit gegenüber panzerdurcbscblagenden (AP) Projektilen aufweist, während die StoSfestigkeit gegenübr anderen Geschossen wie Eragment simu la torpr objektilen (51S) aufrechterhalten bleibt und in vielen Fällen sogar erhöht wird.
Erfinöungsgeinäß enthält ein zusammengesetzter Aluminiumwerkstoff eine Frontplatte, die aus einer hochfesten Aluminiumlegierung mit einer Zerreißfestigkeit von etwa
45,7 bis 63,3 kg/mm besteht, mit der eine untere Platte verbunden ist, die aus einer zähen Aluminiumlegierung mit einer Zerreißfestigkeit zwischen 31>6 und 49,2 kg/mm besteht, wobei die Dicke der Grundplatte etwa 4 bis 20 # der Gesamtpiattenäicke beträgt und die Zerreißfestigkeit
2 der Grundplatte um mindestens 1,4 kg/mm niedriger liegt
als die der Frontplatte.
Der Erfindung gemäß beträgt die Gesamtdicke der Zusammensetzung 6,35 his 152,4 mm. Vorzugsweise übertrifft die Zerreißfestigkeit der Frontplatte die der Grundplatte
um mindestens 4,92 kg/mm . Die verschiedenen Bauteile müssen die obigen Festigkeitswerte in dem zusammengesetzten Werkstoff aufweisen.
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Bine besonders vorteilhafte Aluminiumlegierung für die Frontplatte besteht aus 4 bis 7 % Zink, 1,5 bis 5 % Magnesium, bis zu 3,0 % Kupfer und dem Rest Aluminium sowie nicht genau festgelegten Mengen anderer Elemente, d.h. Mengen, die die Durchschlags- und Splitterfestigkeit praktisch nicht beeinträchtigen.
Die hier betrachtete Aluminiumlegierung besitzt mehr als 80 % Aluminium als Grundbestandteil.
Viele Aluminiumlegierungen, wie 7075-T6, 7079-T6, 7178-T6, 2024-T3 und ähnliche, zeigen die für die Frontplatte gewünschten Eigenschaften innerhalb des Rahmens der Erfindung. Die erste Bedingung für das Material der Frontplatte ist, daß es bei geeigneter Wärmebehandlung nach Verbinden mit der Grundplatte eine Zerreißfestigkeit zwischen 45,7 und 63,3 kg/mm entwickelt. Legierungen mit höherer Festigkeit, wie 7178-T6, zeigen eine größere Bruchneigung, wenn sie von Projektilen höheren Kalibers, wie 0,50-Kaliber-Geschossen und 20 mm-Geschossen, getroffen werden, Eigenschaften, die der Verwendungsfähigkeit dieses Werkstoffes für Bauteile Grenzen setzen, die vielfachen Stößen ausgesetzt sind. Solche Legierungen mit hoher Festigkeit bieten aber in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorzügliche Eigenschaften bei Einzeltreffern. Die bevorzugte Legierungszusammensetzung für die Frontplatte besteht aus etwa 4 bis 7 % Zink, 1,5 bis 5 % Magnesium, bis zu 3,0 % Kupfer und dem Rest Aluminium
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sowie unerheblichen Mengen anderer Elemente, die die Festigkeit und die ballistischen Eigenschaften der Legierung praktisch nicht beeinflussen. Im allgemeinen läßt sich ein Bauteil mit einem hohen Magnesium/Zink-Terhältnis nach den üblichen GMA-Methoden leiohter schweißen.
Die untere Platte hat vorzugsweise eine Dicke zwischen etwa 5 und 12 % der Gesamtplattend icke. Es kann jede wärmevergütbare Aluminiumlegierung verwendet werden, wenn die Grundplatte in der fertigen Zusammensetzung die gewünschte Festigkeit aufweist. Die bevorzugte Legierung für die untere Platte besteht aus 4 bis 6 $> Zink, 0,5 bis 3,5 #> vorzugsweise 0,5 bis 1,5 ^ Magnesium und dem Rest Aluminium sowie unbedeutenden Mengen anderer Elemente. Zwecks Erleichterung der Schweißung des zusammengesetzten Werkstoffes sollte das Gewichtsverhältnis von Magnesium in der Grundplatte zu Magnesium in der Frontplatte unter etwa 0,7 liegen. Andere geeignete Legierungen sind 7039 und 6053.
