Какая сталь идет на броню
Обновлено: 17.05.2024
Броневая сталь используется для изготовления военной техники и специальных транспортных средств, предназначенных для перевозки VIP-пассажиров. Она должна обладать всеми необходимыми свойствами по твердости, пластичности и вязкости, чтобы выдерживать прямые попадания пуль, выпущенных из мелкокалиберного огнестрельного оружия. Также броня должна эффективно противостоять оборонительным и наступательным осколочным гранатам. При этом защитный материал не должен быть слишком тяжелым, чтобы не снижать скоростные и маневренные параметры транспортных средств.
Важной задачей при изготовлении брони является придание металлу таких свойств, чтобы он имел возможность равномерно распределять кинетическую энергию, с которой он сталкивается при попадании снаряда. Это позволяет в значительной мере снизить точечный урон, что в конечном итоге и спасает сталь от проникающих повреждений. Принцип изготовления бронированных листов для военных целей держится в строгом секрете.
Частные компании, занимающиеся сборкой специальных автомобилей для высокопоставленных персон, имеют собственную технологию производства. Также под заказ эти фирмы изготавливают сейфы, двери, шкафы и другую продукцию. Процесс закалки специальной стали очень сложен и требует тщательного соблюдения установленных технологий на всех этапах. Только так можно получить материал действительно высокого качества, который, возможно когда-нибудь спасет чью-то жизнь.
Состав броневой стали
Состав броневой стали мало чем отличается от стандартного сплава. В него входят: около 0,5% углерода, 2% кремния, 1,5% марганца, 2% хрома, 1,8% никеля, 0,3% молибдена, 0,15% алюминия, 0,35% меди, 0,15% титана, до 5% кобальта. Остальная доля приходится на железо. Сталь становится броней не при помощи введения в сплав дополнительных материалов, а с помощью специальной закалки.
Обработка подразумевает соблюдение особых термических режимов в течение установленных промежутков времени, которые изменяют структуру материала на молекулярном уровне. Углерод внедряется непосредственно в кристаллическую решетку железа, образу сверхпрочные связи. Это придает стали повышенную твердость. Но этого мало.
Слишком твердый материал будет и слишком хрупким и не сможет противостоять огнестрельному оружию. Поэтому необходимо обеспечить стали достаточную пластичность, которая будет приводить к деформации металла, но не его разрыву или расколу. Это и является самой сложной задачей во всем процессе обработки. Поэтому военные так тщательно берегут свои секреты, чтобы злоумышленники и потенциальные враги не смогли заполучить в свое распоряжение сверхпрочный материал для вооружения.
Виды и особенности броневой стали
Марка броневой стали зависит от спектра ее применения. Существует три основных вида. Первый - танковая броня. Она имеет толщину от 80 до 380 миллиметров. Существуют отдельные танки с толщиной брони до 9,5 сантиметров, но широко они не применяются, так как такая махина весит более 200 тонн и затраты топлива на приведение ее в движения неоправданно высоки. Правда, такая массивная броня способна выдерживать лобовое попадание артиллерийских снарядов, но массовое ее применение все равно остается нецелесообразным.
Второй вид - это стали для бронирования легкой техники. Она используется на бронетранспортерах, военных самолетах и кораблях, боевых и гражданских машинах. Ее стандартная толщина составляет 50-80 миллиметров. Такая сталь способна выдерживать попадание из мелкокалиберного оружия, но совершенно бесполезна против тяжелой артиллерии. Зато она имеет небольшой вес, и ее использование не лишает транспорт высокой маневренности и скорости. Одним из лучших представителей данной категории является броневая сталь А-3 российского производства. Она имеет 5-й класс прочности и используется в частности для производства правительственных автомобилей. Кроме этого, данный вид брони применяется для защиты инкассаторских автомобилей, изготовления дверей для личного жилья и банковских хранилищ.
Третий вид - броневая сталь широкого применения. Сюда относится материал, толщина которого не превышает 50 миллиметров. Из него изготавливаются индивидуальные бронежилеты, сейфы, металлические шкафы. Этот материал пробивается даже из мелкокалиберного оружия при использовании бронебойных пуль. Возникает резонный вопрос, а почему не использовать для защиты личного состава более толстую броню. Ответ лежит на поверхности. Во-первых, чем толще броня, тем она тяжелее, а солдат в бою не должен ощущать дискомфорта, мешающего ему быстро перемещаться.
Во-вторых, толстая броня может и остановит пулю, но избыток нерастраченной кинетической энергии полета все равно нанесет серьезные повреждения внутренним органам, возможно даже в больше степени, чем это могла бы сделать пуля при попадании в тело. Поэтому и используется броня такой толщины, которая при блокировке пули не превратит внутренности бойца в сплошное месиво. Маркируются все перечисленные виды брони следующим образом: вначале идет название фирмы-изготовителя, например, Mars или Armox, затем указывается толщина листа в миллиметрах. После числового обозначения может также стоять буквенное, которое говорит об особых свойствах данного материала.
Основной принцип, который используется при проектировании боевых машин, состоит не в том, чтобы выдержать лобовое попадание, а в том, чтобы принять снаряд вскользь при помощи обтекаемого корпуса. Для этого установка бронированных листов производится под определенным углом к предполагаемому месту обстрела. Такой способ виртуально увеличивает прочность металла.
Сварка материала
Сварка броневой стали происходит по особой методике. Для начала в сварной шов укладывают низкоуглеродистую проволоку, использование которой значительно снижает образование трещин. Далее используется метод флюсовой сварки, который позволяет очень быстро и качественно скреплять броневые листы между собой. Шов должен также обладать высокой прочностью, поэтому содержание углерода в нем должно сводиться к минимуму.
Найти установленную цену на броневую сталь практически нереально. Стоимость всегда формируется в индивидуальном порядке и зависит от толщины материала, площади его поверхности и необходимой формы. Есть небольшое количество компаний, которые предлагают купить уже готовые листы с фиксированными параметрами по рыночной цене. Например, на текущий момент лист броневой стали 1,2х6 метров толщиной 6,5 миллиметров обойдется в 139 тысяч рублей.
Основным составным веществом алюминевого сплава является, как становится ясно из названия, алюминий. К другим, наиболее распространенным элементами, которые входят в состав сплавов на основе алюминия, можно отнести медь, железо, цинк.
