RU2102688C1 - Многослойная бронепреграда - Google Patents
Многослойная бронепреграда Download PDFInfo
- Publication number
- RU2102688C1 RU2102688C1 RU96103294A RU96103294A RU2102688C1 RU 2102688 C1 RU2102688 C1 RU 2102688C1 RU 96103294 A RU96103294 A RU 96103294A RU 96103294 A RU96103294 A RU 96103294A RU 2102688 C1 RU2102688 C1 RU 2102688C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- plate
- steel
- alloy
- steel substrate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Использование: изготовление защитной одежды, бронепанелей транспортных средств и т. п. Сущность: многослойная бронепреграда содержит подложку из высокопрочной конструкционной стали и размещенную на ней с внешней стороны пластину из среднепрочного или высокопрочного титанового сплава. Соотношение толщины пластины из титанового сплава (А) к толщине стальной подложки (В), составляет А/В=0,5-1. 1 с. и 10 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к многослойным материалам для создания высокоэффективных бронепреград, используемых в защитной одежде и для изготовления защитных изделий различного назначения, например бронепанелей транспортных средств и т.п.
Известно использование стальных бронепластин для создания преград в средствах индивидуальной защиты [1]
Для таких бронепластин используют высокопрочную конструкционную легированную сталь, например торсионную сталь марки 45ХН2МФА-Ш или 50ХЗН2М2ФА-Ш (патент РФ N 1700091, кл. С 22 С 38/46, 1991; Сысоева В.С. Маслова Н.С. Легкодух А. М. Конструктивная прочность высоконагруженных деталей: Справ.-атлас. -М. НТЦ "Информтехника", 1993).
Для таких бронепластин используют высокопрочную конструкционную легированную сталь, например торсионную сталь марки 45ХН2МФА-Ш или 50ХЗН2М2ФА-Ш (патент РФ N 1700091, кл. С 22 С 38/46, 1991; Сысоева В.С. Маслова Н.С. Легкодух А. М. Конструктивная прочность высоконагруженных деталей: Справ.-атлас. -М. НТЦ "Информтехника", 1993).
Однако более высоким уровнем защитных свойств обладают многослойные бронепреграды, включающие многослойные пластины, позволяющие комбинировать в одном изделии разные качества материалов. Известно использование для создания бронепреград многослойных бронепластин, составленных из двух биметаллических стальных пластин, состоящих из мягкой подложки и твердого внешнего слоя, выполненных из высокопрочной конструкционной легированной стали [2, прототип]
Недостатком описанной бронепреграды является то, что высокотвердая сталь является хрупкой. При ударе пули пластина с твердым внешним слоем раскалывается и пробивается. Даже, если при первом выстреле сталь не пробивается, то при расколе пластины преграда уже не может обеспечить в дальнейшем необходимый уровень бронестойкости. Высокий удельный вес стали, равный 7,8-7,85 г/см3, делает нецелесообразным путь повышения бронестойкости бронепреград за счет увеличения толщины пластины, поскольку резко возрастает вес готовой защитной одежды, а следовательно снижаются ее эксплуатационные свойства.
Недостатком описанной бронепреграды является то, что высокотвердая сталь является хрупкой. При ударе пули пластина с твердым внешним слоем раскалывается и пробивается. Даже, если при первом выстреле сталь не пробивается, то при расколе пластины преграда уже не может обеспечить в дальнейшем необходимый уровень бронестойкости. Высокий удельный вес стали, равный 7,8-7,85 г/см3, делает нецелесообразным путь повышения бронестойкости бронепреград за счет увеличения толщины пластины, поскольку резко возрастает вес готовой защитной одежды, а следовательно снижаются ее эксплуатационные свойства.
В предлагаемом изобретении решается задача повышения прочности непробития бронепреграды (бронестойкости) и снижения ее веса.
Для этого в многослойной преграде с внешней стороны перед стальной подложкой из высокопрочной конструкционной легированной стали размещают пластину сплава на основе титана для уменьшения нагрузки на сталь. При ударе о преграду пуля деформируется. Рубашка пули, то есть ее оболочка, демонтируется, взаимодействуя с титаном, а со сталью взаимодействует уже только сердечник, поэтому сталь, даже при уменьшении ее толщины, уже не пробивается. В этом заключается технический эффект от использования заявленного изобретения. Причем при обратном расположении слоев в бронепреграде сначала сталь, а потом титан, указанного эффекта не достигается. (Энергии продуктов взаимодействия поражающего элемента со сталью в этом случае достаточно для пробития менее бронестойкой составляющей преграды титановой пластины.)
