АСПЕКТЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГКИХ БРОНЕВЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХМАТЕРИАЛОВ С МЕХАНИЗМОМ ЛОКАЛИЗАЦИИ ХРУПКИХ ТРЕЩИН В СТРУКТУРЕ ПРИ БАЛЛИСТИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
Authors: Крюков Д.Б. 
Published: October 2024

Приведен анализ состояния вопроса по разработке и получению металлических и композиционных бронематериалов. Анализ научно-технической литературы показал, что традиционно используемые монометаллические брони имеют ряд ключевых недостатков, оказывающих влияние на тактико-технические характеристики изделий, а именно существенный вес и толщину. При этом отмечается, что композиционные неметаллические брони, в свою очередь, не способны выдерживать множественные попадания в локальные области конструкции вследствие полного своего разрушения или расслоения. Показана перспективность получения многослойных металлических бронематериалов на основе легких металлов и сплавов сваркой взрывом, сочетающих в себе высокие показатели пулестойкости и конструкционной прочности наряду с низким удельным весом. Представлена новая схема армирования композита с применением технологии сварки взрывом, позволяющая локализовать развитие хрупких трещин по межслойным границам при внешнем баллистическом воздействии на объект. Сваркой взрывом получен армированный композиционный материал на основе сплавов титана и алюминия. Определены рациональные режимы ударно-волнового нагружения, обеспечивающие получение композиционного материала требуемого качества. С целью улучшения тактико-технических характеристик композита было предложено формирование в его структуре высокотвердых интерметаллических слоев за счет термической обработки. Определены рациональные режимы высокотемпературного отжига, обеспечивающие формирование интерметаллических слоев заданной толщины в структуре композита. Исследован фазовый состав прослоек интерметаллида. Описан механизм локализации хрупких трещин в структуре композита при баллистическом воздействии на него.

The research provides a state-of-the-art analysis of the problem of developing and obtaining metal and composite armour materials. The traditionally employed monometallic armour has a number of important drawbacks that exert an impact on the tactical and technical features of the products, specifically, large weight and thickness, proved by the published research findings. It is noted that composite non-metallic armor, in turn, is not able to withstand multiple hits in local areas of the structure due to its complete destruction or delamination.The research presents a potential method for creating multilayer metal armour materials based on light metals and alloys by explosive welding, which combines excellent structural strength and bullet resistance with low specific gravity.A new composite reinforcement scheme using explosion welding technology is presented, which allows localizing the development of brittle cracks along interlayer boundaries with exter-nal ballistic impact on the object.An enhanced composite material made of titanium and alumin-ium alloys is produced by means of explosive welding. The determination of rational shock-wave loading modes guarantees the production of composite material of the required quality.In order to improve the tactical and technical characteristics of the composite, it is proposed to form high-solid intermetallic layers in its structure due to heat treatment.In order to guaran-tee the production of intermetallic layers with a predetermined thickness in composite struc-tures, rational high-temperature annealing modes are defined.The phase composition of inter-metallic interlayers was examined. The mechanism of localization of brittle cracks in composite structures exposed to ballistic action is described.