Изготавливают жаропрочные стали и сплавы на основе железа, добавляя и другие мтеаллы. К примеру, благодаря наличию в составе хрома и никеля материал способен противостоять воздействию высоких температур. Если рассматривать процентное соотношение.
Использовать высоколегированную стальдля получения булата не удастся, а из среднелегированной стали получается булат низкого качества. Из необкновенно твердого, но в то же время пластичного и ковкого материал, как правило, изготавливают холодное орудие. Булатная сталь, в отличие от.
Литий хранят в герметичных жестяных банках под плотно закрытой крышкой. Являясь токсичным веществом, литий может вызвать зуд и ожоги при попадании на открытые участки кожи, поэтому работа с ним проводится с использованием защитной одежды. Самый легкий металл в мире.
Щелочноземельные металлы представлены рядом элементов, которые относятся ко II группе периодической системы Менделеева. Такое название вещества получили благоларя тому, что результатом их взаимодействия с водой является образование щелочной среды. Если рассматривать физические свойства.
Прочностные свойства металла во много раз увеличиваются, благодаря легирующим элементам стали. По сравнению с улеродистой сталью легированная сталь является более устойчивой к коррозии и менее хрупкой,что дает возможность использовать её для производства наружных.
Броневые материалы. Современное состояние
Несмотря на бурное развитие наноматериалов и новых технологий сталь все еще остается одним из основных броневых материалов для обеспечения защиты сухопутной, да и морской военной техники.
Традиционно броневые стали делятся на противоснарядные или толстолистовые (толщины 30-120 мм) и противопульные или тонколистовые (толщины 2-25 мм).
В СССР основное производство толстолистовых броневых сталей было сосредоточено на Украине (Днепропетровск,Запорожье и Мариуполь), выпускались в основном высокопрочные броневые стали электрошлакового переплава (ЭШП) марок 22Ш и 24Ш. По своим защитным характеристикам эти стали не уступали, а даже превосходили зарубежные аналоги, такие как ХН654 и ХН113 (Германия),Armox-270 (Швеция),Mars-240 (Франция). С распадом Советского Союза России пришлось переносить броневое производство на свою территорию и сегодня выпуск такой брони организован на заводах Красный октябрь (г. Волгоград), ОМЗ Спецсталь (г. С.Петербург) и ММК (г. Магнитогорск).
Что касается новинок, то ни в России, ни за рубежом каких либо значимыхразработок в этой области не ведется и достигнутый уровень прочности в 1000-1450 МПа и, соответственно, бронестойкости,вряд ли в ближайшем будущем изменится. Правда, российского потребителя не совсем устраивает нынешняя цена на толстую броню, которая существенно выросла после переноса производства в Россию. А поскольку доля затрат на броневые материалы в структуре цены, например, танка, составляет 12-15%, то снижение их стоимости реальный путь для снижения цены на сам танк.
Один из очевидных путей для снижения цены - доведение характеристик броневых сталей, полученных открытой выплавкой в кислородных конверторах, до характеристик сталей ЭШП. Броневые стали открытой выплавки почти в 2 раза дешевле сталей ЭШП, но до последнего времени обеспечить требуемую чистоту этих сталей от вредных примесей, таких как фосфор, сера, и др., влияющих на броневые характеристики, не удавалось. Сегодня эта проблема усилиями ММК, ОАО НИИ стали и УВЗ практически решена.
В отличие от толстой стальной брони в области тонколистовых противопульных сталей сегодня наблюдается настоящий бум. За последние 4-6 лет на рынок броневых материаловбыло выпущено целое семейство ультравысокопрочных противопульных сталей. В Швеции семейство сталей АRMOXпополнилось новыми маркамиАRMOX-600 и АRMOX-Advance. Во Франции появились и серийно выпускаютсяновые маркиMARS-300 иMARS-600, в Германии запущена в производство линейка противопульных сталейSecure, даже Финляндияосвоила производство собственных ультравысокопрочных сталейRAMORиMIILUX. Уровень прочности этих сталей 2000-2250МПа, твердость 550-640НВ, стали показывают хорошую живучесть, в т.ч. при отрицательных температурах.
Россия тоже пополнила перечень своих противопульных сталей. Так сейчас на вооружение МО РФ принимается ультравысокопрочная сталь марки 44С-Cв-Ш разработки ОАО НИИ стали, которая уже получила литеру О1и вносится в документацию на перспективные образцы ВВТ.
Основное назначение этих сталей противопульное бронирование легкобронированной техники. В табл.1. приведены характеристики новых противопульных сталей, появившихся на зарубежном и отечественном рынках.
Табл.1.Новые броневые противопульные стали для ВиВТ
Высокая прочность этих сталей достигается в первую очередь увеличением содержания углерода. Оно доходит в них уже до 0,47-0,50%. Сохранение пластических характеристик обеспечивается сочетанием таких технологических переделов, как вакуумирование, электрошлаковый переплав, контролируемая прокатка и ТМО.
Как видно российская противопульная броня находится на уровне лучших мировых трендов, хотя проблемы в России пока остаются и, в первую очередь, они связаны с отсутствием специализированного броневого производства.
Алюминиевая броня сегодня широко применяется в первую очередьв легкобронированной технике БМП, БТР, БМД и т.п.Она является идеальным материалом для бронекорпусного производства, обеспечивая максимальную жесткость тонкобронных конструкций. При этом дает определенные преимущества в бронестойкости в сравнении со сталью.
Пионером использования алюминия, а точнее сплавов на основе алюминия в качестве брони, являются США, где уже в конце 50-х годов был начат выпуск бронетранспортера М113, до настоящего времени находящегося на вооружении стран НАТО. Здесь в качестве брони был использован обычный конструкционныйнетермоупрочняемый сплав средней прочности - сплавсистемыAlMgMn, по американской классификации сплав 5083, ближайшим аналогом которого по российским стандартам является сплав АМг5. Этот сплав может быть отнесён к сплавам средней прочности и охарактеризован как свариваемый и коррозионностойкий. Следующим этапом развития алюминиевого бронекорпусного производства в США стал переход на использование специально разработанной алюминиевой брони - термоупрочняемоговысокопрочного сплава системыAlZnMg. Он получил обозначение - сплав 7039. Эта алюминиевая броня была использована для бронекорпусов БМП М2 Брэдлии лёгкого танка М551Шеридан.
