RU2447392C2 - Aluminium alloy-based laminar armored plate (versions) - Google Patents

Aluminium alloy-based laminar armored plate (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2447392C2
RU2447392C2 RU2010114821/11A RU2010114821A RU2447392C2 RU 2447392 C2 RU2447392 C2 RU 2447392C2 RU 2010114821/11 A RU2010114821/11 A RU 2010114821/11A RU 2010114821 A RU2010114821 A RU 2010114821A RU 2447392 C2 RU2447392 C2 RU 2447392C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zinc
layers
magnesium
thickness
manganese
Prior art date
Application number
RU2010114821/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010114821A (en
Inventor
Вячеслав Федорович Каширин (RU)
Вячеслав Федорович Каширин
Original Assignee
Вячеслав Федорович Каширин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вячеслав Федорович Каширин filed Critical Вячеслав Федорович Каширин
Priority to RU2010114821/11A priority Critical patent/RU2447392C2/en
Publication of RU2010114821A publication Critical patent/RU2010114821A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2447392C2 publication Critical patent/RU2447392C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: proposed plate comprises front, medium and rear layers from aluminium alloys and thin layers of thickness making 1-3% of said plate arranged between aforesaid layers and on outer surfaces of front and rear layers. Note here that said thin layers are made from aluminium alloy containing Zn, Si, Mn, Fe, Ti and admixtures with different ratio of components in wt %. Thickness of front and rear layers makes 3-23% of thickness of plate from aluminium alloy containing Zn, Mg, Mn, Cr, Ti, Zr, Cu, Fe, Si and admixtures. Medium layer is made from aluminium alloy containing Zn, Mg, Mn, Cr, Ti, Zr, Cu, Fe, Si and admixtures, while total content of Zn and Mg making 7.0-10.8 wt %. Laminar armored plate comprises additionally 1 to 3 thin layers dividing rear layer into equal parts.
EFFECT: higher strength and safe stress level σcr in welded structures.
2 cl, 2 dwg,1 tbl

Description

Изобретение относится к области броневых плит, в частности плит из алюминиевых сплавов, состоящих из нескольких слоев различного состава, и может быть использовано в машиностроении при создании сварной брони бронетехники для защиты от воздействия малокалиберных снарядов, стрелкового оружия, осколков гранат и т.п.The invention relates to the field of armored plates, in particular plates of aluminum alloys, consisting of several layers of various compositions, and can be used in mechanical engineering to create welded armor for armored vehicles to protect against small-caliber shells, small arms, grenade fragments, etc.

Известна слоистая плита на основе алюминия для противопульной сварной брони, включающая лицевой, срединный и тыльный слои из алюминиевых сплавов, а также тонкие слои толщиной 1-3% толщины плиты, расположенные между указанными слоями и на внешних поверхностях лицевого и тыльного слоев, причем лицевой слой выполнен толщиной 4-13% толщины плиты, тонкие слои выполнены из алюминиевого сплава, содержащего цинк, кремний, марганец, железо, титан и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%: цинк 0,80-1,35; кремний 0,08-0,30; марганец 0,015-0,035; железо 0,10-0,40; титан 0,03-0,18; примеси не более 0,1; алюминий остальное, тыльный слой выполнен толщиной 4-13% толщины плиты, а, по меньшей мере, один из лицевого, срединного или тыльного слоев выполнен из алюминиевого сплава, содержащего цинк, магний, марганец, хром, титан, цирконий, медь, железо, кремний и примеси, при следующем соотношении, мас.%: цинк 4,9-5,5; магний 1,5-1,9; марганец 0,2-0,5; хром 0,15-0,25; титан 0,03-0,10; цирконий 0,07-0,12; медь 0,10-0,20; железо ≤0,35; кремний ≤0,25; другие примеси ≤0,1; алюминий остальное, при этом суммарное содержание цинка и магния составляет 6,4-7,4 мас.%, а отношение содержания цинка к содержанию магния - 2,57-3,67.Known aluminum-based laminated plate for bulletproof welded armor, including the front, middle and back layers of aluminum alloys, as well as thin layers with a thickness of 1-3% of the thickness of the plate located between these layers and on the outer surfaces of the front and back layers, and the front layer made with a thickness of 4-13% of the plate thickness, thin layers are made of aluminum alloy containing zinc, silicon, manganese, iron, titanium and impurities in the following ratio of components, wt.%: zinc 0.80-1.35; silicon 0.08-0.30; manganese 0.015-0.035; iron 0.10-0.40; titanium 0.03-0.18; impurities not more than 0.1; the rest is aluminum, the back layer is 4-13% thick of the plate thickness, and at least one of the front, middle or back layers is made of an aluminum alloy containing zinc, magnesium, manganese, chromium, titanium, zirconium, copper, iron, silicon and impurities, in the following ratio, wt.%: zinc 4.9-5.5; magnesium 1.5-1.9; manganese 0.2-0.5; chrome 0.15-0.25; titanium 0.03-0.10; zirconium 0.07-0.12; copper 0.10-0.20; iron ≤ 0.35; silicon ≤0.25; other impurities ≤0.1; aluminum is the rest, while the total content of zinc and magnesium is 6.4-7.4 wt.%, and the ratio of zinc to magnesium content is 2.57-3.67.

