COMPOSITE METAL MATERIAL WITH INTERMETALLIC HARDENING AND ADJUSTABLE LEVEL OF PROPERTIES

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The study objective is to develop composite metal materials with intermetallic hardening based on aluminum and titanium alloys that combine the required level of mechanical characteristics. The tasks to which the paper is devoted are to develop a method for creating a bulletproof composite material that provides the ability to control its structure and level of properties over a wide range. The research methods used include mathematical calculation of explosion welding modes [1] to obtain a composite material based on aluminum and titanium alloys, heat treatment of the resulting composite and evaluation of the mechanical properties of the material. The novelty of the work is in the application of patented technical solutions that make it possible to create composite bulletproof metal materials by explosion welding, including new methods of reinforcement and the formation of reinforcing intermetallic layers of adjustable thickness in the composite structure. The study results show that these materials are in demand both in Russia and abroad; new bulletproof metal materials are being created; the current direction in the field of making bulletproof materials is the development of heterogeneous composite materials. A composite is obtained which structure contains perforated sheets in order to avoid delamination of solid intermetalloid layers under shock loads. This will limit the spread of cracks, preserving the integrity of the material under dynamic impact. By adjusting the thickness and number of layers, the properties, density, and bullet resistance of the material can be widely controlled.

About the authors

Aleksey Olegovich Krivenkov

Penza State Technical University

Email: krivenkov80@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1614-2487
Department of Welding, Foundry Production and Ma-terial Sciences, docent, candidate of technical sciences

Dmitriy Borisovich Kryukov

Penza State Technical University

Email: ddbbkk@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0393-9550
Department of Welding, Foundry Production and Ma-terial Sciences, docent, candidate of technical sciences

Maksim Sergeevich Gus'kov

Penza State University

Email: Suralab@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4143-576X
Department of Control and testing of materials, docent, candidate of technical sciences 2016-2016

Anton Alekseevich Akimov

Penza State University

Email: fanfcban@mail.ru
Department of Welding, Foundry and Materials Science

References

  1. Конон Ю. А., Первухин Л. Б., Чудновский А. Д. Сварка взрывом / Под ред. В. М. Кудинова. М.: Машиностроение, 1987. 216 с.
  2. Федосеев С. Алюминиевая броня БМД // Техника и вооружение. 2006. № 11. С. 23-24.
  3. Чернышов, Е. А. Развитие материалов для баллистической защиты на основе алюминиевых сплавов / Е. А. Чернышов, А. Д. Романов, Е. А. Романова // Заготовительные производства в машиностроении. 2015. № 10. С. 43-47.
  4. Walk Z, Koslik P, Galka A. Protective multilayer AlTi material with enhanced ballistic resistance. Coimbra, Portugal, NOKTURN 2016, June 20-24 2016. P. 209.
  5. Cao Y, Zhu S, Guo C, Vecchio KS, Jiang F. Numericalinvestigation of the ballistic performance of metal- intermetallic laminate composites. Applied Composite Materials. 2015; 22(4): 437– 456.
  6. Патент № 2606134 Российская Федерация, МПК B23K 20/08 (2006.01), B32B 7/04 (2006.01). Способ получения композиционного материала: №2015134788: заявл. 18.08.2015: опубл. 10.01.2017 / Первухин Л.Б., Казанцев С.Н., Крюков Д.Б., Чугунов С.Н., Кривенков А.О., Розен А.Е.; заявитель ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет». – 6 с.
  7. Особенности фазовых превращений при термической обработке в композиционных материалах, полученных высокоэнергетическими методами воздействия / Д. Б. Крюков, А. О. Кривенков, С. Н. Чугунов [и др.] // Экологическая безопасность регионов России и риск от техногенных аварий и катастроф: Сборник статей XV Международной научно-практической конференции, Пенза, 30 апреля 2015 года / Под редакцией Ю. П. Перелыгина. Том Выпуск XV. – Пенза: Автономная некоммерческая научно-образовательная организация «Приволжский Дом знаний», 2015. – С. 60-64.
  8. Первухин Л.Б., Розен А.Е., Кривенков А.О. [и др.]. Металлические композиционные материалы, армированные интерметаллическими упрочняющими элементами // Metal composite materials reinforced by intermetallic reinforcing members. Металлург. 2015. №10. С. 74-77.
  9. Первухин Л.Б., Крюков Д.Б., Кривенков А.О., Чугунов С.Н. Разработка новых схем армирования композиционных материалов на основе интерметаллического упрочнения. Металлург. 2016. №7. С. 85-87.
  10. Амир Хусейн Ассари. Микроструктура и кинетика формирования интерметаллической фазы в условиях твердофазной диффузионной сварки в биметаллическом Ti/Al композите / Амир Хусейн Ассари, Бейаталла Эгхбали // Физика металлов и металловедение. – 2019. – Т. 120, № 3. – С. 280-290.
  11. Первухин Л. Б., Крюков Д. Б., Кривенков А. О. [и др.]. Структурные превращения и свойства композиционного материала титан-алюминий при термической обработке. Физика металлов и металловедение. 2017. Т. 118. № 8. С. 801-805.
  12. Гуськов М.С., Хорин А.В., Кривенков А.О. [и др.]. Влияние схемы армирования на прочность композиционного материала, полученного сваркой взрывом. Транспортное машиностроение. 2024. № 11 (35). С. 71-78.
  13. Розен А.Е., Кривенков А.О., Крюков Д.Б. [и др.]. Способы получения композиционных материалов методами высокоэнергетического воздействия: монография. Пенза: Изд - во ПГУ, 2016 г. 138 с. ISBN 978-5-906913-5.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).