ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 3 2022 106 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ со скоростью точки контакта более 2200 м/с, характеризовалось частичным разрушением его поверхности с большим количеством внутренних зон непроваров слоев. Анализ макроструктуры композита, сваренного на выбранном рациональном режиме, свидетельствует о высоком качестве соединения материала по межслойным границам, сварной шов композиционного материала по всем межслойным границам имеет преимущественно безволновой характер. Внешний вид макроструктуры армированного композиционного материала после сварки взрывом показан на рис. 3. Рис. 4. Схема локализации хрупких трещин в структуре композита Fig. 4. Diagram of brittle cracks localization in the composite structure Рис. 3. Макроструктура армированного композиционного материала на основе легких металлов и сплавов Fig. 3. Macrostructure of reinforced composite material based on light metals and alloys Роль перфораций в предложенном схемном решении заключается в формирования вязкого однородного слоя металлической основы матрицы композита на основе алюминиевого сплава, представляющего собой сварное соединение через перфорацию армирующего элемента. При контакте с баллистическим объектом 1 возникающие в нем хрупкие трещины, распространяясь от точки контакта 3 по межслойным границам композита 2, достигнув точки перехода от края перфорации к зоне сварки вязкой металлической основы матрицы композита 4, останавливаются на ней, и развитие хрупкой трещины прекращается. Это позволяет локализовать зону баллистического разрушения композиционной брони в пределах локальной зоны сварки слоев алюминия и титана 2, сохранив целостность конструкции изделия и его комплексную пулестойкость без обязательной замены новым бронеэлементом. Схема локализации хрупкой трещины в структуре композита при контакте баллистическим объектом представлена на рис. 4. Помимо этого наличие тонких перфорированных слоев в структуре металлического композиционного материала также способствует повышению его прочностных показателей [17]. Оценку прочностных показателей и подготовку образцов для испытаний проводили по стандартной методике в соответствии с ГОСТ 1497–84. Проведенный комплекс исследований показал, что наилучшим сочетанием физико-механических свойств, таких как прочность и относительное удлинение, обладают образцы, сваренные на выбранном рациональном режиме. Относительное удлинение для них составило от 3,1 до 3,7 %, а величина прочности находится в диапазоне от 570,2 до 594,1 МПа. При условии, что прочность монометалла матрицы основы композита аналогичной толщины составила порядка 482,1…489,8 МПа, общее увеличение прочности композита по сравнению с ним составило 21,3 % [18, 20]. С целью улучшения тактико-технических характеристик, разрабатываемых композиционных броневых материалов на основе легких металлов и сплавов, авторами было предложено формирование в структуре композита высокотвердых интерметаллических слоев за счет термической обработки. Интерметаллические слои формируются за счет взаимной термодиффузии металлов, входящих в состав композита на межслойных границах. Максимальная толщина интерметаллических слоев регулируется параметрами термической обработки, а именно температурой и временем выдержки при отжиге. Проведенный комплекс исследований позволил установить зависимость роста толщины прослоек интерметаллида от времени выдержки, результаты представлены на рис. 5.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1