(RU 2371660 C1, F41H 5/04, C22C 21/10, опубл. 27.10.2009)(RU 2371660 C1, F41H 5/04, C22C 21/10, publ. 10/27/2009)

Известная слоистая плита имеет высокие характеристики по усталостным свойствам и сопротивлению коррозионному разрушению под действием растягивающих напряжений, которые характеризуются уровнем безопасных напряжений σкр, но в составе сварных броневых конструкций не обладает достаточной бронестойкостью при воздействии малокалиберных снарядов.The well-known laminated plate has high characteristics in terms of fatigue properties and resistance to corrosion under the action of tensile stresses, which are characterized by the level of safe stresses σ cr , but in welded armor structures it does not have sufficient armor resistance when exposed to small-caliber shells.

Наиболее близкой по сущности и достигаемому техническому результату является броневая слоистая плита на основе алюминия для противопульно-противоснарядной сварной брони, включающая лицевой, срединный и тыльный слои, а также тонкие слои (прослойки) толщиной 1-3% толщины плиты из технически чистого алюминия, расположенные между указанными слоями, а также на внешних поверхностях лицевого и тыльного слоев. Лицевой, срединный и тыльный слои изготовлены из свариваемых алюминиевых сплавов, причем лицевой слой выполнен толщиной 4-13% от толщины плиты, а тыльный слой - 7-23% от толщины плиты, при этом тыльный слой выполнен из двух слоев одинаковой толщины, которые разделены дополнительным тонким слоем (прослойкой) толщиной 1-3% толщины плиты из технически чистого алюминия.The closest in essence and the technical result achieved is an aluminum-based armored laminated plate for bulletproof protivosnaryadnogo welded armor, including front, middle and back layers, as well as thin layers (interlayers) with a thickness of 1-3% of the thickness of the plate from technically pure aluminum, located between these layers, as well as on the outer surfaces of the front and back layers. The front, middle and back layers are made of welded aluminum alloys, with the front layer made of 4-13% of the plate thickness and the back layer of 7-23% of the plate thickness, while the back layer is made of two layers of the same thickness, which are divided an additional thin layer (layer) with a thickness of 1-3% of the thickness of a plate made of technically pure aluminum.

(RU 2102241 C1, кл. F41H 5/04, опубл. 20.01.1998)(RU 2102241 C1, CL F41H 5/04, publ. 01.20.1998)

Данная известная броневая плита имеет более высокий уровень бронестойкости по сравнению с плитой по патенту RU 2371660, но более низкий уровень безопасных напряжений σкр сварной конструкции бронированных объектов машиностроения.This known armor plate has a higher level of armor resistance compared to the plate according to patent RU 2371660, but a lower level of safe stresses σ cr of the welded structure of armored engineering objects.

Целью изобретения является разработка слоистой броневой плиты на основе алюминиевых сплавов, в частности на основе сплавов системы А1-Zn-Mg, для сварной брони с повышенным уровнем бронестойкости и повышенным уровнем коррозионной стойкости. Техническим результатом является повышение бронестойкости, а также уровня безопасных напряжений σкр слоистых плит сварных броневых конструкций бронетехники.The aim of the invention is the development of a layered armor plate based on aluminum alloys, in particular based on alloys of the A1-Zn-Mg system, for welded armor with an increased level of armor resistance and an increased level of corrosion resistance. The technical result is to increase the armor resistance, as well as the level of safe stresses σ cr of laminated plates of welded armored structures of armored vehicles.

Технический результат достигается тем, что слоистая броневая плита на основе алюминиевых сплавов включает лицевой, срединный и тыльные слои из алюминиевых сплавов, а также тонкие слои толщиной 1-3% толщины плиты, расположенные между указанными слоями и на внешних поверхностях лицевого и тыльного слоев, причем тонкие слои выполнены из алюминиевого сплава, содержащего цинк, кремний, марганец, железо, титан и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved by the fact that a layered armor plate based on aluminum alloys includes front, middle and back layers of aluminum alloys, as well as thin layers with a thickness of 1-3% of the thickness of the plate, located between these layers and on the outer surfaces of the front and back layers, thin layers are made of aluminum alloy containing zinc, silicon, manganese, iron, titanium and impurities in the following ratio of components, wt.%:

цинкzinc 0,9-1,30.9-1.3 кремнийsilicon ≤0,30≤0.30 марганецmanganese ≤0,025≤0.025 железоiron ≤0,3≤0.3 титанtitanium ≤0,15≤0.15 примесиimpurities ≤0,05 каждая в отдельности и ≤0,15 в сумме≤0.05 individually and ≤0.15 in total алюминийaluminum остальное,rest,

лицевой и тыльный слои выполнены толщиной 3-23% толщины плиты из алюминиевого сплава, содержащего цинк, магний, марганец, хром, титан, цирконий, медь, железо, кремний и примеси, который при суммарном содержании цинка и магния 5,8-7,8 мас.% и отношении содержания цинка к содержанию магния 1,95-4,2 содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:the front and back layers are made with a thickness of 3-23% of the thickness of the plate from an aluminum alloy containing zinc, magnesium, manganese, chromium, titanium, zirconium, copper, iron, silicon and impurities, which with a total content of zinc and magnesium of 5.8-7, 8 wt.% And the ratio of zinc to magnesium 1.95-4.2 contains components in the following ratio, wt.%:

цинкzinc 4,5-5,54,5-5,5 магнийmagnesium 1,3-2,31.3-2.3 марганецmanganese 0,2-0,70.2-0.7 хромchromium 0,12-0,400.12-0.40 титанtitanium 0,03-0,120.03-0.12 цирконийzirconium 0,07-0,150.07-0.15 медьcopper 0,10-0,300.10-0.30 железоiron ≤0,35≤0.35 кремнийsilicon ≤0,35≤0.35 примесиimpurities ≤0,05 каждая в отдельности и ≤0,15 в сумме≤0.05 individually and ≤0.15 in total алюминийaluminum остальное,rest,

