(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二重硬度鋼物品であって、
第１の合金硬度を有する第１の空気硬化性合金鋼部品と、
前記第１の空気硬化性合金鋼部品の硬度が第２の空気硬化性合金鋼部品の硬度よりも大きい、第２の部品硬度を有する前記第２の空気硬化性合金鋼部品と、
前記第１の空気硬化性合金鋼部品と前記第２の空気硬化性合金鋼部品との間に存在する冶金学的接合と、を含む、
二重硬度鋼物品。
【請求項２】
前記第１の空気硬化性合金鋼部品は、少なくとも５７４ＢＨＮの硬度を有し、
前記第２の空気硬化性合金鋼部品は、４７７ＢＨＮ〜５３４ＢＨＮ（境界値も含む）の範囲の硬度を有する、
請求項１に記載の二重硬度鋼物品。
【請求項３】
前記第１の空気硬化性合金鋼部品および前記第２の空気硬化性合金鋼部品のうちの少なくとも１つは、４００ＢＨＮの合金鋼、５００ＢＨＮの合金鋼、６００ＢＨＮの合金鋼、および７００ＢＨＮの合金鋼からなる群から個別に選択される、
請求項１に記載の二重硬度鋼物品。
【請求項４】
前記第１の空気硬化性合金鋼部品および前記第２の空気硬化性合金鋼部品のうちの少なくとも１つは、ニッケル−モリブデン−クロム合金鋼を含む、請求項１に記載の二重硬度鋼物品。
【請求項５】
前記第２の空気硬化性合金鋼部品は、自己焼戻し合金鋼を含む、請求項１に記載の二重硬度鋼物品。
【請求項６】
前記第１の空気硬化性合金鋼部品は、重量パーセント単位で、
０．４２〜０．５２の炭素と、
３．７５〜４．２５のニッケルと、
１．００〜１．５０のクロムと、
０．２２〜０．３７のモリブデンと、
０．２０〜１．００のマンガンと、
０．２０〜０．５０のケイ素と、
最大０．０２０のリンと、
最大０．００５の硫黄と、
残部の鉄及び不純物と、
を含む、請求項１に記載の二重硬度鋼物品。
【請求項７】
前記第２の空気硬化性合金鋼部品は、重量パーセント単位で、
０．２２〜０．３２の炭素と、
３．５０〜４．００のニッケルと、
１．６０〜２．００のクロムと、
０．２２〜０．３７のモリブデンと、
０．８０〜１．２０のマンガンと、
０．２５〜０．４５のケイ素と、
最大０．０２０のリンと、
最大０．００５の硫黄と、
残部の鉄及び不純物と、
を含む、請求項１に記載の二重硬度鋼物品。
【請求項８】
前記物品は、二重硬度鋼装甲、二重硬度ブラスト保護外殻、二重硬度ブラスト保護Ｖ字形外殻、二重硬度ブラスト保護車両底部、および二重硬度ブラスト保護囲いから選択される、請求項１に記載の二重硬度鋼物品。
【請求項９】
前記第１の空気硬化性合金鋼部品は、５５〜６５Ｒｃの第１の部品硬度を有する、請求項１に記載の二重硬度鋼物品。
【請求項１０】
前記第２の空気硬化性合金鋼部品は、４５〜５５Ｒｃの第２の部品硬度を有する、請求項１に記載の二重硬度鋼物品。
【請求項１１】
前記第１の空気硬化性合金鋼部品は、前記第２の部品硬度よりも１０〜１５Ｒｃポイント大きい第１の部品硬度を有する、請求項９に記載の二重硬度鋼物品。
【請求項１２】
前記第１の空気硬化性合金鋼部品は、ＭＩＬ−ＤＴＬ−３２３３２（ＭＲ）規格に適合する、請求項１に記載の二重硬度鋼物品。
【請求項１３】
前記第２の空気硬化性合金鋼部品は、ＭＩＬ−ＤＴＬ−４６１００Ｅ（ＭＲ）規格に適合する、請求項１に記載の二重硬度鋼物品。
【請求項１４】
二重硬度鋼装甲であって、
少なくとも５７４ＢＨＮの第１の部品硬度を有し、かつ重量パーセント単位で、
０．４２〜０．５２の炭素と、
３．７５〜４．２５のニッケルと、
１．００〜１．５０のクロムと、
０．２２〜０．３７のモリブデンと、
０．２０〜１．００のマンガンと、
０．２０〜０．５０のケイ素と、
最大０．０２０のリンと、
最大０．００５の硫黄と、
残部の鉄及び不純物と、を含む、第１の空気硬化性合金鋼部品と、
４７７ＢＨＮ〜５３４ＢＨＮの範囲の第２の部品硬度を有し、かつ重量パーセント単位で、
０．２２〜０．３２の炭素と、
３．５０〜４．００のニッケルと、
１．６０〜２．００のクロムと、
０．２２〜０．３７のモリブデンと、
０．８０〜１．２０のマンガンと、
０．２５〜０．４５のケイ素と、
最大０．０２０のリンと、
最大０．００５の硫黄と、
残部の鉄及び不純物と、を含む、第２の空気硬化性合金鋼部品と、
前記第１の空気硬化性合金鋼部品と前記第２の空気硬化性合金鋼部品との間に存在する冶金学的接合領域と、
を含む、二重硬度鋼装甲。
【請求項１５】
二重硬度鋼物品を製造する方法であって、
第１の噛合面を備え、かつ第１の部品硬度を有する、第１の空気硬化性合金鋼部品を提供することと、
第２の噛合面を備え、かつ第２の部品硬度を有し、前記第１の部品硬度は前記第２の部品硬度よりも大きい、第２の空気硬化性合金鋼部品を提供することと、
前記第１の空気硬化性合金鋼部品および前記第２の空気硬化性合金鋼部品を、前記第１の噛合面の少なくとも一部が前記第２の噛合面の少なくとも一部に接触するように配置することと、
前記第１の空気硬化性合金鋼部品を前記第２の空気硬化性合金鋼に冶金学的に固定して、冶金学的に固定されたアセンブリを形成することと、
前記冶金学的に固定されたアセンブリを熱間圧延して、前記第１の噛合面と前記第２の噛合面との間に冶金学的接合を形成することと、
前記熱間圧延されたアセンブリを冷却することと、
を含む、方法。
【請求項１６】
前記配置するステップの前に、前記第１の噛合面および前記第２の噛合面のうちの少なくとも１つの少なくとも一部を研磨することを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の空気硬化性合金鋼部品を前記第２の空気硬化性合金鋼部品に冶金学的に固定して、冶金学的に固定されたアセンブリを形成することは、前記第１の噛合面の周辺部の少なくとも一部と前記第２の噛合面の周辺部とをともに溶接することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の空気硬化性合金鋼部品を前記第２の空気硬化性合金鋼部品に冶金学的に固定して、冶金学的に固定されたアセンブリを形成することは、前記第１の噛合面の少なくとも一部と前記第２の噛合面の一部とを爆着することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記冶金学的に固定されたアセンブリを熱間圧延することは、前記冶金学的に固定されたアセンブリを二重硬度鋼装甲に好適な厚さに熱間圧延することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記冶金学的に固定されたアセンブリを熱間圧延することは、前記冶金学的に固定されたアセンブリを中間の大きさに熱間圧延することと、前記冶金学的に固定されたアセンブリの少なくとも１つの外面をグリットブラストすることと、前記グリットブラストされたアセンブリを二重硬度鋼装甲に好適な厚さに熱間圧延することと、を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記冶金学的に固定されたアセンブリを熱間圧延することは、２１００°Ｆ（１１４９℃）〜７００°Ｆ（３７１．１℃）の範囲の熱間圧延温度で熱間圧延することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