In den oben beschriebenen Legierungen für Front- und Grundbauteil sollten die folgenden prozentualen Anteile nicht überschritten werden: Silizium 0,3; Eisen 0,4; Mangan 0,5; Titan 0,10; Chrom und Zirkon 0,25. Die obigen Grenzwerte sind in erster Linie Maximalmengen für Verunreinigungen, es können aber positive Zusätze dieser Elemente erfindungsgemäß vorhanden sein. Beispielsweise können Chrom und Zirkon der Zusammensetzung in einer Menge zwischen 0,10 und
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0,20 zur Verbesserung der Spannungskorrosionsbeständigkeit und zur Verhinderung der RekristaLlisation zugesetzt v/erden; Kupfer kann zwischen 0,10 und 0,20 % zur Verbesserung der Spannungskorrosionsbeständigkeit in der Vergütung T6 vorliegen; Mangan verbessert in einer Menge zwisotaen 0,1 und 0,5 $> Festigkeit und Spannungskorrosionsbeständigkeit, und Titan kann zwischen 0,01 und 0,03 <$> zum Zwecke der Kornverfeinerung zugesetzt werden. Im allgemeinen liegt der Kupfergehalt in handelsüblichen Legierungen unter 0,2 %, wenn die Stücke geschweißt werden sollen, es können aber auch legierungen mit 2 bis 3 Kupfer nach den üblichen Methoden geschweißt werden.
Alle hier beschriebenen Zusammensetzungen sind auf G-ewichtsbasis angegeben,und alle Pestigkeitseigenschaften sind in Längs/Querrichtung bestimmt. Der Ausdruck "Längs/ Quer"-Richtung bezieht sich auf die Richtung senkrecht zur Richtung der Metallbearbeitung oder Fließrichtung und in der weiteren Ausdehnung eines Querschnitts in einer Ebene senkrecht zur Metallfließriohtung.
Es wurde gefunden, daß das zusammengesetzte Materia L gemäß der Erfindung eine erheblich verbesserte Durchschlagsfestigkeit gegenüber AP-Geschossen aufweist, während im Vergleich zu 7O39-T64 praktisch keine Verminderung der Splitterfestigkeit eingetreten ist. In den meisten geprüften Zusammensetzungen wurde im Vergleich mit 7O39-T64 eine
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leichte -Erhöhung der Splitterfestigkeit bei gleichem Gewicht i?einzeichnet. Die Verbesserung der Splitterfestigkeit zeigt sich besonders beim Vergleich mit Werkstoffen, die eine entsprechende AP-I'estigkeit besitzen, "Wie homogene Stahlplatten von. großer Härte und Platten aus hoohfesten Äluminiumlegierungen, wie 7O75-T6 und 7178-T6.
