RU2310693C2 - Armored deformable aluminum alloy - Google Patents
Armored deformable aluminum alloy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2310693C2 RU2310693C2 RU2006100924/02A RU2006100924A RU2310693C2 RU 2310693 C2 RU2310693 C2 RU 2310693C2 RU 2006100924/02 A RU2006100924/02 A RU 2006100924/02A RU 2006100924 A RU2006100924 A RU 2006100924A RU 2310693 C2 RU2310693 C2 RU 2310693C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- armor
- alloy
- armored
- protection
- resistance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии и может найти применение при изготовлении брони для индивидуальной защиты (каски, щиты, бронежилеты и т.д.) и для защиты механизированных броненесущих объектов (корпуса и элементы автомобилей, боевых машин и кораблей и т.д.) от воздействия средств поражения.The invention relates to metallurgy and can be used in the manufacture of armor for personal protection (helmets, shields, body armor, etc.) and for the protection of mechanized armored objects (hulls and elements of cars, military vehicles and ships, etc.) from exposure means of destruction.
Специфическими свойствами брони, определяемыми условиями эксплуатации объекта защиты, является устойчивость самого материала брони и его сварных соединений к воздействию пуль, снарядов различного калибра, мин, их осколков и т.п., а также сочетаемость с другими видами активной и пассивной защиты.Specific properties of the armor, determined by the operating conditions of the object of protection, are the resistance of the armor material itself and its welded joints to the effects of bullets, shells of various calibers, mines, their fragments, etc., as well as compatibility with other types of active and passive protection.
Поэтому, к свариваемым металлическим сплавам, используемым для изготовления брони, помимо общих требований по механической прочности, устойчивости к общей коррозии и коррозии под напряжением, также предъявляются требования по бронестойкости, живучести и т.д., как самого металла, так и его сварных швов.Therefore, to the welded metal alloys used for the manufacture of armor, in addition to the general requirements for mechanical strength, resistance to general corrosion and stress corrosion, requirements are also made for armor resistance, survivability, etc., both of the metal itself and its welds .
Известен деформируемый алюминиевый сплав, содержащий следующие компоненты, мас.%: цинк 3,0-6,0; магний 0,6-2,5; марганец 0,2-0,5; хром 0,15-0,25; титан 0,01-0,20; цирконий 0,01-0,2; бериллий 0,0005-0,0015; медь≤0,5; железо≤0,1; кремний≤0,5; алюминий остальное.Known deformable aluminum alloy containing the following components, wt.%: Zinc 3.0-6.0; magnesium 0.6-2.5; manganese 0.2-0.5; chrome 0.15-0.25; titanium 0.01-0.20; zirconium 0.01-0.2; beryllium 0.0005-0.0015; copper≤0.5; iron 0 0.1; silicon ≤0.5; aluminum rest.
(DE 1274346 C1, C 23 C 21/00, 1968)(DE 1274346 C1, C 23 C 21/00, 1968)
Однако известный сплав не является ударопрочным и не может быть использован для производства брони.However, the known alloy is not impact resistant and cannot be used to produce armor.
Известен деформируемый свариваемый алюминиевый сплав, содержащий следующие компоненты, мас.%: цинк 5,4-6,2; магний 2,51-3,0; марганец 0,1-0,3; хром 0,12-0,25; титан 0,03-0,10; цирконий 0,07-0,12; бериллий 0,0002-0,005; медь≤0,2; железо≤0,3; кремний≤0,2; алюминий остальное.Known deformable weldable aluminum alloy containing the following components, wt.%: Zinc 5.4-6.2; magnesium 2.51-3.0; manganese 0.1-0.3; chrome 0.12-0.25; titanium 0.03-0.10; zirconium 0.07-0.12; beryllium 0.0002-0.005; copper≤0.2; iron 0 0.3; silicon≤0.2; aluminum rest.