熱間圧延することは、前記第１または前記第２の空気硬化性合金鋼部品のより高い融解温度を有する合金の融解温度よりも０．５倍大きく、かつ最大で前記第１または前記第２の空気硬化性合金鋼部品の初期融解が生じない温度である温度範囲内の熱間圧延温度で熱間圧延することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
前記二重硬度鋼物品は、
少なくとも５７４ＢＨＮの硬度を有する第１の空気硬化性合金鋼領域と、
４７７ＢＨＮ〜５３４ＢＨＮ（境界値も含む）の範囲の硬度を有する第２の空気硬化性合金鋼領域と、
前記第１の空気硬化性合金鋼領域と前記第２の空気硬化性合金鋼領域との間の冶金学的接合と、備える、
請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の空気硬化性合金鋼部品および前記第２の空気硬化性合金鋼部品のうちの少なくとも１つは、４００ＢＨＮの合金鋼、５００ＢＨＮの合金鋼、６００ＢＨＮの合金鋼、および７００ＢＨＮの合金鋼からなる群から個別に選択される合金を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の空気硬化性合金鋼部品および前記第２の空気硬化性合金鋼部品のうちの少なくとも１つは、ニッケル−モリブデン−クロム合金鋼を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２６】
前記第２の空気硬化性合金鋼部品は、自己焼戻し合金鋼を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の空気硬化性合金鋼部品は、重量パーセント単位で、
０．４２〜０．５２の炭素と、
３．７５〜４．２５のニッケルと、
１．００〜１．５０のクロムと、
０．２２〜０．３７のモリブデンと、
０．２０〜１．００のマンガンと、
０．２０〜０．５０のケイ素と、
最大０．０２０のリンと、
最大０．００５の硫黄と、
残部の鉄及び不純物と、
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２８】
前記第２の空気硬化性合金鋼部品は、重量パーセント単位で、
０．２２〜０．３２の炭素と、
３．５０〜４．００のニッケルと、
１．６０〜２．００のクロムと、
０．２２〜０．３７のモリブデンと、
０．８０〜１．２０のマンガンと、
０．２５〜０．４５のケイ素と、
最大０．０２０のリンと、
最大０．００５の硫黄と、
残部の鉄及び不純物と、
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１の空気硬化性合金鋼部品は、５５〜６５Ｒｃの第１の部品硬度を有し、
前記第２の空気硬化性合金鋼部品は、４５〜５５Ｒｃの第２の部品硬度を有し、
前記第１の空気硬化性合金鋼部品は、前記第２の部品硬度よりも１０〜１５Ｒｃポイント大きい第１の部品硬度を有する、
請求項１５に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の空気硬化性合金鋼部品は、ＭＩＬ−ＤＴＬ−３２３３２（ＭＲ）規格に適合する、請求項１５に記載の方法。
【請求項３１】
前記第２の空気硬化性合金鋼部品は、ＭＩＬ−ＤＴＬ−４６１００Ｅ（ＭＲ）規格に適合する、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、二重硬度鋼および二重硬度鋼を作製する方法の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロールボンド二重硬度鋼装甲は、非常に効果的な装甲材料である。この種類の鋼装甲の一例には、ＡＴＩ  Ｋ１２（登録商標）−ＭＩＬ二重硬度装甲板があり、Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＰＡ  ＵＳＡのＡＴＩ  Ｄｅｆｅｎｓｅから入手可能である。ＡＴＩ  Ｋ１２（登録商標）−ＭＩＬ二重硬度装甲は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第５，７４９，１４０号に一実施形態として開示される。ＡＴＩ  Ｋ１２（登録商標）−ＭＩＬ二重硬度装甲板は、高硬度の前面および軟性の裏面とを有するロールボンド材料である。使用に際し、装甲の硬い前面は、飛来する発射体を破壊かつ平板化し、また軟性の裏面は、その変形した発射体のエネルギーを捕捉し、更に吸収する。
【０００３】
従来のロールボンド二重硬度鋼装甲は、かなりの弾道貫通抵抗を有するが、その材料の製造は困難および高価である。従来のロールボンド二重硬度鋼装甲では、所望の機械的特性および弾道特性を達成するために、複雑なロールボンド事後熱処理および他のプロセスが必要とされる。具体的には、ロールボンドの後に、材料をオーステナイト化、油焼入れ、および焼戻しする必要がある。加えて、これらのプロセスステップを、一度にロールボンドされた板の１つの小さい部分でしか実施することができず、その理由は、２枚のロールボンドされた合金の熱膨張係数および変態温度における差異に起因して、板の過度の反りが生じる可能性があるからである。
【０００４】
加えて、熱処理後、従来の二重硬度鋼装甲板は、複雑な平板化処理を受けなくてはならない。限られた数の製造場所しか、平板化処理を実行するために適切に装備されていない。また、板に効果的に平板化処理を実行するための必要性のため、従来のロールボンド二重硬度鋼装甲板の寸法は、約２０×２０インチ（５０．８×５０．８ｃｍ）未満の寸法に制限される。より大きい板は、複数のより小型の板を合わせて連結することによって製造しなくてはならず、実質的に部品費用および製造時間を増大させ、また部品の整合性に悪影響を与える可能性がある。