В Англии работы по алюминиевому бронекорпусному производству привели к разработке лёгкого танка Скорпиони целого семейства машин на его базе. Основой создания бронекорпуса послужил термоупрочняемыйсплав собственной разработки, сплав 7017 системы AlZnMg. Во Франции, в свою очередь, разработана собственная алюминиевая броня сплав А-Z5-G. Из неё изготовлена боевая машина пехоты АМХ10Р, поступившая на вооружение французских сухопутных войск в 1973 году.
История российской (советской) алюминиевой брони для сухопутной военной техники началась с алюминиевых бронедеталей из сплава АЦМ (среднелегированный термоупрочняемый сплав системыAl-Zn-Mgразработки ВИЛС), входящих во фронтальную проекцию БМП-1 и формирующие её верхнелобовую, надмоторную часть. Однако, как и в зарубежных странах, российские разработчики быстро пришли к необходимости создания специальных броневых сплавов. Такие сплавы были разработаны в начале 70-х годов (разработчик - НИИ стали). Они получили название АБТ-101 (сплав 1901) и АБТ-102 (сплав 1903). Эти сплавы стали основой для разработки корпусов БМД-1, БМД-2, БМД-3, БМП-3 и других машин на их базе и до сих пор являются базовыми при проектировании перспективных образцов легкобронированной техники.
Если сравнивать российскую алюминиевую броню с зарубежными аналогами, то сразу можно заметить разницу в подходах к проектированию броневых алюминиевых сплавов, что проявляется не только в металловедческом аспекте. Так, зарубежная алюминиевая броня, как правило, разрабатывается в жесткой привязке к ее назначению, чего нет в России. Именно это является одной из причин, что за рубежом, в частности, в США, сегодня официально приняты на вооружение и используются не 2-3 универсальных алюминиевых броневых сплава, как в России, а десятки, и у каждого строго определено назначение и область применения.
В табл.2 приведены некоторые из них, которые наиболее часто применяются в бронезащите военной техники США в сравнении со сплавами России.
Табл.2.Механические свойства зарубежной и российской алюминиевой брони для легкобронированнойтехники
Кроме того, в отличие от запада российские разработчики все активнее применяют слойные или так называемые гетерогенные алюминиевые материалы, т.е. материалы, у которых лицевой и тыльный слои отличаются хим.составом и, соответственно, прочностными параметрами. Лицевой слой как наиболее прочный обеспечивает максимальную стойкость, а тыльный слой (менее прочный, но более вязкий)- исключает раскол брони, т.е. обеспечивает ее живучесть. И если в западных странахслойная алюминиевая броня так и не вышла из опытно-экспериментального этапа, то в России она уже давно серийно выпускается и применяется наряду сАБТ-101 и АБТ-102 в составе все тех же БМД и БМП. Помимо известных марок слойной алюминиевой брони, таких как ПАС-1 и ПАС-2 сегодняОАО НИИ стали предлагает широкий спектр их модификаций, отличающихся не только хим.составом слоев, но и их количеством. Это позволяет поднять стойкость слойных алюминиевых броневых материалов на 7-15% в сравнении с гомогенными.
Титановая броня давно привлекает разработчиков средств защиты.Этот материал дает выигрыш в сравнении со стальной илиалюминиевой броней при обстреле практически любыми пулями стрелкового оружия и даже при снарядном обстреле. Это связано с тем, что по прочности титановые сплавы приближаются к стальной броне, но они почти на 40% легче.
В конце 60-х годов в НИИ стали совместно с ВИЛС, ВИАМ, ИМЕТ им.А.Байкова и ВСМПО были проведены работы по созданиютитанового корпуса танка. Противоснарядная титановая броня этого танка (сплав ОТ4-1) позволяла снизить массу корпусана 20-30%в сравнении со стальным аналогом. Однако применение титана и в России и за рубежом в качестве брони не получило развития из-за его высокой цены. Титановая броняпочти в 10 раз дороже стальной и стоит почти столько же, что и керамическая броня. Кроме того до последнего времени высокопрочный титан оставался весьма дефицитным материалом.
Несколько лет назад ВСМПО АВИСМА при участии ОАО НИИ стали был разработан и испытан новый экономнолегированный титановый сплавVST-2. Этот сплав изготавливается с применением титановых отходов (титановая губка, стружка, и пр.), что делает его значительно дешевле традиционных высокопрочных титановых сплавов типа ВТ6. При этом механические свойства сплава оказались весьма высокими, а испытания обстрелом подтвердили его уникальные броневые характеристики. Сегодня этот сплав становится конкурентоспособным и рекомендуется для применения, в первую очередь, в средствах индивидуальной бронезащиты (СИБ), а такжедля легкобронированной техники, обеспечивая почти 20% выигрыш по массев сравнении с традиционной стальной броней при обстреле бронебойными пулями калибра 7,62-12,7 мм.
Дальнейшее повышение баллистических характеристик титановой брони связано с созданием гетерогенных структур. Сегодня разработчики исследуют технологии ТВЧ илиплазменной обработки поверхности титана, позволяющие создавать уникальные гетерогенные металлокерамические структуры, прекрасно работающие против бронебойных пуль стрелкового оружия.
Керамику как броневой материал одним из первых в мире начал применять бывший Советский союз.Причем керамика начала применяться как в бронетанковой технике, так и в СИБ. Уже в 1968 году в башне танка Т-64Абыла использована керамика в виде корундовых шаров, обеспечивающая существенное повышение противокумулятивной и противоснаряднойзащиты. В начале 80-х годов в Афганистане был применен первый бронежилет 6Б4 с керамическими бронеэлементами. Созданная в то время керамическая броня на основе карбида бора (В4С) по своим характеристикамдо сих пор находится на уровне лучших мировых аналогов. Напомним, что применение керамики позволяет снизить массу противопульной защиты на 30-45%.
Развал СССРи годы перестройки далеко отбросили Россию от передовых позиций, и в настоящее время ей приходится восстанавливать как научную, технологическую, так ипроизводственную инфраструктуру в областикерамической брони, чтобы выйти на мировой уровень. Сегодня российские разработчики и производители броневой керамики сумели приблизить ее качество к стандартам передовых западных компаний.Однако полностью удовлетворить потребности российского рынка в броневой керамике они пока не в состоянии. Так по оценкам новосибирского предприятия НЭВЗ-керамикс потребности российских разработчиков защитыв бронекерамике составляют 2500-3000 тонн в год, тогда как все российские производители могут поставить нарынок не более 30-40% от его потребности.
