B. A. Gizhevskii , M. V. Degtyarev, T. I. Chashchukhina, L. M. Voronova, E. I. Patrakov, N. N. Melnikov, Vas. V. Zapariy, S. V. Ruzaev, Vl. V. Zapariy
FRACTOGRAPHIC STUDY OF THE ARMOR STEEL OF SELF-PROPELLED ARTILLERY GUNS OF THE RED ARMY
DOI: 10.17804/2410-9908.2020.2.026-037 The article presents a study of the fractures of steels which were used to make armor elements of SU-85 and SU-100 self-propelled artillery guns produced at Uralmash (UZTM) in 1943–1945 and are on display at the Museum of military equipment of the Ural Mining and Metallurgical Company (Verkhnyaya Pyshma, Sverdlovsk Region). In all the investigated samples of armored steel, an increased content of sulfur and phosphorus was found. It is shown that the fracture obtained at room temperature has a predominantly ductile transcrystalline character. The observed cleavage facets are associated with sulfide precipitates. The presence of oxide particles is not accompanied by local brittle fracture of the steel. Testing of the steel cooled in liquid nitrogen shows a decrease in the share of the ductile component in the fracture, but it does not lead to transcrystalline fracture.
Acknowledgement: The work was performed under the programs Spin, No. AAAA-A18-118020290104-2 and Pressure, No. AAAA-A18-118020190104-3. The historical part of the study was made by Vas. V. Zapariy and N. N. Melnikov in the framework of the IIAA basic budget financing topic “Rus-sia in the Regional Dimension of the Economic, Political, and Sociocultural Modifications of the Modern Time”. Keywords: armored steel, fracture surface, transcrystalline fracture, sulfides References:
1. Melnikov N.N., Gizhevsky B.A., Zapary Vas. V., Zapary Vlad. V. The history of creating cannon-proof 8S armor. Chernye Metally, 2019, no. 5, pp. 70–76. (In Russian).
2. Ustyantsev S.V., Kolmakov D.G. Boevye mashiny Uralvagonzavoda. Tank T-34 [Combat Vehicles of the Uralvagonzavod. Tank T-34]. Nizhniy Tagil, Media-Print Izdatelskiy Dom Publ., 2005, 232 p. (In Russian).
3. Vysokovsky S.I., Guglin N.N., Levin L.S., Maresev M.I., Filorikyan B.K. Ways of increasing the ballistic resistance of rolled steel armor for tanks. Voprosy Oboronnoy Tekhniki. Series XX, 1976, no. 63. (In Russian).
4. Guderian G. Vospominaniya soldata [Erinnerungen eines Soldaten. Heidelberg, 1951]. Moscow, Voenizdat Publ., 1954, 140 p. (In Russian).
5. Sadovsky V.D., Goppe N.P. Austenite transformations in chromium-nickel steel. Uralskaya Metallurgiya, 1937, no. 3, pp. 43–48. (In Russian).
6. Zyuzin V.I., Sadovskii V.D., and Baranchuk S.I. Effect of alloying elements on the position of the martensitic point, amount of retained austenite, and its stability upon tempering. Metallurg, 1939, nos. 10–11, pp. 75–80. (In Russian).
7. Bain E.C. Functions of the Alloying Elements in Steel, Cleveland, Amer Soc. Met., 1939, 312 p.
8. Goodremon E. Spetsialnyye stali, t. 1 [Von Eduard Houdremont. Handbuch der Sonderstahlkunde, Unter Mitarbeit von H.-J. Wiester, 3. verbesserte Aufl. I. Bd. Berlin, Springer-Verl., Düsseldorf, Stahleisen, 1956]. German. transl., ed. A.S. Zaimovsky and M.L. Bernstein, Moscow, State scientific and technical publishing house of literature on ferrous and non-ferrous metallurgy, 1959, 952 p. (In Russian).
9. Zav'yalov A.S. K Teorii Legirovaniya i Term. Obrab. Stali [Theory on Alloying and Heat Treatment of Steel]. Moscow, TsNIIKTP Press, 1943. (In Russian).
10. Schastlivtsev V.M., Kut’in A.B., and Smirnov M.A. Ispravlenie struktury i izlomov peregretoi konstruktsionnoi stali [Structural Distortion and Fractures of Super-heated Structural Steel]. Yekaterinburg, UrO RAN, 2003. (In Russian).
