Vetturi armored tank jeħtieġu mobilità għolja, skjerament rapidu f'ambjenti speċjali u sopravivenza għolja minħabba l-bidla fil-modi ta 'ġlied f'dawn l-aħħar snin. Għalhekk, huwa meħtieġ li jiġu żviluppati ligi tat-titanju ta 'saħħa speċifika għolja ġodda kif ukoll tekniki ta' manifattura bi prezz baxx biex jippermettu l-applikazzjoni ta 'ligi tat-titanju ta' prestazzjoni għolja f'vetturi armati b'tank.
William A. Gooch et al. fir-reviżjoni tagħhom jagħtu lill-M2A2 Bradley forma kumplessa ħafna tal-bokkaport tal-kaptan, permezz tal-użu tal-bokkaport tal-forġa tat-titanju huwa eħfef fil-piż mill-bokkaport tal-azzar, u r-reżistenza għall-prestazzjoni tal-elastiċità hija komparabbli ma 'dik tal-bokkaport tal-azzar preċedenti.
F'2005-2006, ARL u British Aerospace Advanced Materials riċerkaw inserzjonijiet ballistiċi tat-titanju mgħawġa b'xibka komposti mgħaffġa bis-sħana. Il-pjanċi huma magħmula minn ligi tat-titanju ta' Grad 3 u 4 taħt MIL-DTL- 46077G. L-ARL investigat ukoll armatura miksija bit-titanju għat-trasportatur tal-persunal korazzat M113A3, li jipprovdi protezzjoni ballistika superjuri għal armatura miksija bl-azzar itqal.
Titanju b'ebusija doppja magħqud b'mod metallurġiku laminat simili għall-azzar b'ebusija doppja juża l-proprjetajiet mekkaniċi u l-mekkaniżmi ta 'rispons ballistiku ta' pannelli tat-titanju artab u iebes biex jirreżisti l-impatt tal-projettili. Il-pannelli aktar iebsa jintużaw biex jirreżistu l-projettili u l-pjanċi ta 'wara aktar artab jintużaw biex jimminimizzaw it-tixqiq fuq il-wiċċ ta' wara. Liga tal-pannelli Ti-3Si-Fe{{-0.5N ġiet iwweldjata b'rombli ma' pjanċa ta' rinforz Ti{-7Al{-2.5Mo biex tifforma pjanċa kompost, li mbagħad kienet ittrattat bis-sħana. Instab li l-pannelli b'ebusija ta 'Rc 60 jew akbar kienu ottimali għall-protezzjoni ballistika u reżistenza massima għat-tixqiq bi proporzjon ta' ħxuna ta '70/30. Il-Laboratorju ta' Riċerka tal-Armata tal-Istati Uniti (ARL) studja erba' proċessi ta' twaħħil bħall-irrumblar, it-twaħħil tad-diffużjoni, l-ippressar iżostatiku sħun, jew l-iwweldjar splussiv u sab li r-reżistenza elastika tista 'tiżdied bi 10-25%. Ir-reżistenza elastika tal-laminati Ti-6Al{- 4V/CP Ti ippressati bis-sħana iżostatikament tjiebet b'madwar 10 fil-mija fuq dik ta' Ti-6AL- 4V isotropiku wieħed pjanċa.
UK Aerospace Advanced Materials, taħt kuntratt ma' ARL, żviluppat proċess għall-preparazzjoni ta' blokki FGM bl-użu ta' taħlitiet ta' trab tat-titanju u tat-titanju/diborur tat-titanju (TiB2) f'forma ta' kważi nett kbir ippressat bis-sħana biex jifforma diborur tat-titanju (TiB2) wiċċ iebes/sottostrat tat-titanju-metall, b'saff intermedju ta 'struttura gradjent. Ieħor, aktar avvanzat, huwa komposti taċ-ċeramika iżostatiku sħun ibbażat fuq titanju. Testijiet tal-impatt ballistiku wrew li l-qlub tal-projettili tat-titqib tal-armatura tal-liga tat-tungstenu jiġu mħassra minn mekkaniżmu ta 'falliment imsejjaħ arrest interfacial.
