Металеві броньові матеріали

МЕТАЛЕ́ВІ БРОНЬОВІ́ МАТЕРІА́ЛИ — заліза сплави, титану сплави, а також сплави низки інших металів, леговані домішками, що мають здатність забезпечувати захист від дій куль, снарядів та інших засобів ураже­н­ня та руйнува­н­ня. Залежно від при­значе­н­ня в броньові сталі додають марганець, кремній, хром, нікель, молібден, ванадій, вольфрам, уран та ін. метали, мінерали і сполуки. Від сучас. засобів ураже­н­ня техніку захищають багатофункціонал. комбінов. бронею. Захисна кон­струкція може складатися з маскувал. покри­т­тя, аморф. шару, керам. елементів, гомоген. або гетероген. броньової сталі, стекол з вуглец. волокнами, проти­електрон. і протиосколк. елементів. З метою зменше­н­ня уразливості танків рівень захисту під­вищують унаслідок нанесе­н­ня легкого керам. покри­т­тя на порівняно тонку сталеву чи алюмінієву броню. Більш легкі броньові щити для артилер. гармат виготовляють з титан. сплавів, яким властива висока питома міцність, що особливо є цін­ним для створе­н­ня засобів індивідуал. захисту. Найкращим матеріалом для виготовле­н­ня бронежилетів є сплав титану ВТ23 з алюмінієм (4,5 %), молібденом (2 %), ванадієм (4,5 %), хромом (1,2 %) і залізом (0,6 %). До броньових матеріалів належать сплави на основі алюмінію з вмістом магнію та цинку (2–6 %) і марганцю, міді, скандію або цирконію (десяті частки %). До М. б. м. зараховують також деякі композиц. матеріали з метал. матрицею. Для створе­н­ня броньових матеріалів нині використовують пластмаси та кераміку. Для військ. цілей М. б. м. виготовляють у ви­гляді лист. прокату, катаних і катано-кованих плит, кованих і литих виробів. У промисловості М. б. м. за­стосовують у ви­гляді стрічок, дроту (напр., для захисту електр. кабелів), литих плит або наплавлених шарів (внутр. поверх­ні рудоперемелюв. млинів, ковшів екс­каваторів, кузовів само­скидів тощо). Засоби з металів для захисту почали створювати водночас з виготовле­н­ням зброї з бронзи, а потім і заліза. Технології виробництва в майстернях і на під­приємствах під­бирали емпірично, якість броні залежала від досвіду й інтуїції майстрів. Перші М. б. м. не мали стабільно високої якості. У 2-й пол. 19 ст. роз­горнуто будівництво бронекораблів і сталевих гармат. 1866–68 Д. Чернов уперше у світі встановив, що при зміні температури в сталі від­буваються поліморфні пере­творе­н­ня; роз­робив технології отрима­н­ня високо­якіс. гармат. стволів, бронебій. снарядів; створив діа­грами стану залізо–вуглець, що зна­йшло викори­ста­н­ня й у М. б. м.