【０００５】
したがって、オーステナイト化および油焼入れ等の従来のロールボンド後ステップを必要とせず、ならびに／または、焼き戻しおよび多くの用途向けの複雑な平板化の必要性を低減するロールボンド二重硬度鋼装甲を作製する方法の必要性が存在する。より一般的には、二重硬度鋼装甲を作製する方法を改善する必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００６】
本開示の１つの非限定的態様によると、二重硬度鋼物品は、第１の合金硬度を有する第１の空気硬化性合金鋼と、第２の合金硬度を有する第２の空気硬化性で自己焼戻しされた合金鋼と含む。ある実施形態では、第１の合金硬度は、第２の合金硬度よりも大きい。冶金学的接合領域は、第１の空気硬化性合金鋼と第２の空気硬化性合金鋼との間に存在する。
【０００７】
本開示の別の非限定的態様によると、二重硬度鋼装甲は、少なくとも５７４ＢＨＮの第１の合金硬度を有する第１の空気硬化性合金鋼と、４７７ＢＨＮ〜５３４ＢＨＮ（境界値を含む）の範囲の第２の合金硬度を有する第２の空気硬化性合金鋼とを含む。第１の空気硬化性合金鋼は、重量パーセント単位で、０．４２〜０．５２の炭素、３．７５〜４．２５のニッケル、１．００〜１．５０のクロム、０．２２〜０．３７のモリブデン、０．２０〜１．００のマンガン、０．２０〜０．５０のケイ素、最大で０．０２０のリン、最大で０．００５の硫黄、鉄、および不純物を含む。第２の空気硬化性合金鋼は、重量パーセント単位で、０．２２〜０．３２の炭素、３．５０〜４．００のニッケル、１．６０〜２．００のクロム、０．２２〜０．３７のモリブデン、０．８０〜１．２０のマンガン、０．２５〜０．４５のケイ素、最大で０．０２０のリン、最大で０．００５の硫黄、鉄、および不純物を含む。冶金学的接合領域は、第１の空気硬化性合金鋼と第２の空気硬化性で自己焼戻しされた合金鋼との間に存在する。
【０００８】
本開示の更に別の態様によると、二重硬度鋼装甲を作製する方法は、第１の噛合面を備え、かつ第１の部品硬度を有する第１の空気硬化性合金鋼部品を提供することと、第２の噛合面を備え、かつ第２の部品硬度を有する第２の空気硬化性合金鋼部品を提供することとを含む。第１の部品硬度は、第２の部品硬度よりも大きい。第１の部品および第２の部品は、第１の噛合面の少なくとも一部が、第２の噛合面の少なくとも一部に接触するように配置され、第１の部品および第２の部品は、冶金学的に固定されて、冶金学的に固定されたアセンブリを形成する。冶金学的に固定されたアセンブリは、熱間圧延され、第１の噛合面と第２の噛合面との間に冶金学的接合を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本明細書に記載される方法の特徴および利点を、添付の図面への参照によってより良く理解することができる。
【図１Ａ】本開示に従う二重硬度鋼物品の非限定的実施形態の概略的斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示される二重硬度鋼物品実施形態の概略的断面図である。
【図２】本開示に従う二重硬度鋼物品を作製する方法の非限定的実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
読者は、以下の本開示に従うある非限定的実施形態の詳細な説明を考慮して、上述の詳細ならびにその他を理解するであろう。
ある非限定的実施形態の詳細な説明
【００１１】
本明細書に開示される実施形態のある記述は、開示される実施形態の明確な理解に関するそれらの要素、特徴、および態様のみを例示するために簡略化されており、明確化のために、他の要素、特徴、および態様は排除されていることを理解されたい。当業者であれば、開示される実施形態の本記述を考慮して、他の要素および／または特徴が、開示される実施形態のある実装または適用に望ましくあり得ることを理解するであろう。しかしながら、かかる他の要素および／または特徴は、開示される実施形態の本記述を考慮して、当業者によって容易に確認および実装され得、したがって、開示される実施形態の完全な理解には必要ではないため、かかる要素および／または特徴の記載は本明細書には提供されない。したがって、本明細書に記載される記載は、単に開示される実施形態の例示および例証目的であり、特許請求の範囲によってのみ定義される本発明の範囲を制限することを意図しないことを理解すべきである。
【００１２】
非限定的実施形態の本記述において、動作実施例または別途指定されない限り、量または特性を表す全ての数は、全ての例において、「約」という用語によって修正されているものと理解すべきである。したがって、逆に指定のない限り、以下の記載に記されるいかなる数値パラメータも、近似値であり、本開示に従う主題において得ようと試みる所望の特性に応じて変化してもよい。少なくとも、かつ特許請求の範囲に対する均等論の適用を制限する企図としてではなく、各数値パラメータは、報告された有効桁数を考慮して、かつ通常の丸める技術を適用することによって、少なくとも解釈されるべきである。
【００１３】
同様に、本明細書に列挙する数値範囲は、その中に包含される全ての部分範囲を含むよう意図される。例えば、「１〜１０」の範囲は、列挙された最小値の１と列挙された最大値の１０との間（境界値を含む）の全ての部分範囲を含む、すなわち、１に等しいか、またはそれを超える最小値と、１０に等しいか、またはそれより小さい最大値とを有するよう意図される。本明細書に列挙されるあらゆる最大数値限定は、その中に包含されるそれよりも低い全ての数値限定を含むよう意図され、また本明細書に列挙されるあらゆる最大数値限定は、その中に包含されるそれよりも高い全ての数値限定を含むよう意図される。したがって、本出願者は、特許請求の範囲を含む本開示を、本明細書に明記される範囲内に包含される任意の部分範囲を明記するように修正できる権利を有する。全てのかかる範囲は、任意のかかる部分範囲を明記するような修正が、合衆国法典第３５編の第１１２条、第１章、および合衆国法典第３５編の第１３２条（ａ）の要件に適合するであろうように、本明細書に本質的に開示されるよう意図される。
【００１４】
