Броневая сталь марки

Сверхвысокопрочная броневая сталь марки «44С»

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сверхвысокопрочная броневая сталь марки «44С»

Д.т.н. С.А. Гладышев,

В.А. Григорян,

А.И. Егоров,

Н.В. Заря

ОАО «Научно-исследовательский институт стали»

В настоящее время в серийном и опытно-промышленном производстве широко используется листовой прокат из броневых марок сталей мартенситного класса, позволяющих реализовать рабочий уровень твердости (при обеспечении требований по живучести) на уровне 53…54 HRC в варианте открытой выплавки и 55…57 HRC в варианте электрошлакового переплава.

Условия испытаний и требования к баллистической стойкости противопульной брони для СИЗ регламентируются ГОСТ Р 50744-95. Во всех случаях испытания обстрелом проводятся при постоянной ударной скорости с дистанции 5 м (при обстреле из пистолетов и револьверов) и 5…10 м (при обстреле из автоматов и винтовок).

Применение пуль со стальным термоупрочненным сердечником (ТУС) с твердостью HRC 60…64 (патрон 7Н10 калибра 5,45 мм с пулей ПП и патрон 57-Н-231 калибра 7,62 мм с пулей ПС к автоматам АК-74 и АКМ, соответственно) влечет за собой необходимость использования для изготовления бронеэлементов СИЗ броневых сталей с близкими значениями твердости на уровне 56…58 HRC и относительным сужением не менее 25…30%. Применение таких сталей приводит к закономерному росту противопульной стойкости преграды за счет увеличения сопротивления внедрению сердечника и созданию более благоприятных условий для его разрушения. Влияние твердости брони на толщину стальной преграды, обеспечивающую защиту от пуль различного стрелкового оружия, представлено на рис. 1.

Сбалансированный по содержанию углерода и основных легирующих и карбидообразующих элементов химический состав стали марки «44С», а также особенности технологии ее выплавки, прокатки и термической обработки позволяют получать структуру мелкодисперсного низкоотпущенного пакетного мартенсита с баллом зерна № 12-13 с твердостью 55-57 HRC (В = 2250…2350 МПа, 0,2 = 2000…2100 МПа, = 30%).

Сводные результаты баллистических испытаний бронепластин (изготовленных из металла 7 плавок) номинальной толщиной от 2,5 до 6,5 мм на соответствие 2, 3 и 5 классам защиты, а также результаты испытаний бронеэлементов толщиной 6,5 мм в защитной структуре фронтальной проекции бронежилета 6Б23 новыми типами отечественных пуль с термоупрочненными и твердосплавными сердечниками (7Н22, 7Н24) и пулей М193 к винтовке М16А1 представлены в табл. 1 и 2, соответственно.

Как следует из представленных данных, баллистические характеристики стали марки «44С» находятся на уровне лучших зарубежных гомогенных броневых сталей марок MARS-300 (Франция), ARMOX-600 (Швеция), 4340 ТОD (США).

Рисунок 1. Влияние твердости (HRC) на защищающую толщину при испытании различными средствами:

1. Пистолет ТТ (7,62) Пст (Vуд=415…445 м/с)

2. Автомат АК-47 (7,62) ПС; Vуд=710…725 м/с

3. Автомат АК-74 (5,45) — Vуд; 7Н10 900±10 м/с

4. Автомат АК-47 (7,62) ТУС: Vуд=710…725 м/с)

Таблица 1. Результаты испытаний гомогенных бронепластин из стали марки «44С» c фактической твердостью 56-57 HRC

Фактическая толщина, мм

Оружие, калибр, индекс пули

Фактическая ударная скорость, м/с

Результаты испытаний

Непробитие, шт

Пробитие, шт. / %

2,50 — 2,55

ТТ, 7,62 мм

Пст

430…451

0 / 0

4,60 — 4,70

АКМ, 7,62 мм

ПС-43

720…735

0 / 0

АК-74, 5,45 мм

ПС

900…915

0 / 0

6,30 — 6,50

АКМ, 7,62 мм

ПС-43 ТУС

720…740

0 / 0

СВД, 7,62 мм

ЛПС

822…843

0 / 0

АК-74, 5,45 мм

7Н22

890…916

7 / 11

Таблица 2. Результаты испытаний бронеэлементов из стали марки «44С» в структуре изделия 6Б23 (фактическая толщина бронеэлементов 6,50-6,60 мм, твердость 56-57 HRC