а срединный слой выполнен из алюминиевого сплава, содержащего цинк, магний, марганец, хром, титан, цирконий, медь, железо, кремний и примеси, который при суммарном содержании цинка и магния 7,0-10,8 мас.% и отношении цинка к магнию 1,67-3,9 содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:and the middle layer is made of an aluminum alloy containing zinc, magnesium, manganese, chromium, titanium, zirconium, copper, iron, silicon and impurities, which with a total content of zinc and magnesium of 7.0-10.8 wt.% and the ratio of zinc to magnesium 1.67-3.9 contains components in the following ratio, wt.%:

цинкzinc 5,0-7,85.0-7.8 магнийmagnesium 2,0-3,02.0-3.0 марганецmanganese 0,2-0,80.2-0.8 хромchromium 0,12-0,400.12-0.40 титанtitanium 0,03-0,100.03-0.10 цирконийzirconium 0,05-0,120.05-0.12 медьcopper 0,05-0,350.05-0.35 железоiron ≤0,35≤0.35 кремнийsilicon ≤0,35≤0.35 примесиimpurities ≤0,05 каждая в отдельности и ≤0,15 в сумме≤0.05 individually and ≤0.15 in total алюминийaluminum остальное.rest.

Технический результат достигается также тем, что слоистая броневая плита на основе алюминия включает лицевой, срединный и тыльные слои из алюминиевых сплавов, а также тонкие слои толщиной 1-3% толщины плиты, расположенные между указанными слоями и на внешних поверхностях лицевого и тыльного слоев, причем дополнительно снабжена 1-3 тонкими слоями, делящими тыльный слой на равные части, при этом все тонкие слои выполнены из алюминиевого сплава, содержащего цинк, кремний, марганец, железо, титан и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is also achieved by the fact that the layered armored plate based on aluminum includes the front, middle and back layers of aluminum alloys, as well as thin layers with a thickness of 1-3% of the thickness of the plate, located between these layers and on the outer surfaces of the front and back layers, additionally equipped with 1-3 thin layers dividing the back layer into equal parts, while all thin layers are made of aluminum alloy containing zinc, silicon, manganese, iron, titanium and impurities in the following ratio of components, wt.%:

цинкzinc 0,9-1,30.9-1.3 кремнийsilicon ≤0,30≤0.30 марганецmanganese ≤0,025≤0.025 железоiron ≤0,3≤0.3 титанtitanium ≤0,15≤0.15 примесиimpurities ≤0,05 каждая в отдельности и ≤0,15 в сумме≤0.05 individually and ≤0.15 in total алюминийaluminum остальное,rest,

лицевой и тыльный слои выполнены толщиной 3-23% толщины плиты из алюминиевого сплава, содержащего цинк, магний, марганец, хром, титан, цирконий, медь, железо, кремний и примеси, который при суммарном содержании цинка и магния 5,8-7,8 мас.% и отношении содержания цинка к содержанию магния 1,95-4,2 содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:the front and back layers are made with a thickness of 3-23% of the thickness of the plate from an aluminum alloy containing zinc, magnesium, manganese, chromium, titanium, zirconium, copper, iron, silicon and impurities, which with a total content of zinc and magnesium of 5.8-7, 8 wt.% And the ratio of zinc to magnesium 1.95-4.2 contains components in the following ratio, wt.%:

цинкzinc 4,5-5,54,5-5,5 магнийmagnesium 1,3-2,31.3-2.3 марганецmanganese 0,2-0,70.2-0.7 хромchromium 0,12-0,400.12-0.40 титанtitanium 0,03-0,120.03-0.12 цирконийzirconium 0,07-0,150.07-0.15 медьcopper 0,10-0,300.10-0.30 железоiron ≤0,35≤0.35 кремнийsilicon ≤0,35≤0.35 примесиimpurities ≤0,05 каждая в отдельности и ≤0,15 в сумме≤0.05 individually and ≤0.15 in total алюминийaluminum остальное,rest,

а срединный слой выполнен из алюминиевого сплава, содержащего цинк, магний, марганец, хром, титан, цирконий, медь, железо, кремний и примеси, который при суммарном содержании цинка и магния 7,0-10,8 мас.% и отношении цинка к магнию 1,67-3,9 содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:and the middle layer is made of aluminum alloy containing zinc, magnesium, manganese, chromium, titanium, zirconium, copper, iron, silicon and impurities, which with a total content of zinc and magnesium of 7.0-10.8 wt.% and the ratio of zinc to magnesium 1.67-3.9 contains components in the following ratio, wt.%:

цинкzinc 5,0-7,85.0-7.8 магнийmagnesium 2,0-3,02.0-3.0 марганецmanganese 0,2-0,80.2-0.8 хромchromium 0,12-0,400.12-0.40 титанtitanium 0,03-0,100.03-0.10 цирконийzirconium 0,05-0,120.05-0.12 медьcopper 0,05-0,350.05-0.35 железоiron ≤0,35≤0.35 кремнийsilicon ≤0,35≤0.35 примесиimpurities ≤0,05 каждая в отдельности и ≤0,15 в сумме≤0.05 individually and ≤0.15 in total алюминийaluminum остальноеrest

