Броневой сплав на основе титана

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2710703:

Облонский Евгений Владимирович (RU)

Изобретение относится к конструкционным высокопрочным титановым сплавам повышенной ударной прочности, предназначенным для изготовления броневых листов с минимальным весом, для использования в авиации, космонавтике и на флоте. Броневой сплав на основе титана содержит, мас. %: бериллий 1, никель 18, остальное – титан и примеси, в том числе углерод не более 0,1, кремний не более 0,15, кислород не более 0,15, азот не более 0,05, водород не более 0,0015. Сплав характеризуется твердостью по Виккерсу - 780 МПа, пределом прочности при растяжении σ_в - 2500 МПа, относительным удлинением при растяжении δ - 4%. Минимальная толщина непробития брони h_minсоставляет 11 мм, а поверхностная плотность такой брони - 53 кг/м².

Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструкционным высокопрочным титановым сплавам повышенной ударной прочности, предназначенным для изготовления броневых листов с минимальным весом для использования в авиации, космонавтике и на флоте.

Известно множество сплавов на основе титана, которые могут быть использованы в качестве брони для самолетов и вертолетов. Например, к таким сплавам также могут быть отнесены: титановые сплавы - ВТ-20, ВТ-22, ВТ-23, которые являются аналогами предлагаемого сплава [Справочник. Авиационные материалы, изд. 6 переработанное и дополненное, под общей редакцией чл. Корреспондента АН СССР А.П. Туманова, Москва, ОНТИ, 1976 г /1/].

В качестве наиболее близкого аналога может быть принят титановый сплав ВТ-23, который имеет, с точки зрения минимальной поверхностной плотности, наилучшую стойкость к пулевому удару.

Задачей изобретения является разработка титанового сплава, обладающего устойчивостью к удару бронебойной пулей при его минимальном весе.

В качестве критерия достижения поставленной выше задачи выбираем минимальную толщину не пробития такой брони (h_min), что обеспечивает минимальный вес одного ее квадратного метра. Это особенно важно для улучшения тактико-технических характеристик летательного аппарата. Сплав ВТ-23 имеет следующий состав и физико-механические характеристики:

1. Состав, мас. %: Al - 5, V - 4,5, Mo - 2, Cr - 1, Fe - 0,7, остальное - титан. Содержание примесей, мас. %, не более: углерод - 0,1, кремний - 0,15, кислород - 0,15, азот - 0,05, водород 0,0015, прочие - 0,3.

2. Физико-механические характеристики: твердость по Виккерсу - 435 МПа, предел прочности при растяжении (σ_в) - 1460 МПа, относительное удлинение при растяжении (δ) - 4%. Сплав ВТ-23 обеспечивает минимальную толщину не пробития брони h_min=16 мм, при лобовом ударе бронебойной пулей Б-32 калибра 7,62 мм, летящей со скоростью 800 м/сек, При этом поверхностная плотность такой брони составляет 72 кг/м².

В изобретении предлагается титановый сплав ВТ-Бн, имеющий следующий состав, мас. %: бериллий 1, никель 18, остальное – титан и примеси.

Содержание примесей, мас. %, не более: углерод - 0,1, кремний - 0,15, кислород - 0,15, азот - 0,05, водород 0,0015, прочие - 0,3.

Этот сплав после соответствующей термической обработки, имеет следующие физико-механические характеристики:

твердость по Виккерсу - 780 МПа, предел прочности при растяжении (σ_в) - 2500 МПа, относительное удлинение при растяжении (δ) - 4%.

Минимальная толщина не пробития брони, выполненной из такого сплава, может быть определена по формуле [Облонский Е.В., Воротынцев С.А., «Инженерная методика расчета бронирования летательных аппаратов», ч. 1, отчет по НИР №001/20-18, г. Королев, М.О. 2018 г /2/]:

V_вх - скорость пули на входе в мишень; K - коэффициент формы пули; m_n - масса пули; HV - твердость материала мишени по Виккерсу.

Для бронебойной пули Б-32 калибра 7,62 мм, сердечник которой выполнен из инструментальной термообработанной стали У12 (У10), коэффициент формы равен: 1,5⋅10³ 1/м, масса пули составляет 10,4 гр.

Таким образом, при той же скорости подлета и тех же условиях поражения мишени пулей, что и в случае наиболее близкого аналога (сплава ВТ-23), получим h_min=11 мм. При этом поверхностная плотность такой брони составит 53 кг/м², т.е. на 26% меньше, чем у сплава ВТ-23, принятого в качестве наиболее близкого аналога, что обуславливает положительный эффект от применения предлагаемого сплава в качестве брони.

Броневой сплав на основе титана, содержащий никель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит бериллий, при следующем соотношении компонентов, мас. %: бериллий 1, никель 18, остальное – титан и примеси, в том числе углерод не более 0,1, кремний не более 0,15, кислород не более 0,15, азот не более 0,05, водород не более 0,0015.

