(57)【要約】  本発明は、複合防護鋼板を提供する。交互に設置された硬鋼層（１、３、５）と軟鋼層（２、４）を含み、そのうち、複合防護用鋼板の表層が硬鋼層（１、３、５）であり、前記硬鋼層（１、３、５）と前記軟鋼層（２、４）との間が圧延結合によって原子結合を実現し、前記軟鋼層（２、４）の化学元素の質量百分率が、Ｃ：０．００１〜０．０１％、０＜Ｓｉ≦０．００５％、Ｍｎ：０．０５〜０．１５％、０＜Ａｌ≦０．００５％、Ｔｉ：０．０１〜０．１０％であり、残部がＦｅ及び他の不可避不純物である、複合防護用鋼板。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交互に設置された硬鋼層と軟鋼層を含み、そのうち、複合防護用鋼板の表層が硬鋼層であり、前記硬鋼層と前記軟鋼層との間が圧延結合によって原子結合を実現し、
前記軟鋼層の化学元素の質量百分率が、Ｃ：０．００１〜０．０１％、０＜Ｓｉ≦０．００５％、Ｍｎ：０．０５〜０．１５％、０＜Ａｌ≦０．００５％、Ｔｉ：０．０１〜０．１０％であり、残部がＦｅ及び他の不可避不純物であることを特徴とする複合防護用鋼板。
【請求項２】
前記軟鋼層のマトリクス組織が等軸状フェライトであることを特徴とする請求項１に記載の複合防護用鋼板。
【請求項３】
前記等軸状フェライトの結晶粒のサイズが４０〜１２０μｍであることを特徴とする請求項２に記載の複合防護用鋼板。
【請求項４】
前記軟鋼層の降伏強度が８０〜１８０ＭＰａであり、硬度が９０Ｈｖ未満であり、伸び率が４０％を超えることを特徴とする請求項３に記載の複合防護用鋼板。
【請求項５】
前記硬鋼層の化学元素の質量百分率が、Ｃ：０．４０〜０．５０％、Ｓｉ：０．１〜０．３％、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ａｌ：０．０１〜０．０５％、Ｃｒ：０．１〜０．３％、Ｎｉ：０．１〜０．３％、Ｔｉ：０．０１〜０．０３％、Ｂ：０．００１〜０．００３％、Ｍｏ：０．０５〜０．５％であり、残部がＦｅ及び他の不可避不純物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合防護用鋼板。
【請求項６】
前記硬鋼層のマトリクス組織がマルテンサイトであることを特徴とする請求項５に記載の複合防護用鋼板。
【請求項７】
前記硬鋼層はの降伏強度が２０００ＭＰａを超え、硬度が６００ＨＢＷを超えることを特徴とする請求項６に記載の複合防護用鋼板。
【請求項８】
前記複合防護用鋼板は、表層としての２層の硬鋼層及び当該２層の硬鋼層に設置された１層の軟鋼層を有することを特徴とする請求項１に記載の複合防護用鋼板。
【請求項９】
前記軟鋼層は、少なくとも２層を有することを特徴とする請求項１に記載の複合防護用鋼板。
【請求項１０】
前記複合防護用鋼板の厚さが２〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の複合防護用鋼板。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の複合防護用鋼板の製造方法であって、下記の工程：
（１）硬鋼層ビレットと軟鋼層ビレットとの組み合わせ；
（２）真空溶接；
（３）複合圧延；
（４）圧延後の空冷又は水冷；
（５）巻き取り；
（６）アンコイル、矯正及び切断；
（７）焼入れ及び焼戻しの熱処理
を備えることを特徴とする複合防護用鋼板の製造方法。
【請求項１２】
