RO135748A0 - Un nou concept de fabricaţie pentru realizarea anvelopelor penetratoare ale proiectilelor termobarice calibru 73 mm pentru aruncătorul de grenade ag-9, cu performanţe balistice optimizate - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu de fabricaţie a anvelopelor penetratoare ale proiectilelor perforante termobarice calibru 73 mm pentru aruncătorul de grenade AG - 9. Procedeul conform invenţiei are următoarele etape:a) elaborarea în cuptor cu atmosferă controlată CIA + RAV a unui oţel 5Mn125 cu tratament în oală pentru desulfurare şi defosfatare şi turnarea acestuia în lingou, oţelul având următoarea compoziţie exprimată în procente în greutate: C <0,05%, 11...14% Mn, 1,7...2,0% Ni, 0,8...1,2% Mo, 0,8...1,2% Ti, 0,05...0,10% Si, S <0,0035%, P <0,001%, O <0,022%, N <0,001%, 0,2...0,3% Al, 0,05...0,1% V, 0,03...0,05% Nb şi B <0,003, oţel care prezintă o combinaţia favorabilă între două caracteristici metalurgice: efectul TRIP şi efectul Maraging,b) forjarea la cald a lingoului până la un diametru Φ = 75 mm urmată de călire, temperatura de încălzire fiind de 1100°C iar cea de final de transformare de 950°C,c) debitarea mecanică a lingoului în şaibe cu dimensiunea de hi 75mm X 20 mm,d) extrudarea inversă a şaibelor pentru obţinerea unui semifabricat cu dimensiunea de Φ 75 mm X Φ 62 mm X 200 mm, temperatura de încălzire fiind de 1100°C iar răcirea în apă,e)etapade punere în soluţie se realizează încălzind prefabricatul la o temperatură de 1040°C cu menţinere timp de 1 oră şi răcire în apă,f) condiţionarea TRIP adică transformarea austenitei în martensităare loc în două etape de matriţare şi presare la rece pe o presă hidraulică de 400 tf,g) tratamentul Maraging adică tratamentul termic de precipitare are loc la o temperatură de 480°C timp de 6 oreîn aer şih) obţinerea cotelor finale ale proiectilului prin prelucrare mecanică urmat de controlul cu ultrasunete US al structurii materialului.

Description

Prezenta invenție se refera realizarea corpului proiectilelor perforante termobarice printr-un nou concept tehnologic care constă în realizarea oțelurilor de înaltă rezistența > 1400 MPa associate cu plasticitate ridicată: A:(15-22) %, prin combinarea a două efecte metalurgice:

Efectul TR1P (Transformation Induced Plasticity) - care așa cum reiese din denumire, reprezintă transformarea de faza ce induce creșterea plasticității;

Efectul de precipitare, care datorită precipitării elementelor de aliere conduce la îmbătrânirea martensitei;

Concomitent desfășurării acestor procese se vor stabilii principalele etape tehnologice de fabricație care aplicate materialul procesat sâ-i confere acestuia pe lângă uniformitate structural și uniformitate dimensională (se dorește a fi obținută grosime de perete uniform pe secțiune).

Această caracteristica este necesară pentru realizarea uniformității procesului de framentare după perforare si explozie.

2. Descrierea invenției

Invenția se referă la o noua metodă de fabricare a corpului proiectilului perforant termobaric, calibru 73 mm, prin utilizarea în premiera a unui nou tip de oțel care să posede proprietăți tehnologice specifice proceselor TR1P (transformare structurala prin inducerea plasticității) si respectiv proceselor de precipitare în masa martensitică inițială și transformarea în austenitâ reziduala, prin deformare.

Un asemenea oțel are la baza elementul Mn - cu conținut de cca. 10-14% - care confer stabilitate austenitei, precum și elemente de aliere Ni, Ti, Mo, în procente mici de aliere (cca. 12%) pentru durificarea prin precipitarea acestora (îmbătrânirea) a martensitei.

Primele materiale utilizate pentru realizarea proiectilelor perforante pentru loviturile termobarice proveneau din categoria oțelurilor carbon de calitate, reprezentat de oțelul consacrat OLC 45. Au urmat oțelurile de îmbunătățire slab aliate, cu conținut scăzut de carbon, (0,2-0,3%) C, după care s-a trecut destul de repede la utilizarea oțelurilor de scule pentru lucrul la rece și al oțelurilor rapide.

In ultimul deceniu s-au utilizat intens aliaje grele pe baza de wolfram tip WElAs, aliaje WNi-Fe, uraniu sărăcit tip DU (72%U și izotop U-235) și aliajele dure sinterizate de tip WC-Co.

RO 135748 AO β

Cea mai intensa utilizare a revenit oțelurilor aliate de scule, cele mai reprezentative fiind prezentate în tabelul de mai jos.

Otel	c Γ%1	Si [%]	Mn f%l	p r%i	S [%1	Cr [%1	Mo |%|	v Γ%1	W [%]
90MnCrV8	0.88	0.26	2.04	0.015	0.089	0.25	-	0.08	-
X153CrMoV12	1.52	0.3	0.27	0.009	0.009	11.38	0.73	0.74	-
HS652	0.91	0.22	0.32	0.028	0.003	3.09	4.86	1.78	5.92

O explozie termobaricâ produce căldură, unde de presiune și fragmente de material. Presiunea creată de o sarcina explozivă formează o undă de șoc pe măsură ce gazele scapă din carcasa focosului. Viteza undei explozive este de 1,5 Mach, ceea ce conduce la viteze cinetice mărite de cca. 167 ori și temperaturi de câteva mii de grade Celsius.

Gazele aflate la presiuni ridicate creează o undă dc șoc care împreună cu mingea de foc acționează asupra carcasei proiectilului fracturând-o și producând fragmente .

La materialele fragile sau mixte (fragil+ductil) fragmentarea este fină și neuniformă, fragmentele având o greutate cuprinsă între (0.2-0.5) grame. La anvelopele proiectilului fabricate din materiale ductile cu rezistența la curgere ridicată, fragmentarea este uniformă greutatea fragmentelor fiind cuprinsă în intervalul (0.5-2) grame. Prezenta invenție cuprinde un oțel cu următoarea compoziție chimică:

C<0.05%;Mn: (11 -14)%;Ni: (1.7-2.0)%;Mo:0.8-l.2)%;Ti: (0.8-1.2)%;

Si:(0.05-0.10)%;S<0.003%;P<0.001%;0<0.022%;N<0.001%;

AI:(0.2-0.3)%;V: (0.05-0. l)%;Nb: (0.03-0.05)%;B<0.003%;-dcnumit în continuare 5Mnl25.

Acest oțel prezintă o combinație favorabila între două caracteristici metalurgice: efectul TRIP și efectul Maraging.

Compoziția chimica a fost gândita astfel încât oțelul să aibă un preț de cost redus și o combinație excelentă între rezistență și plasticitate (Rm >1500 MPa și alungirea A>20%).

Procentul de Mn cuprins între (11-14)% ajuta la realizarea unei structure mixte după punerea în soluție și anume: martensitâ+austenitâ reversibilă (cca. 20%), faza responsabilă de efectul TRIP.

La prelucrarea prin deformare plastică și prelucrare mecanică este foarte importanta realizarea grosimii de perete uniformă pe toate secțiunile transversale ale corpului (anvelopei) proiectilului. Excentricitatea trebuie să fie mai mica decât toleranțele grosimii de perete.

Astfel traseul tehnologic de fabricație al anvelopei proiectilului grenadei termobarice calibru 73 mm este următorul:

Claims (3)

1. O noua tehnologie de fabricație integrata pentru realizarea corpului proiectil perforant termobaric.Tehnologia inovativâ are la baza realizarea unui oțel bazat pe un nou concept metalurgic, și anume oțel bifazic de înaltă rezistență, durificarea fiind realizată prin efectul TRIP (transformation induced plasticity) și efectul precipitării compușilor intermetalici.

2. Proiectarea, elaborarea și definirea unui nou tip de oțel durificabil prin precipitare, microaliat cu Nb și B ce prezintă efectul TRIP, oțel cu C<0,05 si 1 l,5%Mn care are compoziția de bază:

C<0.05%;Mn: (1 l-14)%;Ni: (1.7-2.0)%;Mo:0.8-1.2)%;Ti: (0.8-1.2)%;

Si:(0.05-0.10)%;S<0.003%;P<0.001 %;0<0.022%;N<0.001%;

Al:(0.2-0.3)%;V: (0.05-0.1 )%;Nb: (0.03-0.05)%;B<0.003%;-denumit în continuare 5Mnl25.

3. Proiectarea unui sistem de scule matrițatc la rece pentru deformarea simultană care va permite lărgirea diametrului interior și formarea ogivei penetratorului. Prin acest sistem de matrițare la rece se realizează efectul TRIP, transformarea austenitei reținute în martensita de deformare și creearea condițiilor termodinamice din rețeaua martensiticâ de accelerare a precipitării (viteza de germinare trebuind sâ fie mai mare decât viteza de creștere a germenilor).