本明細書で使用するとき、文法的冠詞「１つの（ｏｎｅ）」、「ａ」、「ａｎ」、および「その（ｔｈｅ）」は、別途指定されない限り、「少なくとも１つ」または「１つ以上」を含むよう意図される。したがって、冠詞は、本明細書において、その冠詞の文法的目的語の１つまたは複数（すなわち、少なくとも１つ）を指すために使用される。例として、「１つの構成要素」は、１つ以上の構成要素を意味し、したがって、場合により複数の構成要素が企図され、また記載される実施形態の実装に採用または使用されてもよい。
【００１５】
参照により本明細書に全体または一部として組み込まれると考えられるあらゆる特許、出版物、または他の開示資料は、組み込まれる資料が、本開示に記載される既存の定義、記述、または他の開示資料と矛盾しない範囲内でのみ、本明細書に組み込まれる。したがって、また必要な範囲内において、本明細書に記載される開示は、参照により本明細書に組み込まれるあらゆる矛盾する資料にとって代わる。本明細書に参照により組み込むと述べた、ただし、本明細書に記載される既存の定義、記述、または他の開示資料と矛盾する、あらゆる資料、またはその一部は、組み込まれる資料と既存の開示資料との間に矛盾が生じない範囲内でのみ組み込まれるものとする。
【００１６】
本開示は、種々の実施形態の記述を含む。本明細書に記載される全ての実施形態が、例示的、例証的、および非限定的であることを理解すべきである。したがって、本発明は、種々の例示的、例証的、および非限定的実施形態の記載によって限定されない。むしろ、本発明は、特許請求の範囲によってのみ定義され、それを本開示内に明確にまたは本質的に記載されるか、さもなければ本開示によって明確にまたは本質的に支援される任意の特徴を列挙するように修正してもよい。
【００１７】
本開示の態様は、二重硬度、または「二重硬度性の」鋼および鋼物品の非限定的実施形態を含む。本開示に従う鋼物品の可能な形態には、例えば、二重硬度鋼装甲板、または空気硬化性合金鋼を含む他の形態が挙げられる。
【００１８】
本明細書で使用するとき、「空気硬化性」合金鋼は、その最終的な高硬度を達成するために液体中での焼入れを必要としない合金鋼を指す。むしろ、空気硬化された合金鋼では、高硬度は高温から空気中でのみ冷却することによって達成することができる。空気硬化性合金鋼は、高硬度を達成するために液体焼入れを必要としないため、例えば、空気硬化性鋼板といった、空気硬化性鋼の物品は、急速な液体焼入れを通じて発生する可能性がある歪曲および過度な反りを受けない。本開示に従う空気硬化性合金鋼は、従来のロールボンド技術を用いて処理することができ、またその後、高硬度を達成するための従来のロールボンド後熱処理および液体焼入れに対する必要なしに、二重硬度鋼装甲板または他の物品を形成するために空気冷却することができる。
【００１９】
装甲合金鋼は概して、硬度に従って以下の群に分類することができる。（ｉ）均質圧延装甲（「ＲＨＡ」）合金は、米軍規格ＭＩＬ−Ａ−１２５６０Ｈ下で２１２〜３８８ＢＨＮ（ブリネル硬度数）の範囲の硬度を呈し、４００ＢＨＮの合金鋼装甲とも称される。（ｉｉ）高硬度装甲（「ＨＨＡ」）合金は、米軍規格ＭＩＬ−ＤＴＬ−４６１００Ｅ下で４７７〜５３４ＢＨＮの範囲の硬度を呈し、５００ＢＨＮの合金鋼装甲とも称される。および、（ｉｉｉ）超高硬度装甲（「ＵＨＨ」）合金は、米軍規格ＭＩＬ−ＤＴＬ−３２３３２下で５７０ＢＨＮの最小硬度を呈し、６００ＢＨＮの合金鋼装甲とも称される。それに加えて、７００ＢＨＮの空気硬化性合金鋼装甲が開発中である。ある非限定的実施形態によると、二重硬度鋼装甲を形成するために使用される本明細書内の方法によって作製される空気硬化性合金鋼装甲には、ＲＨＡ合金、ＨＨＡ合金、ＵＨＨ合金、および場合により７００ＢＨＮの合金鋼装甲から選択される合金が挙げられるがそれらに限定されない。現在のところ、本発明者は、４００ＢＨＮおよび７００ＢＨＮの空気硬化性鋼装甲のいかなる市販の例も知らない。
【００２０】
図１Ａは、本開示に従う二重硬度鋼物品１０の非限定的実施形態の概略的斜視図であり、図１Ｂは概略的断面図である。二重硬度鋼物品１０は、二重硬度装甲として使用することができる。二重硬度鋼物品１０は、第１の合金硬度を有する第１の空気硬化性合金鋼装甲１２の層と、第２の合金硬度を有する第２の空気硬化性合金鋼１４の層とを備える。非限定的実施形態では、第１の合金硬度は、第２の合金硬度よりも大きい。冶金学的接合領域１６は、第１の空気硬化性合金鋼装甲１２の少なくとも一領域と、第２の空気硬化性合金鋼装甲１４の少なくとも一領域とに付着する。本明細書で使用するとき、「冶金学的接合」は、界面領域内の合金間の拡散、溶接、合金化、または分子間もしくは粒間引力による合金の接合を指す。冶金学的接合領域１６において、第１の空気硬化性合金鋼装甲は、第２の空気硬化性合金鋼装甲とともに内部拡散され、それによって２つの合金はともに固定される。当業者であれば、２つの合金鋼をともに固定するために２つの合金鋼間に冶金学的接合領域を形成するために使用することができる技術の性質を理解するであろう。非限定的実施形態では、冶金学的接合領域は、約７５０μｍ〜約１５００μｍの範囲の厚さを有する。しかしながら、任意の好適な厚さの冶金学的接合領域が、第１の空気硬化性合金鋼装甲１２および第２の空気硬化性合金鋼１４をともに固定するように形成されてもよいことが理解されるであろう。
【００２１】
本開示に従うある非限定的実施形態では、第１の空気硬化性合金鋼装甲は、少なくとも５７４ＢＨＮの硬度を有する。空気硬化されると少なくとも５７４ＢＨＮの硬度を有する空気硬化性ＵＨＨ合金鋼装甲、または６００ＢＨＮの合金鋼装甲の非限定的例は、Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＰＡ  ＵＳＡのＡＴＩ  Ｄｅｆｅｎｓｅから入手可能なＡＴＩ６００−ＭＩＬ（登録商標）超高硬度特殊鋼装甲であり、それは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる係属中米国特許出願第１２／１８４，５７３号に開示される。ＡＴＩ６００−ＭＩＬ（登録商標）超高硬度特殊鋼装甲は、重量パーセント単位で、０．４２〜０．５２の炭素、３．７５〜４．２５のニッケル、１．００〜１．５０のクロム、０．２２〜０．３７のモリブデン、０．２０〜１．００のマンガン、０．２０〜０．５０のケイ素、最大で０．０２０のリン、最大で０．００５の硫黄、バランス鉄、および付帯的不純物を含む。非限定的実施形態では、不純物は、米軍規格ＭＩＬ−ＤＴＬ−３２３３２要件の通り、残留要素からなる。
【００２２】