前記工程（１）において、軟鋼層ビレットと硬鋼層ビレットの単層厚さの比が０．５〜０．８であり、軟鋼層ビレットの合計厚さと硬鋼層ビレットの合計厚さの比が０．１５〜０．４０であることを特徴とする請求項１１に記載の複合防護用鋼板の製造方法。
【請求項１３】
前記工程（３）において、１１００〜１２００℃の範囲内で加熱し、２〜３時間で保温し、その後に複合圧延して、仕上げ圧延温度を８５０〜９００℃に制御することを特徴とする請求項１１に記載の複合防護用鋼板の製造方法。
【請求項１４】
前記工程（４）において、圧延後の空冷又は水冷によって６５０〜７５０℃に冷却することを特徴とする請求項１１に記載の複合防護用鋼板の製造方法。
【請求項１５】
前記工程（７）の焼入れ工程において、焼入れ温度が硬鋼層のＡｃ３温度より少なくとも５０℃高く、保温時間が少なくとも３ｍｍ／分間×複合硬鋼の厚さであり、厚さの単位がｍｍであり、その後に、５０℃／ｓ以上の速度で室温に冷却することを特徴とする請求項１１に記載の複合防護用鋼板の製造方法。
【請求項１６】
前記工程（７）の焼戻し工程において、焼戻し温度が１５０〜２３０℃であり、保温時間が１５〜６０分間であることを特徴とする請求項１１又は１５に記載の複合防護用鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板及びその製造方法に関し、特に、複合鋼板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現金輸送車などの防護器具または設備では、肝心な部位に対して防護要求があり、鋼板が一定の距離内に高速衝撃物の衝撃に耐えられる時に割れ・貫通を起こさないことを要求する。従来の防護材料は、単純な高強度防護用鋼板、セラミック複合材料または高分子繊維材料を含む。中には、防護用鋼板は、高い弾性変形によって衝撃物の衝撃エネルギーを吸収するが、靭性が足りない（特に超高強度鋼板である）時に、破砕して防護機能が失うことが容易になる。セラミック材料は、極高い硬度を有するが、靭性が劣下し、衝撃物に接触する時に、もっと小さい破片に破砕して衝撃エネルギーを吸収するので、通常に、高分子繊維材料と共に使用することが必要である。高分子繊維材料が靭性に良く、衝撃物の衝撃を受ける時に、弾性変形が発生して衝撃荷重を吸収し、保護ベストの製造に用いられることが多いである。
【０００３】
理論上、単に厚さが十分である鋼板を使用する場合は、異なる条件下の防護要求を満足できるが、鋼板が厚すぎると、重量が増加し、機動性が犠牲され、かつエネルギー消費も増加する。現在、防護用鋼板は、強度がより高く、厚さがより薄くなる方向へ進んでいる。
【０００４】
公開番号がＣＮ１８１４８４５Ａで、公開日が２００８年１月２日で、名称が「１０００ＭＰａ級の高強度熱間圧延防弾鋼板及びその製造方法」である中国特許文献は、組成が（重量百分率）：Ｃ０．１７〜０．２１％、Ｓｉ１．５〜２．２％、Ｍｎ１．５〜２．０％、Ｐ≦０．０３５％、Ｓ≦０．０１０％、Ａｌ０．０１５〜０．０６０％、Ｎ≦０．００６０％、Ｎｂ０．０１０〜０．０５０％であり、任意添加成分としてＴｉ０．０１０〜０．０６０％、Ｃａ≦０．００５０％であり、残部がＦｅ及び不可避不純物である、１０００ＭＰａ級の高強度熱間圧延防弾鋼板を公開した。当該公開の文献から、その降伏強度がただ１０００ＭＰａだけであり、現在の市場の保護要求を満たすことが困難である。
【０００５】