Похожие патенты:

Сплав на основе титана // 2710407

Изобретение относится к области металлургии, а именно к титановым α сплавам, предназначенным для использования в качестве конструкционного высокотехнологичного теплопроводного материала для энергетических силовых и теплообменных установок, авиационной и космической техники, длительно работающих при температурах от -100°С до 450°С.

Способ изготовления высокоточной заготовки из порошка титанового сплава // 2709694

Изобретение относится к изготовлению высокоточной заготовки из порошка титанового сплава. Способ включает послойное выращивание заготовки на установке прямого лазерного выращивания с использованием данных 3D-модели заготовки в программном обеспечении или внесенных оператором данных программы вручную с пульта оператора, фокусировку лазерного излучения в герметичной рабочей камере в зоне обработки порошка с помощью оптической системы лазерной головки, подачу порошка в зону воздействия лазерного излучения и послойное наплавление слоев заготовки из порошка посредством перемещения осциллированного лазерного излучения.

Способ получения вольфрамотитанокобальтовых порошков из отходов сплава т30к4 в спирте // 2709561

Изобретение относится к получению вольфрамотитанокобальтовых порошков из отходов сплава Т30К4. Ведут электроэрозионное диспергирование отходов сплава Т30К4 в спирте при напряжении на электродах 110…120 В, ёмкости разрядных конденсаторов 48 мкФ и частоте следования импульсов 130...140 Гц.

Заготовка для изготовления упругих элементов из сплава на основе титана // 2706916

Изобретение относится к металлургии, а именно к области функциональных металлических сплавов на основе титана, обладающих повышенной прочностью, упругостью и пластичностью.

Титановая сварочная проволока, контролируемые ультразвуком сварные швы и сформированные из них детали и соответствующие способы // 2705751

Группа изобретений может быть использована при сварке изделий из титановых сплавов с проведением ультразвукового контроля полученных сварных швов. Сварочная проволока сформирована из сплава на основе титана с содержанием бора в количестве 0,05-0,20 мас.%.

Способ получения заготовок сплавов tihfni // 2705487

Изобретение относится к получению компактных деформируемых заготовок из сплавов TiHfNi с высокотемпературным эффектом памяти формы. Способ включает гидридно-кальциевый синтез порошковой смеси при температуре 1100-1300°С в течение не менее 6 часов, после чего полученные продукты обрабатывают водой, а затем раствором соляной кислоты, затем полученный порошок консолидируют путем прессования с формированием прессовки требуемой формы, которую подвергают спеканию в вакууме при остаточном давлении не выше 10-4 мм рт.ст.

Титановый сплав // 2703756

Изобретение относится к области металлургии, а именно к титановым сплавам с высокой прочностью и коррозионной стойкостью. Альфа-бета титановый сплав, содержащий, мас.%: алюминиевый эквивалент от 2,0 до 10,0; молибденовый эквивалент от 2,0 до 10,0; от 0,24 до 0,5 кислорода; по меньшей мере 2,1 ванадия; от 0,3 до 5,0 кобальта; необязательно, добавку для измельчения зерна, представляющую собой один или более из церия, празеодима, неодима, самария, гадолиния, гольмия, эрбия, тулия, иттрия, скандия, бериллия и бора, в общей концентрации, которая выше 0 до 0,3; необязательно, антикоррозионную добавку, представляющую собой один или более из золота, серебра, палладия, платины, никеля и иридия, в общей концентрации, которая составляет до 0,5; необязательно, олово до 6; необязательно, кремний до 0,6; необязательно, цирконий до 10; необязательно, азот до 0,25; необязательно, углерод до 0,3; остальное - титан и случайные примеси.

Альфа-бета-титановый сплав, обладающий улучшенными высокотемпературными свойствами и сверхпластичностью // 2702887

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным титановым сплавам с альфа-бета-структурой. Альфа-бета-титановый сплав содержит, мас.%: алюминий от около 4,5 до около 5,5; ванадий от около 3,0 до около 5,0; молибден от около 0,72 до около 1,8; железо от около 0,48 до около 1,2; кислород от около 0,12 до около 0,25; кремний от около 0,10 до около 0,40; необязательно легирующий элемент, выбранный из группы, состоящей из ниобия, хрома, олова и циркония, причем общее количество легирующих элементов составляет менее около 1,0 мас.%; остальное титан и случайные примеси, при этом содержание любой из случайных примесей составляет менее около 0,1 мас.%, а суммарное количество всех примесей составляет менее около 0,5 мас.%.

Титансодержащая структура и титановый продукт // 2702880

Изобретение относится к титановым материалам и изделиям, таким как титановая проволока или пруток. Может использоваться в теплообменниках, использующих морскую воду, химических установках, в корпусах воздушных судов, в автомобилестроении.

Высокопрочный титановый сплав для корпусных конструкций атомного реактора с водяным теплоносителем // 2702251

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе титана, предназначенных для изготовления корпусных конструкций атомных энергетических установок с водяным теплоносителем.