ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 3 2022 103 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Структурные особенности и технология получения легких броневых композиционных материалов с механизмом локализации хрупких трещин Дмитрий Крюков* Пензенский государственный университет, ул. Красная, 40, г. Пенза, 440028, Россия https://orcid.org/0000-0003-0393-9550, ddbbkk@yandex.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2022 Том 24 № 3 с. 103–111 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.3-103-111 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Традиционно используемые в системах бронирования сталь и композиционные материалы имеют свои узко специфические области применения. Бронированные изделия из высокопрочной стали давно зарекомендовали себя в качестве основы для тяжелой бронетехники, тогда ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 531.58: 621.791.13 История статьи: Поступила: 04 июля 2022 Рецензирование: 13 июля 2022 Принята к печати: 21 июля 2022 Доступно онлайн: 15 сентября 2022 Ключевые слова: Композиционный металлический материал Сварка взрывом Армирование Трещиностойкость Пулестойкость Благодарности: Исследования частично выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов» (соглашение с Минобрнаукой № 13.ЦКП.21.0034). АННОТАЦИЯ Введение. Традиционно используемые в изделиях вооружений военной и специальной техники монометаллические брони имеют ряд ключевых недостатков, оказывающих существенное влияние на тактико-технические характеристики изделий, а именно существенный вес и толщину. При этом широко используемые в последнее время в качестве альтернативного варианта композиционные неметаллические брони, в свою очередь, не способны выдерживать множественные попадания в локальные области конструкции вследствие полного своего разрушения или расслоения. Цель работы: разработка технологии получения нового класса многослойных металлических бронематериалов на основе легких металлов и сплавов сваркой взрывом, сочетающих в себе высокие показатели пулестойкости и конструкционной прочности наряду с низким удельным весом. В работе представлена новая схема армирования композита с применением технологии сварки взрывом, позволяющая локализовать развитие хрупких трещин по межслойным границам при внешнем баллистическом воздействии на объект. Результаты и обсуждение. Сваркой взрывом получен армированный композиционный материал на основе сплавов титана и алюминия. Определены рациональные режимы ударно-волнового нагружения, обеспечивающие получение композиционного материала требуемого качества, проведена оценка прочности композита. С целью улучшения тактико-технических характеристик композита было предложено формирование в его структуре высокотвердых интерметаллических слоев за счет термической обработки. Определены рациональные режимы высокотемпературного отжига, обеспечивающие формирование интерметаллических слоев заданной толщины в структуре композита. Изучен фазовый состав прослоек интерметаллида. Исследованы структурные особенности композиционного материала. Описан механизм локализации хрупких трещин в структуре композита при баллистическом воздействии на него. Для цитирования: Крюков Д.Б. Структурные особенности и технология получения легких броневых композиционных материалов с механизмом локализации хрупких трещин // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2022. – Т. 24, № 3. – С. 103–111. – DOI:10.17212/1994-6309-2022-24.3-103-111. ______ *Адрес для переписки Крюков Дмитрий Борисович, к.т.н., доцент Пензенский государственный университет, ул. Красная, 40, 440028, г. Пенза, Россия Тел.: 8 (8412) 666 262, e–mail: ddbbkk@yandex.ru как брони на основе композиционных материалов широко используются для легких бронемашин, авиационной техники, боевых роботов и средств индивидуальной защиты [1–4]. Композиционные материалы чаще всего применяют в тех случаях, где масса бронирования имеет критическое значение. По мнению ряда экспертов [5–8], при замене моностали на композит можно достичь снижения массы изделия примерно в два раза, что, в свою очередь, позволит повысить снаряженность и улучшить тактико-технические характеристики машины или изделия.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1