Ein kritisches Merkmal der Erfindung ist die Beziehung zwischen der Dicke der unteren Platte und der GeBamtdicke der Zusammensetzung zwecks Erreichung einer verbesserten Splitterfestigkeit und damit in Verbindung einer wesentlich verbesserten Durchschlagsfestigkeit. Es wurde gefunden, daß eine Grundplattendicke zwischen etwa 4 und 12 i> eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegenüber AP-Geschossen gewährleistet. Größere oder geringere Dicken geben im allgemeinen keine wesentlichen Verbesserungen gegenüber der Frontplatte allein. Eine maximale "Festigkeit gegenüber AP-Geschossen kann errächt werden, wenn die Dicke der unteren Platte etwa 5 bis 6 % beträgt, was besonders dann gilt, wenn die Projektile mit großer Neigung, d. h. mit Yiinkeln von etwa 45°, auf treffen. Die Festigkeit gegenüber I1S-Ge schösse η aber ist mehr oder weniger eine Punktion der Grundplattendicke, und zwar bis zu einer Dicke von mehr als 20 # der Gesamtplattendicke. Je größer die Dicke der unteren Platte, desto größer die Widerstandsfähigkeit gegenüber FS-Geschossen. Eine Grund-
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plattendicke zwischen, etwa 4 und 20 fo, vorzugsweise zwischen etwa 5 und 12 $, ergibt das am besten ausgeglichene Verhältnis zwischen AP- und !^Durchschlagsfestigkeit. Die beigefügte Zeichnung erläutert die Beziehungen zwischen der G-rundplattendicke und den ballistischen Eigenschaften für eine erfindungsgemäße Zusammensetzung mit einer IProntplatte und einer unteren Platte aus den erfindungsgemäßen Legierungen, wobei die Sollzusammensetzung für die Frontplatte 6,6 fo Zink und 2,5 $> Magnesium und für die untere Platte 5,5 $> Zink und 0,75 $ Magnesium beträgt. Die Erfindung erlaubt eindeutig, die ballistischen Eigenschaften der Zusammensetzung so zu planen, daß sie den Anforderungen eines breiten Anwendungsgebietes genügen.
Die einzelnen erfindungsgemäßen Komponenten werden verbunden und bilden die Zusammensetzung durch eine innige Metall/Metall-Verbindung, die auf verschiedene Weise, wie beispielsweise durch Walzen, Explosionsverbindung usw. hergestellt werden kann. Man nimmt an, daß das Gefüge der Zusammensetzung als Energieabsorbens und -dispergens wirkt, und zwar in der Weise, daß beim Durchdringen des Geschosses durch die Frontplatte der dadurch aus seiner lage gebrachte Pfropfen die untere Platte zur Ausweitung bringt und von der Frontplatte wegdrückt.
Vorzugsweise werden die gebräuchlichen Walzmethoden angewandt, bei denen die Werkteile auf eine Temperatur von
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etwa 345 bis 4820C erwärmt und mehrmals durob Walzen geschickt werden, wobei die Dicke der Platten leioht reduziert und der untere Werkteil mit dem Kern verschmolzen wird, woran sich noch ein Warmwalzen der Teile zur Bildung der gewünschten Zusammensetzung ansohließt. Die Verminderung der Dicke der Zusammensetzung während des Warmwalzens sollte normalerweise mehr als 50 #, vorzugsweise etwa 80 #, betragen.
Bei Aluminiumlegierungen mit einem Gehalt von mehr als etwa 1,5 $> Magnesium ist nach den üblichen Walzverfahren nur schwer eine einwandfreie Verbindung zu erhalten. Es wurde gefunden, daß diese Verbindung besser hergestellt werden kann, wenn man die legierungen vorher mit kleinen Mengen (d. h. 1/2 bis 2 $> der Gesamtdicke) Aluminium oder einer verhältnismäßig magnesiumfreien Aluminiumlegierung (d. h. mit nioht mehr als 0,1 Magnesium) überzieht und dann die überzogenen Werkteile mit den vorbehandelten Flächen aufeinanderwalzt. Geeignete Legierungen zur Herstellung dieser Überzüge sind 3003, 1100, 7072 und 1230.