На фиг.1 и 2 представлены схемы расположения слоев плиты по изобретению и преимущественный путь распространения трещины коррозионно-усталостного происхождения в натурном макете сварного соединения, где:Figure 1 and 2 shows the layout of the layers of the plate according to the invention and the preferred path of propagation of cracks of corrosion-fatigue origin in the full-scale model of the welded joint, where:

1 - лицевой слой;1 - the front layer;

2 - срединный слой;2 - the middle layer;

3 - тыльный слой;3 - back layer;

4 - тонкий слой, расположенный между лицевым и срединным слоем;4 - a thin layer located between the front and middle layer;

5 - тонкий слой, расположенный между срединным и тыльным слоем;5 - a thin layer located between the middle and back layer;

6 - тонкий слой, расположенный на внешней поверхности лицевого слоя;6 - a thin layer located on the outer surface of the front layer;

7 - тонкий слой, расположенный на внешней поверхности тыльного слоя.7 - a thin layer located on the outer surface of the back layer.

8 - тонкий (тонкие) слой (слои), делящий (делящие) тыльный слой на равные части;8 - thin (thin) layer (s), dividing (dividing) the back layer into equal parts;

9 - сварной шов;9 - weld;

10 - трещина;10 - crack;

11 - элемент сварной брони, изготовленный из слоистой плиты и из свариваемого алюминиевого сплава.11 - element of welded armor made of a laminated plate and of a welded aluminum alloy.

Слоистую плиту по изобретению получают по серийной технологии изготовления плит ПАС (плит алюминиевых слоистых): сборка пакета из листов соответствующих алюминиевых сплавов → нагрев → горячая прокатка в размер → охлаждение → закалка → правка → финишная термообработка (старение) → обрезка в размер.The laminated plate according to the invention is obtained by the serial production technology of PAS plates (aluminum laminated plates): assembling a package from sheets of corresponding aluminum alloys → heating → hot rolling to size → cooling → hardening → dressing → finishing heat treatment (aging) → trimming to size.

Для сравнительной оценки коррозионных и броневых свойств известной плиты и плиты по изобретению были изготовлены слоистая плита номинальной толщиной 40 мм и слоистый лист толщиной 3 мм в состоянии Т1 (нагрев до температуры 470±10°С, выдержка при этой температуре 2-4 часа, закалка в воду, искусственное старение при температуре 95-120°С в течение 20-30 часов, охлаждение на воздухе).For a comparative assessment of the corrosion and armor properties of the known plate and the plate according to the invention, a laminated plate with a nominal thickness of 40 mm and a laminated sheet with a thickness of 3 mm in the T1 state were manufactured (heating to a temperature of 470 ± 10 ° C, holding at this temperature for 2-4 hours, hardening into water, artificial aging at a temperature of 95-120 ° C for 20-30 hours, cooling in air).

Плиты толщиной 40 мм использовали для определения бронестойкости, а листы толщиной 3 мм - при изготовлении образцов для определения сопротивления коррозионному растрескиванию сварных соединений.40 mm thick plates were used to determine armor resistance, and 3 mm thick sheets were used in the manufacture of samples to determine the resistance to corrosion cracking of welded joints.

В слоистой плите толщиной 40 мм, без дополнительных тонких слоев в тыльном слое, толщина лицевого и тыльного слоя составила 9,5-10% толщины плиты (3,8-4,0 мм), а толщина каждого из тонких слоев, расположенных между лицевым, срединным и тыльным слоями, а также на внешних поверхностях лицевого и тыльного слоев, составила 2,3-2,5% толщины плиты (0,92-1,0 мм). В слоистом листе толщиной 3 мм толщина лицевого и тыльного слоя составила 6,2-6,4% толщины плиты (0,18-0,19 мм), а толщина каждого из тонких слоев, расположенных между лицевым, срединным и тыльным слоями, а также на внешних поверхностях лицевого и тыльного слоев, составила 2-2,4% толщины плиты (0,06-0,07 мм).In a 40 mm thick laminated plate, without additional thin layers in the back layer, the thickness of the front and back layers was 9.5-10% of the thickness of the plate (3.8-4.0 mm), and the thickness of each of the thin layers located between the front , the middle and back layers, as well as on the outer surfaces of the front and back layers, amounted to 2.3-2.5% of the plate thickness (0.92-1.0 mm). In a layered sheet with a thickness of 3 mm, the thickness of the front and back layers was 6.2-6.4% of the thickness of the plate (0.18-0.19 mm), and the thickness of each of the thin layers located between the front, middle and back layers, and also on the outer surfaces of the front and back layers, amounted to 2-2.4% of the plate thickness (0.06-0.07 mm).

В слоистой плите толщиной 40 мм, дополнительно содержащей 2 тонких слоя, делящих тыльный слой на равные части, толщина лицевого и тыльного слоя составила 14,4-15% толщины плиты (5,75-6,0 мм), а толщина каждого из тонких слоев, расположенных между лицевым, срединным и тыльным слоями, на внешних поверхностях лицевого и тыльного слоев, а также внутри тыльного слоя, составила 1,9-2,3% толщины плиты (0,76-0,92 мм). В слоистом листе толщиной 3 мм толщина лицевого и тыльного слоя составила 6,2-6,4% толщины плиты (~0,18-0,19 мм), а толщина каждого из тонких слоев, расположенных между лицевым, срединным и тыльным слоями, на внешних поверхностях лицевого и тыльного слоев, а также внутри тыльного слоя составила 2-2,1% толщины плиты (~0,06 мм).In a 40 mm thick laminated plate, additionally containing 2 thin layers dividing the back layer into equal parts, the thickness of the front and back layers was 14.4-15% of the plate thickness (5.75-6.0 mm), and the thickness of each of the thin layers located between the front, middle and back layers, on the outer surfaces of the front and back layers, as well as inside the back layer, amounted to 1.9-2.3% of the plate thickness (0.76-0.92 mm). In a layered sheet with a thickness of 3 mm, the thickness of the front and back layers was 6.2-6.4% of the thickness of the plate (~ 0.18-0.19 mm), and the thickness of each of the thin layers located between the front, middle and back layers, on the outer surfaces of the front and back layers, as well as inside the back layer, it was 2-2.1% of the plate thickness (~ 0.06 mm).