В настоящее времяиз существующего разнообразиякерамических материалов для броневых целей используется весьма ограниченное их количество это корунд или оксид алюминия (Al2O3), карбид кремния (SiC) и карбид бора (B4C). В табл.3 приведены основные российские производители броневой керамики. Пока основу российской керамической брони составляют корунд и карбид кремния. Для сравнения в США только для бронежилетов выпускается около 1500 тонн керамики из карбида бора одного из лучших броневых керамических материалов.
Табл.3. Основные российские производителибронекерамики.
В табл.4 приведены сравнительные характеристики керамических бронематериалов и их относительная стоимость в сравнении с корундом.
Тенденции мирового рынка в области керамических бронематериалов, определившиесяеще в начале 2000-х годов, сохраняются и поныне. Для СИБ идет расширение производства дорогой, но самой эффективной керамики на основе В4С, а для военной техники корунда или карбида кремния.
Кроме жестких металлических и керамических преград в средствах защиты все более широкое применениеполучают тканые инетканые полимерные материалы . Среди них наиболее известны арамиды.
Арамиды практически одновременно начали применяться и за рубежом и в СССР в конце 70-х начале 80-х годов. Эру этих эффективных броневых материалов открыли знаменитый Кевлар (США) и советский ТСВМ-ДЖ. Сегодня в мире создано и применяется несколько десятков различных марок арамидных тканей, отличающихся диаметром исходных волокон (микрофиламентов), диаметром комплексных нитей, способом плетения, ценой и т.д. Эти материалы стали неотъемлемой частью бронежилетов, шлемов, широко используются в качестве противоосколочных экранов или подложек для керамических бронепанелей.
В конце 90-х годов в США был создан новый тип полимерных волокон РВО, типичным представителем которого стал материалZylon. Этот материал давал выигрыш в сравнении с Кевларом по стойкости, но как показала его эксплуатация в реальных условиях он оказался нестоек к воздействию ультрафиолета и другим климатическим факторам и его защитные характеристикисо временем быстро снижались. Причем снижение броневых свойств достигало 20-25%. По этой причинеданныйкласс материалов в средствах защиты пока находит ограниченное применение.
Следующим типомволокон броневого назначения стали волокна из класса фениленов. Типичным представителемявляется волокно М5, которое сегодня используется за рубежом в средствах защиты в первую очередь, в бронежилетах. Это волокно имеет броневые характеристики, сравнимые с волокномZylon, а по стойкостик климатическим факторам с арамидами.
Однако сегодня наиболее перспективнымидля баллистической защиты практически всеми разработчиками средств защиты признаются волокна на основе высокомолекулярного полиэтилена.Материалы группы высокомолекулярных (высокомодульных) полиэтиленов (highmoduluspolyethylene,HMPE), производящиеся по технологии вытягивания нити из геля, в наши дни получили широкое распространение как в обычной жизни, так и в военной области.
Высокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) для России достаточно новый материал. Он начал использоваться в СИБ всего 5-7 лет назад, хотя за рубежом он применяется с начала 80-х годов и в настоящее время известно более десятка марок этого материала. Среди них наиболее известны и широко используются материалы с торговой маркой Dyneema разработки голландской фирмыDSMи Spectra разработки американской компанииHoneywell.
Технология получения броневого материала из волокон СВМПЭ принципиально отличается от технологии получения арамидных композитов.
Арамидные элементарные волокна (микрофиламенты) собираются в комплексную нить. Затем из комплексной нити производится плетение ткани, где нити пересекаются друг с другом. В зависимости от вида плетения (саржа, полотно и др.) эти пересеченияполучаются соответствующей плотности. Между тем, практикой установлено, что любые пересечения нитей в броневом волоконном композите отрицательно сказывается на его броневых свойствах. Разработчики арамидов, поэтому, пытаются использовать технологии, при которых арамидное волокно получало бы минимальное деформирование как при получении комплексных нитей, так и при ткачестве.
Эти проблемы удалось избежать при производстве броневых композитов из волокна СВМПЭ. Комплексная нить из в них не подвергается плетению. Нити укладываются в одном направлении и, не переплетаясь, соединяются с другим слоем, нити которого располагаются в другом направлении. Такие материалы называют однонаправленными композитами (UD-материалы).
Сегодня арамидные материалы отечественного производства по своим баллистическим характеристикам не уступают лучшим зарубежным аналогам, хотя при этом их цена существенно выше. А вот СВМПЭ Россия до сих пор не производит иразработчики защиты используют только импортные материалы, в основном китайского или израильского производства.
Правда, ГК Ростех еще в 2015 годусообщал о проекте созданияпроизводственных мощностей по производству СВМПЭ на площадке Казаньоргсинтез с выпуском уже в 2017 году не менее 1200 тонн этого волокна и доведения его мощностей к 2020 году до 4000 тонн. В конце 2016 годаготовилось постановление Правительства РФ об отмене НДС для ввозимого оборудования, необходимого для производства такого полиэтилена.Однако пока российские разработчики средств защиты продолжают ориентироваться на импортные материалы и до полного импортозамещения здесь еще далеко.
В таблице 5 представлены сравнительные данные по массовым и ценовым характеристикам защитных структур из полимерных волоконных материалов.
Хорошо видно, что баллистические пакеты из отечественных арамидов (колонки 2-3), обеспечивающие защиту от стандартного осколка (шарик массой 1г), по массовым характеристикам примерно соответствуют таким же структурам из СВМПЭ, но значительно (в 2-3 раза) их дороже. Также видно, что отечественные баллистические арамидные ткани хотя и лучше западных аналогов, но существенно дороже.
Если не брать во внимание экзотические броневые материалы, которые иногда применяются в защите и материалы для прозрачной брони, то, пожалуй, на рассмотренных здесь материалах выбор у разработчиков бронезащиты и заканчивается. В любом случае они являются основой для создания многообразия тех защитных структур, которые используются на существующей военной технике и в СИБ. Естественно, эти материалы применяются в различных сочетаниях, обеспечивая максимальную защиту от заданных средств поражения при минимальных массовых и габаритных характеристиках. Кроме того усиление защищенности достигается применением специальных защитных комплексов, таких как динамическая защита, активная защита, средства маскировки и т.д.