Wegen der Tatsaohe, daß die Elemente zur Bildung der Zusammensetzung verbunden werden, ist die Auswahl an Legierungen begrenzt, weil beide Platten natürlioh auf die gleiche Wärmebehandlung anspreohen müssen, damit die geforderten ffeetigkeitseigensobaften erhalten werden. Die oben genannten Legierungszueammensetzungen sind erfindungsgemäß in
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dieser Hinsioht besonders verträglich. Mit ihnen können viele künstliche Aushärtungsbehandlungen durchgeführt werden. Zur Erzielung der gewünsohten ballistischen Eigenschaften kann die in Lösungen wärmebehandelte Zusammensetzung auf 104 bis 1210O erwärmt und etwa 24 bis 48 Stunden auf dieser Temperatur gehalten werden, Bedingungen, die im einzelnen von der Plattendicke und der Aushärtungstemperatur abhängen. Es können selbstverständlich auch andere Aushärtungsmethoden angewandt werden. Es wurde gefunden, daß durch Übervergütung, entweder durch Aushärtung in einem einzigen Schritt oder in mehrfachen Schritten, die Splitterfestigkeit der behandelten Fläche der Prontplatte verstärkt werden kann, besonders bei Geschoßbahnen mit einem größeren Winkel als 30° zu einer zur Oberfläche senkrechten Linie.
In Tabelle I sind verschiedene Beispiele gemäß der Erfindung aufgeführt. Ein Vergleich der ballistischen Eigenschaften der Beispiele mit 7O39-T64 findet sich in Tabelle II. Die für die Beispiele benutzten Proben wirdenin der Weise hergestellt, daß zunächst Frontplatte und untere Platte auf der einen Seite mit der Legierung 1230 in einer Dicke zwisohen 1 und 2 # überzogen wurden, worauf die Werkteile auf eine WaIztemperatür zwisohen 343 und 4540C erwärmt und dann durob Walzen verbunden wurden (mit den mit Legierung 1230 überzogenen Flächen aufeinander), was zu einer Redu-
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zierung der Dicke zwischen 60 und 80 $ führte. Die Proben der Beispiele 1 bis 9 wurden in Lösungen wärmebehandelt, und zwar durch Erwärmen auf 454°C und Abschrecken in kaltem Wasser, woran sich eine Aushärtung anschloß und die Vergütung T6 erhalten wurde. Die künstliche Aushärtung bestand in einer fünftägigen natürlichen Aushärtung, Erwärmung auf die Aushärtungstemperatur von 1160G mit einer Geschwindigkeit von 19,5°O/Std. und 48stündiger künstlicher Aushärtng bei dieser Temperatur. Die Probe für Beispiel 10 wurde zur Gewinnung der Vergütung T6 der üblichen Wärmebehandlung unterworfen. Die Zugfestigkeitseigenschaften (Längs/Querrichtung) der Ti'.'erkteile der Proben sind in Tabelle I wiedergegeben.
Die so hergestellten Proben wurden dann ballistischen Prüfungen unterworfen, und zwar mit 0,30-ka übrigen AP-Geschossen bei einem Aufschlagswinkel· von O0, 0,50-ka übrigen AP-Geschossen bei 45° und O0, 20 mm-AP-Geschösseη bei 30° und 20 mm-FS-Proöektiien. Wie die Tabelle II zeigt, wurde bei den Tests die geringste Geschwindigkeit für vollständigen Geschoßdurohsohlag und die höchste Geschwindigkeit für partiellen Geschoßdurchschlag bestimmt. Der ballistische Grenzwert ist das Mittel aus diesen beiden Geschwindigkeiten. Die ermittelten ballistischen Grenzwerte wurden mit den bekannten Grenzwerten für 7O39-T64 verglichen und die Dicke dieser Legierung bestimmt, die notwendig ist, um den
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gleichen Schutz zu gewähren, d. h. die den gleichen ballistischen Grenzwert besitzt wie der zusammengesetzte Werkstoff. Dann wurde mit Hilfe der in Tabelle II aufgeführten Formel die Güteklasse der Zusammensetzung bestimmt.
