ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 3 2022 104 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ На сегодняшний день, в качестве основы для легких композиционных броней широко используют армидные, угле- и стекловолокна, керамику, а также полиэтилен с комплексом различных связующих материалов. При этом технология изготовления бронеэлементов на основе таких материалов требует применения достаточно сложных технических решений и дорогостоящего оборудования. Сами бронеэлементы на основе вышеуказанных композитов, имеющие сопоставимые с монометаллическими бронями баллистические характеристики, не выдерживают конкуренции с ними по требованию многоударности, т. е. не способны выдерживать множественные попадания в локальные области вследствие полного разрушения или расслоения [7, 9, 14–16]. Разработка нового класса композиционных броневых материалов, сочетающих в себе высокие показатели пулестойкости и конструкционной прочности наряду с низким удельным весом, является актуальной задачей. На кафедре «Сварочное, литейное производство и материаловедение» ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет» разработана не имеющая аналогов уникальная технология изготовления армированных композиционных броневых материалов на основе легких металлов и сплавов [10, 11]. В качестве металлической основы данных материалов предложено использование броневого алюминиевого сплава (В95), а в качестве армирующих слоев – титанового сплава (ВТ1–0). Металлический композит изготовляется с применением технологии сварки взрывом, которая позволяет получать качественные сварные соединения из материалов и сплавов, не свариваемых традиционными способами, к которым относят вышеуказанные материалы. Неразъемные металлические соединения, получаемые технологией сварки взрывом, формируются на межатомном уровне без существенного теплового вложения в зону контакта материалов. При этом прочность самого сварного соединения выше прочности наименее прочного металла композиции [19]. Цель данной 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. Это позволит существенно улучшить тактико-технические характеристики бронированной техники и изделий специального назначения. Задачи исследования – разработка новой схемы армирования композиционных металлических материалов на основе легких металлов и сплавов, определение рациональных режимов ударно-волнового нагружения, обеспечивающих получение композиционного материала требуемого качества сваркой взрывом, описание механизма локализации хрупких трещин в структуре композита при баллистическом воздействии на него. Методика исследований В схеме армирования композиционного материала предусмотрено использование специальных перфорированных армирующих слоев, изготовленных из титанового сплава (рис. 1) [12]. Количество таких слоев в композите может составлять от двух и более. При этом перфорации располагаются в армирующих слоях таким образом, чтобы каждый последующий слой не совпадал по перфорациям с предыдущим и обеспечивал их перекрытие. Такой характер расположения перфораций в структуре композита не позволяет осуществить возможное сквозное прохождение через них баллистического объекта. На основе анализа технологических схем получения сваркой взрывом композиционных металлических материалов для изготовления композиционного материала состава В95 + ВТ1–0 + + В95 + ВТ1–0 + В95 использовали плоскопараллельную схему сварки взрывом, представленную на рис. 2. Толщины свариваемых листов композиционного материала (состава В95 + ВТ1–0 + В95 + + ВТ1–0 + В95) имели 2 + 1 + 2 + 1 +10 мм соответственно. В качестве взрывчатого вещества для сварки взрывом использовали «Игданит» (смесь аммиачной селитры с дизельным топливом в соотношении 96:4). Сварку взрывом проводили в широком диапазоне скоростей точки контакта от 1800 до 2400 м/с.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1