ARL iffinanzja l-iżvilupp tat-titanju P900 bl-użu ta 'żewġ tekniki ta' ikkastjar differenti biex turi l-fattibbiltà tal-produzzjoni ta 'ikkastjar tat-titanju pur ħfief u r-reżiljenza ta' tali ikkastjar għal rawnds li jtaqqbu l-armatura tal-enerġija kinetika. L-għan kien li tiġi żviluppata pjanċa tat-titanju P900 li tissodisfa r-rekwiżiti ġenerali tal-prestazzjoni tal-ispeċifikazzjoni militari tal-azzar, iżda tnaqqas b'mod sinifikanti l-piż tal-pjattaforma militari. Din il-pjanċa tat-titanju fondut kienet imdawwar b'toqob ta 'ċertu spazjar u ċerta forma.
L-iżvilupp u l-applikazzjoni ta' ligi mhux Ti-6Al- 4V joffri wkoll vantaġġi sinifikanti minħabba t-tnaqqis fl-użu ta' elementi ta' liga bi prezz ogħla u trattamenti ta' raġġ ta' elettroni jew raġġ ta' plażma bi prezz aktar baxx .ARL jemmen li din id-direzzjoni teknoloġika se żżid l-użu ta 'titanju fl-applikazzjonijiet ta' tagħmir ta 'l-art fil-futur, jew bħala materjal strutturali waħdu jew flimkien ma' materjali oħra.ARL riċerka għadd ta 'applikazzjonijiet potenzjali għal-ligi tat-titanju ta' Grad 4 ARL investiga għadd ta' applikazzjonijiet potenzjali għal-ligi tat-titanju ta' Grad 4, inklużi TIMET 62S u ATI 425-MIL; il-liga tal-aħħar turi proprjetajiet ballistiċi simili għal-liga standard Ti-6Al{-4V ta' Grad 2, iżda tuża ħadid (Fe) minflok xi vanadju (V) bħala stabilizzatur beta. Il-liga tista 'wkoll tkun maħduma kiesħa u sħuna, kapaċità li wriet li hija vantaġġ kbir f'diversi applikazzjonijiet ta' żvilupp. Studji wrew li l-liga tat-titanju MIL-DTL- 46077G Grad 4 ATI 425-MIL għandha kapaċità kbira ta 'liwi.
It-tank M1A2 Abrams naqqas il-piż tal-komponenti tax-chassis permezz ta 'sforz miftiehem biex jaqbeż il-1,500 lb. Il-bokkaport tal-kaptan tal-Vetturi tal-Ġlieda M2A2 Bradley huwa falsifikat fit-titanju, u l-protezzjoni ta' fuq hija magħmula minn titanju. Il-kaxxi tal-armatura tar-reazzjoni tal-ġenb jużaw pjanċi tat-titanju minflok pjanċi tal-azzar, u b'hekk inaqqsu l-piż tal-korazza tar-reazzjoni.
It-titanju huwa wkoll użat bħalissa f'żewġ verżjonijiet tal-familja ta 'vetturi Stryker. L-imżiewed tal-pistoli Stryker Mobile Protected Gun System huma magħmula minn titanju, u s-suite ta' protezzjoni tal-gunner tat-titanju fuq il-mudelli Stryker RV u FSV. sezzjoni bikrija tal-buq tal-Vetturi tal-Ġlieda tal-Ġlieda tal-Futur użata biex tittestja armatura komposta. Il-parti t'isfel tal-ġisem u s-sezzjoni ta 'quddiem huma magħmula minn speċifikazzjoni militari MIL-DTL- 46077G Grad 3 titanju bi prezz baxx, u l-vettura kollha hija magħmula b'kompost u qafas tal-ispazju ta' fuq kompost. Il-vettura għaddiet minn testijiet ballistiċi estensivi u tagħbija tal-impatt.