公開番号がＣＮ１０２１８１７９５Ａで、公開日が２０１１年９月１４日で、名称が「超高強度防弾鋼板及びその製造プロセス」である中国特許文献は、化学組成が、重量百分率で、Ｃ０．３０〜０．５、Ｓｉ０．４０〜０．６０、Ｍｎ１．５０〜１．８０、Ｐ≦０．０２５、Ｓ≦０．０１、Ｃｒ＋Ｎｉ＋Ｍｏ≦２．５、Ｎｂ＋Ｖ＋Ｔｉ＋Ｂ≦０．２０であって、残部がＦｅである、超高強度防弾鋼板及びその製造プロセスを公開した。当該技術案に係る防弾鋼板は、約２０００ＭＰａの引張強度を有し、何の靭性指数を言及しないが、その硬度値が６００ＨＢを超えるので、高すぎる硬度によって、鋼板の靭性が低くなり、衝撃物の衝撃を受ける時に、破砕しやすくなる。
【０００６】
よって、防護用鋼板の強度の確保を前提として、鋼板の厚さを低下させ、鋼板の靭性を改善する防護用鋼板製品を提供することが求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、交互に設置された硬鋼層と軟鋼層によって、優れた防護効果を有することができる複合防護用鋼板を提供することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、交互に設置された硬鋼層と軟鋼層を含み、そのうち、複合防護用鋼板の表層が硬鋼層であり、前記硬鋼層と前記軟鋼層との間が圧延結合によって原子結合を実現し、前記軟鋼層の化学元素の質量百分率が、Ｃ：０．００１〜０．０１％、０＜Ｓｉ≦０．００５％、Ｍｎ：０．０５〜０．１５％、０＜Ａｌ≦０．００５％、Ｔｉ：０．０１〜０．１０％であり、残部がＦｅ及び他の不可避不純物である複合防護用鋼板を提供する。
【０００９】
本発明の複合防護用鋼板の前記軟鋼層において、不可避不純物は、主にＰ、Ｓ、Ｎ元素であり、そのうち、Ｐ≦０．０１％、Ｓ≦０．００６％、Ｎ≦０．００５％になるように制御できる。
【００１０】
本発明の複合防護用鋼板は、交互に設置された硬鋼層と軟鋼層によって、硬鋼層が衝撃物の衝撃を受ける時に小さい破片に破砕して衝撃エネルギーを消耗すると共に、軟鋼層が衝撃物の進行方向を変更して衝撃物の前進抵抗力を増加することにより、優れた防護効果を実現できる。
【００１１】
本発明の軟鋼層における各化学元素の設計原理は、以下である。
Ｃは、固溶強化によって降伏強度を向上させ、伸び率を低減させるものである。実際の製鋼プロセスに応じて、Ｃの含有量を最大限度に低減すべきである。よって、本発明の前記軟鋼層におけるＣ含有量は、０．００１〜０．０１％に制御される。
【００１２】
Ｓｉは、脱酸元素であり、固溶強化元素でもあり、降伏強度を向上させ、伸び率を低減させるので、Ｓｉの添加量を最大限度に低減する必要がある。よって、本発明の前記軟鋼層におけるＳｉ含有量は、０．００５％を超えないように制御される。
【００１３】
Ｍｎは、鋼によくある強化元素であり、固溶強化によって降伏強度を向上させ、伸び率を低減させる。よって、本発明の前記軟鋼層におけるＭｎ含有量は、０．０５％〜０．１５％に制御される。
【００１４】
Ａｌは、脱酸に必要な元素であるが、鋼の強度をも向上できる。よって、本発明の前記軟鋼層におけるＡｌ含有量は、０．００５％以下に制御される。
【００１５】
Ｔｉは、Ｃ、Ｎ原子を固定してそれの転位運動に対する阻害作用を低減することに用いられるものである。Ｔｉは、鋼において、ＴｉＮ→Ｔｉ４Ｃ２Ｓ２→ＴｉＳ及びＴｉＣを順次に形成することができ、鋼における自由のＣ、Ｎ原子を消除して、降伏強度を低減できる。同時に、ＴｉＣ、ＴｉＮなどの粒子の粗大化は、粒界のピン止め効果を失うことにさせ、結晶粒のサイズを増大し、粒界の強化効果を低減できる。しかし、Ｔｉの量が多いと、防護用鋼板の伸び率を低減する場合がある。よって、本発明の前記軟鋼層におけるＴｉ含有量は、０．０１〜０．１０％に制御される。
【００１６】