本開示に従うある非限定的実施形態では、第２の空気硬化性合金鋼装甲は、４７７ＢＨＮ〜５３４ＢＨＮ（境界値を含む）の範囲の硬度を有する。４７７ＢＨＮ〜５３４ＢＨＮ（境界値を含む）の範囲の硬度を有する空気硬化性合金鋼装甲の非限定的例は、ＡＴＩ５００−ＭＩＬ（登録商標）高硬度特殊鋼装甲であり、同様にＡＴＩ  Ｄｅｆｅｎｓｅから入手可能である。ＡＴＩ５００−ＭＩＬ（登録商標）高硬度特殊鋼装甲は、重量パーセント単位で、０．２２〜０．３２の炭素、３．５０〜４．００のニッケル、１．６０〜２．００のクロム、０．２２〜０．３７のモリブデン、０．８０〜１．２０のマンガン、０．２５〜０．４５のケイ素、最大で０．０２０のリン、最大で０．００５の硫黄、バランス鉄、および付帯的不純物を含む。非限定的実施形態では、不純物は、米軍規格ＭＩＬ−ＤＴＬ−４６１００Ｅ要件の通り、残留要素からなる。本開示に従うある非限定的実施形態では、第１の空気硬化性合金鋼装甲は、少なくとも５７４ＢＨＮの硬度を有し、また第２の空気硬化性合金鋼装甲は、４７７ＢＨＮ〜５３４ＢＨＮ（境界値を含む）の範囲の硬度を有する。
【００２３】
再び図１Ａおよび１Ｂを参照すると、二重硬度鋼物品１０は、例えば、異なる硬度値を有する空気硬化性合金鋼から製造される二重硬度鋼装甲板の形態であってもよい。二重硬度鋼装甲物品または装甲１０の前面１８は、第１の空気硬化性合金鋼装甲１２を含み、それは相対的に高い硬度値を有する。前面１８は、第１の空気硬化性合金鋼装甲１２の露出面である「ストライク面」を含む。弾道発射体は、前面１８に接触する際に破断および／または平板化する。二重硬度空気硬化性鋼装甲板１０の裏面１９、または裏当て板は、第２の合金鋼装甲１４を備え、それは第１の空気硬化性合金鋼装甲１２よりも低い硬度を呈する。軟性でより延性の裏面１９は、前面１８を通過する発射体の破片を捕捉するように機能し、また発射体がストライク面に衝突した後、衝突する発射体のエネルギーを吸収する。いかなるある操作の理論によっても拘束されることを望むものではないが、裏面１９、ならびに第１および第２の空気硬化性合金鋼装甲１２と１４との間の冶金学的接合の存在は、弾道発射体が衝突する際に、相対的に硬い前面１８における亀裂および／または亀裂の伝播を抑制すると考えられる。
【００２４】
非限定的実施形態では、二重硬度鋼物品または装甲１０の前面１８の第１の空気硬化性合金鋼装甲１２は、５８〜６５ＲｃのロックウェルＣ硬度を有する。別の非限定的実施形態では、二重硬度鋼物品または装甲１０の裏面１９または裏当て板を含む第２の空気硬化性合金鋼装甲１４は、４５〜５５ＲｃのロックウェルＣ硬度を有する。更に別の実施形態では、第１の空気硬化性合金鋼装甲１２および第２の空気硬化性合金鋼装甲１４のロックウェルＣ硬度間の差は、約１０〜１５Ｒｃポイントである。
【００２５】
別の非限定的実施形態では、二重硬度鋼物品１０の前面１８の第１の空気硬化性合金鋼装甲１２は、米軍規格ＭＩＬ−ＤＴＬ−３２３３２（ＭＲ）に適合する。別の非限定的実施形態では、二重硬度鋼物品１０の裏面１９または裏当て板を含む第２の空気硬化性合金鋼装甲１４は、米軍規格ＭＩＬ−ＤＴＬ−４６１００Ｅ（ＭＲ）に適合する。
【００２６】
現在既知であるか、または以下で当業者に既知となる異なる空気硬化性合金鋼装甲の任意の好適な組み合わせをともに冶金学的に接合して、二重硬度鋼物品を提供することは、本開示の範囲内である。例えば、ある非限定的実施形態では、４００ＢＨＮの空気硬化性合金鋼装甲は、５００ＢＨＮの空気硬化性合金鋼装甲に、または６００ＢＨＮの空気硬化性合金鋼装甲に冶金学的に接合されてもよい。かかる場合にいずれにおいても、より硬い合金は、第１の空気硬化性合金鋼装甲および第１の側として機能し、それは典型的には、飛来弾道発射体によって最初に接触されるため、弾道脅威にさらされることとなる。
【００２７】
表１は、異なる硬度の空気硬化性合金鋼装甲の組み合わせを冶金学的にともに接合することを含む方法によって製造することができる、本開示に従う二重硬度物品のいくつかの非限定的実施形態を記載する。表１に記載する空気硬化性合金鋼装甲のかかる各組み合わせにおいて、図１Ａおよび１Ｂに説明される物品１０に非限定的実施形態に関連して、例えば、より大きい硬度を呈するある組み合わせの合金は、前面１８に含まれる第１の空気硬化性合金鋼装甲１２として機能し、またより低い硬度を呈する合金は、裏面１９に含まれる第２の空気硬化性合金鋼装甲として機能することとなる。表１における４００、５００、６００、および７００への参照は、それぞれ、４００ＢＨＮの空気硬化性合金鋼装甲、５００ＢＨＮの空気硬化性合金鋼装甲、６００ＢＨＮの空気硬化性合金鋼装甲、および７００ＢＨＮの空気硬化性合金鋼装甲に対するものである。表１内の組み合わせでは、同様の合金種類が第１および第２の空気硬化性合金鋼装甲として組み合わされており（例えば、「５００／５００」）、板１０の第１の側１８に含まれる第１の空気硬化性合金鋼装甲は、裏面１９に含まれる第２の空気硬化性合金鋼装甲よりも大きい硬度を有することとなる。
【表１】
0005834095.tif 000002
【００２８】
表１を参照すると、本開示に従う二重硬度鋼装甲板または他の二重硬度鋼物品のある非限定的実施形態は、以下の２つの空気硬化性合金種類を、それぞれ、第１の空気硬化性合金鋼および第２の空気硬化性合金鋼として組み合わせる。４００ＢＨＮの合金鋼（より高い硬度）＋４００ＢＨＮの合金鋼（より低い硬度）；５００ＢＨＮの合金鋼＋４００ＢＨＮの合金鋼；５００ＢＨＮの合金鋼（より高い硬度）＋５００ＢＨＮの合金鋼（より低い硬度）；６００ＢＨＮの合金鋼＋４００ＢＨＮの合金鋼；６００ＢＨＮの合金鋼＋５００ＢＨＮの合金鋼；６００ＢＨＮの合金鋼（より高い硬度）＋６００ＢＨＮの合金鋼（より低い硬度）；７００ＢＨＮの合金鋼＋４００ＢＨＮの合金鋼；７００ＢＨＮの合金鋼＋５００ＢＨＮの合金鋼；７００ＢＨＮの合金鋼＋６００ＢＨＮの合金鋼；および７００ＢＨＮの合金鋼（より高い硬度）＋７００ＢＨＮの合金鋼（より低い硬度）。
【００２９】
