Актуальність питання ефективного бронезахисту спричинена постійним вдосконаленням та розвитком боєприпасів. Сучасний бронезахист, як для військового так і для цивільного застосування, вимагає використання облегшених, порівняно з традиційними, матеріалів. Так, використання гомогенної сталі як бронезахисту може збільшити загальну вагу бойової машини на 15-20%, що змінює її рухливість, маневреність, паливну економічність та вимагає потужніших двигунів та міцніших гальмівних механізмів [1].

Відомо, що найбільш балістично ефективні бронематеріали та системи мають пластинчасту, шарувату або ламіновану структуру. Обʼємно-армовані метал-матричні композиційні матеріали, у свою чергу, мають деякі недоліки, оскільки додавання дискретних частинок або волокон до пластичної матриці незначною мірою покращує баланс властивостей, необхідних для броньового матеріалу: загалом, вони мають низькі поперечні властивості, знижену пластичність та вʼязкість із підвищеною схильністю до дискування та відшарування [2].

Ефективність шаруватої структури забезпечується за рахунок наявності зовнішнього міцного та твердого шару, який деформує та гальмує пробивний елемент, і внутрішнього пластичного шару, який запобігає розтріскуванню та руйнуванню бронезахисту [3].

У той же час все активніше використовують бронезахист, виготовлений з кольорових металів – насамперед алюмінію та титану, які дають змогу зменшити вагу бронемашин, підвищивши таким чином їх мобільність та ефективність [2, 4-5]. Поширеними є титанові сплави марок ВТ6, ВТ14 і ВТ23 та алюміній-магнієві сплави, особливо марки АМг6.

У попередніх роботах нами було досліджено шаруваті композити систем ВТ1-0/Al [6], ВТ6/Al [7] та Ti-TiB/Al, виготовлені за технологією рідкофазного формування. Встановлено, що отримані матеріали мають знижену густину та підвищену міцність порівняно з вихідними матеріалами (рис. 1). Окрім того, представлена рідкофазна технологія забезпечує міцне міжфазне зʼєднання, є менш енергозатратною та не потребує складного технологічного обладнання, на відміну від поширених твердофазних технологій виготовлення шаруватих металевих матеріалів. Отримані результати свідчать про перспективність розширення спектру використовуваних вихідних сплавів та подальших досліджень рідкофазно сформованих титан/алюмінієвих шаруватих композиційних матеріалів.

Рис. 1. Графік Ешбі з відображеними властивостями виготовлених матеріалів системи Ті/Al порівняно із вже відомими

Література:

1.   Prikhodko S. V., Ivasishin O. M., Markovsky P. E. et al. Titanium Armor with Gradient Structure: Advanced Technology for Fabrication. Advanced Technologies for Security Applications. NATO Science for Peace and Security Series B: Physics and Biophysics. / Edited by C. Palestini, C. Dordrecht: Springer. 2020. P. 127–140. https://doi.org/10.1007/978-94-024-2021-0_13

2.   The Science of Armour Materials. / Edited by Ian G. Crouch. Duxford; Cambridge, MA: Woodhead Publishing, 2017. – 715 p.

3.   Іvasishin О. М., Markovsky P. E., Savvakin D. G. et al. Microstructure and Properties of Titanium-based Materials Promising for Antiballistic Protection. Progress in Physics of Metals. 2019. Vol. 20, № 2. P. 285–309.

https://doi.org/10.15407/ufm.20.02.285

4.   Ghaziary H. Application and Performance Characteristics of Aluminum Armor Plate for the Hull Construction of Current and Future Military Tactical Vehicles. SAE Technical Paper. 2011. 2011-01-0536. https://doi.org/10.4271/2011-01-0536

5.   Montgomery J. S., Wells M. G. H. Titanium Armor Applications in Combat Vehicles. JOM. 2001. Vol. 53. P. 29–32. https://doi.org/10.1007/s11837-001-0144-2

6.   Smirnova Y., Huriia I., Loboda P. Liquid phase fabrication technology of layered Ti/Al composite. U.P.B. Scientific bulletin, Series B: Chemistry and Materials Science. 2021. Vol. 83, Iss. 4. P. 273–282.

7.   Смірнова Я. О., Гурія І. М. Мікроструктура та механічні властивості шаруватого литого композиту ВТ-6/Al. Метал і лиття України. 2022. Том 30, №1. С. 84–90. https://doi.org/10.15407/steelcast2022.01.084