Антибаллистические характеристики слоистой титановой брони, полученной методами порошковой металлургии и 3D печати

П. Е. Марковский$^{1}$, Д. Г. Саввакин$^{1}$, А. А. Стасюк$^{1}$, С. Г. Седов$^{2}$, В. А. Голуб$^{2}$, Д. В. Ковальчук$^{3}$, С. В. Приходько$^{4}$

$^{1}$Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
$^{2}$Национальный университет обороны Украины имени Ивана Черняховского, просп. Воздухофлотский, 28, 03049 Киев, Украина
$^{3}$ЧАО «НПО Червона хвиля», ул. Дубровицкая, 28, 04114 Киев, Украина
$^{4}$University of California, Los Angeles, CA 90095, USA

Получена: 30.09.2021. Скачать: PDF

Исследована микроструктура и антибаллистические защитные характеристики двух типов слоистых титановых материалов. Двухслойные броневые пластины, составленные из сплава Ti–6Al–4V и металломатричного композита Ti–6Al–4V–10% об. TiC, получены методом порошковой металлургии с использованием горячего изостатического прессования. Тройные пластины Ti–6Al–4V/CP–Ti/Ti–6Al–4V изготовлены с использованием аддитивных технологий (3D печать). Оба типа слоистых материалов имеют преимущество в антибаллистической защите по сравнению с однородными титановыми сплавами при испытаниях бронебойными поражающими элементами. Проанализированы микроструктура и твёрдость отдельных слоёв, глубина проникновения и кинетическая энергия пуль, что дало возможность определить вклад каждого слоя в задержку пуль и диссипацию их энергии. Твёрдый передний слой металломатричного композита эффективнее останавливает поражающие элементы, чем мягкие и пластичные слои сплава Ti–6Al–4V и технически чистого титана, а комбинация этих материалов обеспечивает уменьшение глубины проникновения при отсутствии растрескивания слоистых структур при баллистическом ударе.

Ключевые слова: титановые сплавы, металломатричные композиты, слоистые структуры, антибаллистическое сопротивление, титановая броня, порошковая металлургия, аддитивные технологии, горячее изостатическое прессование.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v43/i12/1573.html

PACS: 45.40.Gj, 81.05.Bx, 81.05.Mh, 81.40.-z


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. G. Luetjering and J. C. Williams, Titanium (Berlin: Springer: 2007).
  2. J. Fanning, J. Mater. Eng. Perform., 14: 686 (2005). Crossref
  3. J. S. Montgomery and M. G. Y. Wells, JOM, No. 4: 29 (2001). Crossref
  4. P. E. Markovsky, D. G. Savvakin, O. M. Ivasishin, V. I. Bondarchuk, and S. V. Prikhodko, J. Mater. Eng. Perform., 28, Iss. 9: 5772 (2019). Crossref
  5. O. M. Ivasishin, P. E. Markovsky, D. G. Savvakin, O. O. Stasiuk, M. Norouzi Rad, and S. V. Prikhodko, J. Mater. Processing Technol., 269: 172 (2019). Crossref
  6. O. M. Ivasishin, P. E. Markovsky, D. G. Savvakin, O. O. Stasiuk, V. A. Golub, V. I. Mirnenko, S. H. Sedov, V. A. Kurban, and, S. L. Antonyuk, Usp. Fiz. Met., 20, No. 2: 285 (2019). Crossref
  7. S. Prikhodko, P. Markovsky, D. Savvakin, O. Stasiuk, and O. Ivasishin, Mater. Sci. Forum, 941: 1384 (2018). Crossref
  8. S. V. Prikhodko, D. G. Savvakin, P. E. Markovsky, O. O. Stasuk, J. Penney, A. A. Shirzadi, P. D. Davies, and H. M. Davies, Sci. Technol. Welding Joining, 25, Iss. 6: 518 (2020). Crossref
  9. S. V. Prikhodko, D. G. Savvakin, P. E. Markovsky, O. O. Stasuk, J. Penney, N. Enzingen, M. Gaskil, and F. Deley, Welding in the World, 65: 415 (2021). Crossref
  10. V. Samarov, PMTi 2019: Powder Metallurgy and Additive Manufacturing of Titanium Conference (Sept. 24-27, 2019) (Salt Lake City, Utah: University of Utah).
  11. W. E. Frazier, J. Mater. Eng. Perform., 23, No. 6: 1917 (2014). Crossref
  12. Shunyu Liu and Yung C. Shin, Materials and Design, 164: 107552 (2019). Crossref
  13. O. M. Ivasishin and V. S. Moxson, Titanium Powder Metallurgy. Science, Technology and Applications (Eds. Ma Qian and F. H. Froes) (Elsevier: 2015), p. 117. Crossref
  14. H.-xing Wang, Yan Zhang, Sh.-feng Yang, and B.-yi Liu, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 24, Iss. 2: 449. Crossref
  15. D. Kovalchuk, V. Melnyk, I. Melnyk, D. Savvakin, O. Dekhtyar, O. Stasiuk, and P. Markovsky, J. Mater. Eng. Perform., 30(7): 5307 (2021). Crossref
  16. P. Wanjara, P. A. L.Drew, J. Root, and S. Yue, Acta Mater., 48, Iss. 7: 1443 (2000). Crossref
  17. P. E. Markovsky, V. I. Bondarchuk, S. V. Akhonin, and A. V. Berezos, Proceedings of 14th World Conference on Ti (10–15 June, 2019, Nantes, France) MATEC Web of Conferences, 321, 11036 (2020). Crossref
  18. J. K. Lee, Analysis of Multi-Layered Materials under High Velocity Impact Using CTH (Thesis of Disser. for Master Sci. in Aeronautical Engineering), 2685 (2008). Crossref
  19. P. E. Markovsky, D. G. Savvakin, S. V. Prikhodko, O. O. Stasyuk, S. H. Sedov, V. A. Golub, V. A. Kurban, and E. V. Stecenko, Metallofiz. Noveishie Technol., 42, No. 11: 1509 (2020).