Оружие, калибр, индекс пули

Фактическая ударная скорость,

м/с

Результаты испытаний

Непробитие, сталь/пакет, шт

Пробитие, пакет, шт. / %

АК-74, 5,45 мм

7Н22

900…913

10 / 11 (в т.ч. 3 при -50 0С)

0 / 0

АК-74, 5,45 мм

7Н24

795…833

6 / 28 (в т.ч. 5 при -50 0С)

2 / 6,7

М16А1, 5,56 мм

М193

960…980

21 / 23 (в т.ч. 5 при -50 0С)

0 / 0

Кроме того, для оценки стойкости стали к образованию хрупких разрушений (расколов и трещин) при пулевом обстреле и соответствия живучести бронеэлементов требованиям, предъявляемым к общевойсковым бронежилетам III уровня защиты, были выполнены контрольные испытаний двух бронеэлементов жилета 6Б23-1 номинальной толщиной 6,5 мм. Для обеспечения указанных требований бронеэлементы должны выдержать без образования хрупких разрушений попадание 5-6 выстрелов в один квадратный дециметр.

Бронеэлементы с размеченным участком обстрела площадью 1 дм2 фиксировались на цилиндрическом манекене из сухой древесины, обитом 20-мм войлоком, и обстреливались по нормали с дистанции 10 м из автомата АКМ (7,62-мм патрон 57-Н-231 с пулей ПС) и винтовки СВД (7,62-мм патрон 57-Н-323С с пулей ЛПС). Первый бронеэлемент выдержал без пробитий и разрушений 10 выстрелов из АКМ с ударными скоростями 710…724 м/с при этом живучесть была обеспечена при попадании 8 выстрелов в квадратный дециметр. Аналогичные испытания второго бронеэлемента проводились последовательным обстрелом ее из АКМ (5 выстрелов с ударными скоростями 725…733 м/с) и СВД (5 выстрелов с ударными скоростями 842…860 м/с). Стойкость и живучесть этой панели была обеспечена при попадании 9 выстрелов в квадратный дециметр. Фотография этих бронеэлементов после испытаний представлены на рис. 2.

В соответствии с требованиями ГОСТ РВ 15.301 — 2003 была проведена подготовка и освоение серийного производства листового проката из стали марки «44С» в ходе изготовления, испытания и исследования опытно-промышленных партий листов из металла 7 электродуговых плавок в размерном сортаменте 2,4 х 1000 х 2000 мм; 4,4 х 1000 х 2000 мм и 4,4 х (1200…1500) х 4500 мм. Таким образом, сталь марки «44С» прошла полный требуемый регламент отработки броневой стали для баллистической защиты. На листовой прокат из этой стали указанного выше размерного сортамента оформлены технические условия ТУ 7399-186-07519648-2005.

листовой броневой сталь противопульный

Рисунок 2. Внешний вид бронеэлементов из стали марки «44С» после испытаний на живучесть обстрелом по нормали из автомата АКМ и винтовки СВД с указанными ударными скоростями

а) Бронеэлемент № 1.

Бронепанель изд. 6Б23-1 черт. КЛЖТ.745612.030

б) Бронеэлемент № 2.

Бронепанель изд. 6Б23-1 черт. КЛЖТ.745612.034-01

Заключение

Разработанная в ОАО «НИИ стали» новая сверхвысокопрочная броневая сталь марки «44С» обладает высокими показателями противопульной стойкости и по совокупности своих баллистических характеристик и живучести при пулевом обстреле превосходит отечественные и зарубежные аналоги, используемые в производстве бронеэлементов СИЗ.

Размещено на Allbest.ru

Впервые за 30 лет в России создана новая броневая сталь для бронетанковой техники

30.06.14 / НИИ стали

  • образец стали 44С-св-Ш толщиной 25 мм после успешных испытаний бронебойной пулей Б32 калибра 12,7 мм

Новые материалы и прочная кооперация-основа создания новой техники. Это тезис, который еще раз подтверждается на примере создания перспективных образцов военной техники Армата, Бумеранг, Платформа и др. Последние 25 лет все разработки в сфере броневых материалов, а в частности броневых сталей велись исключительно в инициативном порядке. Как результат – проблемы с обеспечением заданных ТТХ на защиту перспективной военной техники, активно разрабатываемой в последние годы.