Для изготовления лицевого и тыльного слоев плиты и листа использовали алюминиевый сплав, содержащий следующие компоненты, мас.%: цинк 4,72; магний 1,65; марганец 0,34; хром 0,32; титан 0,08; цирконий 0,10; медь 0,25; железо 0,25; кремний 0,16; примеси (кальций, натрий, никель) ~0,04 каждая в отдельности и ~0,12 в сумме; алюминий остальное. Суммарное содержание цинка и магния составило 6,37 мас.% и отношение содержания цинка к содержанию магния - 2,86.For the manufacture of the front and back layers of the plate and sheet used an aluminum alloy containing the following components, wt.%: Zinc 4.72; magnesium 1.65; manganese 0.34; chrome 0.32; titanium 0.08; zirconium 0.10; copper 0.25; iron 0.25; silicon 0.16; impurities (calcium, sodium, nickel) ~ 0.04 each individually and ~ 0.12 in total; aluminum rest. The total content of zinc and magnesium was 6.37 wt.% And the ratio of zinc to magnesium content was 2.86.

Для изготовления срединного слоя плиты и листа использовали алюминиевый сплав, содержащий следующие компоненты, мас.%: цинк 6,11; магний 2,65; марганец 0,65; хром 0,26; титан 0,07; цирконий 0,09; медь 0,15; железо 0,21; кремний 0,22; примеси (кальций, натрий, никель) ~0,04 каждая в отдельности и ~0,12 в сумме; алюминий остальное. Суммарное содержание цинка и магния составило 8,76 мас.% и отношение цинка к магнию - 2,3.For the manufacture of the middle layer of the plate and sheet used an aluminum alloy containing the following components, wt.%: Zinc 6,11; magnesium 2.65; manganese 0.65; chrome 0.26; titanium 0.07; zirconium 0.09; copper 0.15; iron 0.21; silicon 0.22; impurities (calcium, sodium, nickel) ~ 0.04 each individually and ~ 0.12 in total; aluminum rest. The total content of zinc and magnesium was 8.76 wt.% And the ratio of zinc to magnesium was 2.3.

Для изготовления тонких слоев плиты и листа использовали алюминиевый сплав, содержащий следующие компоненты, мас.%: цинк 0,98; кремний 0,23; марганец 0,012; железо 0,18; титан 0,08; примеси (кальций, натрий, медь, никель) ~0,03 каждая в отдельности и ~0,12 в сумме; алюминий остальноеFor the manufacture of thin layers of plate and sheet used aluminum alloy containing the following components, wt.%: Zinc 0.98; silicon 0.23; manganese 0.012; iron 0.18; titanium 0.08; impurities (calcium, sodium, copper, nickel) ~ 0.03 each individually and ~ 0.12 in total; aluminum rest

Изготовление сварных образцов проводили с использованием сварочной проволокой свАМг6.Welded samples were fabricated using svAMg6 welding wire.

Сравнительные испытания проводили по стандартным методикам. Броневые свойства определяли путем обстрела пулей Б32 калибром 7,62 мм под углом α=0 градусов (α - угол между траекторией пули (снаряда) и нормалью к плите) и снарядами калибром 23 и 30 мм под углом α=66 градусов с определением предельной скорости кондиционных поражений VПКП. После обстрела также оценивали состояние тыльного слоя (ТС) на раскол и выпучивание (без раскола).Comparative tests were carried out according to standard methods. Armor properties were determined by firing a B32 bullet with a caliber of 7.62 mm at an angle α = 0 degrees (α is the angle between the trajectory of the bullet (projectile) and the normal to the plate) and shells with a caliber of 23 and 30 mm at an angle of α = 66 degrees with the definition of the maximum speed conditional lesions of V PCP . After the shelling, the back layer (TS) was also evaluated for splitting and bulging (without splitting).

Оценку сопротивления коррозионному разрушению проводили по величине уровня безопасных напряжений σкр. За уровень безопасных напряжений σкр принимали уровень напряжений, при котором в испытуемых образцах не появлялись трещины в течение всего времени испытаний. Результаты сравнительных испытаний представлены в таблице.Assessment of resistance to corrosion damage was carried out by the value of the level of safe stresses σ cr . The level of safe stresses σ cr was taken to be the stress level at which cracks did not appear in the test samples during the entire test period. The results of comparative tests are presented in the table.