11. Saraev Yu.N., Gladkovsky S.V., Lepikhin S.V., Dvoynikov D.A., Kamantsev I.S., Veselova V.E. Influence of welding technology on the structure, mechanical properties and fracture toughness of 09G2S steel welded joints. Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures, 2017, iss. 5, pp. 23–42. Available at : http://dream-journal.org/DREAM_Issue_5_2017_Saraev_Yu.N._et_al._023_042.pdf
12. Gladkovsky S.V., Kuteneva S.V., Kamantsev I.S., Galeev R.M., Dvoynikov D.А. Formation of the mechanical properties and fracture resistance characteristics of sandwich composites based on the 09G2S steel and the EP678 high-strength steel of various dispersion. Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures, 2017, iss. 6, pp. 71–90. Available at: http://dream-journal.org/DREAM_Issue_6_2017_Gladkovsky_S.V._et_al._071_090.pdf
13. Levit V.I., Smirnov S.V., Bogatov A.A., Kolmogorov V.L., Davydova L.S., Patrakov E.I., Shalimova A.V. Estimating the damageability of a deformed metal. Phys. Met. Metall., 1982, vol. 54, no. 4, pp. 149–155.
14. Crouch I.G., Cimpoeru S.J., Li H., Shanmugam D. Armour steels. In: The Science of Armour Materials, ed. by I.G. Crouch, Series “Woodhead Publishing in Materials”, Woodhead Publishing, 2017, pp. 55–115.
15. Sadovskii V.D., Kutiin A.B., Gerbikh N.M. Transcrystalline embrittlment of hardened steel due to step-cooling in austenite region. Doklady Akademii Nauk SSSR, 1989, vol. 305, no. 3, pp. 611–613. (In Russian).
16. Vorob'ev N.I., Mirzaev D.A., Tokovoi O.K., Fominykh E.A., Yakovleva I.L. Sulfides in forgings of 40KhGM structural steel. Russian metallurgy (Metally), 2006, vol. 2006, no. 2, pp. 119–125. DOI: 10.1134/S0036029506020030. Б. А. Гижевский, М. В. Дегтярев, Т. И. Чащухина, Л. М. Воронова, Е. И. Патраков, Н. Н. Мельников, Вас. В. Запарий, С. В. Рузаев, Вл. В. Запарий
ФРАКТОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ БРОНЕВОЙ СТАЛИ САМОХОДНЫХ АРТИЛЛЕРИЙСКИХ УСТАНОВОК КРАСНОЙ АРМИИ
Проведено исследование изломов сталей, из которых были изготовлены элементы бронирования самоходных артиллерийских установок СУ-85 и СУ-100, произведенных на Уралмаше (УЗТМ) в 1943–1945 гг. и находящихся в экспозиции Музея военной техники Уральской горно-металлургической компании (г. Верхняя Пышма Свердловской области). Во всех исследованных образцах броневой стали обнаружено повышенное содержание серы и фосфора. Излом, полученный при комнатной температуре, имеет преимущественно вязкий транскристаллитный характер. Наблюдающиеся фасетки скола связаны с выделениями сульфидов. Присутствие оксидных частиц не сопровождается локальным хрупким разрушением стали. Испытание стали, охлажденной в жидком азоте, показало снижение доли вязкой составляющей в изломе, но не привело к межзеренному разрушению.
Благодарность: Работа выполнена в рамках программы «Спин» Г.р. № АААА-А18-118020290104-2, «Давление» Г.р. АААА-А18-118020190104-3. Историческая часть исследования выполнена Вас.В. Запарием и Н.Н. Мельниковым в рамках темы базового бюджетного финансирования ИИиА «Россия в региональном измерении экономических, политических и социокультурных модификаций Новейшего времени». Ключевые слова: броневая сталь, поверхность разрушения, транскристаллитный излом, сульфиды Библиография:
1. История создания противоснарядной танковой брони 8С / Н. Н. Мельников, Б. А. Гижевский, Вас. В. Запарий, В. В. Запарий // Черные металлы. – 2019. – № 5. – С. 70–76.
2. Устьянцев С. В., Колмаков Д. Г. Боевые машины Уралвагонзавода. Танк Т-34. – Нижний Тагил : Издательский дом «Медиа-Принт», 2005. – 232 с.