さらに、前記複合防護用鋼板の前記軟鋼層のマトリクス組織が等軸状フェライトである。
【００１７】
さらに、前記複合防護用鋼板の前記等軸状フェライトの結晶粒のサイズは、４０〜１２０μｍである。
【００１８】
本技術案では、Ｃ−Ｓｉ−Ｍｎ成分が極低い設計を採用し、かつＴｉによってＣ、Ｎ格子間原子を固定してＣ、Ｎ原子の固溶強化作用を消除し、かつ粗大化のＴｉＮ、ＴｉＣ粒子を利用してサイズがより大きい結晶粒を得ることで、前記複合防護用鋼板の前記軟鋼層のマトリクス組織が焼入れ状態でも等軸状フェライトであり、前記等軸状フェライトの結晶粒のサイズが４０〜１２０μｍであり、焼入れ条件下でも前記軟鋼層の硬度値が９０Ｈｖを超えない。従って、軟鋼層が良好な可塑性を有することにさせる。
【００１９】
本技術案では、前記複合防護用鋼板の前記軟鋼層の降伏強度が８０〜１８０ＭＰａであり、硬度が９０Ｈｖ未満であり、伸び率が４０％を超える。
【００２０】
さらに、本発明の複合防護用鋼板では、前記硬鋼層の化学元素の質量百分率が、Ｃ：０．４０〜０．５０％、Ｓｉ：０．１〜０．３％、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ａｌ：０．０１〜０．０５％、Ｃｒ：０．１〜０．３％、Ｎｉ：０．１〜０．３％、Ｔｉ：０．０１〜０．０３％、Ｂ：０．００１〜０．００３％、Ｍｏ：０．０５〜０．５％であり、残部がＦｅ及び他の不可避不純物である。
【００２１】
本発明の複合防護用鋼板の前記硬鋼層において、不可避不純物は、主にＰ、Ｓ、Ｎ元素であり、そのうち、Ｐ≦０．０１５％、Ｓ≦０．００５％、Ｎ≦０．００５％になるように制御できる。
【００２２】
上記方案において、前記複合防護用鋼板の前記硬鋼層における各化学元素の設計原理は、以下である。
【００２３】
Ｃは、鋼において最も安い強化元素であるが、Ｃ含有量が高すぎると、高温の防護用鋼板の鋼ビレットが冷却過程で裂けやすく、防護用鋼板の鋼ビレットの保存に不利であり、生産の難しさを増加する。よって、本発明の前記硬鋼層におけるＣ含有量は、０．４０〜０．５０％に限定される。
【００２４】
Ｓｉ含有量は０．１〜０．３％に制御される。Ｓｉは鋼に高い固溶度を有し、鋼におけるフェライトの体積分率を増加し、結晶粒を微細化することができるので、靭性の向上に有利である。しかし、Ｓｉ含有量が高すぎると、溶接性能を低下させる恐れがある。
【００２５】
Ｍｎは、強い固溶強化の作用を有するとともに、鋼の相転移温度を顕著に低減でき、鋼のミクロ組織を微細化でき、重要な強靭化元素である。しかし、Ｍｎ含有量が多過ぎると、焼入れ性が増大して、溶接性及び溶接熱影響部の靭性が劣化する恐れがあるので、その含有量は１．０〜１．５％に制御される。
【００２６】
Ａｌは、製鋼の過程において、脱酸素剤として添加され、微量のＡｌは結晶粒の微細化に有利し、鋼材の強靭性を改善できる。しかし、Ａｌ含有量が高すぎると、鋼におけるフェライトの脆性を増加して、鋼の靭性が低下する恐れがあるので、その含有量は０．０１〜０．０５％に制御される。
【００２７】
Ｃｒは、固溶強化効果を有する一方、貴金属合金元素である。よって、本発明の前記硬鋼層におけるＣｒ含有量は、０．１〜０．３％に限定される。
【００２８】
Ｎｉは、鋼板の強度を向上できると共に、鋼板の靭性を改善できる一方、貴金属合金元素である。よって、本発明の前記硬鋼層におけるＮｉ含有量は、０．１〜０．３％に限定される。
【００２９】
０．０１〜０．０３％のＴｉを添加するのは、主に、ビレットの再加熱過程におけるオーステナイト結晶粒の成長を抑制すると共に、再結晶圧延制御過程でのフェライトの結晶粒の成長を抑制して、鋼の靭性を向上させるためである。