Кроме того, использование дополнительного слоя на основе титана позволяет снизить удельный вес единицы поверхности бронепреграды за счет уменьшения толщины стальной подложки и замены части стальной бронепреграды на титановую (по сравнению с монолитной стальной бронепреградой одинаковой броневой стойкости).
Кроме того, использование дополнительного слоя на основе титана позволяет снизить удельный вес единицы поверхности бронепреграды за счет уменьшения толщины стальной подложки и замены части стальной бронепреграды на титановую (по сравнению с монолитной стальной бронепреградой одинаковой броневой стойкости).
Из уровня техники известно использование сочетания титан-сталь для изготовления многослойных материалов. Например, в патенте Великобритании N 2201624, кл. В 32 В 15/01, 1988, описан материал, включающий слой стали, соединенный со слоем титана через промежуточную прослойку, обладающими высокими демпфирующими свойствами. Однако в данном случае состав стального слоя и слоя титанового сплава и их конструкционное исполнение не позволяют им выполнять функции бронепреграды.
Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.
Предложена многослойная бронепреграда, содержащая подложку из высокопрочной конструкционной легированной стали, в которой с внешней стороны на этой стальной подложке размещают пластину из среднепрочного или высокопрочного титанового сплава при соотношении толщины пластины из Ti-сплава (А) и стальной подложки (В), составляющем А/В=О,5-1,0. Дополнительно, для снижения контузионного действия, с тыльной стороны стальной подложки могут размещать еще одну пластину из сплава на основе Ti, толщиной А1=(0,2-0,5)В. При этом стальная подложка, внешняя и тыльная пластины на основе Ti могут быть соединены между собой через промежуточные полимерные слои или просто склеены. Однако также возможен вариант размещения компонентов бронепреграды, например в карманах защитной одежды с зазором до 10 мм между собой за счет разного радиуса кривизны стальной подложки и титановой пластины без какого-либо специального механизма их соединения. Указанный зазор может быть свободным от наполнителя или заполнен полимерным материалом, например пенополиэтиленом, пенополиуретаном.
С тыльной стороны бронепреграды целесообразно дополнительно размещать многослойный пакет из баллистической ткани для поглощения или задержки осколков и продуктов взаимодействия пули с преградой. Для изготовления пакета возможно использование баллистических тканей марок ТСВМ-ДЖ, армос, терлон, ТСВМ-К-12-Б-2 и т.д. В качестве материала для изготовления стальной подложки предлагается использовать высокопрочную конструкционную легированную, например торсионнуню сталь, включающую компоненты в следующем соотношении, мас.
Углерод 0,42-0,56
Хром 0,8-5,0
Никель 0,9-3,0
Молибден 0,2-2,7
Ванадий 0,1-0,35
Марганец 0,1-1,0
Кремний 0,17-0,9
Железо Остальное
при наличии неизбежных примесей фосфора и серы не более 0,020.
Хром 0,8-5,0
Никель 0,9-3,0
Молибден 0,2-2,7
Ванадий 0,1-0,35
Марганец 0,1-1,0
Кремний 0,17-0,9
Железо Остальное
при наличии неизбежных примесей фосфора и серы не более 0,020.
Этим условиям удовлетворяет торсионная сталь, например, марки 45ХН2МФА-Ш и 50ХЗН2М2ФА-Ш.
