DE4344879A1

DE4344879A1 - Verbundstahl für den Schutz von Fahrzeugen, Verfahren zu dessen Herstellung sowie daraus gebildetes Fahrzeugverkleidungsteil

Info

Publication number: DE4344879A1
Application number: DE19934344879
Authority: DE
Original assignee: G & S Tech Schutz und Sic GmbH
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 1993-12-29
Publication date: 1995-07-06
Anticipated expiration: 2013-12-30
Also published as: DE4344879C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbundstahl für den Schutz von Fahrzeugen, ein Verfahren zu dessen Her stellung sowie ein entsprechendes Fahrzeugverkleidungs teil.

Bei dem Bau von gepanzerten zivilen oder militärischen Fahrzeugen werden üblicherweise Stähle verwendet, die nach dem Aushärten eine sehr hohe Festigkeit und Härte besitzen, ohne daß die Kerbschlagzähigkeit übermäßig absinkt. Diese sogenannten Panzerstähle dienen der Sicherstellung des ballistischen Schutzes, d. h. dem Schutz vor Beschuß, sowie des Anspreng- und Splitter schutzes. Sie werden beispielsweise für die Fahrgast zellenpanzerung von Geldtransportfahrzeugen oder zivi len Sicherheits-Kraftfahrzeugen oder die Teilpanzerun gen von Luft-, Wasser- und Landfahrzeugen zum Schutz von Personen oder technischem Gerät verwendet. Da die Anforderungen, die an derartige Fahrzeuge gestellt werden, sich in den letzten Jahren ständig erhöht haben, ist es notwendig, die Stahlbauteile bzw. -bleche entsprechend dicker auszubilden, um den Anforderungen genügen zu können. Damit ist jedoch der Nachteil ver bunden, daß das Gewicht des entsprechenden Fahrzeugs wesentlich erhöht ist, wodurch sich die Fahreigenschaf ten des Fahrzeugs ändern und darüber hinaus einige Fahrzeugbestandteile, beispielsweise der Motor, stärker ausgelegt werden müssen.

Wenn man einen besonders harten Stahl für die Panzerung verwendet, ist damit gleichzeitig der Nachteil verbun den, daß ein derartiger Stahl üblicherweise sehr spröde ist und sich dementsprechend schlecht verarbeiten läßt.

Aus dem Anlagenbau ist es bekannt, einen Verbundstahl zu verwenden, der aus einer Trägerschicht aus herkömm lichem Baustahl St 37-2 und einer Auflageschicht aus hochfestem Werkzeugstahl besteht. Die Schichten sind über molekulare Bindungen miteinander verbunden. Auf diese Weise ist ein Verbundstahl geschaffen, dessen Auflageschicht relativ hart und dessen Trägerschicht relativ weich und elastisch ist. Jedoch ist ein derar tiger Verbundstahl nur bedingt einsetzbar, da die beiden fest miteinander verbundenen Materialien bzw. Stähle unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten besit zen, so daß es zu Verformungen kommen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ver bundstahl, der für den Schutz von Fahrzeugen einsetzbar ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derarti gen Verbundstahls zu schaffen. Darüber hinaus soll ein Fahrzeugverkleidungsteil aus einem entsprechenden Verbundstahl vorgesehen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Verbundstahl mit einer Trägerschicht aus einem Stahl mit folgenden chemischen Bestandteilen in Gew.-%:

und einer Auflageschicht aus einem Stahl mit folgenden chemischen Bestandteilen in Gew.-%:

Diese Werte geben die mittleren Massen- bzw. Gewichts anteile der Hauptlegierungselemente in % wieder.