О применении таких комплексов на бронетанковой технике было рассказано в журнале Экспорт вооружений №2 за 2016 год.
Гетерогенная стальная броня – новое направление или хорошо забытое старое
Защита легкобронированной техники и бойца всегда нуждалась в усилении. Это особенно актуально сегодня, когда в многочисленных локальных конфликтах именно эти позиции воюющих сторон несут максимальные потери.
Не случайно практически во всех странах идет интенсивная разработка так называемой легкой брони, предназначенной для защиты, в первую очередь, от пуль стрелкового оружия и снарядов малокалиберных пушек [1 - 3]. Но, если 5-7 лет назад основной упор делался на комбинированные преграды с использованием керамики, то сегодня все активнее используются различные разнесенные преграды с использованием ультравысокопрочных сталей. Причин тому много, основные ; дороговизна керамики, ее низкая живучесть и плохая ремонтопригодность с одной стороны, и появление новых марок сталей с высокими прочностными и защитными характеристиками - с другой. Причем разработка таких сталей во многих странах продолжается.
Одно из возможных и очевидных решений для повышение баллистических характеристик броневых сталей ; это создание гетерогенных структур 4. Над такими материалами сегодня работают разработчики многих стран, в том числе и России. Такие исследования ведет Фонд перспективных исследований (ФПИ), разрабатывающий гетерогенные структуры на базе новых технологий формирования цементованного слоя. ЗАО Форт Технология уже не первый год разрабатывает гетерогенную сталь для бронеэлементов бронежилетов, используя технологию сварки взрывом. По этой же технологии в начале 2000-х годов вел работы ФГУП ГосНИИмашиностроения[5].ФГУП РФЯЦ-ВНИИЭФ запатентовали в 2013 году гетерогенную стальную противопульную броню, полученную склеиванием двух марок сталей с твердостью лицевого и тыльного слоев 62-67/46-51 [6].НИЦ Курчатовский институт и ЦНИИ КМ Прометей в рамках НИР Заслон исследовали возможные технологии получения противопульных гетерогенных стальных материалов, причем в качестве основных рассматривают пакетную прокатку, сварку взрывом и наплавку. В статье Перспективные стали для защиты специальной техники, опубликованной в журнале ВОТ, серия 16 за 2018 г.[1] приводятся последние их достижения, которые показывают, что образцы гетерогенного материала могут дать определенные преимущества перед гомогенными. (см.табл.1).
Табл.1. Сравнение обычных и гетерогенных противопульных сталей при обстреле бронебойно-зажигательной пулей Б-32 калибра 7,62 мм
Примечание: Данные по отечественным противопульным сталям не приводятся в силу закрытости этой информации, однако известно, что они находятся на уровне приведенных здесь зарубежных марок.
Вместе с тем, из таблицы хорошо видно, что при значительном усложнении и удорожании технологии получения гетерогенного материала, выигрыш в сравнении с гомогенным весьма невелик, особенно если сравнивать с зарубежными, в частности, шведскими сталями.
И все таки, можно ли ожидать от гетерогенных материалов каких-то перспектив в обозримом будущем и насколько продвинулись вперед разработчики сегодня в сравнении с прошлыми работами, которые проводились как в СССР, так и в передовых западных странах?
Другой метод получения гетерогенного слитка, названный как метод литого плакирования, был разработан примерно в тот же период на Горьковском металлургическом заводе и заключался в следующем. В изложницу вставлялись тщательно очищенные (а иногда и хромированные) одна или несколько пластин из стали одного состава, а затем заливалась сталь другого состава. Преимущество этого способа в том, что здесь требовался только один плавильный агрегат. Но этот метод не обеспечивал надежного сваривания плакируемого и плакирующих слоев. Правда при последующей горячей прокатке удавалось достичь более или менее удовлетворительного соединения слоев, но все равно для промышленного производства гетерогенной брони он так и не был применен. Хотя для изготовления многослойного инструмента, производства отвалов плугов этот метод успешно применялся на Горьковском и на Таганрогском металлургических заводах.
Дальнейшее развитие этот метод получил в работах института электросварки им. Е.О.Патона. Метод получил название ЭШО (электрошлаковый обогрев) и заключался в электрошлаковом обогреве последовательно заливаемых слоев различного состава. В горизонтально расположенную песчаную форму сначала засыпался флюс, который расплавлялся с помощью графитовых электродов. Затем электроды отводились в сторону, заливался первый слой стали заданного состава и электроды возвращались на место, поддерживая необходимую температуру шлака, что позволяло сохранять на поверхности закристаллизованного металла жидкую прослойку, необходимую для сварки с последующим слоем стали другого состава. Недостатком этого метода вновь является необходимость наличия двух или более плавильных агрегатов.
В 1969 году тоже институтом Патона был предложен метод послойной электрошлаковой плавки составных электродов. По сути это был обычный ЭШП, только расходуемый электрод состоял из нескольких разных по составу сталей. Метод позволял получить высокое качество металла в заготовке, хорошее сцепление слоев с наличием зоны плавного перехода по химическому составу, но не давал возможности обеспечить одинаковую по длине и ширине слитка толщину слоев, что в конечном итоге не гарантировало требуемой баллистической стойкости, что и было подтверждено испытаниями образцов гетерогенных 3-хслойных плит толщиной 16 мм, лицевой и тыльный слой которых состояли из броневой стали высокой твердости, а средний слой из высокопрочной стали ШХ15 или 30Х3Г2С
В 1970 году НИИ стали предложил и реализовал метод, который, по сути, совмещал ЭШП с ЭШО.
Этим способом были созданы гетерогенные слитки состоящие из 3-х слоев (см.табл.2).
Табл.2. Характеристика гетерогенной структуры, полученной методом ЭШП+ЭШО
Гетерогенные слитки вначале отковывали на толщину до 30 мм, затем часть из них было прострогана на толщину 18 мм и испытана обстрелом бронебойной пулей калибра 12,7 мм. Образцы не пробивались при скорости 800 м/с (с 75 м). Для сравнения лучшие зарубежные гомогенные стали обеспечивают такую стойкость в толщинах 20-25 мм.