(RU 2094517 C1, C 23 C 21/10, 1997)(RU 2094517 C1, C 23 C 21/10, 1997)
Известный сплав, упрочняемый закалкой и старением, обладает следующими механическими характеристиками: σв=510-560 МПа, σ0,2=450-490 МПа, δ=7-10%, Ак=0,7-1 кгм/см2. Известный сплав используется в производстве крупногабаритных большетолщинных цельноалюминиевых объектов машиностроения. Однако протяженные сварные швы конструкций из данного сплава (угловые и, особенно, прямоугольные) имеют некоторую склонность к коррозии под напряжением, что в сочетании с температурно-линейными деформациями конструкций может привести к трещинообразованию на открытых торцах угловых сварных соединений. Поэтому при длительной эксплуатации, особенно в условиях воздействия знакопеременных нагрузок, живучесть сварных конструкций бронекорпусных или броненесущих механизированных объектов, изготовленных из данного сплава, может снизиться. Кроме того, броня, изготовленная из данного сплава, не обеспечивает достаточного уровня стойкости при воздействии снарядов и не всегда может быть использована в сочетании с активной динамической защитой механизированных объектов в виде подрываемых блоков взрывчатого вещества.Known alloy hardened by quenching and aging, has the following mechanical characteristics: σ in = 510-560 MPa, σ 0.2 = 450-490 MPa, δ = 7-10%, And to = 0.7-1 kgm / cm 2 . The known alloy is used in the manufacture of large-sized large-thickness all-aluminum mechanical engineering objects. However, extended welds of structures made of this alloy (angular and, especially, rectangular) have some tendency to stress corrosion, which in combination with temperature-linear deformations of structures can lead to cracking at the open ends of the corner welds. Therefore, with prolonged use, especially under conditions of alternating loads, the survivability of welded structures of armored or armored mechanized objects made of this alloy may decrease. In addition, armor made of this alloy does not provide a sufficient level of resistance to the impact of shells and cannot always be used in combination with active dynamic protection of mechanized objects in the form of detonated explosive blocks.
Задачей изобретения является создание броневого деформируемого алюминиевого сплава, обеспечивающего повышение живучести брони при воздействии современных мощных средств поражения, а протяженные сварные соединения сплава обладают повышенной устойчивостью к общей коррозии и коррозии под напряжением.The objective of the invention is the creation of an armored wrought aluminum alloy that provides increased survivability of the armor when exposed to modern powerful weapons, and long welded joints of the alloy have increased resistance to general corrosion and stress corrosion.
Техническим результатом изобретения является повышение однородности структуры брони и ее сварных швов, обеспечение стабильной бронестойкости протяженных сварных швов брони из сплава по изобретению, независимо от расположения свариваемых элементов, исключение откола с тыльной стороны брони при непробитии, исключение возможности снижения живучести брони в процессе эксплуатации, включая использование в условиях сочетания с внешней динамической защитой бронекорпусных и броненесущих механизированных объектов.The technical result of the invention is to increase the uniformity of the structure of the armor and its welds, ensuring stable armor resistance of extended welds of the armor of the alloy according to the invention, regardless of the location of the welded elements, eliminating spalling from the back of the armor during non-penetration, eliminating the possibility of reducing the survivability of the armor during operation, including use in combination with external dynamic protection of armored and armored mechanized objects.
Сущностью изобретения является то, что броневой деформируемый алюминиевый сплав включает цинк, магний, марганец, хром, титан, цирконий, бериллий, натрий, медь, железо, кремний и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%: цинк 5,4-6,2; магний 2,51-3,0; марганец 0,1-0,3; хром 0,12-0,25; титан 0,03-0,10; цирконий 0,07-0,12; бериллий 0,0002-0,005; натрий 0,0001-0,0008; медь не более 0,2; железо не более 0,3; кремний не более 0,2; алюминий - остальное.The essence of the invention is that the armored wrought aluminum alloy includes zinc, magnesium, manganese, chromium, titanium, zirconium, beryllium, sodium, copper, iron, silicon and aluminum in the following ratio, wt.%: Zinc 5.4-6, 2; magnesium 2.51-3.0; manganese 0.1-0.3; chrome 0.12-0.25; titanium 0.03-0.10; zirconium 0.07-0.12; beryllium 0.0002-0.005; sodium 0.0001-0.0008; copper no more than 0.2; iron is not more than 0.3; silicon not more than 0.2; aluminum is the rest.