Проведенные коррозионные испытания натурных макетов сварных соединений показали, что трещина 10 зарождается, как правило, на стыке сварного шва 9 и зоны термического влияния и распространяется в лицевом слое 1, поскольку тонкий слой 4, расположенный между лицевым 1 и срединным слоем 2, является барьером, препятствующим переходу трещины из лицевого 1 в срединный 2 слой. При этом следует отметить, что время до зарождения трещины в сварном соединении листа (плиты) по изобретению заметно больше времени до зарождения трещины в сварном соединении известной слоистой плиты.The conducted corrosion tests of full-scale models of welded joints showed that a crack 10 originates, as a rule, at the junction of the weld 9 and the heat-affected zone and propagates in the front layer 1, since the thin layer 4 located between the front 1 and the middle layer 2 is a barrier, preventing the transition of cracks from the front 1 to the middle 2 layer. It should be noted that the time to crack initiation in a welded joint of a sheet (plate) according to the invention is noticeably longer than the time to crack initiation in a welded joint of a known laminated plate.

Скорость распространения трещины 10 в лицевом слое слоистого листа (слоистой плиты) по изобретению ниже скорости ее распространения в лицевом слое известной слоистой плиты. Это указывает на то, что в заявленном техническом решении тонкий слой 4 на внешней поверхности лицевого слоя обеспечивает электрохимическую (протекторную) защиту лицевого слоя 1 в зоне развития трещины, в отличие от известного технического решения, в котором тонкий слой из технически чистого алюминия, способного к пассивации, защищает лицевой слой механически и не влияет на скорость распространения трещины.The propagation speed of the crack 10 in the front layer of a laminated sheet (laminated plate) according to the invention is lower than the propagation velocity in the front layer of a known laminated plate. This indicates that in the claimed technical solution, a thin layer 4 on the outer surface of the front layer provides electrochemical (tread) protection of the front layer 1 in the crack development zone, in contrast to the known technical solution in which a thin layer of technically pure aluminum capable of passivation, protects the face layer mechanically and does not affect the speed of crack propagation.

Наличие дополнительных тонких слоев в тыльном слое приводит к повышению бронестойкости, особенно заметно проявляющееся при обстреле снарядами. Это в первую очередь связано с уменьшением выпучивания тыльного слоя (ТС).The presence of additional thin layers in the back layer leads to increased armor resistance, which is especially noticeable when shelling shells. This is primarily due to a decrease in bulging of the back layer (TS).

ТаблицаTable Слоистые плитыLaminated boards Преимущество плит по изобретениюThe advantage of the plates according to the invention ХарактеристикиCharacteristics ИзвестныеFamous По изобретениюAccording to the invention Вариант 1Option 1 Вариант 2Option 2 Бронестойкость VПКП (пуля Б32), м/сArmored resistance V PKP (bullet B32), m / s 730730 755755 755755 выше на 3,5%3.5% higher Бронестойкость VПКП (снаряд 30 мм), м/сArmor resistance V PKP (30 mm shell), m / s 855855 880880 903903 -- выпучивание ТСbulging vehicle нет выпучивания ТСno bulging vehicle выше на 5-8%5-8% higher Уровень безопасных напряжений сварных соединений σкр, МПа.The level of safe stresses of welded joints σ cr , MPa. 140140 180180 180180 больше в 1,3 раза1.3 times more Уровень безопасных напряжений для плиты σкр, МПаSafe stress level for slab σ cr , MPa 200200 280280 280280 больше в 1,4 раза1.4 times more (вариант 1 - плиты по изобретению без дополнительных тонких слоев в тыльном слое, вариант 2 - плиты по изобретению с двумя дополнительными тонкими слоями в тыльном слое)(option 1 - plates according to the invention without additional thin layers in the back layer, option 2 - plates according to the invention with two additional thin layers in the back layer)

Представленные результаты показывают, что слоистые плиты для брони по изобретению по сравнению с известными плитами обладают более высокой бронестойкостью, а также имеют более высокое сопротивление коррозионному растрескиванию под напряжением. Сварные соединения с использованием слоистых плит по изобретению имеют значительное преимущество по сопротивлению коррозионному разрушению. Использование слоистых плит по изобретению в сварных конструкциях в качестве брони объектов бронетехники существенно повышает их бронестойкость и эксплуатационную надежность.The presented results show that the laminated plates for the armor according to the invention in comparison with the known plates have higher armor resistance and also have a higher resistance to stress corrosion cracking. Welded joints using laminate panels of the invention have a significant advantage in resistance to corrosion failure. The use of laminated plates according to the invention in welded structures as the armor of objects of armored vehicles significantly increases their armor resistance and operational reliability.

Claims (2)

1. Слоистая броневая плита на основе алюминия, включающая лицевой, срединный и тыльные слои из алюминиевых сплавов, а также тонкие слои толщиной 1-3% толщины плиты, расположенные между указанными слоями и на внешних поверхностях лицевого и тыльного слоев, отличающаяся тем, что тонкие слои выполнены из алюминиевого сплава, содержащего цинк, кремний, марганец, железо, титан и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%:
цинк 0,9-1,3 кремний ≤0,30 марганец ≤0,025 железо ≤0,3 титан ≤0,15 примеси ≤0,05 каждая в отдельности и ≤0,15 в сумме алюминий остальное,

лицевой и тыльный слои выполнены толщиной 3-23% толщины плиты из алюминиевого сплава, содержащего цинк, магний, марганец, хром, титан, цирконий, медь, железо, кремний и примеси, который при суммарном содержании цинка и магния 5,8-7,8 мас.% и отношении содержания цинка к содержанию магния 1,95:4,2 содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
цинк 4,5-5,5 магний 1,3-2,3 марганец 0,2-0,7 хром 0,12-0,40 титан 0,03-0,12 цирконий 0,07-0,15 медь 0,10-0,30 железо ≤0,35 кремний ≤0,35 примеси ≤0,05 каждая в отдельности и ≤0,15 в сумме алюминий остальное,