【００３０】
Ｂは、良好な焼入れ性を有するので、鋼板の硬度を向上できる。しかし、Ｂ含有量が高すぎると、溶接に不利である。よって、本発明の前記硬鋼層におけるＢ含有量は、０．００１〜０．００３％に限定される。
【００３１】
Ｍｏは、良好な焼入れ性を有し、鋼板の硬度を向上できる。しかし、Ｍｏは、貴金属合金元素である。よって、本発明の前記硬鋼層におけるＭｏ含有量は、０．０５〜０．５％に限定される。
【００３２】
さらに、前記複合防護用鋼板の前記硬鋼層のマトリクス組織がマルテンサイトである。
さらに、前記複合防護用鋼板の前記硬鋼層の降伏強度が２０００ＭＰａを超え、硬度が６００ＨＢＷを超える。
【００３３】
本技術案では、前記複合防護用鋼板の前記硬鋼層は、高いＣ含有量を採用し、且つ、焼入れ性を向上させるためのＭｏ、Ｂ元素を添加することで、熱処理の後に、マトリクス組織が高強度のマルテンサイトになり、降伏強度が２０００ＭＰａを超え、硬度が６００ＨＢＷを超えるようにさせることができる。
【００３４】
なお、ある実施形態において、前記複合防護用鋼板は、表層としての２層の硬鋼層及び当該２層の硬鋼層に設置された１層の軟鋼層を有する。つまり、当該実施形態において、複合防護用鋼板は、３層を有する。
【００３５】
さらに、前記複合防護用鋼板の前記軟鋼層は、少なくとも２層を有する。つまり、当該実施形態において、複合防護用鋼板は、５層を有する。
【００３６】
本技術案では、前記複合防護用鋼板のビレットを組み合わせたサンドイッチ構造設計について、異なる防護要求に応じて具体的な層数を決定できる。
【００３７】
さらに、本発明の複合防護用鋼板の厚さが２〜２０ｍｍであり、現在の防護用鋼板と比べて、同じ規格の条件下で本発明の複合防護用鋼板はより良い防護性能を有する。
【００３８】
本発明は、上記複合防護鋼板を製造できる製造方法を提供することをもう１つの目的とする。当該方法によって、性能が優れた複合防護用鋼板を生産できる。
【００３９】
上記発明の目的を達成するために、本発明は、さらに、下記の工程を備える複合防護用鋼板の製造方法を提供する：
（１）硬鋼層ビレットと軟鋼層ビレットとの組み合わせ；
（２）真空溶接；
（３）複合圧延；
（４）圧延後の空冷又は水冷；
（５）巻き取り；
（６）アンコイル、矯正及び切断；
（７）焼入れ及び焼戻しの熱処理。
【００４０】
本技術案では、硬鋼層ビレットと軟鋼層ビレットとの結合面に酸化層及び油汚れがあるので、硬鋼層ビレットと軟鋼層ビレットとを組み合わせる前に、表面のクリーニングを行うことが好ましい。表面のクリーニング方法として、ワイヤブラシ又は研磨ベルトを使用して行ってもよく、直接に酸洗浄の方法を使用してもよく、当業者が想到できる方法を使用して表面クリーニングを行ってもよい。
【００４１】
本技術案において、硬鋼層ビレットと軟鋼層ビレットを組み合わせた層数は、具体的な需要に応じて決定できる。
【００４２】
複合防護用鋼板が加熱過程で酸化される可能性があるので、本技術案では、硬鋼層ビレットと軟鋼層ビレットとの周辺を層間溶接する時に、先行技術における真空排気の溶接を代わりに、真空室の真空状態で直接に溶接する方法を採用することにより、生産の難度を低減させ、酸化を効果的に防止できる。
【００４３】
さらに、前記工程（１）において、軟鋼層ビレットと硬鋼層ビレットの単層厚さの比が０．５〜０．８であり、軟鋼層ビレットの合計厚さと硬鋼層ビレットの合計厚さの比が０．１５〜０．４０である。
【００４４】