Wie die in Tabelle II wiedergegebenen Gütegrade zeigen, lassen sich mit dem zusammengesetzten Werkstoff gemäß der Erfindung erhebliche Steigerungen der AP-Widerstandsfähigkeit erreichen. Wichtiger noch ist, daß keine wesentliche Verminderung der FS-Widerstandsfähigkeit eintrat und in vielen Fällen, wie in den Beispielen 4 und 5» sogar ein Anstieg der FS-Festigkeit zu verzeichnen war. Wenn diese Verbesserung auch nicht folgerecht zu erreichen ist, so ist sie doch erheblich, verglichen mit anderen Werkstoffen, die die entsprechende AP-Festigkeit besitzen. Außerdem ist erfindungsgemäß eine Gewichtseinsparung bis zu 25 % gegenüber 7O39-T64 bei gleichwertigem Schutz möglich. Die AP-Festigkeit der erfindungsgemäßen Werkstoffe (auf gleicher Gewichtsbasis) ist der von Stahl mit einer Härte von 300 Brinell überlegen und der von Stahl mit einer Härte von 500 Brinell gleichwertig oder ütelegen. Ferner ist die Splitterfestigkeit der Zusammensetzung gemäß der Erfindung der von homogenen Stahlplatten großer Härte weit überlegen.
Die Erfindung bezieht sich zwar in erster Linie auf Iieichtbaupanzerplatten mit verbesserten ballistischen Eigenschaften, sie ist aber auch auf andere Gebiete anwend-
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bar. Sie betrifft aber immer verhältnismäßig dicke zusammengesetzte Werkstoffe, <3. h. Materialien von 6,35 bis 152,4 mm Dioke, und bezieht sioh niobt auf Überzüge zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit, wenn auota Verbesserungen dieser Art bei geeigneter Wahl der Legierungszusammensetzung ebenfalls erreiohbar sind.
-H-
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Tabelle I
to OD
cn α>
Beispiel Prontteil
Zusammensetzung
Unterer !eil
Zusammensetzung
Prontteil Unterer Teil
Zerreißfestigkeit
kg/mm2
40,1
1 6,6 $> Zn,
2,5 $ Mg
Rest Aluminium
5,5 % Zn,
1,0 56 Mg
Rest Aluminium
61,9 40,1
2 6,6 # Zn,
2,5 t Mg
Rest Aluminium
5,5 $ Zn,
1,0 # Mg
Rest Aluminium
60,5 38
3 6,6 % Zn,
2,5 % Mg
Rest Aluminium
5,5 $ Zn,
0,75 #-Mg
Rest Aluminium
58,4 38
4 6,6 $> Zn,
2,5 J* Mg
Rest Aluminium
5,5 Ί» Zn,
0,75 # Mg
Rest Aluminium
58,4 38
VJI 6,6 $> Zn,
2,5 Ji Mg
Rest Aluminium
5,5 $> Zn,
0,75 S* Mg
Rest Aluminium
57,7 38
6 6,6 # Zn,
2,5 $ Mg
Rest Aluminium
5,5 # Zn,
0,75 9έ Mg
Rest Aluminium
57,7
VJl I
OO cn
Tabelle I
CD OO co
cn co
Beispiel Frontteil
Zusammensetzung
Unterer Teil
Zusammensetzung
Frontteil Unterer Teil
Zerreißfestigkeit
kg/mm2
38
7 6,6 # Zn,
2,5 % Mg
Rest Aluminium
5,5 1* Zn,
0,75 Mg
Rest Aluminium
57 . 30,9
8 4,5 Zn,
4,2 % Mg
Rest Aluminium
5,0 # Zn,
0,5 1o Mg
Rest Aluminium
57 40,8
9 4,5 # Zn,
4,2 % Mg
Rest Aluminium
5,0 <fo Zn,
0,5 Mg
Rest Aluminium
56,2 40,8
10 7075 3,75 # Zn,
2,0 /o Mg
Rest Aluminium
58,4
VJl
ro
ο cn oo cn
Tabelle II Ballistische Eigenschaften
CO OO Ui
aas
Probe ITr. NominaIzusa m-
mensetzung
Dicke, mm
Untere Platte
Dicke, der
Gesamtdicke
Gütegrad*
CaI. 3Q
AP/100
^Gütegrad*
CaI.50
AP/450
Gütegrad*
Ca 1.50
AP/OÖ
Gütegrad*
20 mm
AP/300
Gütegrad"3
20 mm FS
102
A 25,4 4,5 121 126 - - - ■ 104
2 25,4 12,9 120 119 - - - -
3 31,75 4,0 122 - - - —
4 31,75 7,9 120 124 - - -
5 31,75 16,3 114 - - - -
6 76,2 4,7 - - 112 -
7 76,2 9,7 - 119 110
8 25,4 4,0 117 124 - -
9 25,4 11,0 110 . 115 - -
10 31,75 15,0 120 - 110 -
* Gütegrad-