а срединный слой выполнен из алюминиевого сплава, содержащего цинк, магний, марганец, хром, титан, цирконий, медь, железо, кремний и примеси, который при суммарном содержании цинка и магния 7,0-10,8 мас.% и отношении цинка к магнию 1,67-3,9 содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
цинк 5,0-7,8 магний 2,0-3,0 марганец 0,2-0,8 хром 0,12-0,40 титан 0,03-0,10 цирконий 0,05-0,12 медь 0,05-0,35 железо ≤0,35 кремний ≤0,35 примеси ≤0,05 каждая в отдельности и ≤0,15 в сумме алюминий остальное.
1. A layered armor plate based on aluminum, including the front, middle and back layers of aluminum alloys, as well as thin layers with a thickness of 1-3% of the thickness of the plate located between these layers and on the outer surfaces of the front and back layers, characterized in that thin the layers are made of aluminum alloy containing zinc, silicon, manganese, iron, titanium and impurities in the following ratio of components, wt.%:
zinc 0.9-1.3 silicon ≤0.30 manganese ≤0.025 iron ≤0.3 titanium ≤0.15 impurities ≤0.05 individually and ≤0.15 in total aluminum rest,

the front and back layers are made with a thickness of 3-23% of the thickness of the plate from an aluminum alloy containing zinc, magnesium, manganese, chromium, titanium, zirconium, copper, iron, silicon and impurities, which with a total content of zinc and magnesium of 5.8-7, 8 wt.% And the ratio of zinc to magnesium 1.95: 4.2 contains components in the following ratio, wt.%:
zinc 4,5-5,5 magnesium 1.3-2.3 manganese 0.2-0.7 chromium 0.12-0.40 titanium 0.03-0.12 zirconium 0.07-0.15 copper 0.10-0.30 iron ≤0.35 silicon ≤0.35 impurities ≤0.05 individually and ≤0.15 in total aluminum rest,

and the middle layer is made of an aluminum alloy containing zinc, magnesium, manganese, chromium, titanium, zirconium, copper, iron, silicon and impurities, which with a total content of zinc and magnesium of 7.0-10.8 wt.% and the ratio of zinc to magnesium 1.67-3.9 contains components in the following ratio, wt.%:
zinc 5.0-7.8 magnesium 2.0-3.0 manganese 0.2-0.8 chromium 0.12-0.40 titanium 0.03-0.10 zirconium 0.05-0.12 copper 0.05-0.35 iron ≤0.35 silicon ≤0.35 impurities ≤0.05 individually and ≤0.15 in total aluminum rest.
2. Слоистая броневая плита на основе алюминия, включающая лицевой, срединный и тыльные слои из алюминиевых сплавов, а также тонкие слои толщиной 1-3% толщины плиты, расположенные между указанными слоями и на внешних поверхностях лицевого и тыльного слоев, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена 1-3 тонкими слоями, делящими тыльный слой на равные части, причем все тонкие слои выполнены из алюминиевого сплава, содержащего цинк, кремний, марганец, железо, титан и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%:
цинк 0,9-1,3 кремний ≤0,30 марганец ≤0,025 железо ≤0,3 титан ≤0,15 примеси ≤0,05 каждая в отдельности и ≤0,15 в сумме алюминий остальное,

лицевой и тыльный слои выполнены толщиной 3-23% толщины плиты из алюминиевого сплава, содержащего цинк, магний, марганец, хром, титан, цирконий, медь, железо, кремний и примеси, который при суммарном содержании цинка и магния 5,8-7,8 мас.% и отношении содержания цинка к содержанию магния 1,95-4,2 содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
цинк 4,5-5,5 магний 1,3-2,3 марганец 0,2-0,7 хром 0,12-0,40 титан 0,03-0,12 цирконий 0,07-0,15 медь 0,10-0,30 железо ≤0,35 кремний ≤0,35 примеси ≤0,05 каждая в отдельности и ≤0,15 в сумме алюминий остальное,

а срединный слой выполнен из алюминиевого сплава, содержащего цинк, магний, марганец, хром, титан, цирконий, медь, железо, кремний и примеси, который при суммарном содержании цинка и магния 7,0-10,8 мас.% и отношении цинка к магнию 1,67-3,9 содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
цинк 5,0-7,8 магний 2,0-3,0 марганец 0,2-0,8 хром 0,12-0,40 титан 0,03-0,10 цирконий 0,05-0,12 медь 0,05-0,35 железо ≤0,35 кремний ≤0,35 примеси ≤0,05 каждая в отдельности и ≤0,15 в сумме алюминий остальное
2. A layered armor plate based on aluminum, including the front, middle and back layers of aluminum alloys, as well as thin layers with a thickness of 1-3% of the thickness of the plate located between these layers and on the outer surfaces of the front and back layers, characterized in that equipped with 1-3 thin layers, dividing the back layer into equal parts, and all thin layers are made of aluminum alloy containing zinc, silicon, manganese, iron, titanium and impurities in the following ratio of components, wt.%:
zinc 0.9-1.3 silicon ≤0.30 manganese ≤0.025 iron ≤0.3 titanium ≤0.15 impurities ≤0.05 individually and ≤0.15 in total aluminum rest,

