Сталь для звеньев патронной ленты

Изобретение относится к легированным сталям, содержащим хром с бором, которые предназначены для изготовления штамповкой полосы звеньев патронной ленты, в частности, под набивку малокалиберных артиллерийских патронов для автоматической стрельбы. Сталь для звеньев патронной ленты включает углерод 0,49-0,55, кремний 0,17-0,37, марганец 0,50-0,80, хром 0,10-0,30, бор 0,001-0,0045, алюминий 0,05-0,15, титан 0,02-0,10, железо - остальное. Технический результат - расшинение технологических возможностей за счет повышения закаливаемости стали при улучшении механических и эксплуатационных свойств звеньев патронной ленты, изготовленной из нее. 1 табл.

 

Изобретение относится к сплавам черных металлов, а более конкретно к легированным сталям, содержащим хром с бором, которые предназначены для изготовления штамповкой из полосы звеньев патронной ленты, в частности, под набивку малокалиберных артиллерийских патронов для автоматической стрельбы.

Уровень данной области техники характеризует легированная сталь 50 по ГОСТ 1050-88, содержащая (мас.%): углерод (0,47-0,55), кремний (0,17-0,37), марганец (0,50-0,80) и железо остальное, из которой прокаткой получают листовые заготовки для изготовления изделий пластической деформацией.

Недостатком указанной легированной стали является структурная и химическая неоднородность, ограничивающие автоматизацию упрочняющей термообработки изделий в закалочных агрегатах конвейерного типа, используемых в серийном производстве боеприпасов, потому что при этом технологически не обеспечивается повторяемость заданных механических свойств.

Отмеченный недостаток устранен в легированной стали 50РА (по ТУ 14-1-2687-79), из которой изготавливают штамповкой звенья патронной ленты стрелкового оружия, содержащей (мас.%): углерод (0,49-0,55), кремний (0,17-0,37), марганец (0,50-0,80), хром (0,10-0,30), бор (0,001-0,0045) и железо - остальное, которая по назначению и числу совпадающих признаков выбрана в качестве наиболее близкого аналога.

Хром является основной легирующей добавкой, способствующей улучшению механических и эксплуатационных свойств звеньев, изготовленных из этой стали, а введение бора улучшает ее технологичность, повышая устойчивость аустенита при закалке в проходных автоматах.

Диапазон содержания в стали углерода ограничен уровнем пластичности звеньев патронной ленты при эксплуатации, обеспечивающей на верхнем пределе заданное усилие разрушения (не менее 950 кг), а на нижнем - растягивающее усилие 500 кг.

При содержании кремния выше 0,37 мас.% снижается пластичность стали в отожженном состоянии, что на операциях гибки профиля звеньев служит причиной трещинообразования, то есть брака.

Уменьшение содержания кремния менее 0,17 мас.% приводит к снижению твердости звеньев патронной ленты после закалки и отпуска.

Уменьшение доли марганца менее 0,50 мас.% повышает критическую скорость закалки, что снижает твердость звеньев.

Повышение содержания марганца более 0,30 мас.% приводит к росту зерна в стали, снижая эксплуатационные характеристики готовых звеньев.

Верхний предел диапазона содержания в стали хрома ограничен ценой, так как при введении в состав хрома больше 0,30 мас.% эксплуатационные свойства звеньев не улучшаются.

При содержании в стали хрома менее 0,10 мас.% не обеспечивается заданный уровень закаливаемости.

Содержания бора выше 0,0045 мас.% ухудшает технологичность стали: при прокатке недостаточная ее пластичность в горячем состоянии может привести к структурным разрушениям в листовом материале, при этом устойчивость аустенита при закалке не повышается.

При содержании в стали бора менее 0,001 мас.% снижается твердость звена после закалки из-за потери устойчивости аустенита стали при термообработке.

Массовое соотношение компонентов известной стали оптимизировано для гарантированного получения требуемых механических и эксплуатационных свойств звеньев патронной ленты стрелковых боеприпасов.