本技術案では、前記複合防護用鋼板が十分なエネルギー吸収作用を有し、侵入する衝撃物の前進方向を変更させるように、軟鋼層ビレットと硬鋼層ビレットの厚さの比を設計することで、防護効果を向上する。
【００４５】
さらに、前記複合防護用鋼板の製造方法では、工程（３）において、１１００〜１２００℃の範囲内で加熱し、２〜３時間で保温し、その後に複合圧延して、仕上げ圧延温度を８５０〜９００℃に制御する。
【００４６】
さらに、前記複合防護用鋼板の製造方法では、前記工程（４）において、圧延後の空冷又は水冷によって６５０〜７５０℃に冷却する。
【００４７】
本技術案では、圧延の後に、完成品の厚さに応じて水冷又は空冷を採用し、一般的に薄い鋼板の場合は、空冷を採用することができる。
【００４８】
さらに、前記複合防護用鋼板の製造方法は、前記工程（７）の焼入れ工程において、焼入れ温度が硬鋼層のＡｃ３温度より少なくとも５０℃高く、保温時間が少なくとも３ｍｍ／分間×複合鋼板の厚さであり、厚さの単位がｍｍであり、その後に、５０℃／ｓ以上の速度で室温に冷却する。
【００４９】
焼入れ温度が硬鋼層のＡｃ３温度より少なくとも５０℃高く、保温時間が少なくとも３ｍｍ／分間×複合鋼板の厚さであり、厚さの単位がｍｍであり、その後に、５０℃／ｓ以上の速度で室温に冷却することとする理由は、温度がＡｃ３以上である時に、鋼マトリクスにおける組織がオーステナイト化し始め、温度がＡｃ３より高くほど、オーステナイト化の駆動力が高くなり、オーステナイト化する速度が速くなり、保温時間が短くなるが、焼入れの加熱温度が高すぎると、エネルギー消耗が増加し、生産コストが高くなるためである。よって、焼入れ温度をＡｃ３温度より５０℃高く、保温時間が鋼板厚さの３倍になるように限定する。
【００５０】
さらに、前記複合防護用鋼板の製造方法では、前記工程（７）の焼戻し工程において、焼戻し温度が１５０〜２３０℃であり、保温時間が１５〜６０分間である。
【００５１】
本発明の複合防護用鋼板を１５０〜２３０℃で焼戻し処理する目的は、焼入れの応力を低減・消除し、前記複合防護用鋼板の靭性を改善するためである。
【００５２】
本発明の複合防護用鋼板は、以下の有益な効果がある。
（１）本発明の複合型防護用鋼板は、軟鋼層と硬鋼層の交互設計を採用することで、複数層の構造を有し、そのうち、表層としての硬鋼層は衝撃物の衝撃を受ける時に変形したり、裂けたり、さらに脱離したりして、その変形エネルギー、亀裂形成および伝播エネルギー、内層の軟鋼層から脱離する層間結合エネルギー及び破片脱離運動エネルギーなどを十分に吸収することができ、衝撃物の運動エネルギーの一部を消耗し、衝撃物の前進能力を失うことになり；内側の軟鋼層は可塑性がよく、優れた変形能力を有するので、衝撃物の前進方向を変更し、衝撃物の貫通厚さを増加し、さらに衝撃物の破壊を低減することができる。
【００５３】
（２）本発明の防護用鋼板は、圧延複合鋼板であるので、層間の金属が高温下で原子結合を実現でき、層間の結合強度が高く、層剥離が発生し難い。
【００５４】
（３）本発明の好ましい技術案では、単層の軟鋼層ビレットと単層の硬鋼層ビレットの単層厚さの比を０．５〜０．８とし、軟硬鋼の合計厚さの比を０．１５〜０．４０とすることで、軟鋼層に一定の厚さを有させて、衝撃物が侵入する時に衝撃物の方向を変更させることを保証でき、衝撃物の破壊能力及び危険程度を低減し、複合鋼板の防護能力を向上させる。そのうち、外層の硬鋼層の厚さについては、上下層の硬鋼層の厚さを一致させるように対称的に設計されてもよく、上下層の硬鋼層の厚さを一致させなくて、防護効果をより一層向上させるように非対称的に設計されてもよい。