Содержание натрия в количестве 0,0001-0,0008 мас.% в броневом сплаве по изобретению при сохранении высоких механических характеристик способствует уменьшению неоднородности структуры сплава после деформирования и термообработки в виде слоистости (шиферности), а также способствует повышению изотропности материала и релаксации напряжений в зоне протяженного сварного шва.The sodium content in the amount of 0.0001-0.0008 wt.% In the armored alloy according to the invention while maintaining high mechanical characteristics helps to reduce the heterogeneity of the alloy structure after deformation and heat treatment in the form of layering (slate), and also increases the isotropy of the material and stress relaxation in zone of an extended weld.
Изготовление брони из сплава по изобретению включает получение расплава, его литье полунепрерывным способом в кристаллизатор скольжения или в электромагнитный кристаллизатор на круглые или плоские слитки, порезку слитков на слябы, их гомогенизацию, фрезеровку, стандартное деформирование прокаткой, прессованием ковкой или штамповкой, термообработку заготовок. Требуемую концентрацию натрия в сплаве по изобретению получают путем выстаивания расплава в миксере под флюсом, например, криолитовым. При изготовлении поковок применяются III и IV схемы ковки. Термообработка полуфабрикатов включает закалку и искусственное старение при температуре 100°С в течение 24 часов. Сварку деталей ведут по стандартной технологии. Сварную бронеконструкцию, включающую протяженные сварные швы, дополнительно выдерживают при температуре 165-175°С в течение 3-4 часов.The manufacture of alloy armor according to the invention includes the production of a melt, its cast in a semicontinuous way into a sliding mold or into an electromagnetic crystallizer into round or flat ingots, cutting ingots into slabs, their homogenization, milling, standard deformation by rolling, forging or stamping, heat treatment of workpieces. The required concentration of sodium in the alloy according to the invention is obtained by standing the melt in a mixer under a flux, for example, cryolite. In the manufacture of forgings, III and IV forging schemes are used. The heat treatment of semi-finished products includes hardening and artificial aging at a temperature of 100 ° C for 24 hours. Parts are welded using standard technology. The welded armored structure, including extended welds, is additionally maintained at a temperature of 165-175 ° C for 3-4 hours.
Служебные характеристики брони из сплава по изобретению оценивали на отсутствие слоистости (шиферности) основного металла, металла околошовной зоны и шва сварного соединения после дополнительной выдержки при температуре 165-175°С в течение 3-4 часов; по дистанции непробития (в метрах) брони при обстреле бронебойными пулями Б-32 калибра 7,62 мм, 12,7 мм и 14,5 мм; по соответствующему пределу тыльной прочности Vптп (скорость снаряда при отсутствии любых разрушений с тыльной стороны) при воздействии бойком калибром 100 мм при углах встречи 0-50°, а также по наличию откола с тыльной стороны основного металла и металла шва, по стойкости к общей коррозии и коррозии под напряжением.Service characteristics of the alloy armor according to the invention were evaluated for the absence of layering (slate) of the base metal, the metal of the weld zone and the weld joint after additional exposure at a temperature of 165-175 ° C for 3-4 hours; by the distance of non-penetration (in meters) of armor when fired by B-32 armor-piercing bullets of 7.62 mm, 12.7 mm and 14.5 mm caliber; according to the corresponding back strength limit V ptp (projectile speed in the absence of any damage from the back) when exposed to a brisk caliber of 100 mm at meeting angles of 0-50 °, as well as the presence of a spall from the back of the base metal and weld metal, in terms of resistance to general corrosion and stress corrosion.
Механические характеристики сплава по изобретению после закалки и старения практически не отличаются от механических характеристик сплава прототипа: σв=510-570 МПа, σ0,2=450-500 МПа, δ=7-10%, Ак=0,7-1 кгм/см2. Структура брони (основной металл, металл шва и околошовной зоны) независимо от вида деформации в термообработанном состоянии является однородной с отсутствием слоистости при высокой изотропности материала независимо от направления (вдоль, поперек, по вертикали). Результаты обстрелов и коррозионных испытаний представлены в таблице.The mechanical characteristics of the alloy according to the invention after quenching and aging practically do not differ from the mechanical characteristics of the alloy of the prototype: σ in = 510-570 MPa, σ 0.2 = 450-500 MPa, δ = 7-10%, And to = 0.7- 1 kgm / cm 2 . The structure of the armor (base metal, weld and heat-affected zone metal), regardless of the type of deformation in the heat-treated state, is uniform with no layering at high isotropy of the material regardless of direction (along, across, vertically). The results of shelling and corrosion tests are presented in the table.
