Về những thiếu sót trong công nghệ sản xuất giáp xe BMP-3
Алюминиевая броня, если говорить в целом, штука довольно капризная в плане условий её производства. Любое нарушение технологического процесса или неоптимальный выбор технологии может привести к значительному изменению её свойств, что может сказаться на живучести и качестве броневой защиты, выполненных из сплавов на основе алюминия.
В некоторой степени не избежала подобного и БМП-3, чему была посвящена статья отечественных исследователей, опубликованная в 1991 году. В ней рассказывалось о новой технологии изготовления броневых деталей для данной машины (неизвестно, стали ли её использовать впоследствии), но главное — и о недостатках существующей. Так что с технической стороны материал довольно интересный, потому рекомендуем к прочтению.
Усовершенствованная технология термообработки деталей корпуса БМП-3
Боевые машины пехоты первого поколения БМП-1 и БМП-2 имели стальной сварной корпус с использованием навесных элементов из алюминиевых конструкционных сплавов АЦМ и Д20. В отличие от них корпус БМП-3 представляет собой алюминиевую броневую конструкцию из специальной брони. Использование алюминия позволяет уменьшить массу корпуса из такого материала на 25% по сравнению со стальным корпусом, обладающим аналогичными характеристиками бронестойкости.
Первой в отечественном бронекорпусном производстве машиной с алюминиевым корпусом (при стальной башне) была боевая машина десанта БМД-1 с противопульным бронированием, выполненным из сплава марки АБТ-101 толщиной 8...32 мм.
Xe tăng BMP-3 mới là thiết kế xe tăng đầu tiên của Nga có thân và tháp pháo hoàn toàn bằng nhôm. Thân xe BMP-3 được trang bị giáp chống đạn và vật phóng ABT-102 bằng nhôm. Hợp kim giáp này thuộc hệ hợp kim Al-Zn-Mn có khả năng biến dạng và tôi cứng bằng nhiệt (Giấy chứng nhận tác giả số 928271).
Các đặc tính của giáp được hình thành ở tất cả các giai đoạn sản xuất (đúc, cán, v.v.), nhưng giai đoạn quyết định là xử lý nhiệt.
Trong quá trình sản xuất thân xe BMD-1, phương pháp xử lý nhiệt được sử dụng, bao gồm làm cứng lớp giáp và sau đó là quá trình lão hóa hai giai đoạn của các tấm và cấu trúc giáp (Bảng 1).
Bảng 1
Khác với BMD-1, BMP-3 sử dụng các tấm giáp dày 10-60 mm. Thân xe và tháp pháo được hàn từ hợp kim ABT-102, trong khi sàn xe được làm từ các tấm thép AMg6 dập khuôn.
Sự khác biệt về giáp bảo vệ được xác định bởi các thông số kỹ thuật yêu cầu và đặt ra các yêu cầu khác nhau đối với các bộ phận nhô ra phía trước, bên hông và phía sau của xe. Các bộ phận nhô ra phía trước tạo thành nhóm chống đạn bắn, các bộ phận phía sau tạo thành nhóm chống đạn xuyên giáp, và các bộ phận bên hông tạo thành nhóm hỗn hợp. Những điều kiện này xác định các yêu cầu về tính chất cơ học (độ cứng) cho mỗi nhóm bộ phận này.
Như vậy, khả năng chống đạn phụ thuộc trực tiếp vào độ cứng H. Khi H tăng, tốc độ giới hạn hư hại có điều kiện Vпкп tăng lên với độ lan rộng lên đến 50 m/s (Hình 1); để đạt được điều này, cần đảm bảo độ cứng ≥140 HB trong nhóm các thành phần chống đạn. Ngược lại, khả năng chống đạn αпкп tỷ lệ nghịch với độ cứng (Hình 2).
Hình 1. Sự phụ thuộc của giới hạn tốc độ gây hư hại có điều kiện Vпкп vào độ cứng và độ dày b của giáp ABT-102 khi bắn đạn B32 cỡ nòng 7,62 mm ở cự ly gần trong điều kiện bình thường: chấm đen – độ cứng trên 140 HB, chấm nhạt – độ cứng không dưới 140 HB.
Hình 2. Sự phụ thuộc của sức cản đạn αпкп khi bắn vào giáp ABT-102 bằng đạn BT 30 mm (khoảng cách 300 m) vào độ cứng H: dấu chấm – độ cứng > 140 HB, và hình tam giác – không nhỏ hơn 140 HB; vùng có giá trị tối ưu được tô bóng.