Ir-riċerka tal-Armata tal-Istati Uniti evalwat titanju imdewweb ta 'grad wieħed għall-użu f'vetturi tal-ġlied tal-art tal-Armata. Il-proprjetajiet mekkaniċi tat-tensjoni u t-toughness tal-ksur kienu simili għal folja ta' kwalità aerospazjali T-6Al{- 4V konvenzjonali. It-titanju tat-tidwib tal-forn tas-sodda kiesħa b'raġġ ta 'elettroni (EBCHM) għandu reżistenza elastika simili għal MIL-T -9046. Hemm ukoll numru ta 'programmi ta' l-Armata li jibbenefikaw mill-użu ta 'tidwib tat-titanju bi stadju wieħed u bi prezz baxx. L-Armata tal-Istati Uniti vvalidat b'suċċess l-użu ta 'ligi tat-titanju bi prezz baxx fil-vettura replika Pegasus. Dejta tat-test dwar ir-reżistenza elastika tal-pjanċa EBCHM Ti-6Al- 4V. Kif jidher, il-valuri V50 huma kollha ogħla mill-MIL-DTL standard- 46077F.
It-tnaqqis tal-piż huwa kriterju importanti għall-għażla tal-materjali tal-armatura. Diversi materjali ġodda qed jiġu investigati għal armatura ħafifa u ligi tat-titanju huma kandidati potenzjali minħabba s-saħħa speċifika għolja tagħhom, reżistenza għall-korrużjoni u proprjetajiet ballistiċi tajbin.G.Sukumar et al. investiga l-effett tat-trattament tas-sħana fuq il-proprjetajiet mekkaniċi u l-proprjetajiet kontra l-elastiċità ta 'liga tat-titanju Ti- 4Al-2.3V-1.9Fe. Intwera li s-soluzzjoni tal-pjanċi tat-titanju ttrattata u mdaħħla (930 grad u 900 grad) fiż-żona + wriet saħħa u duttilità tajba. Il-proprjetajiet tal-impatt ta 'Ti- 4Al-2.3V-1 .9Fe pjanċi taħt + trattament ta 'soluzzjoni u tixjiħ (900 grad STA) kienu superjuri għal dawk ta' roll annealed Ti- 4Al-2.3V-1.9Fe plates. Meta mqabbel ma' pjanċi Ti-6Al{- 4V ittrattati b'rombli u trattati b'soluzzjoni + u t-tixjiħ, 900 grad STA Ti- 4Al-2.3V-1.9Fe pjanċi għandhom proprjetajiet ballistiċi aħjar għal projettili sferiċi 7.62 mm.
Ping Song et al. investiga l-imġieba intrinsika ta' Ti{{0}}Al{-3V-2Cr-2Fe taħt impatt ta' veloċità għolja permezz ta' esperiment, mudell u validazzjoni. Il-prestazzjoni ballistika ta' mira Ti-5322 ta' ħxuna ta' 7 mm ġiet investigata bl-użu ta' testijiet tal-impatt ballistiku, u l-eżattezza tal-mudell kostituttiv ġiet ivverifikata permezz ta' testijiet ballistiċi. Ir-riżultati sperimentali juru li l-mudell intrinsiku JC jista 'jbassar tajjeb il-veloċità ta' penetrazzjoni aħħarija tal-mira Ti-5322 u t-tħassir tal-veloċità tal-framment matul il-proċess ta 'penetrazzjoni. Il-veloċitajiet li jillimitaw ballistiċi ta' ballun ta' liga tat-tungstenu b'dijametru ta' 10 mm fuq mira ta' Ti{{10}} ħoxna ta' 7 mm f'0 grad u 30 grad huma 416.0 m/s u 484.8 m/s, rispettivament.Taħt l-istess kundizzjonijiet ta 'deformazzjoni, is-saħħa tar-rendiment tal-liga tat-titanju Ti-5322 ġdida bi prezz baxx hija ogħla b'mod sinifikanti minn dik tal-liga tat-titanju Ti6Al4V. Taħt kundizzjonijiet kważi-statiċi (0.01 s-1), is-saħħa tal-produzzjoni kompressiva ta 'liga tat-titanju Ti-5322 hija 1,255 MPa, li hija 20% ogħla minn dik ta' Ti6Al4V. Taħt kundizzjonijiet dinamiċi (600-2 000 s-1), il-qawwa ta' rendiment ta' Ti-5322 liga tat-titanju hija 1 430-1 470 MPa, li hija 28% ogħla minn dik ta' Ti6Al4V.
