Шаруваті броньові елементи на основі титану, виготовлені із застосуванням 3$D$ друку

П. Є. Марковський$^{1}$, O. M. Iвасишин$^{1}$, Д. Г. Саввакін$^{1}$, O. O. Стасюк$^{1}$, В. I. Бондарчук$^{1}$, Д. В. Oришич$^{1}$, Д. В. Koвальчук$^{2}$, С. Г. Сєдов$^{3}$, В. A. Голуб$^{3}$, В. В. Бузницький$^{3}$

$^{1}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{2}$ПРАТ «НВО Червона хвиля», вул. Дубровицька, 28, 04114 Київ, Україна
$^{3}$Національний університет оборони України імені Івана Черняховського, просп. Повітрофлотський, 28, 03049 Київ, Україна

Отримано: 19.07.2022; остаточний варіант - 16.08.2022. Завантажити: PDF

В роботі досліджено антибалістичні захисні характеристики трьохшарової плити, що складається з шарів стопу Ti–6Al–4V і технічно чистого титану, побудованих методою 3$D$-друку на підкладинці із стопу Т110. Після балістичних випробувань, досліджено і проаналізовано мікроструктуру, а також твердість та механічні характеристики даного шаруватого матеріялу при навантаженні методою 3-х точкового вигину. Поверхні між шарами є важливими структурними елементами, що вносять вклад в загальні захисні характеристики. 3$D$-друковані шари характеризуються достатньою силою зв’язку без пор та інших дефектів між ними, що забезпечує перспективні результати при захисті від бронебійних куль Б32. Різниця в мікроструктурі, міцности, твердости та пластичности індивідуальних шарів веде до зміни механічної поведінки шаруватих матеріялів в залежності від напрямку прикладеного навантаження, що дає потенціял для подальшого покращення захисних характеристик.

Ключові слова: титанові стопи, 3$D$-друк, багатошарові матеріяли, мікроструктура, броньовий захист, механічні характеристики.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i10/1361.html

PACS: 61.72.-y, 81.05.Bx, 81.05.Mh, 81.20.Ev, 81.40.-z, 81.70.-q


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. G. Lutjering and J. C. Williams, Titanium (Berlin: Springer: 2007). Crossref
  2. M. Peters, J. Kumpfert, C. H. Ward, and C. Leyens, Adv. Engineering Mater., 5, Iss. 6: 419 (2003). Crossref
  3. T. L. Jones, K. Kondoh, T. Mimoto, N. Nakanishi, and J. Umeda, Key Engineering Materials, 551: 118 (2013). Crossref
  4. J. S. Montgomery and M. G. H. Wells, JOM, 4: 29 (2001). Crossref
  5. J. A. Zukas and D. R. Scheffler, Int. J. Solids Structures, 38: 3321 (2001). Crossref
  6. N. K. Gupta and V. Madlu, Int. J. Impact Eng., 19: 395 (1997). Crossref
  7. 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).
  8. 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
  9. 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). Crossref
  10. P. E. Markovsky, D. G. Savvakin, O. O. Stasiuk, S. H. Sedov, V. A. Golub, D. V. Kovalchuk, and S. V. Prikhodko, Metallofiz. Noveishie Technol., 43, No. 12: 1573 (2021). Crossref
  11. Wohlers Report 2018. 3D Printing and Additive Manufacturing State of the Industry Annual Worldwide Progress Report.
  12. J. A. Harris, R. E. Winter, and G. J. McShane, Int. J. Impact Eng., 104: 177 (2017). Crossref
  13. S. E. Alkhatib and T. B. Sercombe, Mater. Design, 217: 110664 (2022). Crossref
  14. Sh. Liu and Y. C. Shin, Mater. Design, 164: 107552 (2019). Crossref
  15. Donghong Ding, Bintao Wu, Zengxi Pan, Zhijun Qiu, and Huijun Li, Mater. Manufacturing Processes, 35, Iss. 7: 845 (2020). Crossref
  16. Jake Benzing, Nik Hrabe, Timothy Quinn, Ryan White, Ross Rentz, and Magnus Ahlfors, Mater. Lett., 257: 126690 (2019). Crossref
  17. D. V. Kovalchuk, V. I. Melnik, I. V. Melnik, and B. A. Tugai, Avtomatychne Zvaryuvannya [Automatic Welding], No. 12: 26 (2017) (in Russian). Crossref
  18. O. M. Ivasishin and D. V. Kovalchuk, Additive Manufacturing for the Aerospace Industry. Chapter 12 (Eds. F. Froes and R. Boyer) (Elsevier: 2019).
  19. D. Kovalchuk, V. Melnyk, I. Melnyk, D. Savvakin, O. Dekhtyar, O. Stasiuk, and P. Markovsky, J. Mater. Eng. Perform., 30(7): 5307 (2021). Crossref