Эту проблему решает новая броневая сталь марки 44С-св-Ш, созданная специалистами ОАО «НИИ стали», входящими в машиностроительно-индустриальную группу «Концерн «Тракторные заводы».

Использование этой стали вместо традиционных серийных только на Армате позволит «снять» сотни килограммов веса с машины, где она также будет использована не только для броневых целей, но и в качестве конструкционного материала.

Новая сталь разрабатывалась по техническому заданию Уральского Конструкторского Бюро Транспортного Машиностроения, входящим в «НПК «Уралвагонзавод», который выступил в роли заказчика. Отработка и промышленное освоение легли на плечи одного из флагманов российской металлургии – Волгоградский металлургический комбинат «Красный октябрь», который также входит в структуры «Уралвагонзавода». Успех вряд ли стал бы возможен без тесного взаимодействия специалистов «НПК «Уралвагонзавод», разработчиков от «Концерна «Тракторных заводов» и производителя – «ВМК «Красный октябрь», что еще раз доказывает важность коопераций предприятий ОПК.

«Задачу удалось решить за счет применения сбалансированного хим.состава и отработки технологических режимов на всех этапах производств новой стали, — сообщил один из авторов, главный металлург ОАО «НИИ стали», доктор технических наук, профессор С.А.Гладышев, — Именно технологическими приемами нам удалось предсказуемо управлять структурой стали и добиться создания ультрамелкозернистой структуры, равномерной по всему объему».

Хотя твердость стали не менее 54HRC, ее пластические характеристики остаются на уровне серийных сталей, имеющих твердость 45-48HRC. Именно это сочетание позволяет снизить на 15% толщину и, соответственно, вес бронеконструкций из новой стали без снижения защитных характеристик и живучести при низких температурах.

Сейчас стали 44С-св-Ш присвоена литера «О», она находится на этапе опытно промышленного освоения, на котором и разработчик, и заказчик, и производитель решают десятки технических технологических и организационных вопросов.

На юбилейном военном параде 9 мая 2015 мир увидит новейшую боевую технику с новой, в том числе и стальной, броней.

Броневая сталь для внешних систем «Арматы»

ОАО «НИИ стали» ведёт работу по созданию новой броневой стали, которая будет использована для защиты внешней аппаратуры новейших танков (платформ) «Армата», разрабатываемых «Уралвагонзаводом». Информационное агентство ТАСС со ссылкой на главу отдела маркетинга ОАО «НИИ стали» Евгения Чистякова, сообщает, что новая броня будет использоваться для защиты оптических систем, боевых модулей, внешних элементов связи «Арматы».


Евгений Чистяков:
Броневая сталь 44С-св-Ш одобрена разработчиком «Арматы». Материал уже принят к опытной эксплуатации и может появиться на новейших танках.
Создатели нового типа броневой стали отмечают, что этот металл не теряет своих характеристик даже в условиях экстремально низких температур. Отдельно сообщается, что новая бронесталь может быть использована не только для перспективных, но и для имеющихся на вооружении российской армии танков и бронемашин.
Информация о новой стали, которая имеет особую мелкозернистую структуру, была озвучена в ходе проведения на ВДНХ выставки «Interpolitex-2014».
На этой же выставке представлены и разработки других компаний для российской армии и правоохранительных органов. В частности, компания «Стилсофт» представила систему «Муром». Это мобильный комплекс видео-тепловизионного оборудования, который может быть использован для контроля и охраны участков периметра важных государственных объектов.

Танки «Армата» оснастят новой броневой сталью 44С-св-Ш

Армата (гусеничная платформа)

Унифицированная тяжёлая платформа (УТП) шифра «Армата» (Индекс ГБТУ — Объект 148) — тяжёлая гусеничная платформа, разрабатываемая Уралвагонзаводом с 2009—2010 года. Широкой публике изделие представят на параде Победы в 2015 году.

На основе УТП «Армата» планируется создать основной боевой танк(один из возможных обликов) / Рисунок: vpk.name

На основе унифицированной тяжёлой платформы шифра «Армата» планируется создать основной боевой танк, тяжёлую боевую машину пехоты, боевую машину поддержки танков, бронированную ремонтно-эвакуационную машину, шасси для самоходных артиллерийских установок и другие.