3. О путях повышения противоснарядной стойкости катаной стальной брони для танков / С. И. Высоковский, Н. Н. Гуглин, Л. С. Левин, М. И. Маресев, Б. К. Филорикьян // Вопросы оборонной техники. Серия ХХ. – 1976. – Вып. 63.
4. Гудериан Г. Воспоминания солдата / пер. с нем. – М. : Воениздат, 1954. – 140 с.
5. Садовский В. Д., Гоппе Н. П. Превращения аустенита в хромоникелевой стали // Уральская металлургия. – 1937. – № 3. – С. 43–48
6. Зюзин В. И., Садовский В. Д., Баранчук С. И. Влияние легирующих элементов на положение мартенситной точки, количество остаточного аустенита и стойкость его при отпуске // Металлург. – 1939. – № 10–11. – С. 75–80.
7. Bain E. C. Functions of the Alloying Elements in Steel. – Cleveland : Amer Soc. Met., 1939. – 312 p.
8. Гудремон Э. Специальные стали. Т. 1 / пер. с нем. под ред. А. С. Займовского и М. Л. Бернштейна. – М. : Металлургиздат, 1959. – 952 с.
9. Завьялов А. С. К теории легирования и термической обработки стали. – М. : [б. и.], 1943. – 128 с.
10. Счастливцев В. М., Кутьин А. Б., Смирнов М. А. Исправление структуры и изломов перегретой конструкционной стали. – Екатеринбург : УрО РАН, 2003. – 190 с.
11. Influence of welding technology on the structure, mechanical properties and fracture toughness of 09G2S steel welded joints / Yu. N. Saraev, S. V. Gladkovsky, S. V. Lepikhin, D. A. Dvoynikov, I. S. Kamantsev, V. E. Veselova // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. – 2017. – Iss. 5. – P. 23–42. – DOI: 10.17804/2410-9908.2017.5.023-042. – URL: http://dream-journal.org/DREAM_Issue_5_2017_Saraev_Yu.N._et_al._023_042.pdf
12. Formation of the mechanical properties and fracture resistance characteristics of sandwich composites based on the 09G2S steel and the EP678 high-strength steel of various dispersion / S. V. Gladkovsky, S. V. Kuteneva, I. S. Kamantsev, R. M. Galeev, D. А. Dvoynikov // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. – 2017. – Iss. 6. – P. 71–90. – DOI: 10.17804/2410-9908.2017.6.071-090. – URL: http://dream-journal.org/DREAM_Issue_6_2017_Gladkovsky_S.V._et_al._071_090.pdf
13. Estimating the damageability of a deformed metal / V. I. Levit, S. V. Smirnov, A. A. Bogatov, V. L. Kolmogorov, L. S. Davydova, E. I. Patrakov, A. V. Shalimova // Phys. Met. Metall. – 1982. – Vol. 54, no. 4. – P. 149–155.
14. Armour steels / I. G. Crouch, S. J. Cimpoeru, H. Li, D. Shanmugam // The Science of Armour Materials. Ser. Woodhead Publishing in Materials / ed. by I. G. Crouch. – Woodhead Publishing, 2017. – P. 55–115.
15. Садовский В. Д., Кутьин А. Б., Гербих Н. М. Транскристаллитное охрупчивание закаленной стали при задержке охлаждения в аустенитной области // ДАН СССР. – 1989. – Т. 305, № 3. – С. 611–613.
16. Sulfides in forgings of 40KhGM structural steel / N. I. Vorob'ev, D. A. Mirzaev, O. K. Tokovoi, E. A. Fominykh, I. L. Yakovleva // Russian metallurgy (Metally). – 2006. – Vol. 2006, no. 2. – P. 119–125. – DOI: 10.1134/S0036029506020030. 
Библиографическая ссылка на статью
Fractographic Study of the Armor Steel of Self-Propelled Artillery Guns of the Red Army / B. A. Gizhevskii, M. V. Degtyarev, T. I. Chashchukhina, L. M. Voronova, E. I. Patrakov, N. N. Melnikov, Vas. V. Zapariy, S. V. Ruzaev, Vl. V. Zapariy // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. -
2020. - Iss. 2. - P. 26-37. - DOI: 10.17804/2410-9908.2020.2.026-037. -
URL: http://dream-journal.org/issues/2020-2/2020-2_290.html (accessed: 21.12.2024).
|