Ahsan Ul Haq et al. rrevediet materjali differenti li jassorbu l-enerġija għolja. Il-pannelli tas-sandwich tax-xehda huma żviluppati b'mod wiesa 'minħabba d-densità aktar baxxa tagħhom u l-kapaċità ogħla ta' assorbiment tal-enerġija. Fost il-ligi ħfief kollha, l-armatura tat-titanju tispikka għar-reżistenza elastika tagħha, iżda minħabba l-ispiża għolja tagħha xorta huwa diffiċli li tinkiseb applikazzjoni fl-armi tal-art. Madankollu, titanju + laminati tal-liga tal-aluminju kienu kisba kbira fl-armatura laminata.C. Broeckhoven u A.du Plessis immudellaw Ti-6Al- 4V armatura tal-ġisem tal-bniedem biex jevalwaw il-potenzjal tagħha għal applikazzjonijiet protettivi. B'mod partikolari, wasslu li l-kampjuni tal-protezzjoni tal-impatt bijonika jistgħu jiġu ffabbrikati permezz ta 'tekniki ta' manifattura addittiva u żvelaw li l-qxur tat-tikek jistgħu juru assorbiment għoli ta 'enerġija waqt ir-rendiment.
Il-proċessi tal-metallurġija tat-trab jistgħu jintużaw biex jiffabbrikaw komponenti aktar strutturalment kumplessi kif ukoll biex joħolqu materjali tal-korazza funzjonali tal-gradjent. Armor strutturali bi gradjenti ta 'prestazzjoni differenti jistgħu jiġu ddisinjati biex jipproteġu kontra projettili li jtaqqbu l-armatura għal oġġetti ta' theddid u fażijiet ta 'penetrazzjoni differenti.
ADAMProductsInc investigat il-preparazzjoni ta 'ligi tat-titanju militari permezz ta' proċess metallurġiku tat-trab ta 'stat solidu bi prezz baxx. Il-pjanċa tal-armatura P/MT-6Al- 4V ġiet ippreparata bl-użu ta' teknoloġija innovattiva tal-produzzjoni tat-trab tat-titanju bi prezz baxx, metodu tal-metallurġija tat-trab imħallat li jnaqqas l-ispejjeż, ippressar iżostatiku kiesaħ, sinterizzazzjoni, irrumblar, estrużjoni u trattament bis-sħana (ittemprar 1 350 grad F għal 4 sigħat). Il-proprjetajiet tat-tensjoni tat-temperatura tal-kamra tal-pjanċa tal-armatura huma murija fit-Tabella 3. Il-kontenut tan-nitroġenu, l-ossiġnu u l-idroġenu kienu 0.008, 0.158 u 0.005, rispettivament 4.