На­прикінці 1920-х рр. у СРСР осн. виробниками М. б. м. були Маріупольський металургійний комбінат ім. Іл­ліча (нині Донец. обл.), Іжор. (Ленін­град, нині С.-Пе­тербург) і Кулебак. (Нижегород. обл., РФ) металург. заводи, однак якість продукції була низькою, що впливало й на якість танків та ін. зброї. Вдалися до запозиче­н­ня кон­струкції та технології виробництва М. б. м. за кордоном: нім. фірми «Рейнметал» і Круп­па пере­дали в СРСР технології виробництва спец. сталей. На­прикінці 1930-х рр. у світ. танкобудуван­ні почали за­стосовувати протиснаряд. бронюва­н­ня. М. б. м. задовіл. якості роз­робили на Іжор. і Маріуп. металург. заводах. У 1930-х рр. випуск сталевої броні роз­почато на Запоріз. металург. комбінаті та в металург. цехах Харків. і Новокр­аматор. (нині Донец. обл.) заводів. Водночас у різних країнах на­уковці та технологи працювали над виріше­н­ням про­блем виготовле­н­ня товстолист. броні для потреб військ. суднобудува­н­ня. Якість товстого листа залежала від щільності в середині великоваг. виливки. А. Точинський за­пропонував з великої висоти зливати шлак у ківш разом зі ста­л­лю, унаслідок чого вдалося домогтися рівномір. роз­поділу домішок. Ін. про­блемою було отрима­н­ня тонкої броні без додатк. терміч. обробле­н­ня. На­прикінці 1930-х рр. у ВНДІ авіац. матеріалів (Москва) С. Кишкін і М. Скляров уперше у світі створили гомоген­ну сталеву броню з високою стійкістю при самозакалюван­ні на повітрі та при штампуван­ні. Від­тоді стало можливим виготовле­н­ня деталей склад. аеродинаміч. контурів. Від кін. 1930-х рр. танки Т-34 в Особливому КБ заводу № 183 у Харкові (М. Кошкін, О. Морозов, М. Кучеренко) та в Особливому КБ Кіров. заводу в Ленін­граді (Ж. Котін) проектували з врахува­н­ням під­вищеної якості броньових листів. 1938 у Маріуполі роз­почато виробництво литих танк. башт. З поч. 2-ї світової вій­ни активізувалося пита­н­ня виробництва високо­якіс. М. б. м. Одним з най­складніших зав­дань металургів було виготовле­н­ня феро­сплавів для виробництва броньових та ін. високо­якіс. сталей. У всьому світі, зокрема й у СРСР, ферохром виплавляли тільки в електропечах, а їх було мало. Укр. учені вперше у світі роз­робили технологію виплавле­н­ня феромарганцю, ферохрому та феросиліцію у великих домен. печах і повністю забезпечили сталеплавильників необхід. сировиною. Випуск високо­якіс. броньової сталі, що роз­робили у від­ділі металургії сталі Ін­ституту чорної металургії АН УРСР (був еваку­йований у м. Свердловськ, нині Єкатеринбург, РФ) під керівництвом М. Доброхотова, налагодили на 16-ти заводах. П. Ємельяненко створив нову технологію виробництва труб для артилер. стволів. Під керівництвом І. Францевича роз­робили нові металокерам. сплави. Впровадже­н­ня нових технологій М. б. м. фахівцями Маріуп. металург. комбінату — виплавле­н­ня броньової сталі моно­процесом у великовантаж. мартенів. печах і вальцюва­н­ня броньових листів на найпотужнішому в СРСР блюмінгу «4500» — в декілька разів збільшило випуск продукції. У роки евакуації комбінат «Криворіж­сталь» виплавив бл. 30 % всієї броні для танк. промисловості. Загалом устаткува­н­ня, пере­міщене на тер. РФ, стало основою для випуску М. б. м. на 26-ти металург. під­приємствах. На поч. 2-ї світової вій­ни в Німеч­чині, США, СРСР та ін. країнах знач. уваги почали надавати зварюван­ню броні. Товсті броньові плити танків вдавалося зварювати лише вручну багатошар. швами. 1942 вперше у світі в Ін­ституті електрозварюва­н­ня АН УРСР (на евакуації діяв у м. Нижній Тагіл Свердлов. обл.) під керівництвом Є. Патона був створ. спосіб дугового автоматичного зварюва­н­ня броньових сталей. На­прикінці 1944 броньові кон­струкції зварювали під флюсом на 52-х рад. заводах. 1945 для заміни клепа­н­ня при споруджен­ні кораблів ВМФ СРСР в Ін­ституті електрозварюва­н­ня АН УРСР, Центр. НДІ технології суднобудува­н­ня (Ленін­град) та ін. наук. установах (В. Дятлов, Г. Петров, Ф. Бенуа) були роз­роб­лені технології автомат. зварюва­н­ня під флюсом корпус. сталей під­вищеної міцності та великої товщини, формува­н­ня суцільно­звар. корпусів з броньових плит. Перший суцільнозвар. крейсер збудували 1950 у Миколаєві.

1952–58 в Україні вперше у світі освоєно електрошлак. технології. Фахівці Ін­ституту електрозварюва­н­ня АН УРСР роз­робили технологію, дроти та флюс (з нікелем і хромом, до 1 % титану) для зварюва­н­ня бронекон­струкцій з кремнемарганцевомолібден. і хромонікельмолібден. сталей товщиною до 100 мм, що значно під­вищило броне­­стійкість корпусів і зварно-литих башт танків Т-54, -55, -10М, -62, -64, -72 і -80. Електрошлак. пере­плав у М. б. м. впровадили на Харків. заводі ім. В. Малишева, Маріуп. заводі ім. Іл­ліча, Омському маш.-буд. заводі, «Уралвагонзаводі» (обидва — РФ; А. Макара, В. Мусіяченко, В. Кирʼяков, Б. Кушніренко). У 2-й пол. 20 ст. знач. обсяг матеріало­знав. і технол. робіт із М. б. м. здійснено в Ін­ститутах про­блем матеріало­знавства, електрозварюва­н­ня, чорної металургії, газу АН УРСР, у галуз. НДІ, ВНЗах і завод. лаб. під керівництвом М. Доброхотова, В. Васильєва, К. Ващенка, Г. Самсонова та ін. У серед. 1980-х рр. в Ін­ституті електрозварюва­н­ня АН УРСР удосконалено спосіб виробництва товстолист. сталі, за­пропонований 1930 М. Гудцовим на Маріуп. металург. заводі. Армована квазімонолітна сталь без зміни системи легува­н­ня при зменшен­ні вмісту вуглецю має добру зварюваність і під­вищену вʼязкість. Нині широко за­стосовують алюмінієві сплави для виготовле­н­ня суден на повітр. подушках, патрул. катерів тощо. 1980 в Ін­ституті електрозварюва­н­ня АН УРСР роз­робили нові технології автоматич. дугового зварюва­н­ня броні на основі алюмінієвого сплаву товщиною до 100 мм. Легкі та середні танки з дном із алюмінієвої броні виготовляли на Волгогр. і Курган. маш.-буд. заводах (обидва — РФ). При рівномас. варіанті жорсткість дна збільшувалася у декілька разів. Для отрима­н­ня композит., зокрема й багатошар. і біметал., заготовок і виробів роз­роблені електрошлак. наплавле­н­ня, електрошлак. зварюва­н­ня та електрошлак. пере­плав, що від­різняються від ін. способів універсальністю й ефективністю. Підпр-ва Дні­пропетровська, Запоріж­жя, Маріуполя, Донецька та ін. були полігонами, де вперше у світі ви­пробовували ін­новац. роз­робле­н­ня М. б. м. на засадах електрошлак., електрон­но-променевого та плазмово-дугового пере­плавів.

Завантажити статтю