Представленные результаты показывают достижение поставленного технического результата и возможность использования сплава по изобретению для изготовления брони как для средств индивидуальной защиты (каски, щиты, бронежилеты и т.д.), так и для объектов бронекорпусной и броненесущей техники, включая при использовании внешней динамической защиты.The presented results show the achievement of the set technical result and the possibility of using the alloy according to the invention for the manufacture of armor both for personal protective equipment (helmets, shields, body armor, etc.), and for objects of armored and armored vehicles, including when using external dynamic protection.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006100924/02A RU2310693C2 (en) | 2006-01-17 | 2006-01-17 | Armored deformable aluminum alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006100924/02A RU2310693C2 (en) | 2006-01-17 | 2006-01-17 | Armored deformable aluminum alloy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006100924A RU2006100924A (en) | 2007-07-27 |
| RU2310693C2 true RU2310693C2 (en) | 2007-11-20 |
Family
ID=38431405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006100924/02A RU2310693C2 (en) | 2006-01-17 | 2006-01-17 | Armored deformable aluminum alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2310693C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2614321C1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-03-24 | Открытое акционерное общество "Композит" (ОАО "Композит") | Weldable alloy based on aluminium for meteoroid protection |
-
2006
- 2006-01-17 RU RU2006100924/02A patent/RU2310693C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2614321C1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-03-24 | Открытое акционерное общество "Композит" (ОАО "Композит") | Weldable alloy based on aluminium for meteoroid protection |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006100924A (en) | 2007-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fisher Jr et al. | Aluminum alloy 2519 in military vehicles | |
| AU2008214846B2 (en) | Al-Mg alloy product suitable for armour plate applications | |
| US8758530B2 (en) | Methods of aging aluminum alloys to achieve improved ballistics performance | |
| RU2549030C2 (en) | Cheap alpha-beta titanium alloy with good ballistic and mechanical properties | |
| US8747580B1 (en) | Aluminum alloys having improved ballistics and armor protection performance | |
| EP2465954A1 (en) | Blast resistant, non-magnetic stainless steel armor | |
| WO2007115617A1 (en) | Al-mg alloy product suitable for armour plate applications | |
| US20150027303A1 (en) | Carburized ballistic alloy | |
| US4426429A (en) | Aluminium alloys composite plates | |
| US6627012B1 (en) | Method for producing lightweight alloy stock for gun frames | |
| RU2280705C2 (en) | Aluminum-based alloy and articles made from this alloy | |
| Crouch et al. | Armour steels | |
| KR102611753B1 (en) | 7xx-based alloy parts for defense applications with improved explosion resistance | |
| RU2310693C2 (en) | Armored deformable aluminum alloy | |
| RU2612105C2 (en) | Air hardenable shock-resistant steel alloys, methods of making alloys and articles including alloys | |
| RU2312915C2 (en) | Armored deformable aluminum alloy | |
| RU2312914C2 (en) | Armored-carcass deformable aluminum alloy | |
| Eric-Cekic et al. | Ballistic Behaviour of Austempered Compacted Graphite Iron Perforated Plates | |
| RU2349664C1 (en) | Alloy on basis of aluminium for welded armour | |
| US3676907A (en) | Naturally fragmenting projectiles of aisi 06 steel | |
| RU2392347C1 (en) | Welded bullet-proof armour steel | |
| Ghaziary | Application and performance characteristics of aluminum armor plate for the hull construction of current and future military tactical vehicles | |
| RU2371660C1 (en) | Aluminium-based laminar plate for bulletproof welded armor | |
| US20120261039A1 (en) | Method for manufacturing of vehicle armor components requiring severe forming with very high bend angles with very thick gauge product of high strength heat treatable aluminum alloys | |
| Johnson | Some conspicious aspects of the Century of rapid changes in battleship armours, ca 1845–1945 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180118 |