【００５５】
（４）本発明に係る中間層の軟鋼は、Ｃ−Ｓｉ−Ｍｎ成分が極低い設計を採用すると共に、Ａｌ含有量を低いレベルに制御し、適当量のＴｉ元素を採用することで、中間の軟層鋼板の硬度値が焼入れ条件下でも９０Ｈｖを超えないようにさせる。
【００５６】
（５）本発明の複合型防護用鋼板の軟硬鋼板の層数は、柔軟に調整でき、異なる防護要求に応じて具体的な層数を決定でき、３層または５層またはそれ以上であってもよく、かつ合計厚さも調整されることができ、異なる条件下の防護要求を満足できる。
【００５７】
（６）本発明の複合型防護用鋼板は、軟硬層の交互設計を採用することで、防護用鋼板の可塑性を改善でき、より良い冷間加工性能を有し、防護用鋼板の応用範囲を増大できる。
【００５８】
本発明の複合防護用鋼板の製造方法は、以下の有益な効果がある。
（１）本発明の製造方法は、複合鋼板のビレットの組み合わせ工程において、真空溶接によるエッジシール技術を採用することで、通常の溶接後の真空排気過程を避け、より良い密封効果を有する。
【００５９】
（２）本発明の製造方法は、ビレットの組み合わせ工程の後に、普通の鋼ビレットと同様に、通常の熱間圧延プロセスを採用することで、その適用性を向上し、生産の難度及び生産コストを低減する。
【００６０】
なお、ある好ましい実施形態において、本文に記載の衝撃物が弾丸または発射物であると理解される。なお、ある実施形態において、本文に記載の防護効果又は防護能力が防弾効果又は防弾能力であると理解される。なお、ある好ましい実施形態において、本発明の防護用鋼板が防弾鋼板であると理解される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施例Ａ２の複合防護用鋼板の構造の模式図である。
【図２】本発明の複合防護用鋼板の前記軟鋼層のＣＣＴ曲線（連続冷却遷移曲線）図である。
【図３】実施例Ａ１の軟鋼層の金属組織の写真である。
【図４】実施例Ａ１の硬鋼層の金属組織の写真である。
【図５】実施例Ａ２の軟鋼層の金属組織の写真である。
【図６】実施例Ａ２の硬鋼層の金属組織の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
以下、図面説明及び具体的な実施例に基づいて本発明の複合防護用鋼板及びその製造方法についてさらに解釈と説明をするが、本発明の技術案は、これら解釈と説明に不適に限定されるものではない。
【００６３】
実施例Ａ１〜Ａ６
表１は、複合防護用鋼板の実施例Ａ１〜Ａ６における化学元素の質量百分率を示す。
【００６４】
【表１】
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【００６５】
図１は、本発明の実施例Ａ２の構造を模式的に示し、図１から分かるように、当該実施例において、複合防護用鋼板は５層構造を有し、そのうち、２、４との２層が軟鋼層であり、１、３、５との３層が硬鋼層であり、かつ硬鋼層と軟鋼層とが交互に設置されている。
【００６６】
上記実施例における複合防護用鋼板は、以下の工程によって製造された。
（１）表１に示す成分に沿って硬鋼層ビレット及び軟鋼層ビレットを製造した。
【００６７】
（２）硬鋼層ビレットと軟鋼層ビレットとを組み合わせた；
（３）真空室で真空溶接を行った。
【００６８】
（４）複合圧延：１１００〜１２００℃の範囲内で加熱し、２〜３時間で保温し、その後に複合圧延して、仕上げ圧延温度を８５０〜９００℃に制御した。
【００６９】
（５）圧延後に空冷又は水冷で６５０〜７５０℃に冷却した。