Предполагается, что танк будет иметь пушку с дистанционным (необитаемая башня), полностью цифровым управлением, управлять которой экипаж будет из изолированной бронекапсулы. Танк сможет держать попадание любых видов современного и перспективного оружия. Представитель «Уралвагонзавода» заявил, что поставки танка в войска должны начаться в 2015 году.

По словам Юрия Коваленко, бывшего первого заместителя начальника главного автобронетанкового управления Министерства обороны России, танк на платформе «Армата» должен стать основной боевой единицей вооружения российских сухопутных войск.

С 2015 года в Вооружённых силах появится новый основной танк, с принципиально новыми тактико-техническими характеристиками, с новым автоматом подачи боеприпасов, с разделением экипажа, с «выносом боеприпасов», что позволит сохранить жизнь экипажу даже при условии детонации снарядов.

Танк будет содержать до 40 снарядов различного назначения в автомате заряжания, а также будет иметь пулемёты и прицелы, превосходящие все существующие образцы, иметь возможность вести огонь в движении и так далее. Часть наработок, включая «лафетную компоновку», танк приобретёт от разработок перспективных танков Т-95 и Чёрный орёл, при этом будет гораздо дешевле своих «прародителей».

По некоторым данным планируется оснастить танк дизельным двигателем мощностью 1500—2000 лошадиных сил, 125-мм гладкоствольной пушкой с вынесенным за обитаемый отсек боекомплектом. Однако, большинство тактико-технических характеристик танка секретны. Катки заимствованы от Т-80, ввиду меньшего веса, благодаря чему масса платформы меньше на тонну.

БМП платформы оснащены дистанционно-управляемым универсальным боевым модулем «Эпоха» вооружённым 30-мм автоматической пушкой 2А42 с селективным боепитанием (боезапас 500 снарядов), 7,62-мм пулемётом ПКТМ (боезапас 2000 патронов), двумя сдвоенными пусковыми установками ПТРК «Корнет».

Боевой модуль может управляться наводчиком и командиром машины. Автоматический гранатомёт и 100-мм пусковая установка 2А70 не предусмотрены. Боевой модуль, за счёт роботизации, способен следить за целью и самостоятельно вести обстрел объекта до его уничтожения после целеуказания оператором модуля. Движение модуля осуществляют управляемые компьютером электродвигатели. Боекомплект и вооружение изолированы от десанта и экипажа.

Машины на базе

  • Т-14 (Объект 148) — основной боевой танк, оснащённый 125-мм гладкоствольной пушкой 2А82 с возможностью установки 152-мм 2А83
  • БМП-Т Т-15 (объект 149) — тяжёлая боевая машина пехоты
  • БМО-2 — боевая машина огнемётчиков
  • БМ-2 (TOC-2) — тяжёлая огнемётная система
  • 2С35 «Коалиция-СВ» — самоходная артиллерийская установка
  • БРЭМ-Т Т-16 (объект 152) — ремонтно-эвакуационная машина
  • УСМ-А — система минирования
  • УМЗ-А — минный заградитель (проект)
  • МИМ-А — инженерная машина
  • МТ-А — мостоукладчик (проект)
  • ПТС-А — плавающий транспортёр (проект)
  • ТГУП «Армата»

Тактико-технические показатели

Классификация унифицированная тяжёлая гусеничная платформа
Боевая масса, т до 55
Экипаж, чел. 3
Десант, чел. только в БМП-Т
Годы эксплуатации проходит гос. испытания
Количество выпущенных, шт. изготовлен прототип
Основные операторы Уралвагонзавод
Размеры — клиренс, мм 500
Бронирование
Активная защита КАЗ «Афганит»
Динамическая защита неизвестно
Вооружение
Калибр и марка пушки 125-мм 2А82-1М
Тип пушки гладкоствольная
Подвижность
Тип двигателя А-85-3А
Мощность двигателя, л. с. 1500
Скорость по шоссе, км/ч до 75
Тип подвески активная

Как бы ни была хороша конструкция любой техники, она ничего не будет значить без соответствующих конструкционных материалов. Именно свойства материалов накладывают ограничения на конструкцию и определяют во многом характеристики изделия. Тем более это касается военной техники.