Il-kumpanija użat ukoll din it-teknika biex tiżviluppa bokkaport tal-kaptan P/MTi{{0}}Al- 4V, ħlief li l-irrumblar ġie sostitwit bil-forġa, u t-trattament bis-sħana kien ittemprat f'1,3 00 grad F għal sagħtejn. Il-kontenuti ta' nitroġenu, ossiġnu u idroġenu kienu 0.021, 0.179, u 0.001 8. Il-proprjetajiet tat-tensjoni tat-temperatura tal-kamra tal-materjal tal-bokkaport (ħxuna ta '1.375 ″) f'termini ta' saħħa tat-tensjoni, saħħa ta 'rendiment, titwil u jinxtorob tal-wiċċ kienu 143.8 sa 149.3 ksi, 132.1 sa 136.3 ksi, 14.0% sa 15.7% u 15.7% u 7.1%
Pavlo E. Markovsky et al. investiga l-imġieba mekkanika ta 'strutturi bħal saff bażi tat-titanju ppreparati minn metallurġija tat-trab ta' elementi mħallta. L-istrutturi bħal saff bażi tat-titanju kienu jikkonsistu minn saffi Ti-6Al- 4V, (%) (Ti-64) komposti tal-matriċi tal-metall liga rinfurzati b'5% u 10% (bil-volum) ta' partiċelli TiB jew TiC. Saru paraguni ma' dejta rrappurtata qabel għal-ligi Ti-64 fabbrikati permezz ta' tekniki ta' ikkastjar u forġa. Il-preżenza ta 'partiċelli li jsaħħu TiB u TiC fil-liga rriżultat fi tnaqqis sinifikanti fis-saħħa u d-duttilità tal-kompożiti tal-matriċi tal-metall meta mqabbla mal-liga Ti-64 sinterizzata b'mod uniformi, peress li dawn il-partiċelli pprovdew postijiet addizzjonali għal nukleazzjoni ta' xquq u pori u promossi l-fraġilità materjali. Madankollu, meta s-saffi komposti tal-matriċi tal-metall intużaw fi struttura b'żewġ saffi b'saff ta' liga Ti-64, testijiet tal-liwi fi tliet punti wrew żieda sinifikanti fl-istress tal-liwi meta mqabbla mal-liga Ti-64 omoġenja u l- struttura komposta tal-matriċi tal-metall omoġenja. Il-kapaċità tal-istruttura b'żewġ saffi li tassorbi enerġija ta 'impatt ogħla meta mqabbla ma' saff wieħed omoġenju tissuġġerixxi li l-istruttura laminata tissodisfa aħjar ir-rekwiżiti ta 'applikazzjonijiet ballistiċi.
Stanley Abkowitz et al. innota li l-interess kontinwu ta 'l-industrija u l-militar fit-titanju tal-metallurġija tat-trab, minħabba l-prestazzjoni mtejba li tista' tinkiseb billi jiġu prodotti komponenti ta 'forma kważi netta f'daqsijiet differenti li jvarjaw minn ftit grammi sa mijiet ta' kilogrammi, wassal għall-iżvilupp ta ' speċifikazzjoni tas-Soċjetà Amerikana għall-Ittestjar u l-Materjali (ASTM) biex tipprovdi standard universali għall-prodotti tat-titanju tal-metallurġija tat-trab biex tiffaċilita l-applikazzjoni tagħhom. Dynamet ipprepara ASTM B988-13, Speċifikazzjoni Standard għall-Komponenti Strutturali tal-Metallurġija tat-Trab tat-Titanju u Ligi tat-Titanju. L-istandard il-ġdid jinkludi prodotti tal-metallurġija tat-trab għal titanju pur mhux illigat (gradi 1, 2, 3 u 4), Ti-6Al- 4V (grad 5), Ti-3Al{{11 }}.5V (grad 9), Ti-6Al- 4V LI (tneħħija baxxa) u Ti-6Al-6V-2Sn. L-istandard se jiffaċilita firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet industrijali, kummerċjali u militari għat-titanju metallurġiku tat-trab.
Opportunitajiet kummerċjali għal titanju metallurġiku tat-trab affordabbli qed jespandu bbażati fuq il-kapaċità li jipproduċu prodotti metallurġiċi tat-trab ta 'kwalità għolja Ti-6Al- 4V ta' għamla kważi netta bi proprjetajiet tensili komparabbli mat-Ti-6 konvenzjonali Al- 4V.RTI International akkwistat Dynamet Technologies, Inc. li se taċċellera l-użu tat-teknoloġija tat-trab ta 'elementi mħallta f'inġenji tal-ajru kummerċjali, komponenti mediċi, industrijali u militari ta' liga tat-titanju. Applikazzjonijiet.