本開示に従うある非限定的実施形態では、第２の空気硬化性合金鋼は、空気硬化性自己焼戻し鋼を含む。本明細書で使用するとき、「自己焼戻し鋼」は、その鋼中の炭素が、空気冷却中にマルテンサイト相の一部から部分的に沈殿され、合金鋼の靱性を増大させるα−鉄マトリックス中の炭化鉄の微細分散を形成する鋼を指す。本開示に従うある非限定的実施形態では、第２の空気硬化性合金鋼として含まれる自己焼戻し鋼は、少なくとも２６０ｋｓｉ（１，７９２ＭＰａ）の引張強度、少なくとも１５０ｋｓｉ（１，０３４ＭＰａ）の降伏強度、および少なくとも１３％の伸びを含む、室温引張特性を呈する。本開示に従う別の非限定的実施形態では、第２の空気硬化性合金鋼として含まれる自己焼戻し鋼は、少なくとも２４０ｋｓｉ（１，６５５ＭＰａ）の引張強度、少なくとも１４０ｋｓｉ（９６５ＭＰａ）の降伏強度、および少なくとも９％の伸びを含む、室温引張特性を呈する。ある非限定的実施形態では、本開示に従う二重硬度鋼物品において第２の空気硬化性合金鋼として使用することができる空気硬化性自己焼戻し鋼は、ＡＳＴＭ  Ａ３７０−１０に記載される標準試験方法に従って測定した場合に、表２に記載される最小シャルピーＶノッチ衝撃特性を有する。シャルピーＶノッチ衝撃試験は、エネルギーを吸収する合金鋼の能力を測定する高速歪み速度衝撃試験であり、それによって合金鋼の靱性の測定値を提供する。
【表２】
0005834095.tif 000003
【００３０】
本開示に従う別の非限定的実施形態では、本開示に従う二重硬度鋼物品において第２の空気硬化性合金鋼として使用することができる空気硬化性自己焼戻し鋼は、ＡＴＩ５００−ＭＩＬ（登録商標）高硬度特殊鋼装甲である。別の非限定的実施形態では、本開示に従うある二重硬度鋼物品において第２の空気硬化性合金鋼として含まれることができる空気焼戻し鋼は、重量パーセント単位で、０．１８〜０．２３％の炭素、０．５０〜０．７０％のマンガン、最大で０．０３５％のリン、最大で０．０４％の硫黄、０．１５〜０．３０％のケイ素、３．２５〜３．７５％のニッケル、０．２０〜０．３０％のモリブデン、鉄、および付帯的不純物の公称組成範囲を有し、かつＡＳＴＭ  Ａ２９／Ａ２９Ｍ−０５に記載される特性を有する、Ｇｒａｄｅ  ＡＩＳＩ４８２０合金鋼（ＵＮＳ  Ｇ４８２００）である。
【００３１】
本開示に従う二重硬度鋼物品のある非限定的実施形態では、第１の空気硬化性合金鋼および第２の空気硬化性合金鋼のうちの少なくとも１つは、空気硬化性ニッケル−モリブデン−クロム合金鋼を含む。本開示に従う二重硬度鋼物品のある非限定的実施形態では、第１の空気硬化性合金鋼は、重量パーセント単位で、０．４２〜０．５２の炭素、３．７５〜４．２５のニッケル、１．００〜１．５０のクロム、０．２２〜０．３７のモリブデン、０．２０〜１．００のマンガン、０．２０〜０．５０のケイ素、最大で０．０２０のリン、最大で０．００５の硫黄、鉄、および不純物を含む、それらから本質的に構成されるか、またはそれらから構成されるニッケル−モリブデン−クロム合金鋼である。本開示に従う二重硬度鋼物品のある他の非限定的実施形態では、第１の空気硬化性合金鋼は、重量パーセント単位で、０．２２〜０．３２の炭素、３．５０〜４．００のニッケル、１．６０〜２．００のクロム、０．２２〜０．３７のモリブデン、０．８０〜１．２０のマンガン、０．２５〜０．４５のケイ素、最大で０．０２０のリン、最大で０．００５の硫黄、鉄、および付帯的不純物を含む、それらから本質的に構成されるか、またはそれらから構成されるニッケル−モリブデン−クロム合金鋼である。
【００３２】
本開示に従う態様は、本開示に従う空気硬化性合金鋼を含む二重硬度合金鋼物品を含むか、または本開示に従う空気硬化性合金鋼を含む二重硬度合金鋼物品から構成される製品に関する。ある非限定的実施形態では、製品は、装甲、ブラスト保護車両外殻、ブラスト保護Ｖ字形車両外殻、ブラスト保護車両底部、およびブラスト保護囲いから選択される。
【００３３】
本開示に従う追加の態様は、例えば、板または他の物品の形態の二重硬度鋼装甲といった、二重硬度鋼物品を製造する方法に関する。図２のフローチャートに関連して、二重硬度鋼装甲を作製するための本開示に従う方法２０の一非限定的実施形態は、第１の噛合面を備え、かつ第１の部品硬度を有する、第１の空気硬化性合金鋼部品を提供すること（図２のステップ２１）、および第２の噛合面を備え、かつ第２の部品硬度を有する、第２の空気硬化性合金鋼部品を提供すること（２２）を含む。方法２０のある非限定的実施形態では、第１の部品硬度は、第２の部品硬度よりも大きい。方法２０の種々の非限定的実施形態では、各第１の空気硬化性合金鋼部品および第２の空気硬化性合金鋼部品は、独立して、空気硬化性合金鋼の板、スラブ、シート、および鋳造物から選択される。再び図２を参照すると、第１の空気硬化性合金鋼部品および第２の空気硬化性合金鋼部品は、第１の噛合面の少なくとも一部が第２の噛合面の少なくとも一部に接触するように位置付けられる（２３）。非限定的実施形態では、第１の噛合面の全部が、第２の噛合面の全部に接触する。第１の空気硬化性合金鋼部品は、第２の空気硬化性合金鋼部品に冶金学的に固定されて（２４）、冶金学的に固定されたアセンブリを形成する。冶金学的に固定されたアセンブリは、熱間圧延され（２５）、第１の噛合面および第２の噛合面の全部または一部の間に冶金学的接合領域を提供し、それによって第１の空気硬化性合金鋼部品と第２の空気硬化性合金鋼部品とを冶金学的にともに接合する。熱間圧延されたアセンブリは、冷却される（２６）。ある非限定的実施形態では、第１の噛合面および第２の噛合面のうちの少なくとも１つの少なくとも一部は、位置付けするステップ（２３）の前に任意で研磨される。
【００３４】
先に述べたように、図２の方法２０では、第１の空気硬化性合金鋼部品は、熱間圧延前に、第２の空気硬化性合金鋼部品に冶金学的に固定され、冶金学的に固定されたアセンブリを形成する。本明細書で使用するとき、「冶金学的に固定する」は、拡散、合金化、合金間または合金と溶接する合金との間の分子間または粒間引力によって、合金を接合することを指す。第１および第２の空気硬化性合金鋼部品をともに冶金学的に固定することによって生産される中間物品は、本明細書では、参照の便宜上、冶金学的に固定されたアセンブリまたは溶接されたアセンブリとして参照する。本開示に従う方法のある非限定的実施形態では、第１の空気硬化性合金鋼部品を第２の空気硬化性合金鋼部品に冶金学的に固定することは、第１および第２の空気硬化性合金鋼部品を、第１の噛合面の周辺部の少なくとも一領域と、第２の噛合面の周辺部の少なくとも一領域とをともに溶接することによって、ともに固定することを含む。ある非限定的実施形態では、第１の空気硬化性合金鋼部品を第２の空気硬化性合金鋼部品に冶金学的に固定することは、第１の噛合面の周辺部全体と第２の噛合面の周辺部全体とをともに溶接することを含む。第１のおよび第２の空気硬化性合金鋼部品をともに冶金学的に固定すること（２４）は、２つの部品を適切に位置づけ、それらが、その後の熱間圧延ステップによってともに冶金学的に接合されることを可能にする。この事実を考慮すると、第１の噛合面の周辺部全体と第２の噛合面の周辺部全体をともに溶接するか、さもなければ冶金学的に固定することは必要ではない。