Танк «Армата» имеет настолько уникальные характеристики, что аналогов ему на сегодняшний день нет. Во многом его свойства, а именно сочетание огневой мощи, скорости и защищенности, зависят от его брони. Машина должна обладать как можно большей защищенностью от снарядов и мин, но при этом её масса не должна превышать заданных пределов. Это взаимоисключающие требования, и чаще всего единственным выходом является разработка новых конструкционных материалов. Для решения задач поставленных перед создателями «Арматы» была создана новая броневая сталь 44С-св-Ш, которая по своим показателям существенно превосходит ранее применявшиеся марки.

Чтобы понять особенности характеристик стали, достаточно воспользоваться аналогией с акустической техникой. Перед тем, как наушники beats купить, сначала знакомятся с их характеристиками. Для всех акустических систем есть универсальные показатели: диапазон частот, громкость, коэффициент искажений. Сопоставляя их со стоимостью, а также сроком эксплуатации, покупатель выбирает понравившуюся модель.

Подобным образом дела обстоят и со сталью. Важно чтобы броня обладала высокой твердостью и прочностью одновременно, сохраняла свои свойства и при высоких и при низких температурах севера. Это очень трудная задача. Твердость отражает способность материала сопротивляться изменению формы. А прочность отражает способность материала не разрушаться при определенных нагрузках. Прочность подразумевает определенную пластичность и упругость, однако при увеличении твердости эти свойства обычно снижаются за счет появления хрупкости (классический пример твердой стали ­- напильник). Для решения этой проблемы применяют либо многослойную структуру, как в боевых мечах, где крупные зерна одного слоя чередуются с мелкими зернами другого. Используются также определенные виды термообработки и наклеп. Однако это очень дорого и неприемлемо для материала такого изделия, как танк. Легирование (добавление в сталь дополнительных элементов) также может в определенной степени решить вопрос прочности и твердости, однако сталь не должна получиться слишком дорогой.

Создатели 44С-св-Ш, специалисты из ОАО «НИИ сталь» пошли по пути усовершенствования структуры стали. Её неоднородность во многом определяет несовершенство материала. Ученым удалось добиться прекрасного результата, создав ультрамелкозернистую структуру по всему объему. Это было достигнуто путем разработки новой технологии управления выплавкой стали.

Твердость новой броневой стали достигает значения 54HRC, при этом пластичность находится на уровне сталей марок 45-48HRC, обладающих значительно меньшей твердостью. Благодаря тому, что удалось совместить несовместимое, появилась возможность сделать новый российский танк Армата легче на 15-20%. Сталь 44С-св-Ш открыла новый этап в развитии бронетехники, переведя её на качественно новый уровень.

В России создана новая броневая сталь, которая будет использована в танке «Армата»

Разработка ОАО «НИИ стали», входящего в концерн «Тракторные заводы», позволит уменьшить вес боевой платформы на сотни килограммов. Защитные качества при этом полностью сохраняются.

«Армата»: вероятный внешний вид перспективного русского танка

Новая броневая сталь марки 44С-св-Ш сочетает в себе повышенную прочность с сохранением гибкости. Это позволит на 15 процентов уменьшить толщину бронеконструкций без изменения защитных характеристик и живучести при низких температурах. Разработка найдет применение в перспективных образцах гусеничной и колесной бронетехники, таких как «Армата» и «Бумеранг». Масса боевых машин существенно уменьшится.

По расчетам разработчика, использование на «Армате» новой марки вместо традиционных серийных позволит снять сотни килограммов веса. Причем в производстве тяжелых гусеничных платформ сталь 44С-св-Ш будет применена не только для броневых целей, но и как конструкционный материал. «Поставленные задачи удалось решить за счет применения сбалансированного химического состава и отработки технологических режимов на всех этапах производства, – сообщил главный металлург НИИ стали, доктор технических наук, профессор Сергей Гладышев. – Именно технологическими приемами нам удалось предсказуемо управлять структурой стали». Таким образом ученые добились создания ультрамелкозернистой структуры, равномерной по всему объему. Заказчиком разработки выступило ОАО «Уральское конструкторское бюро транспортного машиностроения», входящее в НПК «Уралвагонзавод». В настоящее время сталь марки 44С-св-Ш находится на этапе опытно-промышленного освоения. Заказчик совместно с разработчиком и производителем решает технологические и организационные вопросы. Ожидается, что боевую технику с новой броней можно будет увидеть на юбилейном военном параде 9 мая 2015 года.