ВВС США-96 - USAF-96 - Wikipedia

ВВС США-96 это высокийсила, высокопроизводительный, низколегированный, недорогой стали, разработан для нового поколения бункеровщик типа бомб, например то Массивный артиллерийский пробойник и улучшенная версия GBU-28 бомба, известная как ЭГБУ-28. Он был разработан ВВС США в Управлении боеприпасов ВВС Эглина. В нем используются только отечественные материалы США. В частности, это не требует вольфрам.

Разработка этой стали была направлена ​​на поиск недорогой замены прочным и прочным, но дорогостоящим. суперсплав стали, такие как AF-1410, Аэрмет-100, HY-180, и HP9-4-20 / 30. Для того, чтобы оружие выдержало высокие скорости удара, необходимые для глубокого проникновения, требуется высококачественный материал корпуса. Материал имеет широкий спектр других применений, от ракета части и бак тела к деталям машин.

Более ранний материал, Эглин сталь, ES-1, решил эти проблемы, но вольфрам использованный в нем был дорогим, трудным для плавления, и полученные частицы карбида вольфрама затрудняли обработку материала в толстых секциях. Однако вольфрам также дал ES-1 отличную жаропрочность.

Эти материалы могут быть менее дорогими, потому что их можно ковшовый. Они не требуют вакуумной обработки. В отличие от некоторых других высокоэффективных сплавов, они могут быть сваренный легко, расширяя спектр применения. Кроме того, в этих формулах используется примерно вдвое меньше никель как другие суперсплавы, заменяя кремний помочь с стойкость и частицы карбид ванадия (а для ЭС-1 карбид вольфрама) для дополнительной твердости и жаропрочности. В материалах также используется хром, немного молибден и от низкого до среднего количества углерод, которые вносят свой вклад в материалы » сила и твердость.

Недвижимость, USAF-96

USAF-96 - это баланс стоимости, прочности на разрыв и прочности. Изменяя термическую обработку, включая закалку в воде или жидком азоте, или пропуская термическую обработку нормализацией, чтобы позволить упрочнение, свойства могут быть улучшены.

При экономичном охлаждении воздухом и водой выход при комнатной температуре (предел прочности до деформации) составляет 194600 PSI (1341,7 МПа), предел прочности (предел прочности) составляет 250 100 фунтов на квадратный дюйм (1724,3 МПа). Твердость по Роквеллу 48,7. Для ударной вязкости результат по Шарпи с V-образным надрезом составляет 29,0 фут-фунт (39,3 Дж) при -40 ° F (-40 ° C).[1]

Для сравнения, обычные Конструкционная сталь А36 урожайность при 36000 фунтов на квадратный дюйм, и 4150 "артиллерийская" сталь (используется в высококачественных армейских стволах) на 75000 единиц.

Предполагается, что этот материал не будет устойчивым к коррозии. Кроме того, для обеспечения высокого качества может потребоваться отжиг водорода. сварные швы.[2]

Подробности

Весовой состав USAF-96:[3][4]

  • Углерод (От 0,24 до 0,32%). Верхний предел предотвращает образование трещин и дефектов при закалке.
  • Хром (От 2,00 до 3,00%), увеличивает прочность и прокаливаемость.
  • Молибден (От 0,50 до 1,50%), улучшает прокаливаемость, а верхний предел предотвращает расслоение и стабилизацию бейнит.
  • Ванадий (От 0,05 до 0,35%), увеличивает ударную вязкость и предотвращает рост границ зерен при высоких температурах.
  • Марганец (1,00% или меньше) Это необязательно может увеличить прочность и ударную вязкость, но это не обязательно. Верхний предел предотвращает вторичные фазы, снижающие прочность.
  • Никель (3,00% или меньше), увеличивает ударную вязкость при низких температурах (<-40 ° C). Однако это увеличивает стоимость.
  • Кремний (1,50% или меньше), стабилизирует аустенит фаза, повышает прочность. Верхний предел предотвращает размягчение стали и стабилизацию бейнит фаза.
  • Утюг (баланс композиции)

Допустимые примеси:

USAF-96 имеет необычно широкий спектр методов производства суперсплава: ковш, очищенный с помощью вакуумной обработки; вакуумно-индукционная плавка; вакуумно-дуговый переплав и даже электрошлаковый переплав. Вакуумные процедуры рекомендуются для максимальной прочности и премиального использования.

Материалы должны пройти термическая обработка с участием нормализация, закалка и закалка разработать необходимые аустенитный микроструктура, с последующим отпуском.

Испытательные пластины (в примере 1) были 1,5 дюйма, изготовленные с помощью вакуумного ковша. Сначала они были нормализованы. Их загружали в печь при температуре 500 ° F (260 ° C). Нагревается от 300F (149C) в час до 1875F (996C) до 1875F (1024C). Выдерживали при 1850 ° F в течение 30 минут на дюйм размера секции, а затем закаливали в воде до температуры ниже 125 ° F (52 ° C). Затем образцы подвергали отпуску в течение 24 часов после закалки, нагревая их при 300 F (149 ° C) в час и выдерживая их не менее 60 минут на дюйм при температуре около 400 F ((204 ° C) или не менее 3 часов, затем охлаждали до комнатной температуры.[5]

Кредит

В заявке на патент ВВС США-96 (доктор) Рэйчел Энн Абрахамс признана изобретателем.[6] USAF-96 был вдохновлен Эглин сталь; изобретатель думает об этом, как о стали Эглина, приспособленной для работы без вольфрама.[7]

Патент США 10450621 был выдан доктору Абрахамсу 22 октября 2019 г.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Заявка на патент США 2016/0369362 A1, таблица 5
  2. ^ Заявка на патент США 2016/0369362 A1, страница 11, col. 1
  3. ^ Заявка на патент США 2016/0369362 A1, реферат и основная часть изобретения
  4. ^ «Низколегированная, ударопрочная сталь». Краткие технические описания. 2018-06-01. Получено 2020-03-05.
  5. ^ Патент США 2016369362A1 
  6. ^ Заявка на патент США 2016/0369362 A1, по состоянию на 30 мая 2019 г.
  7. ^ Северо-западная Флорида Daily News, Доступ 30 мая 2019 г.

внешняя ссылка