В течение 1971-1975 годов НИИ стали активно исследовал эту технологию применительно к тонколистовой противопульной и толстолистовой противоснарядной гетерогенной броне. За этот период было изготовлено и испытано более сотни листов тонкой брони толщиной 14-22 мм и более сорока листов толстой брони толщиной 80 мм. Причем, что очень важно, листы изготавливались размером 1600х6000мм, т.е. в реальных габаритах, из них делались реальные бронедетали, имитирующие борт танка. Одновременно решался вопрос сварки, отрабатывались режимы сварки, корректировались составы слоев гетерогенной брони, т.е. по сути шла отработка серийной технологии применения гетерогенного материала в защите танков и ЛБМ.
Тонколистовая гетерогенная броня изготавливалась в двух и трехслойном вариантах. Двухслойная имела в лицевом слое 0,4%С, в тыльном ; 0,3%С. В толщине 18,9мм она обеспечивала защиту от пуль калибра 12,7 мм с пкп= 6°.
По толстому листу с лицевым слоем средней твердости и тыльным слоем повышенной твердости был получен выигрыш по 100 мм и 115-мм подкалиберному снаряду от 11 до 16%.
Рис.1. Распределение твердости по толщине гетерогенного двухслойного листа толщиной 80 мм.(лицо ; слева, тыл ; справа)
При этом как тонколистовая, так и толстолистовая гетерогенная броня показала удовлетворительную живучесть и свариваемость.
В 1975 году эти работы неожиданно были свернуты и гетерогенная сталь, полученная по технологии ЭШП+ЭШО так и не пошла в серию.
Пакетная прокатка тоже входила в поле внимания многих разработчиков [8]. В 1970 году НИИ стали совместно с ЦНИИЧерМет провели ряд работ по оценке этой технологии на предмет возможности получения прочной межслойной связи в гетерогенном листе. Для этого использовали две разных марки стали, в.т.ч. 50ХН3МА с содержанием С=0,5%.
4-хслойный пакет подвергали пакетной прокатке с 30-кратным обжатием до толщины 12 мм. Карточки испытали пулей калибра 12,7 мм с целью определить пкп. Однако получить его не удалось, т.к. образцы показали неудовлетворительную живучесть, трескались, расслаивались с образованием отколов при первом же попадании. В связи с этим было сделано заключение, что гетерогенные стали, полученные по данной технологии, могут иметь весьма ограниченное применение.
Этот вывод был подтвержден в 1973 году, когда НИИ стали попробовали адаптировать авиационную гетерогенную броню на основе сплавов КВК применительно к защите ЛБМ. Давая преимущества по противопульной стойкости, она показала низкую живучесть.
Кстати, хотя многие зарубежные марки гетерогенной брони и получены по данной технологии, но сведений по их использованию в защите серийных ЛБМ нет. Там в составе сложных преград используются обычные гомогенные стали.
О проблемах с применением технологии сварки взрывом для получения гетерогенных сталей НИИ стали обращал внимание еще в 1970 году, когда были проведены работы по оценке духслойных образцов толщиной 16-20 мм пулевым и снарядным обстрелом. Все образцы имели расслоения в области сварки и отколы в местах поражений, хотя по уровню стойкости для первого попадания многие образцы показывали весьма высокие значения. Фактически тот же вывод сделали и разработчики ФГУП ГосНИИмашиностроения [5], пытаясь создать сваркой взрывом гетерогенную противопульную сталь на основе стали марки Ц-85. Получив определенный выигрыш по стойкости, они существенно проиграли по живучести образцов, которые раскалывались после 2-го выстрела.
Значит ли это, что гетерогенные стальные материалы не имеют перспектив?
Конечно нет. Физика взаимодействия ударника с преградой требует ее гетерогенности. Более того, разработки НИИ стали в области слойной как стальной, так и алюминиевой брони [3, 4, 7] убедительно показывают, что у гетерогенных материалов есть перспектива. Это подтверждается работами и других организаций. Другое дело, что исследования в этой области должны вестись не наскоками, а систематически, с учетом изучения многих факторов. Сегодня же, к сожалению, российская материаловедческая наука в этой области топчется на месте.
- Цуканов В.В., Милейковский А.Б., Нигматулин О.Э., Савичев С.А.Перспективные стали для защиты специальной техники/Вопросы оборонной техники. Серия 16: Технические средства противодействия терроризму. №: 1-2, 2018г.
- Беспалов И.А., Алексеев М.О., Купрюнин Д.Г. Легкие защитные структуры. ; М., Радиософт, 2017.
3.. Арцруни А.А., Купрюнин Д.Г. Алюминиевая броня для военной техники. Теория, технология, практика. ; М., Радиософт, 2017.
- Гладышев С.А., Григорян В.А. Броневые стали. — М., Интермет Инжиниринг. 2010. 334с
- В.А.Авенян, В.К.Ашиев и др. Взрывные методы создания гетерогенных преград повышенной пулестойкости на основе стали Ц-85./ ТрудыIVВсероссийской научно-практической конференции Актуальные проблемы защиты и безопасности, С.Петербург, 2001 г.
- Патент РФ №2472100 Противопульная гетерогенная стальная броня, ФГУП РФЯЦ ВНИИ ЭФ, 2013 г.
- Научный анализ направлений развития, технического уровня и стадий освоения отечественных и зарубежных материалов для защиты от динамического воздействия. Выбор наиболее эффективных опытных материалов на основе собственных разработок и разработка критериев оценки их свойств,отчет АО НИИ стали, 2009 г.
- Аркулис. Г.Э. Совместная пластическая деформация разнородных металлов. ;М., Металлургия, 1964.