（６）巻き取り温度が６５０〜７５０℃で巻き取りを行った。
【００７０】
（７）アンコイル、矯正及び切断をした；
（８）焼入れと焼戻し熱処理をした：焼入れ温度が硬鋼層のＡｃ３温度より少なくとも５０℃高く、保温時間が少なくとも３ｍｍ／分間×複合鋼板の厚さであり、厚さの単位がｍｍであり、その後に、５０℃／ｓ以上の速度で室温に冷却し、焼戻し温度が１５０〜２３０℃であり、保温時間が１５〜６０分間であった。
【００７１】
表２は複合防護用鋼板の実施例Ａ１〜Ａ６におけるビレットを組み合わせた硬鋼層ビレットと軟鋼層ビレットの厚さ及びサンドイッチ構造設計を示す。
【００７２】
【表２】
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【００７３】
表２から分かるように、実施例Ａ１〜Ａ６の軟鋼層ビレットと硬鋼層ビレットの単層厚さの比は、０．５〜０．８に制御され、軟鋼層ビレットと硬鋼層ビレットの合計厚さの比は、０．１５〜０．４０に制御された。前記の複合防護用鋼板は、ビレットを組み合わせたサンドイッチ構造設計が柔軟に調整され、異なる防護要求に応じて具体的な層数を決定でき、３層または３層以上の層数とすることができ、このような設計によって、前記複合防護用鋼板が十分なエネルギー吸収作用を有し、侵入する衝撃物の前進方向を変更させて、防護効果を向上できる。
【００７４】
表３は実施例Ａ１〜Ａ６の製造方法のプロセスパラメーターを示す。
【００７５】
【表３】
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【００７６】
複合防護用鋼板の実施例Ａ１〜Ａ６の硬鋼層及び軟鋼層について力学性能も測定された、その結果を表４に示す。
【００７７】
【表４】
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【００７８】
表４から分かるように、実施例Ａ１〜Ａ６の前記硬鋼層は、いずれも降伏強度が２０００ＭＰａ以上であり、硬鋼層の硬度が６００ＨＢＷを超え、実施例Ａ１〜Ａ６の前記軟鋼層は、いずれも降伏強度が１８０ＭＰａを超えなく、伸び率が４０％以上であり、硬度値が９０Ｈｖを超えないので、良好な可塑性を有する。
【００７９】
図２は本発明の複合防護用鋼板の前記軟鋼層のＣＣＴ曲線であり、当該曲線から、軟鋼層が焼入れ状態で等軸状フェライトを得ることがわかる。
【００８０】
図３は、実施例Ａ１の軟鋼層のマトリクス組織を示し、図３から、軟鋼層のマトリクス組織が等軸状フェライトであることが分かる。
【００８１】
図４は、実施例Ａ１の硬鋼層のマトリクス組織を示し、図４から、硬鋼層のマトリクス組織が主にマルテンサイトであることが分かる。
【００８２】
図５は、実施例Ａ２の軟鋼層のマトリクス組織を示し、図５から、軟鋼層のマトリクス組織が等軸状フェライトであることが分かる。
【００８３】
図６は、実施例Ａ２の硬鋼層のマトリクス組織を示し、図６から、硬鋼層のマトリクス組織が主にマルテンサイトであることが分かる。
【００８４】
注意すべくことは、上記に列挙されるものが本発明の具体的な実施例だけであり、本発明が上記実施例に限定されるものではなく、様々な変化を有する。当業者が本発明に開示の内容から直接に導出し又は連想できるあらゆる変化であれば、本発明の保護範囲に属する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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