votl 7039-164/(pro Flächeneinheit) zum Schutz erforderlich ist
Gewicht der Zusammensetzung, das (pro Flächeneinheit) den gleichen Schutz bietet
ο cn co cn

Claims (12)

Patentansprüche
1. Zusammengesetzter Aluminiumwerkstoff, gekennzeichnet durch eine Prontplatte aus einer Aluminiumlegierung mit hoher Festigkeit und einer Zerreißfestigkeit von etwa 45,7 bis 63,3 kg/mm , verbunden mit einer unteren Platte aus einer zähen Aluminiumlegierung mit eins; Zerreißfestigkeit zwischen 31,6 und 49,2 kg/mm , indem die Dicke der unteren Platte etwa 4 bis 20 $ der Gesamtdioke der Zusammensetzung beträgt und die Zerreißfestigkeit der unteren Platte um mindestens 1,4 kg/mm geringer ist als die der IPr ontp latte.
2. Zusammensetzung nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ÜTrontplatte aus einer Aluminiumlegierung mit etwa 4,0 bis 7,0 i> Zink, 1,5 bis 5,0 $> Magnesium, bis zu 3,0 % Kupfer und dem Rest Aluminium sowie nicht näher festgelegten Mengen anderer Elemente besteht.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Platte aus einer Aluminiumlegierung mit etwa 4,0 bis 6,0 # Zink, 0,5 bis 3,5 fi Magnesium, bis zu 3,0 <$> Kupfer und dem Rest Aluminium sowie nioht näher festgelegten Mengen anderer Elemente besteht.
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4. Zusammensetzung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daB das Gewichtsverhältnis von Magnesium in der unteren Platte zu Magnesium in der Frontplatte kleiner ist als 0,7.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumlegierung der unteren Platte 0,5 bis 1,5 ^ Magnesium enthält.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupfergehalt der Frontplatte und der unteren Platte geringer als 0,2 % ist.
7. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der unteren Platte zwischen 5 und 12 $> der Gesann,dicke der Zusammensetzung beträgt.
8. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Streckgrenze der unteren
ο
Platte um mindestens 4,92 kg/mm niedriger liegt als die
Zugfestigkeit der Frontplatte.
9. -Verfahren zur Herstellung einer Aluminiumzusammensetzung naoh Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, daß
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~19~ 2105351
Prontplatte und untere Platte auf eine Temperatur von etwa 343° "bis 482°G erwärmt und durch Anwendung von Druck miteinander verbunden "werden, wobei eine Verminderung der Dicke um mehr als 50 $> erreicht wird.
10. Terfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Erontplatte und untere Platte mehrmals zusammen durch Walzen geschickt werden, nachdem sie erwärmt und bevor sie verbunden sind, um eine Verminderung der Dicke und Verschmelzung der unteren Platte mit der Frontplatte zu erreichen.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Prontplatte und untere Platte vorher mit Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit nicht mehr als 0,1 $ Magnesium in einer Dicke von 1/2 bis 2 $ der Gesamtdicke der Zusammensetzung überzogen werden und das Verbinden mit den überzogenen Flächen aufeinander erfolgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9» 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung in Lösung warmebehandelt und bei einer Temperatur von 104 bis 1210C während einer Zeit von 24 bis 48 Stunden ausgehärtet wird.