Однако, при закалке звеньев ленты для малокалиберных артиллерийских патронов из известной стали не обеспечивается повышенный уровень твердости, растягивающих усилий и усилий разрушения материала звеньев для надежного функционирования автоматических артиллерийских пушек с динамической пошаговой подачей ленты.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение технологических возможностей за счет повышения закаливаемости стали при улучшении механических и эксплуатационных свойств звеньев патронной ленты, изготовленных из нее.

Требуемый технический результат достигается тем, что известная легированная сталь для звеньев патронной ленты, включающая железо, углерод, кремний, марганец, хром и бор, согласно изобретению, дополнительно содержит алюминий и титан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углерод0,49-0,55
кремний0,17-0,37
марганец0,50-0,80
хром0,10-0,30
бор0,001-0,0045
алюминий0,05-0,15
титан0,02-0,10
железоостальное

Отличительные признаки позволили повысить механические и эксплуатационные свойства известной стали, адаптировав изготовленные из нее звенья к большим циклическим импульсным нагрузкам растяжения, возникающим при подаче патронной ленты с артиллерийскими боеприпасами в автоматике пушки.

Количественное соотношение компонентов стали было оптимизировано расчетным путем по математической модели планирования эксперимента и проверено натурными испытаниями звеньев, изготовленных на стали различного количественного состава в контрольных плавках.

Содержание в стали алюминия меньше 0,05 мас.% недостаточно для необходимого измельчения зерна, поэтому достигаемые термообработкой растягивающее усилие и усилие разрушения звена ниже заданного уровня.

При содержании алюминия выше 0,15 мас.% образуются твердые соединения типа Al2O3, которые не деформируются при прокатке стали, в результате чего ее поверхность не соответствует нормативным требованиям.

При содержании титана менее 0,02 мас.% неполностью связывается азот в жидкой стали, при этом бор переводится в нитриды, результатом чего является снижение закаливаемости стали и, следовательно, недостаточная твердость звена.

Содержание в стали титана более 0,10 мас.% приводит к образований значительного количества труднодеформируемых карбидов титана, снижающих качество прокатки листовой заготовки звеньев.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть при решении поставленной в изобретении задачи получен эффект суммы, а не сумма эффектов признаков.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по боеприпасам, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления звеньев патронной ленты можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Показателями оценки качества звеньев для патронной ленты являются твердость звена после закалки (HRC), растягивающее усилие и усилие разрушения (кг), установленные по чертежу соответственно: 55, 500 и 950.

Для экспериментального исследования служебных характеристик звеньев патронной ленты, изготовленных из предложенной стали различных количественных составов, были изготовлены опытные плавки с разным содержанием компонентов состава в пределах заявленных диапазонов, граничных значений и за установленными границами диапазонов долевой массы в стали.

Из опытных составов по штатной технологии были изготовлены звенья ленты для 30-мм артиллерийских патронов, которые проверяли на соответствие требованиям чертежа по механике и натурно испытали в автоматике пушки.

Результаты исследований характерных составов стали приведены в таблице.

Таблица
№ п/псодержание компонентов в стали, * мас.%Механические и эксплуатационные свойства звеньев
СSiMnCrBAlTi
10,490,170,800,300,0010,050,02565501000
20,550,370,500,100,00450,150,10565801080
30,520,260,650,200,0020,090,07575601070
40,480,160,810,090,00050,040,0153485920
50,560,380,490,310,0050,160,1157590930
60,530,220,700,220,003--55510960
* - железо остальное; в стали присутствуют примеси (мас.%):серы до 0,025 и фосфора до 0,020.

Образец N6 - прототип

Как видно из таблицы, эксперименты полностью подтвердили заявленную сущность изобретения.

Предложенное усовершенствование стали рекомендовано для практического использования в отрасли.