Materjali bbażati fuq it-titanju jgħaqqdu s-saħħa għolja u l-ebusija tas-saff tal-wiċċ b'duttilità suffiċjenti tal-metall bażiku biex ikunu promettenti ħafna f'varjetà ta 'applikazzjonijiet, partikolarment bħala komponenti ta' armatura f'tagħmir militari. Il-kombinazzjoni ta 'saħħa għolja, ebusija u toughness tista' tinkiseb billi jinħolqu strutturi b'ħafna saffi bi proprjetajiet differenti.О.М. Ivasishin et al. studja l-karatteristiċi mikrostrutturali, proprjetajiet mekkaniċi u protezzjoni ballistika ta 'materjali b'saffi bbażati fuq titanju. Intużaw żewġ metodi differenti biex jiġu ffabbrikati tali strutturi f'saffi. L-ewwel kien metodu metallurġiku konvenzjonali (forġa tal-ingotti), segwit minn trattament rapidu tas-sħana tal-wiċċ ta 'ligi Ti-6Al{-4V u T110, li ntuża biex jinħolqu strutturi ġerarkiċi bi proprjetajiet mekkaniċi differenti fid-direzzjoni tal-ħxuna tal-materjal. It-tieni huwa l-metodu tal-metallurġija tat-trab elementali għall-fabbrikazzjoni ta 'strutturi kkombinati ta' saffi ta 'liga Ti-6Al{- 4V u saffi komposti bbażati fuqha, rinfurzati b'partiċelli TiC jew TiB. Żewġ u tliet saffi ta 'pjanċi sperimentali bbażati fuq liga Ti-6Al- 4V (VT6) ġew iffabbrikati abbażi tal-metodu ta' trab elementali mħallat ottimizzat miksub preċedentement, fejn is-saff tal-wiċċ kien kompost rinfurzat b'partiċelli TiC . Testijiet ballistiċi li jużaw l-istess balal stabbilixxew il-vantaġġi innegabbli ta 'materjal f'saffi ta' l-istess ħxuna.
F'dawn l-aħħar snin, it-teknoloġija tal-istampar 3D ilha tiżviluppa malajr, u huwa possibbli li jiġu stampati strutturi li ma jistgħux jiġu realizzati bl-użu ta 'proċessi tradizzjonali. Il-protezzjoni kontra l-bombi li jtaqqbu l-armatura b'veloċità għolja u l-mewġ tal-isplużjoni tista 'tinkiseb minn strutturi ta' xehda u dot-matrix ta 'materjali differenti, li ġew valutati minn riċerkaturi fil-qasam tal-protezzjoni tal-armatura u twettqu proġetti.RaminRahmani et al. investiga materjal kompost ħafif Ti6Al4V-Alsi10Mg ippreparat billi tgħaqqad tekniki selettivi ta 'tidwib tal-laser u sinterizzazzjoni tal-plażma tal-iskarigu. Struttura tal-malji tax-xehda (malji uniformi jew struttura tal-malji gradjent) intużat biex tirreżisti l-impatt u l-penetrazzjoni tal-balal li tittaqqab l-armatura. Ir-riżultati juru l-importanza tal-frazzjoni tal-volum ta 'Ti6Al4V dot matrix għar-reżistenza għall-impatt. Strutturi b'daqsijiet iżgħar ta 'ċelluli u dijametri ta' strut ifjen għandhom l-istess prestazzjoni bħal dawk b'daqsijiet ta 'ċelluli akbar u struts oħxon. Ir-riżultati tal-element finit juru li l-istruttura uniformi tal-matriċi tat-tikek b'frazzjoni ta 'volum ogħla hija aktar effettiva fil-prevenzjoni tal-penetrazzjoni tal-projettili, filwaqt li l-matriċi tat-tikek tal-gradjent issaħħaħ ir-reżistenza tal-materjal għat-torsjoni/deformazzjoni u b'hekk iżżid it-tolleranza tal-ħsara tal-materjal.