the front and back layers are made with a thickness of 3-23% of the thickness of the plate from an aluminum alloy containing zinc, magnesium, manganese, chromium, titanium, zirconium, copper, iron, silicon and impurities, which with a total content of zinc and magnesium of 5.8-7, 8 wt.% And the ratio of zinc to magnesium 1.95-4.2 contains components in the following ratio, wt.%:
zinc 4,5-5,5 magnesium 1.3-2.3 manganese 0.2-0.7 chromium 0.12-0.40 titanium 0.03-0.12 zirconium 0.07-0.15 copper 0.10-0.30 iron ≤0.35 silicon ≤0.35 impurities ≤0.05 individually and ≤0.15 in total aluminum rest,

and the middle layer is made of aluminum alloy containing zinc, magnesium, manganese, chromium, titanium, zirconium, copper, iron, silicon and impurities, which with a total content of zinc and magnesium of 7.0-10.8 wt.% and the ratio of zinc to magnesium 1.67-3.9 contains components in the following ratio, wt.%:
zinc 5.0-7.8 magnesium 2.0-3.0 manganese 0.2-0.8 chromium 0.12-0.40 titanium 0.03-0.10 zirconium 0.05-0.12 copper 0.05-0.35 iron ≤0.35 silicon ≤0.35 impurities ≤0.05 individually and ≤0.15 in total aluminum rest
RU2010114821/11A 2010-04-14 2010-04-14 Aluminium alloy-based laminar armored plate (versions) RU2447392C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010114821/11A RU2447392C2 (en) 2010-04-14 2010-04-14 Aluminium alloy-based laminar armored plate (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010114821/11A RU2447392C2 (en) 2010-04-14 2010-04-14 Aluminium alloy-based laminar armored plate (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010114821A RU2010114821A (en) 2011-12-10
RU2447392C2 true RU2447392C2 (en) 2012-04-10

Family

ID=45404886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010114821/11A RU2447392C2 (en) 2010-04-14 2010-04-14 Aluminium alloy-based laminar armored plate (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2447392C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2536120C1 (en) * 2013-06-06 2014-12-20 Вячеслав Федорович Каширин Welded aluminium alloy for armoured skin

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2169617A (en) * 1984-12-18 1986-07-16 Aluminum Co Of America High strength, weldable aluminium base alloy
RU2102241C1 (en) * 1997-01-28 1998-01-20 Анатолий Иванович Баканов Aluminium-based sandwich plate for armour
RU2359205C2 (en) * 2003-07-01 2009-06-20 ДЖ. Роберт Л. МЮЛЛЕР Armor, particularly, armour vest
RU2371660C1 (en) * 2008-02-07 2009-10-27 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Стали" (Оао "Нии Стали") Aluminium-based laminar plate for bulletproof welded armor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2169617A (en) * 1984-12-18 1986-07-16 Aluminum Co Of America High strength, weldable aluminium base alloy
RU2102241C1 (en) * 1997-01-28 1998-01-20 Анатолий Иванович Баканов Aluminium-based sandwich plate for armour
RU2359205C2 (en) * 2003-07-01 2009-06-20 ДЖ. Роберт Л. МЮЛЛЕР Armor, particularly, armour vest
RU2371660C1 (en) * 2008-02-07 2009-10-27 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Стали" (Оао "Нии Стали") Aluminium-based laminar plate for bulletproof welded armor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2536120C1 (en) * 2013-06-06 2014-12-20 Вячеслав Федорович Каширин Welded aluminium alloy for armoured skin

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010114821A (en) 2011-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10858715B2 (en) Dual hardness steel article
AU2008214846B2 (en) Al-Mg alloy product suitable for armour plate applications
KR102336945B1 (en) A 7xxx alloy for defence applications with a balanced armor piercing-fragmentation performance
CN103818050B (en) Light metal sandwich composite structure and manufacturing method thereof
US4469537A (en) Aluminum armor plate system
US4426429A (en) Aluminium alloys composite plates
CN108871073B (en) TC4-Al3Ti-TC 4-ceramic laminated composite armor and preparation method thereof
RU2017145926A (en) METHOD OF LASER WELDING OF MONOLITHIC SEMI-FINISHED PRODUCTS FROM ALUMINUM ALLOY WITHOUT FUNCTION WIRE AND THE RELATED STRUCTURE ELEMENT AND THIN-WELDED WELDING COMPOSITION
RU2447392C2 (en) Aluminium alloy-based laminar armored plate (versions)
WO2007115617A1 (en) Al-mg alloy product suitable for armour plate applications
KR102611753B1 (en) 7xx-based alloy parts for defense applications with improved explosion resistance
RU2371660C1 (en) Aluminium-based laminar plate for bulletproof welded armor
RU2349664C1 (en) Alloy on basis of aluminium for welded armour
RU93959U1 (en) ALUMINUM-BASED LAYER FOR ANTI-PULPED WELDED ARMOR
RU2457422C2 (en) Manufacturing method of sandwich plate based on aluminium for bullet-proof welded armour
RU2392347C1 (en) Welded bullet-proof armour steel
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
RU2102241C1 (en) Aluminium-based sandwich plate for armour
CN107976114A (en) A kind of aluminium alloy layer-built armor and its manufacture method
RU2536120C1 (en) Welded aluminium alloy for armoured skin
RU2312915C2 (en) Armored deformable aluminum alloy
RU2654224C1 (en) Aluminum-based alloy for anti-meteorite protection
RU2310693C2 (en) Armored deformable aluminum alloy
RU2071025C1 (en) Laminated plate for armor based on aluminium
RU141199U1 (en) ARMORED DISCRETE-REINFORCED ELEMENT

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20130711

QC41 Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20130711

Effective date: 20170313

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190415