对象 685 钛合金
钛能决定一切问题
在深入之前 俄罗斯钛制坦克建造中,值得一提的是,钛在装甲车上的使用仍然不被认为是越界的理由。在回答有关钛合金成本高的合理问题时,JSC钢铁研究院的专家提到,俄罗斯钛半成品制造商的工作量高达60%。增加产量可以降低产出成本。这些是 2018 年的数据,目前不太可能有效。过去几年俄罗斯军工企业的发展无疑给钛合金制造商带来了100%甚至更多的负荷。飞机制造商正在采用钛的轻质装甲和结构元件。许多金属用于个人防护设备。但如果我们不考虑上述所有内容,那么在某些条件下,用钛铸造装甲车的各个元件在经济上确实是可行的。或者也许 坦克采用钛合金装甲?
一些入门说明。从理论上讲,钛几乎是制造盔甲的理想金属。该设计具有同等的子弹和射弹抵抗力,比经典的钢制和铝制装甲轻 40%。钛具有无与伦比的耐腐蚀性、耐火和高比强度。重要的是,钛和铝一样是非磁性的。没有人会开着坦克去接受核磁共振检查,但是 这个属性在战争中绝对不会是多余的。
也有一些缺点。钛合金的耐磨性不够,这对于坦克制造至关重要。其余的“缺陷”对于装甲来说并不那么重要(钛部件在承受循环载荷时的耐久性特性降低,对集中应力高度敏感,以及在静态和循环载荷下接触强度低),特别是在装甲成本高昂的金属背景下。平均而言,钛合金装甲的价格是传统钢合金的十倍。好像价格太高了?然而,这并不妨碍用钛合金生产支撑轮和履带、张紧机构曲柄和坦克悬挂支架。
目前,钛装甲的成本几乎与广泛使用的陶瓷防护相当(由于回收材料的广泛使用)。钛合金进一步适应装甲结构需求的工作仍在继续——几年前,俄罗斯提出了 VST-2 合金。开发商是 VSMPO-AVISMA 和钢铁研究院。由于广泛使用钛生产废料和低品位海绵钛,装甲成本降低。为了降低成本,冶金学家减少了稀有金属的份额,这就是为什么它获得了“稀有合金”这一特征名称的原因。 2015年,一位装甲开发商这样评价这款新产品:
“在一级和二级轻型防弹衣中,可容纳马卡洛夫手枪和TT的子弹,由于采用了新型钛合金,重量减轻了12-15%。俄罗斯正在为第三级和第五级防弹衣制造装甲板,该装甲板应容纳卡拉什尼科夫突击步枪和SVD步枪。在那里,重量可能会减轻30-40%。
进一步的改进可以称为VST-2B,用金属层加固陶瓷层在表面。未来属于陶瓷钛复合合金。但即使是如此出色的合金,原则上也不打算用于坦克装甲 。 它的作用是防御 7.62-12.7 毫米口径子弹。
低合金钛合金VST-2B
Object 685 是为数不多的制造能够承受炮弹火力的钛合金装甲车的尝试之一,它在很多方面都预示着现代 BMP-3 和 Sprut 自行火炮的出现。焊接车体和炮塔的钛合金使其能够承受 23 毫米炮弹的正面火力。轻型坦克的重量为16,5吨,这并不是一个显着的优势。在防护等级相似的情况下,BMP-3和Sprut-SD的重量不超过18吨。结果钛合金 Object 685 于 1975 年被废弃。
70年前
在钛装甲生产现状的背景下,寻找坦克合金配方的故事看起来很有趣。 GKOT 第 120 局最近解密的决定可以被认为是这个时代的见证者,该决定完成了主题 TM-747-59“开发基于钛的新型合金,与 VT5 合金相比,该合金增强了对射弹的抵抗力” -1 和 VT3-1。”该决定由尼古拉·阿列克谢耶维奇·库切连科于 1961 年 12 月初亲自签署。当时,这位杰出的设计师担任苏联国防装备委员会第十二局局长,负责苏联坦克的生产。从作品的标题中可以看出,他们计划创造一种新的钛合金,它比以前的钛合金具有更好的抗弹能力。 VT5-1 含有高达 95% 的钛(其余为铝),而 VT3-1 则更便宜 - 仅含有 91% 的钛以及铝、钼、铬、铁和硅。建议使用当时较新的OT4和OT4-1合金作为防弹装甲,其钛含量分别为98%和97%。纯钛技术问世的时间已经所剩无几了,其牌号为 VT1。
首次测试表明,钛装甲的射弹阻力直接取决于合金的拉伸强度。 《决定》写道:
“抗拉强度小于 80 kg/mm 的合金2 耐久性低于平衡钢装甲,抗拉强度超过 80-85 kg/mm 的合金2 超过阻力水平。”
但这仅适用于低角度(0-30 度)射击。随着角度的增加,无论强度如何,所有合金对射弹的抵抗力都是相同的。这似乎并不重要,但随着拉伸强度的增加以及随之而来的冲击韧性的降低,钛合金的生存能力大大降低。抗拉强度大于 80 kg/mm 的钛合金2 它们一般不适合建造坦克,因为它们的生存能力并不令人满意。以 MSTU 命名的证书。 N.E.鲍曼:
“活力是装甲屏障的一种特性,可以在反复暴露于破坏性武器时保持保护功能,在给定条件下抵抗形成贯穿裂缝、剥落(尺寸超过监管和技术文件允许的尺寸),以及断裂和分裂。”
对于坦克来说这是一个极其重要的参数,甚至可能比弹丸阻力更有价值。因此,冶金学家和钛合金设计师很难找到中庸之道。最好的合金是 OT4,其拉伸强度为 70-74 kg/mm2,冲击强度7kgf/cm以上2。后来我们和他一起工作。结果表明,合金的生产方式并不重要——只需浇铸到模具中或另外锻造即可。在OT4中添加了少量的钒合金,它表现出相对较高的弹射阻力——新合金获得了OT4-1牌号。钛装甲可以显着减轻装甲车的重量,但同时也显着增加了其尺寸。结果,一幅矛盾的画面出现了。一方面,钛与钢装甲具有同等的抵抗力,可减轻 20-25% 的重量。另一方面,装甲防护尺寸增加1,15-1,45倍。在任何情况下,钛装甲都会比具有类似射弹阻力的钢厚。这一结论,再加上加工和焊接合金的困难以及原材料的短缺,导致坦克钛装甲的问世。至少在可预见的未来