13· Verfahren nach Anspruoh 12, dadurch gekennzeichnet, daB die Zusammensetzung nach der Wärmebehandlung in Lösung
1 G 9 8 3 1 / 1 5 8 1
mehrere Tage auf natürliche Weise ausgehärtet und dann bei einer Temperatur von 104 bis 1210C künstlich ausgehärtet wird.
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DE2105851A 1970-01-26 1971-01-26 Panzerplatte aus einer Aluminiumlegierung Expired DE2105851C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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US586070A 1970-01-26 1970-01-26

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0229954A2 (de) * 1986-01-23 1987-07-29 Dornier Gmbh Verfahren zur Herstellung von integralen Blechbauteilen aus hochfesten Aluminium-Legierungen

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3962976A (en) * 1971-08-16 1976-06-15 Aluminum Company Of America Composite armor structure
US3859059A (en) * 1972-02-02 1975-01-07 Olin Corp Erosion-corrosion resistant aluminum radiator clad tubing
IT1211023B (it) * 1981-04-15 1989-09-29 Italia Alluminio Piastre composite in leghe d'alluminio.
US4469537A (en) * 1983-06-27 1984-09-04 Reynolds Metals Company Aluminum armor plate system
US4626294A (en) * 1985-05-28 1986-12-02 Aluminum Company Of America Lightweight armor plate and method
GB0027706D0 (en) * 2000-11-14 2000-12-27 Alcan Int Ltd Composite aluminium sheet
US7360676B2 (en) * 2002-09-21 2008-04-22 Universal Alloy Corporation Welded aluminum alloy structure
EP1741870A1 (de) * 2005-07-08 2007-01-10 Cuhadaroglu Metal Sanayi Ve Pazarlama A.S. Durchschussfeste Tür oder Fenster und Fassadenwände mit gepanzerten Profilen aus einer 7xxx or 6xxx Aluminium-Legierung
WO2007115617A1 (en) * 2006-04-07 2007-10-18 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh Al-mg alloy product suitable for armour plate applications
US8151685B2 (en) 2006-09-15 2012-04-10 Force Protection Industries, Inc. Apparatus for defeating high energy projectiles
GB2464847A (en) * 2007-06-13 2010-05-05 Thixomat Inc High impact resistant metal alloy plate
US20090293709A1 (en) * 2008-05-27 2009-12-03 Joynt Vernon P Apparatus for defeating high energy projectiles
CN102625858B (zh) * 2009-09-04 2014-10-29 美铝公司 用于实现改进的弹道学性能的铝合金时效方法
EP2547979A4 (de) * 2010-03-17 2015-08-19 Alcoa Inc Panzerung mit veränderlicher zusammensetzung und metallurgisch gebundenen schichten

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3042555A (en) * 1958-10-02 1962-07-03 Henry P George Impact resistant aluminum alloy plate

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1997166A (en) * 1933-10-20 1935-04-09 Aluminum Co Of America Duplex metal article
US2354006A (en) * 1940-01-26 1944-07-18 Gauthier Gaston Aluminium base alloy with protective coating
US2821014A (en) * 1951-05-31 1958-01-28 Aluminum Co Of America Composite aluminous metal article

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3042555A (en) * 1958-10-02 1962-07-03 Henry P George Impact resistant aluminum alloy plate

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ALUMINIUM-TASCHENBUCH, 12.Aufl., 1963, S.25-27 *
KENT R. VAN HORN, ALUMINIUM VOL I, 1967, S.153,154,204,304,306,328-330 *
KENT R. VAN HORN, ALUMINIUM VOL. III, 1967, S.426-429 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0229954A2 (de) * 1986-01-23 1987-07-29 Dornier Gmbh Verfahren zur Herstellung von integralen Blechbauteilen aus hochfesten Aluminium-Legierungen
EP0229954A3 (en) * 1986-01-23 1988-01-13 Dornier Gmbh Process for manufacturing integral construction elements of highly steady aluminium

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DE2105851C2 (de) 1985-04-11
US3649227A (en) 1972-03-14
GB1291965A (en) 1972-10-04

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