Статья опубликована в научно-техническом журнале "Вопросы оборонной техники", серия 16, выпуск 11-12, 2018 год, стр. 95-100
Пулестойкая броня по ГОСТ Р 50744-95; ГОСТ Р 50963-96, ГОСТ Р 51112-97, ГОСТ 34286-2017 и ГОСТ 34282-2017
Пулестойкая броня по ГОСТ Р 50744-95; ГОСТ Р 50963-96, ГОСТ Р 51112-97, ГОСТ 34286-2017 , ГОСТ 34282-2017 , пулестойкий лист, Броневая сталь, Пулестойкая сталь С500 , пулестойкий лист, пластины дробеметов, броня из пулестойкой стали, листы из брони, бронезащита
Пулестойкая сталь С-500 по ГОСТ Р 50744-95; ГОСТ Р 50963-96, ГОСТ Р 51112-97, ГОСТ 34286-2017, ГОСТ 34282-2017
Классы защиты по пулестойкости: при толщине 2,5 +/-0,5 мм- класс Бр2, при толщине 4,2 +/-0,3 мм- класс Бр3,
при толщине 6,5 +/-0,5 мм, 8,5+/-0,5 мм и 10мм - класс Бр4, при толщине от 12 до 14мм класс защиты Бр5,
при толщине от 16 до 25мм класс БР6, при толщине от 30 и более - Бр7
Пулестойкая хорошо Свариваемая сталь С500 - это баллистическая сталь и Пулестойкая броня.
Ее класс защиты от стрелкового оружия, классификация и общие технические требования описывает:
Гост р 50744-95 бронеодежда
ГОСТ Р 50963-96 Защита броневая автомобилей.
гост р 51112-97 средства защитные банковские
ГОСТ 34286-2017 Бронеодежда. Классификация
ГОСТ 34282-2017 Защита броневая автомобилей
Сварка брони С500
- Бронесталь С500 - легко свариваемая броня. Чем варить?
- Используйте электроды ОЗС-4, МР-1 или Проволоку Св08г2с
Пулестойкая сталь С500, броня С-500, бронесталь S-500
Сравнительный анализ полезных свойств военной брони А3 и пулестойкой износостойкой стали С500 показывает,
что пулестойкая сталь С-500 превосходит бронесталь А-3 по параметрам:
Свариваемость
Живучесть
Износостойкость
При одинаковой твердости.
Что касается параметра "Пулестойкость":
Противопульная броня С500 и А3 имеет одинаковый класс защиты Бр4, Бр2, БР3 при схожей толщине.
По классу защиты БР5 и Бр6 сертифицируется только пулестойкая сталь С-500.
Технологичность при производстве С500 намного выше, что позволяет производить толщину до 40мм! Максимальная толщина брони А3, не более 16мм.
Раскрой закаленного слоя у брони С500 имеет размеры 2000*6000мм
У брони А3, не более 1295*2500, что не удобно, когда требуется цельный лист большой площади.
Свариваемость С500 обусловлена более низким количеством углерода в диапазоне 0,19-0,26
у А3 углерода 0,4.
Военное назначение этих сталей: Броневая сталь, Пулестойкие стали для тира, баллистические плиты,
баллистические стали, баллистический лист, листы бронестали, броневые стали, Пулестойкая сталь
Гражданское применение:
Износостойкость. Работа на трение, износостойкая сталь, Износоустойчивость к трению, защита от трения и износа, стойкость на трение
Если требуется лист 110г13 смело берите С500, это лучшая защита от трения.
Есть все толщины
Отгрузка от 1 листа.
Живучесть обусловлена более высокой вязкостью, что ведет к стойкости и не раскалыванию при многократном попадании пуль и осколков.
Абразивная стойкость С500: обеспечивает хром, молибден, никель, марганец, ванадий, вольфрам, бор и ниобий.
Пулестойкая броня С-500 не магнитится! Это отличное свойство для использование в корпусах военных приборов.
Гражданское применение везде где идет износ и ударная нагрузка.
В первую очередь Судостроение на ледоколы как ледоколная сталь. Дробить льдины толщиной до 4 метров под силу только танковой броне.
В цементном оборудовании, в горно-шахтном оборудовании.
Как комплектующие на дробеметное оборудование, например, пластины броневые на дробеметы;
В качестве импортозамещения для замены слабеньких иностранных износостойких сталей типа: ХАРДОКС, hardox, raex, fora, xar, марс, крусабро, которые даже при сварке требуют нагрева;
Свойства износостойких сталей дает им возможность противостоять износу, из-за трения, удара или сжимающих нагрузок от внешних факторов,
таких как цемент, песок, камни и т.д., и предназначены для использования в строительстве оборудования и для замены изношенных деталей.
Самосвальные кузова, подъемно-транспортное оборудование и дробильные машины, например, подвергаются непрерывному, абразивному и ударному износу.
В качестве замены марганцовистой стали Гадфильда, 110г13 и 110г13л.
На тяжелонагруженные ответственные конструкции;
На дробилки и мальницы как бронеплиты, футеровки, защитные пластины;
Требуется броня А3, лучшая сталь С-500 или сталь 96 (45х2мфба), обращайтесь!
Пулестойкая сталь в наличии
Ждем вас в гости!
Пулестойкая сталь, пулестойкие стали, бронелист, пулестойкая броня
Вариантов применения пулестойкой стали огромное множество
Учитывая ее свойства пулестойкости, износостойкости, ударопрочности, взрывозащиты, ее используют:
как пулестойкие стали для бронирования автомобильной бронетехники;
как пулестойкая броня для защиты тиров;
на мишени в тир;
на пулеулавливатели;
как броня для изделия вышка часового, защита вышек часового;
для бронирования пожарных машин с целью их защиты от осколков, снарядов, пуль и взрывов при тушении складов с боеприпасами;
для бронирования специальных вагонов;
для боевых роботов и на квадрокоптеры;
на щиты и каски для полицейских;
для бронирования аэропортов;
для организации защиты подходов к АЭС (Атомным электростанциям);
на пластины бронежилетов;
на бронеколпаки;
В качестве панелей в казармах;
Как быстроразборные бронеконструкции;
Бронесталь идет на полигоны и для защиты объектов типа "Пороховой завод".
Пулестойкая сталь идет на военные бензовозы и военные камазы;
На саперные системы и машины разминирования;
На все спецобьекты;
Броня идет как вкладыши, накладки, пластины на бронеокна;
Панель металлическая пулестойкая 3 и 5 класса пулезащиты Предназначены для защиты помещений от взлома и воздействия стрелкового оружия;
Бронеконструкции, блок-пост;
Дверные броневые полотна; Броня на двери.