【００３５】
別の非限定的実施形態では、第１の空気硬化性合金鋼部品を第２の空気硬化性合金鋼部品に冶金学的に固定して、冶金学的に固定されたアセンブリを形成することは、第１の噛合面の少なくとも一領域と第２の噛合面の少なくとも一領域とを爆着することを含む。金属および金属合金の爆着のプロセスは、当業者には既知であり、本明細書に更に詳細に述べる必要はない。
【００３６】
方法２０のある非限定的実施形態では、第１および第２の空気硬化性合金鋼部品（２４）を冶金学的に固定する前に、第１および第２の噛合面を、例えば、それらの一方または両方の表面の全部または一部を研磨することによって、調製することが必要であるか、または望ましい。方法２０のある非限定的実施形態では、冶金学的に固定されたアセンブリを熱間圧延する前に、冶金学的に固定されたアセンブリ内で、第１および第２の噛合面の間の空気を排気することが望ましいことがある。これらの付加的ステップは、冶金学的に固定されたアセンブリを熱間圧延する際に、第１および第２の空気硬化性合金鋼部品の間の好適な冶金学的接合の形成を、より確実にすることができる。当業者であれば、過度の実験なしに、かかる熱間圧延前ステップが必要であるまたは望ましいかを決定することができるであろう。
【００３７】
再び図２を参照すると、方法２０は、冶金学的に固定されたアセンブリを熱間圧延して（２５）、第１の空気硬化性合金鋼部品の第１の噛合面の少なくとも一部と、第２の空気硬化性合金鋼部品の第２の噛合面の少なくとも一部との間に冶金学的接合を形成することを含む。方法２０のある非限定的実施形態では、熱間圧延すること（２５）は、冶金学的に固定されたアセンブリを、約７００°Ｆ（３７１．１℃）〜約２１００°Ｆ（１１４９℃）（境界値を含む）の範囲の熱間圧延温度で熱間圧延することを含む。非限定的実施形態では、最終熱間圧延中に圧延機から外れる熱間圧延されたアセンブリの最小温度は、約７００°Ｆ（３７１．１℃）である。別の非限定的実施形態では、熱間圧延すること（２５）は、冶金学的に固定されたアセンブリに、０．５Ｔｍよりも大きく、かつ最大で、第１および第２の空気硬化性合金鋼部品の初期融解が生じない最高温度である熱間圧延温度で実施され、Ｔｍは、冶金学的に固定されたアセンブリにおける最高融解温度を有する空気硬化性合金鋼部品の融解温度である。冶金学的に固定されたアセンブリを熱間圧延すること（２５）は、第１および第２の空気硬化性合金鋼部品を、それらの境界面の全部または一部に沿ってともに冶金学的に接合するように実施され、それによって、好適な整合性を有する二重硬度合金鋼部品を提供する。熱間圧延することは、第１および第２の空気硬化性合金鋼が内部拡散される冶金学的接合領域を生み出す。当業者であれば、本開示を読めば、過度な実験なしに、好適な熱間圧延温度を決定することができる。それに加えて、合金鋼部品のアセンブリを熱間圧延して、境界面に沿って部品をともに冶金学的に接合する技術は当業者には既知であるため、本開示の方法に従う熱間圧延するステップは、本明細書における更なる考察を伴わずに、当業者によってうまく実施されることが可能である。
【００３８】
方法２０のある非限定的実施形態では、冶金学的に固定されたアセンブリを熱間圧延すること（２５）は、アセンブリを、二重硬度鋼装甲板または他の物品としての使用に好適な厚さに熱間圧延することを含む。可能な物品厚さの非限定的例は、例えば、０．０４０インチ（０．１０２ｃｍ）厚のシートから、３インチ（７．６２ｃｍ）厚の板にわたる。方法２０の他の非限定的実施形態では、冶金学的に固定されたアセンブリを熱間圧延することは、アセンブリを、中間の厚さに熱間圧延すること、アセンブリの少なくとも１つの外面をグリットブラストすること、およびグリットブラストされたアセンブリを二重硬度鋼装甲板または他の物品としての使用に好適な厚さに更に熱間圧延することを含む。かかる他の物品には、例えば、ブラスト保護車両外殻、ブラスト保護Ｖ字型車両外殻、ブラスト保護車両底部、およびブラスト保護囲いから選択される物品が挙げられる。
【００３９】
方法２０のある非限定的実施形態では、冶金学的に固定されたアセンブリを熱間圧延することは、それぞれ、第１の空気硬化性合金鋼および第２の空気硬化性合金鋼の対向する第１および第２の噛合面の境界面の実質的に全体に沿って、冶金学的接合をもたらす。かかる場合において、得られる二重硬度鋼物品は、例えば、図１Ａおよび１Ｂに概略的に図示される物品１０の構造を有してもよく、そこでは冶金学的接合領域１６が熱間圧延に際して生み出され、また第１の空気硬化性合金鋼１２と第２の空気硬化性合金鋼１４との間の境界面の実質的に全体に沿って延在する。
【００４０】
熱間圧延されたアセンブリの空気硬化性合金鋼が、空気中で熱間圧延温度から冷却されると、合金は、高硬度を達成するための熱間圧延後ステップに対する必要なしに、所望の硬度に硬化される。例えば、熱間圧延されるアセンブリに第１または第２の空気硬化性合金鋼として含まれる４００ＢＨＮの合金鋼は、熱間圧延温度から周囲空気中で冷却すると、２１２〜３８８ＢＨＮの硬度を示すことになる。熱間圧延されるアセンブリに第１または第２の空気硬化性合金鋼として含まれる５００ＢＨＮの合金鋼は、熱間圧延温度から周囲空気中で冷却すると、４７７〜５３５ＢＨＮの硬度を示すことになる。熱間圧延されるアセンブリに第１または第２の空気硬化性合金鋼として含まれる６００ＢＨＮの合金鋼は、熱間圧延温度から周囲空気中で冷却すると、５７０ＢＨＮの最小硬度を示すことになる。例えば、４００ＢＨＮ、５００ＢＨＮ、６００ＢＨＮ、および７００ＢＨＮの合金鋼装甲といった、空気硬化性合金鋼装甲は、オーステナイト化および油焼入れといった、ロールボンド後ステップを必要としないため、本開示の方法に従って作製される二重硬度合金鋼物品は、所望の弾道抵抗特性を維持しながら、入手可能な熱間圧延設備によってのみ制限される寸法に製造することができる。従来の油焼入れの熱間圧延後ステップは、本開示の物品および方法において使用されるとき、空気硬化性合金において所望の硬度を達成するのに必要ではないため、本明細書に述べられる方法によって作製される二重硬度合金鋼物品を平板化することは必要でなくてもよい。本開示の物品を焼戻しすることは、ある用途には不要であり得るが、他のものには依然として必要であり得る。焼戻しは、物品の靱性を増大させることによって、その物品の性能を改善することができる。平板化が必要である場合、本開示の方法の実施形態の結果として生じる熱処理歪曲は油焼入れされた材料よりも少なくなるため、それはより低い程度で必要であろう。それに加えて、本方法および本物品に使用される合金の空気硬化性性質のため、本明細書に開示されるような二重硬度合金鋼物品の機械鋸切断は、物品の反りをもたらさない。