Zusätzlich sollte erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß sowohl der Stahl der Trägerschicht als auch der Stahl der Auflageschicht folgende chemische Bestandteile in Gew.-% aufweisen:

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung haben sich die folgenden Stähle im Hinblick auf die Belastbarkeit als besonders wirkungsvoll herausgestellt:
Trägerschicht:

Auflageschicht:

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Trägerschicht und die Auflageschicht nicht die gleiche Dicke besitzen, sondern daß das Dickenverhält nis der Auflageschicht zur Trägerschicht etwa 3 : 2 beträgt, so ein Verbundstahl mit einer hohen Beschuß sicherheit gegeben ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verbundstahl handelt es sich um ein Bauteil aus zwei artgleichen Stählen mit annä hernd gleichen Ausdehnungskoeffizienten, so daß der Verbundstahl im Fahrzeugbau Verwendung finden kann. Die Trägerschicht ist dabei von einem relativ weichen, elastischen Stahl gebildet, während als Auflageschicht ein sehr harter und spröder Stahl verwendet wird, der bei Auftreffen eines Geschosses einen großen Anteil der Energie vernichten kann.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, daß sowohl der Stahl der Trägerschicht als auch der Stahl der Auflageschicht vor dem Härten eine Rockwell-Härte von ca. 30 HRc aufweist und daß nach dem Härten der Stahl der Träger schicht eine Rockwell-Härte von ca. 51 HRc und der Stahl der Auflageschicht eine Rockwell-Härte von ca. 60-61 HRc besitzt.

Zur Herstellung des Verbundstahles werden zunächst der Stahl der Trägerschicht sowie der Stahl der Auflage schicht unabhängig voneinander zu jeweils einem Block, d. h. einem sogenannten Brammenblock geformt. Nach Abkühlen der Brammenblöcke wird an jedem Block eine Kontaktfläche beispielsweise mittels Hobeln geebnet und gereinigt, so daß die Kontaktfläche insbesondere frei von Fett, Öl etc. ist. Die Blöcke werden dann mit den Kontaktflächen aufeinandergelegt und gegeneinanderge preßt, ohne daß sich zwischen ihnen Lufteinschlüsse befinden. In dem aufeinandergepreßten Zustand werden die Blöcke in der Auflageebene mit einer umlaufenden Schweißnaht miteinander verbunden und in einem Ofen auf ca. 1300°C erhitzt. Anschließend werden sie bei einem hohen Walzdruck von etwa 8000 t zu einem Blech ausge walzt. Es hat sich gezeigt, daß die beiden Stähle in der Kontaktfläche eine molekulare Bindung eingehen, wobei jedoch eine exakte Trennlinie vorhanden bleibt.

Claims

1. Verbundstahl für den Schutz von Fahrzeugen mit einer Trägerschicht aus einem Stahl mit folgenden chemischen Bestandteilen Gew.-%: und einer Auflageschicht aus einem Stahl mit folgenden chemischen Bestandteilen in Gew.-%:

2. Verbundstahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß sowohl der Stahl der Trägerschicht als auch der Stahl der Auflageschicht zusätzlich folgende chemische Bestandteile in Gew.-% auf weist:

3. Verbundstahl nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich net durch folgende chemische Bestandteile in Gew.-%:
Trägerschicht: Auflageschicht:

4. Verbundstahl nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dickenverhältnis der Auflageschicht zur Trägerschicht etwa 3 : 2 beträgt.

5. Verbundstahl nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Stahl der Trägerschicht als auch der Stahl der Auflage schicht vor dem Härten eine Rockwell-Härte von ca. 30 HRc aufweist und daß nach dem Härten der Stahl der Trägerschicht eine Rockwell-Härte von ca. 51 HRc und der Stahl der Auflageschicht eine Rock well-Härte von ca. 60 bis 61 HRc besitzen.

6. Verfahren zur Herstellung eines Verbundstahls nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich net,
daß aus dem Stahl der Trägerschicht und dem Stahl der Auflageschicht separate Blöcke hergestellt werden,
daß die Blöcke aufeinandergelegt werden, wobei die Kontaktflächen vorher geebnet und gereinigt sind,
daß die Blöcke unter Vermeidung von Luftein schlüssen gegeneinandergedrückt und miteinander randseitig verschweißt werden und
daß die Blöcke auf ca. 1300°C erhitzt sowie bei hohem Walzdruck zu einem Blech ausgewalzt werden.

7. Fahrzeugverkleidungsteil mit einem Blech aus Verbundstahl gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.