Из полосы предложенной стали в автомате пространственной гибки профиля звеньев патронной ленты с грейферным перекладчиком были изготовлены опытные партии для натурных испытаний в артиллерийских системах с автоматической подачей патронов калибром 23, 30 и 45 мм.

Пространственный профиль звеньев по геометрии и качеству поверхности, а также их физико-механические характеристики соответствуют требованиям чертежа и условиям эксплуатации.

Механических повреждений звеньев, нарушений сплошности материала и отклонений от первоначального профиля звеньев после трехкратной подачи патронной ленты в автоматике пушки не обнаружено, что свидетельствует о высоком качестве звеньев, промышленно изготовленных из предложенной стали, которые пригодны для эксплуатации в условиях динамического нагружения автоматики высокоскоростных артиллерийских систем.

Сталь для звеньев патронной ленты, содержащая железо, углерод, кремний, марганец, хром, алюминий, титан и бор, отличающаяся тем, что она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Углерод0,49-0,55
Кремний0,17-0,37
Марганец0,50-0,80
Хром0,10-0,30
Бор0,001-0,0045
Алюминий0,05-0,15
Титан0,02-0,10
ЖелезоОстальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области изготовления оболочек из органопластикового материала, которые могут быть использованы в качестве корпусов ракет, различных емкостей.
Изобретение относится к огнестрельному оружию. .

Изобретение относится к технике гиперскоростного метания снарядов путем электромагнитного воздействия на ускоряемое тело и может быть использовано в системах противоракетной и противовоздушной обороны, а также в составе технологического и лабораторного оборудования для получения сверхвысоких нагрузок и скоростей.

Изобретение относится к боеприпасам для гладкоствольных дробовых ружей. .

Изобретение относится к боеприпасам стрелкового оружия и может быть использовано в конструкции универсальной пули для оружия, предназначенного для стрельбы на воздухе, под водой, из воздуха в воду и из воды в воздух.

Изобретение относится к обладающей повышенной прочностью стальной полосе или листу с преимущественно феррито-мартенситной структурой и к способу его изготовления.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству горячекатаного стального проката стали и изделий из нее. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке конструкционной высокопрочной стали для изготовления сварных конструкций различного назначения. .

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к магнитным материалам для постоянных магнитов. .

Изобретение относится к металлургии сталей, используемых в ядерной энергетике, в частности, для изготовления деталей активных зон атомных реакторов на быстрых нейтронах и оборудования термоядерных реакторов.

Изобретение относится к металлургии, в частности к составу стали, используемой, например, для изготовления деталей пресс-форм для литья под давлением алюминиевых сплавов.

Сталь // 2184792
Изобретение относится к металлургии, в частности к составу литейной теплоустойчивой стали, используемой, например, для изготовления роликов машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

Изобретение относится к металлургии, а именно к созданию конструкционных высокопрочных коррозионно-стойких сталей. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к литейным износостойким сталям, которые могут быть использованы, например, для изготовления роликов машин непрерывного литья заготовок.

Изобретение относится к области металлургии и обеспечивает получение пружинной стали, которая обладает превосходной прокаливаемостью, в меньшей степени подвержена питтинговой коррозии в коррозийных внешних условиях и может обладать более высокими пределами прочности и ударной вязкости
Изобретение относится к металлургии, а более конкретно к легированным сталям для корпусов бронебойных снарядов

Изобретение относится к области производства сталей для основного оборудования атомных энергетических установок
Сталь // 2307193
Изобретение относится к области металлургии, а именно к сталям для изготовления из них изделий, эксплуатируемых в условиях повышенных термоциклических нагрузок
Сталь // 2307194
Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам стали
Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сплавов, которые могут быть использованы для изготовления изделий, работающих в условиях трения и повышенного износа

Изобретение относится к легированным сталям, содержащим хром с бором, которые предназначены для изготовления штамповкой полосы звеньев патронной ленты, в частности, под набивку малокалиберных артиллерийских патронов для автоматической стрельбы

Наверх