В качестве материала для изготовления титановой пластины, размещаемой на внешней стороне стальной подложки используют конструкционные среднепрочные или высокопрочные, дисперсионно-твердеющие, α+β-сплавы или псевдо-a-сплавы титана с одним или несколькими легирующими компонентами, выбранными из группы, включающей: Al, Mn, Zr, Mo, Fe, Cr, Si, В, V, Sn в количестве до 6 маc. (см. Глазунов С.Т. Конструкционные титановые сплавы. М. Металлургия, 1974, с. 137-143). Указанным параметрам удовлетворяют, например, такие марки титановых псевдо-a-cплавов, как ОТ4-0, ОТ4-1, ОТ4, ВТ4, ОТ4-2, а также марки титановых a+β-cплавов, таких как ВТ6, ВТ14, ВТ16 и особенно ВТ23, содержащий 4,5 мас. Al, 2,0 мас. Mo, 4,5 мас. V, 0,6 мас. Fe и 1 мас. Cr, остальное титан. При этом, когда пластину на основе титана изготавливают толщиной 2,5-4,0 мм, а стальную подложку толщиной 4,3-5,3 мм, получают выигрыш как по массе, так и по прочности преграды.
Пример.
Изготовлена бронепреграда для оснащения бронежилета представительского класса "Визит-М" в виде двухслойных бронепластин, содержащих подложку из стали следующего состава, мас. углерод 0,5; хром 3,0; никель 1,7; молибден 2,0; ванадий 0,3; марганец 0,5; кремний 0,27, сера до 0,012; фосфор 0,012; железо остальное, толщиной 4,7 мм.
На внешней стороне подложки разместили на клею пластину из титана толщиной 3,0 мм из сплава ВТ23 следующего состава, мас. алюминий 4,5; молибден 2,0; ванадий 4,5; железо 0,6; хром 1,0; титан остальное.
При этом толщина преграды составила 7,8 мм.
Провели сравнительные испытания со стальной бронепреградой толщиной 7,0 мм из стали марки 45ХН2МФА-Ш, для которой дистанция непробития пулей М 193 из винтовки М 16 А1 также составляет 10 м.
Бронепреграда, изготовленная согласно заявленному изобретению выдержала испытания в указанных условиях и дала снижение веса единицы поверхности преграды 0,435 г/см2 по расчету: 0,7 см•7,85 г/см3=5,495 г/см2, а 0,3•4,57+0,47•7,85= 5,060 г/см2, что позволяет снизить массу бронежилета более чем на 1,2 кг при том же уровне защиты (при площади бронепреграды более 25-30 дм2).
Claims (9)
1. Многослойная бронепреграда, содержащая подложку из высокопрочной конструкционной легированной стали, отличающаяся тем, что с внешней стороны бронепреграды на стальной подложке дополнительно размещена пластина из среднепрочного или высокопрочного титанового сплава при соотношении толщины пластины из титанового сплава (А) и толщины стальной подложки (В), составляющей А/В 0,5 1,0.
2. Бронепреграда по п.1, отличающаяся тем, что для снижения контузионного действия с тыльной стороны стальной подложки дополнительно размещена пластина из сплава на основе титана толщиной А1 (0,2 0,5) • В, где В толщина стальной подложки.
3. Бронепреграда по п.1, отличающаяся тем, что стальная подложка, внешняя и тыльная пластины из сплава на основе титана соединены между собой через промежуточный слой на основе полимерных материалов или склеены.
4. Бронепреграда по п.1, отличающаяся тем, что для защиты от осколков с тыльной стороны бронепреграда дополнительно снабжена многослойным пакетом баллистической ткани.
5. Бронепреграда по п.1, отличающаяся тем, что стальная подложка выполнена из стали, содержащей компоненты в следующем соотношении, мас.
Углерод 0,42 0,56
Хром 0,8 5,0
Никель 0,9 3,0
Молибден 0,2 2,7
Ванадий 0,1 0,35
Марганец 0,1 1,0
Кремний 0,17 0,9
Железо Остальное
6. Бронепреграда по п.1, отличающаяся тем, что размещенная на внешней стороне стальной подложки пластина в качестве среднепрочного или высокопрочного сплава на основе титана выполнена из конструкционного, дисперсионно твердеющего, псевдо-α- сплава или из α+β-сплава титана с одним или несколькими элементами, выбранными из группы, включающей алюминий, марганец, цирконий, молибден, железо, хром, кремний, бор, ванадий и олово в количестве до 6 мас.
Хром 0,8 5,0
Никель 0,9 3,0
Молибден 0,2 2,7
Ванадий 0,1 0,35
Марганец 0,1 1,0
Кремний 0,17 0,9
Железо Остальное
6. Бронепреграда по п.1, отличающаяся тем, что размещенная на внешней стороне стальной подложки пластина в качестве среднепрочного или высокопрочного сплава на основе титана выполнена из конструкционного, дисперсионно твердеющего, псевдо-α- сплава или из α+β-сплава титана с одним или несколькими элементами, выбранными из группы, включающей алюминий, марганец, цирконий, молибден, железо, хром, кремний, бор, ванадий и олово в количестве до 6 мас.
7. Бронепреграда по п.6, отличающаяся тем, что пластина на основе титана выполнена из сплава, содержащего компоненты в следующем соотношении, мас.
Алюминий 4,5
Молибден 2,0
Ванадий 4,5
Железо 0,6
Хром 1,0
Титан Остальное
8. Бронепреграда по п. 1, отличающаяся тем, что стальная подложка выполнена из высокопрочной конструкционной торсионной стали толщиной 4,3 5,3 мм, а размещенная на ее внешней стороне пластина титана выполнена из титанового α+β-сплава толщиной 2,5 4,0 мм.
Молибден 2,0
Ванадий 4,5
Железо 0,6
Хром 1,0
Титан Остальное
8. Бронепреграда по п. 1, отличающаяся тем, что стальная подложка выполнена из высокопрочной конструкционной торсионной стали толщиной 4,3 5,3 мм, а размещенная на ее внешней стороне пластина титана выполнена из титанового α+β-сплава толщиной 2,5 4,0 мм.
9. Бронепреграда по п.1, отличающаяся тем, что стальная подложка и размещенная на ее внешней стороне пластина из сплава на основе титана выполнены выпуклыми, при этом радиус кривизны подложки больше, чем у пластины, так что они размещены с зазором до 10 мм.
10. Бронепреграда по п.9, отличающаяся тем, что в зазоре между стальной подложкой и титановой пластиной размещен наполнитель.
11. Бронепреграда по п.10, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя она содержит пенополиэтилен или пенополиуретан.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96103294A RU2102688C1 (ru) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | Многослойная бронепреграда |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96103294A RU2102688C1 (ru) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | Многослойная бронепреграда |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2102688C1 true RU2102688C1 (ru) | 1998-01-20 |
RU96103294A RU96103294A (ru) | 1998-02-27 |
Family
ID=20177163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96103294A RU2102688C1 (ru) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | Многослойная бронепреграда |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2102688C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002070982A1 (de) | 2001-03-08 | 2002-09-12 | Deutsche Titan Gmbh | Gepanzerter formkörper aus einem mehrschichtigen verbundblech sowie verfahren zu seiner herstellung |
RU2481417C2 (ru) * | 2007-08-01 | 2013-05-10 | ЭйТиАй ПРОПЕРТИЗ, ИНК. | Высокотвердые, с высокой ударной вязкостью сплавы на основе железа и способы их изготовления |
EA021633B1 (ru) * | 2012-02-01 | 2015-07-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Мидивисана" | Способ создания броневой защиты транспортных средств и защитная панель для этого |
US9182196B2 (en) | 2011-01-07 | 2015-11-10 | Ati Properties, Inc. | Dual hardness steel article |
US9593916B2 (en) | 2007-08-01 | 2017-03-14 | Ati Properties Llc | High hardness, high toughness iron-base alloys and methods for making same |
US9657363B2 (en) | 2011-06-15 | 2017-05-23 | Ati Properties Llc | Air hardenable shock-resistant steel alloys, methods of making the alloys, and articles including the alloys |
RU2687427C1 (ru) * | 2015-05-28 | 2019-05-13 | Ниссин Стил Ко., Лтд. | Способ производства декоративной строительной панели |
-
1996
- 1996-02-20 RU RU96103294A patent/RU2102688C1/ru active
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002070982A1 (de) | 2001-03-08 | 2002-09-12 | Deutsche Titan Gmbh | Gepanzerter formkörper aus einem mehrschichtigen verbundblech sowie verfahren zu seiner herstellung |
DE10111108A1 (de) * | 2001-03-08 | 2002-09-19 | Deutsche Titan Gmbh | Gepanzerter Formkörper aus einem mehrschichtigen Verbundblech sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
DE10111108C2 (de) * | 2001-03-08 | 2003-11-27 | Deutsche Titan Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines gepanzerten Formkörpers aus einem mehrschichtigen Verbundblech |
DE10111108B9 (de) * | 2001-03-08 | 2004-10-21 | Deutsche Titan Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines gepanzerten Formkörpers aus einem mehrschichtigen Verbundblech |
US9121088B2 (en) | 2007-08-01 | 2015-09-01 | Ati Properties, Inc. | High hardness, high toughness iron-base alloys and methods for making same |
RU2481417C2 (ru) * | 2007-08-01 | 2013-05-10 | ЭйТиАй ПРОПЕРТИЗ, ИНК. | Высокотвердые, с высокой ударной вязкостью сплавы на основе железа и способы их изготовления |
US9593916B2 (en) | 2007-08-01 | 2017-03-14 | Ati Properties Llc | High hardness, high toughness iron-base alloys and methods for making same |
US9951404B2 (en) | 2007-08-01 | 2018-04-24 | Ati Properties Llc | Methods for making high hardness, high toughness iron-base alloys |
US9182196B2 (en) | 2011-01-07 | 2015-11-10 | Ati Properties, Inc. | Dual hardness steel article |
US10113211B2 (en) | 2011-01-07 | 2018-10-30 | Ati Properties Llc | Method of making a dual hardness steel article |
US10858715B2 (en) | 2011-01-07 | 2020-12-08 | Ati Properties Llc | Dual hardness steel article |
US9657363B2 (en) | 2011-06-15 | 2017-05-23 | Ati Properties Llc | Air hardenable shock-resistant steel alloys, methods of making the alloys, and articles including the alloys |
EA021633B1 (ru) * | 2012-02-01 | 2015-07-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Мидивисана" | Способ создания броневой защиты транспортных средств и защитная панель для этого |
RU2687427C1 (ru) * | 2015-05-28 | 2019-05-13 | Ниссин Стил Ко., Лтд. | Способ производства декоративной строительной панели |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8545993B2 (en) | Composite material with a ballistic protective effect | |
AU2002250362B2 (en) | Lightweight armor with repeat hit and high energy absorption capabilities | |
RU2102688C1 (ru) | Многослойная бронепреграда | |
JP5388589B2 (ja) | 加工性と衝撃吸収特性に優れた構造部材用フェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 | |
US5749140A (en) | Ballistic resistant metal armor plate | |
AU2002250362A1 (en) | Lightweight armor with repeat hit and high energy absorption capabilities | |
US4426429A (en) | Aluminium alloys composite plates | |
US4544406A (en) | Spring steel having a good sag-resistance and a good hardenability | |
KR20150070150A (ko) | 저합금 고강도 강을 위한 강 합금 | |
WO2008088282A1 (en) | Armour for human body ballistic protection, said armour comprising a duplex stainless steel alloy, and bullet proof vest comprising this armour | |
US20110283874A1 (en) | Armor steel structure | |
EP3386846A1 (en) | Vehicle front body structure and method for manufacturing thereof | |
JP3958842B2 (ja) | 動的変形特性に優れた自動車衝突エネルギ吸収用加工誘起変態型高強度鋼板 | |
CN106184083A (zh) | 用于车辆的保险杠横梁 | |
RU96103294A (ru) | Многослойная бронепреграда | |
US20170299344A1 (en) | Armoring part for a vehicle | |
EP3386847A2 (en) | Vehicle underbody structure comprising a reinforcement element between a longitudinal beam and a lowerside sill part | |
US20040115463A1 (en) | Armoured shaped body consisting of a multilayer composite sheet metal and method for producing the same | |
EP0860509A3 (en) | High-strength, high-ductility aluminum alloy | |
US4608099A (en) | General purpose maintenance-free constructional steel of superior processability | |
US4711675A (en) | Process for improving the sag-resistance and hardenability of a spring steel | |
Bian et al. | Impact of alloying design on the crash relevant material properties of press hardening steel based on Mn-B concept | |
KR960004432B1 (ko) | 방탄성이 우수한 장갑구조재용 다층육성용접강판 | |
TW202043500A (zh) | 在似衝擊之負載事件下具有高能量吸收能力之鋼產物及此鋼產物之用途 | |
Pla-Ferrando et al. | Advanced high strength steel (AHSS) TWIP: A door to the future in metal forming |