Trong trường hợp này, giá trị tối ưu là độ cứng dưới 140 HB. Một nhóm các bộ phận hỗn hợp phải cân bằng cả hai yêu cầu trái ngược này và có thể được biểu thị bằng độ cứng gần 140 HB (Bảng 2).
Bảng 2. Độ cứng tối ưu của các nhóm chi tiết khác nhau
Phân tích công nghệ xử lý nhiệt hiện có, kết hợp giữa quá trình lão hóa giai đoạn II và tôi luyện sau hàn, cho thấy những thiếu sót đáng kể. Những thiếu sót này bao gồm sự khác biệt giữa các đặc tính bảo vệ của các bộ phận và giá trị tối ưu của chúng, cũng như sự biến đổi đáng kể về đặc tính giữa các bộ phận có cùng độ dày nhưng ở các vị trí khác nhau trong cụm giáp.
Bảng 3 trình bày độ cứng trung bình của các nhóm chi tiết khác nhau thu được sau quá trình gia công bằng công nghệ hiện có, so với phạm vi độ cứng tối ưu.
Bảng 3. So sánh độ cứng theo nhóm chi tiết (tử số – giá trị trung bình, mẫu số – độ phân tán)
Таблица составлена на основании данных более чем 110 машин (220 измерений на каждую толщину). Разброс вычислялся как утроенная дисперсия. Таким образом, твердость брони находится в указанном интервале с вероятностью 95%, и большинство деталей находится за пределами оптимума. Снижение защитных свойств объясняется совместным нагревом деталей различного назначения и разной толщины (в сварном броневом узле) на II ступени старения.
С целью устранения недостатков традиционной технологии, т. е. получения дифференцированных свойств по группам деталей и уменьшения разброса механических свойств, была разработана технология термообработки деталей корпуса, которая защищена авторским свидетельством № 236106 (табл. 4).
Таблица 4. Режимы термообработки деталей корпуса
Первая ступень старения проводится с целью получения металла (прокат сплава АБТ-102) в состоянии максимальной прочности. Вторая стадия проводится для перестаривания металла и получения дифференцированных броневых свойств, также для достижения коррозионной стойкости. Послесварочный отпуск узлов предназначен снятия остаточных послесварочных напряжений первого и второго рода, с целью обеспечения требований по стойкости и коррозионному растрескиванию под напряжением без изменения механических и броневых свойств, полученных в результате II ступени старения.
Исследование технологии на заводе проводилось в три этапа:
1. Послесварочный «щадящий» отпуск двух корпусов и башен для оценки снижения остаточных напряжений.
2. Термообработка карт АБТ-102 в режиме II и III ступеней старения, имитирующем режим подетальной термообработки, с целью уточнения температурного интервала и времени выдержки по результатам испытаний на бронестойкость и уровню твердости.
3. Термообработка по новой технологии.
Осмотр двух корпусов, обработанных по режиму «щадящего» отпуска (1-й этап проверки), прошедших пробеговые испытания (по истечении 10–12 месяцев с момента проведения послесварного отпуска), подтвердил эффективность снятия послесварочных напряжений и отсутствие разрозненного и усталостного растрескивания.
Твердость карт, обработанных по режимам последовательной технологии термообработки (второй проверки), была близка к оптимальной, обеспечивая требуемый уровень бронестойкости. По результатам второго этапа были назначены дифференцированные по толщинам режимы II ступени старения. В этих режимах обработаны 2 корпуса и башни. Как оказалось, свойства металла формируются в основном на стадии II ступени старения.
Изменение твердости в результате послесварочного отпуска при этом не превышает погрешности метода Бринелля. Послесварочный отпуск обеспечил требуемое снижение уровня остаточных напряжений, при котором отсутствует растрескивание металла под действием коррозии.
Испытания карт пулевым и снарядным обстрелом показали, что защитные свойства всех контрольных карт удовлетворяют требованиям ТУ. По критерию αпкп получился запас противоснарядной стойкости около 2°. Получен также некоторый запас защитных свойств (Vпкп=20÷30 м/с) при пулевом обстреле.
Вывод. Усовершенствованная технология термообработки деталей корпуса БМП-3 обеспечивает повышение их защитных свойств.
Nguồn:
«Усовершенствованная технология термообработки деталей корпуса БМП-3». А.А. Арцруни, В.Р. Бегичев, Ю.З. Засельский и др. «Вестник бронетанковой техники» №5 за 1991 год.
tin tức