【００４１】
以下の実施例は、本発明の範囲を制限することなく、ある非限定的実施形態を更に説明することを意図する。当業者であれば、以下の実施例の変形が、特許請求の範囲によってのみ定義される本発明の範囲内にあることが可能であることを理解するであろう。
実施例１
【００４２】
本開示に従う二重硬度空気硬化性鋼装甲の非限定的実施例では、ＡＴＩ６００−ＭｌＬ（登録商標）超高硬度特殊合金鋼装甲を、装甲の前面またはストライク側に対して使用し、またＡＴＩ５００（登録商標）高硬度特殊合金鋼装甲を、装甲の裏面または裏当て板として使用する。インゴット表面を、従来の手法を用いて研磨する。２つの合金のインゴットまたは連続鋳造「コンキャスト（ｃｏｎｃａｓｔ）」スラブを、約１３００°Ｆ（７０４℃に等しい）の第１の温度まで加熱し、第１の温度で６〜８時間保ち、最大で約２０５０°Ｆ（１１２１℃）の第２の温度まで約１５０°Ｆ／時間（６６℃／時間）で加熱し、第２の温度で厚さ１インチあたり約３０分間またはそれ以上保つ。例として、ＡＴＩ６００−ＭｌＬ（登録商標）合金鋼装甲インゴットは、オーバーサイズ２．８０インチ（７．１１ｃｍ）厚のスラブに熱間圧延される。ＡＴＩ５００−ＭＩＬ（登録商標）合金鋼装甲インゴットは、オーバーサイズ３．３０インチ（８．３８ｃｍ）厚のスラブに熱間圧延される。スラブを、１２５０°Ｆ（６７６．７℃）で最短で１２時間、応力解放する。各スラブの鋳型を、アセンブリ整合のため同一の幅および長さに鋸切断する。各スラブを、平板化しおよび引き伸ばし、計測する。例として、ＡＴＩ６００−ＭｌＬ（登録商標）鋼装甲スラブは、２．５０インチ（６．３５ｃｍ）の厚さに引き伸ばされ、またＡＴＩ５００−ＭＩＬ（登録商標）鋼装甲スラブは、３．００インチ（７．６２ｃｍ）の厚さに引き伸ばされる。引き伸ばされたインゴットの表面を、全面的に洗浄して、油および潤滑油といった、あらゆる異物を除去する。
【００４３】
溶接を促進するため、各スラブの周辺端部上に斜面を機械加工する。スラブを、従来の手順を用いてショットブラストする。保管のため、スラブを紙で覆い、酸化を抑制するため室内で保管する。７日間以内に溶接されていないスラブは、あらゆる酸化を除去するため、再びショットブラストする。ＡＴＩ６００−ＭｌＬ（登録商標）鋼装甲スラブを、ＡＴＩ５００−ＭＩＬ（登録商標）鋼装甲スラブの上に配置し、２つのスラブの冶金学的に固定されたアセンブリを提供するように、低水素溶接棒またはワイヤ（溶接用名称７０１８）を用いて、位置合わせした斜端でスラブをともに溶接する。
【００４４】
溶接された（冶金学的に固定された）アセンブリを、硬い側、すなわち、ＡＴＩ６００−ＭＩＬ（登録商標）鋼装甲側を同定するために型打ちし、またアセンブリを、２２００°Ｆ（１２０４℃）またはそれ未満まで加熱し、アセンブリ１インチあたり３０〜４５分間またはそれ以上（アセンブリ１ｃｍあたり１１．８〜１７．７分間またはそれ以上）、その温度に保つ。次に、アセンブリを、３．５インチ（８．９ｃｍ）〜５．０インチ（１２．７ｃｍ）の範囲内の厚さまで、ＡＴＩ６００−ＭＩＬ（登録商標）鋼装甲側を上側とするリスラブに圧延する。
【００４５】
圧延されたリスラブアセンブリを、硬い側を上にして従来の方法でショットブラストし、次に１７５０°Ｆ（９５４．４℃）まで加熱し、アセンブリ１インチあたり３０〜４５分間（アセンブリ１ｃｍあたり１１．８〜１７．７分）保ち、最終厚さまで圧延する。圧延されたアセンブリを、１６００°Ｆ±２００°Ｆ（８７１．１℃±９３℃）で正規化し、空気冷却し、また必要に応じて平板化する。平板化することは、従来の平板化手順を含んでもよく、または参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願第１２／５６５，８０９号に開示されるように、正規化処理の間、平板性を維持するのに十分な張力または圧縮応力を、圧延されたアセンブリに適用することを含んでもよい。平板化は、本開示に従う二重硬度鋼を作製する方法のある非限定的実施形態において必要であっても必要でなくてもよい。しかしながら、平板化が本明細書内の方法のある実施形態において必要とされる場合であっても、それは本明細書内の方法の実施形態では、低減された熱処理歪曲のため、従来の方法における場合よりも低い程度で必要とされ得る。
【００４６】
圧延されたアセンブリを、１７５°Ｆ（７９．４℃）〜２５０°Ｆ（１２１℃）の間の温度で３０分〜１２０分間焼き戻しする。このように生産した二重硬度空気硬化性鋼装甲を、ショットブラストし、また所望の寸法に水ジェット切断または研削切断する。
【００４７】
本開示を、種々の例示的、例証的、および非限定的実施形態への参照とともに記述してきた。しかしながら、当業者であれば、任意の開示される実施形態（または、その一部）の種々の代用、修正、または組み合わせが、特許請求の範囲によってのみ定義されるように本発明の範囲から逸脱することなく、成されることが可能であることを理解するであろう。したがって、本開示は、本明細書に明記されない追加の実施形態を包含することが想定および理解される。かかる実施形態は、例えば、本明細書に記載される実施形態の開示されるステップ、材料、成分、構成要素、要素、特徴、態様、および同類のもののうちのいずれかを組み合わせるおよび／または修正することによって、獲得することができる。したがって、本開示は、種々の例示的、例証的、および非限定的実施形態の記載によって限定されず、しかしむしろ、特許請求の範囲によってのみ限定される。このように、特許請求の範囲は、本特許出願の出願手続中に、本明細書に様々に記載されるように、特許請求された発明に特徴を加えるように修正されてもよいことが理解されるであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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