Броневые детали; Бронеэлементы; Бронекейсы;
Как сварные ударопрочные конструкции, бронемодули;
Как взрывозащита и бронекапсулы;
На стрельбища идут бронеплиты, бронеплита до 80мм толщиной;
На средства индивидуальной защиты;
Для боевых роботов;экзоскелет?, экзоскелет?ы;
Для авиации и вертолетостроения;
На складах с боепрпасами и хранилищах опасных химических веществ;
На любой военный или испытательный полигон;
На тяжелонагруженные ответственные конструкции;
Элементы бронеодежды;
Укрытия постовые;
Жалюзи бронированные;
Барьеры пулестойкие, барьерные конструкции;
Кабины защитные;
Конструкции огражадающие; конструкции защитные;
На Агрегаты, узлы и детали бронетанковой и гусеничной техники. Оборудование и материалы специализированные;
Броневая деталь;
Броневая защита;
Броневая преграда от особо опасных веществ;
Броневая защита на патрульный катер - бронепанели классов «5» и «5а» по пулестойкости;
Широко используется как не магнитная броневая сталь на корпуса военных приборов. И от помех защищает и осколки, пули и дурака с ломом выдержит.
Идет на корабли, используется в корпусах приборов корабельного оборудования.
Гражданское применение везде где идет износ и ударная нагрузка.
В первую очередь Судостроение на ледоколы как ледоколная сталь. Дробить льдины толщиной до 4 метров под силу только танковой броне.
В цементном оборудовании, в горно-шахтном оборудовании, в системе СИЗО на бронедвери и камеры;
Как комплектующие на дробеметное оборудование, например, пластины броневые на дробеметы;
Бронезащита для банковского оборудования, броня на двери, лотки, место кассира;
Броевая сталь для инкассаторских машин;
Как защита от пуль и осколков;
В качестве импортозамещения для замены слабеньких иностранных износостойких сталей типа: ХАРДОКС, hardox, raex, fora, xar, марс, крусабро, которые даже при сварке требуют нагрева;
Свойства износостойких сталей дает им возможность противостоять износу, из-за трения, удара или сжимающих нагрузок от внешних факторов,
таких как цемент, песок, камни и т.д., и предназначены для использования в строительстве оборудования и для замены изношенных деталей.
Самосвальные кузова, подъемно-транспортное оборудование и дробильные машины, например, подвергаются непрерывному, абразивному и ударному износу.
В качестве замены марганцовистой стали Гадфильда, 110г13 и 110г13л. Такой лист невозможно сделать тоньше 16мм, тогда как:
На тяжелонагруженные ответственные конструкции;
На дробилки и мальницы как бронеплиты, футеровки, защитные пластины;
Пулестойкая сталь идет:
Панель металлическая пулестойкая 3 и 5 класса пулезащиты, бронепанели.
Предназначены для защиты помещений от взлома и воздействия стрелкового оружия в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51113-97, ГОСТ Р 50862-2005, ГОСТ Р 51112-97.
Бронированные защитные панели - важный элемент инженерно-технической укрепленности объекта. Защитные панели применяются для возведения стен и перекрытий охраняемых помещений различного назначения.
Преимущества металлических защитных бронепанелей перед другими видами возводимых стен или перекрытий: быстрый монтаж, отсутствие мокрых процессов на объекте, возможность производить монтаж в любых трудных и стесненных условиях реконструкции или возведения помещения. Применение сборно-разборных защитных панелей позволяет снизить дополнительную нагрузку на перекрытия и сохранить пространство.
Износостойкая сталь, высокопрочная пулестойкая сталь.
Износ это изменение размеров, формы, массы или состояния поверхности изделия или инструмента
вследствие разрушения (изнашивания) поверхностного слоя изделия при трении.
Износ приводит к снижению функциональных качеств изделий и к потере их потребительской ценности.
Увеличению износостойкости изделий способствуют как применение материалов с высокой износостойкостью
Мы поставляем пулестойкую, высокопрочную, износостойкую сталь С500 всем оборонным предприятиям.
Концерну Калашников, Уралвагонзавод.
Лучшая в мире Износостойкая высокопрочная броневая сталь С-500 по ТУ 18101 – 2017 есть в наличии.
Берите образцы брони С500, сравнивайте с 110г13, 18хгнмфр, hardox
Высокопрочная сталь марки С500 по Ту18101-2017 лучшая высокопрочная сталь в мире.
Высокопрочная сталь С500 по Ту 18101-2017 , высокопрочные стали, лучшая высокопрочная броня,
стоимость лучшей высокопрочной стали, хороша свариваемая высокопрочная сталь,
высокопрочный стальной лист, высокопрочная защита, износостойкая сталь,
высокопрочная сталь марки С500 по Ту18101-2017 лучшая высокопрочная сталь в мире.
Лист броневой термически обработанный С-500 по Ту 18101-2017
Лист броневой термически обработанный С-500 по Ту 18101-2017
Износостойкая высокопрочная пулестойкая сталь С500 отличная сталь для бронетехники, тир, ремонта ковшей, дробилки, дробеметы, мельницы, ножи, футеровки, стенки,
Износостойкая пулестойкая сталь С-500, лучшая в мире броня!
Хардокс варится с нагревом, износостойкая броня С-500 сваривается без нагрева.
Износостойкая сталь С500 многократно превосходит хардокс
Высокопрочные стали
Во многих высокопрочных сталях в качестве легирующего элемента используется марганец, главным образом, для увеличения прокаливаемости и некоторого улучшения свариваемости стали.
Хорошие высокопрочные стали легируют вольфрамом и ванадием. Последний элемент добавляется в основном для измельчения зерна стали. Дешевые высокопрочные стали могут в своем составе содержать никеля, молибдена и других дешевых дефицитных элементов. Содержание серы и фосфора в высокопрочных сталях должно быть минимальным. Фосфор даже в малых количествах существенно увеличивает чувствительность высокопрочных сталей к надрезу. Сера очень вредно влияет на свариваемость стали и прочность сварных соединений.
Лучшая высокопрочная сталь военная пулестойкая броня А3.
Более дешевый аналог сталь 96 (марка 45х2мфба).
Таблицы классов пулестойкости
Объединенные таблицы классов пулестойкости с привязкой к рекомендуемой толщине средств защиты и .мишеней (они отличаются).
В таблице 2 соответствие толщин средств защиты видам оружия и классам защиты.
В таблице 1 рекомендации по подбору толщины мишеней в привязке к видам оружия и классам защиты.
Практические стрельбы проводились по образцам из стали 96 (45х2мфба) и военной стали А3
Читайте также: