Эглин Сталь
Сталь Eglin ( ES-1 ) — это высокопрочная , высокопроизводительная, низколегированная, недорогая сталь , разработанная для нового поколения бомб типа «бункер-бустер» , например, Massive Ordnance Penetrator и улучшенной версии бомбы GBU-28, известной как EGBU-28. Она была разработана в сотрудничестве между ВВС США и компанией Ellwood National Forge.
Разработка стали Eglin была заказана для поиска недорогой замены прочным и жестким, но дорогим суперлегированным сталям, таким как AF-1410, Aermet-100 , HY-180 и HP9-4-20/30. Требуется высокопроизводительный материал оболочки, чтобы оружие выдерживало высокие скорости удара, необходимые для глубокого проникновения. Материал имеет широкий спектр других применений, от деталей ракет и корпусов танков до деталей машин.
Материал может быть менее дорогим, поскольку его можно очищать в ковше . Он не требует вакуумной обработки. В отличие от некоторых других высокопроизводительных сплавов, сталь Eglin легко сваривается , что расширяет диапазон ее применения. Кроме того, в ней используется примерно вдвое меньше никеля , чем в других суперсплавах , заменяя кремний для повышения прочности и частицы карбида ванадия и карбида вольфрама для дополнительной твердости и высокотемпературной прочности. Материал также содержит хром , вольфрам и небольшое или среднее количество углерода , что способствует прочности и твердости материала .
Характеристики
При комнатной температуре предел текучести ES-1 ( прочность на растяжение до деформации) составляет 193 900 фунтов на квадратный дюйм (1337 МПа), предел прочности (предел разрушения) составляет 246 700 фунтов на квадратный дюйм (1701 МПа). При 900 °F (482 °C) предел текучести составляет 191 400 фунтов на квадратный дюйм (1320 МПа), а предел прочности составляет 215 700 фунтов на квадратный дюйм (1487 МПа). Твердость по шкале Роквелла C составляет 45,6 (448 HV 10 ). Для ударной вязкости ударная вязкость по Шарпи составляет 56,2 фут-фунта (76 Дж) при комнатной температуре и 42,7 фут-фунта (58 Дж) при -40 °F (-40 °C). [1]
ES-1 представляет собой баланс стоимости, прочности на растяжение, прочности на растяжение при высокой температуре и вязкости. Изменяя термическую обработку, включая закалку в воде или жидком азоте, или исключая нормализующую термическую обработку, чтобы обеспечить упрочнение , можно улучшить свойства. [2] ES-5 с экономичной закалкой на воздухе и в воде [3] обеспечивает 244 800 фунтов на квадратный дюйм (1 688 МПа) предела текучести при высокой скорости и 291 900 фунтов на квадратный дюйм (2 013 МПа) предела прочности при высокой скорости. [4] Предел текучести при низкой скорости составляет 216 000 фунтов на квадратный дюйм (1 489 МПа), а предел прочности при низкой скорости составляет 270 200 фунтов на квадратный дюйм (1 863 МПа).
Для сравнения, предел текучести обычной конструкционной стали составляет 36 000 фунтов на квадратный дюйм, а у «артиллерийской» стали 4150 (используемой в высококачественных стволах военных орудий) предел текучести составляет 75 000 фунтов на квадратный дюйм.
Подробности
Состав материала по весу: [5]
- Железо (84,463–90%)
- Углерод (0,16–0,35%)
- Марганец (0,85%)
- Кремний (макс. 1,25%), стабилизирует аустенитную фазу, повышает ударную вязкость
- Хром (макс. 1,50–3,25%), повышает прочность и прокаливаемость
- Молибден (макс. 0,55%), улучшает прокаливаемость
- Никель (5,00%), увеличивает прочность
- Вольфрам (0,70–3,25%), повышает прочность и износостойкость .
- Ванадий (0,05–0,3%), повышает прочность
- Медь (0,50%)
- Фосфор (примесь, макс. 0,015%)
- Сера (примесь, макс. 0,012%)
- Кальций (макс. 0,02%), агент контроля серы
- Азот (примесь, макс. 0,14%)
- Алюминий (макс. 0,05%)
Материал имеет необычайно широкий спектр методов производства для суперсплава: электрическая дуга, ковшовая очистка с вакуумной обработкой; вакуумная индукционная плавка; вакуумно-дуговой переплав и даже электрошлаковый переплав. Вакуумная обработка рекомендуется для лучшей прочности и премиум-использования. [6]
Материал должен пройти термическую обработку , включающую нормализацию , закалку и отпуск для разработки требуемой аустенитной микроструктуры , с последующим отпуском. Испытательные пластины были 1 дюйм. Сначала они были нормализованы. Их загружали в печь при 500F. Нагревали со скоростью 125F в час до 1625–1725F. Выдерживали при 1750F в течение часа на дюйм размера сечения, а затем охлаждали на воздухе до комнатной температуры. Затем образцы были аустенизированы путем повторения процесса до 1700F и выдерживали в течение часа на дюйм размера сечения, затем закаливали в масле до температуры ниже 125F. Наконец, их закалили в печи, которая начиналась ниже 500F, увеличивалась до 100F в час на дюйм размера сечения, и давали остыть на воздухе до комнатной температуры. [7]
Кредит
В качестве изобретателей в патенте указаны Моррис Дилмор и Джеймс Рулман.
Смотрите также
- USAF-96 Более поздний материал, разработанный для тех же целей также в Эглине.
- Aermet (Высокопроизводительные стали.)
- Мартенситностареющая сталь (Высокопроизводительная дисперсионно-твердеющая сталь, несколько похожая на сталь Эглин.)
- База ВВС Эглин
Ссылки
- ^ Патент США № 7,537,727 B2, доступ 17 декабря 2022 г., Таблица 3: «Таблица механических свойств для серии испытаний стали Eglin»
- ^ Патент США № 7,537,727 B2, доступ 16 июля 2009 г., столбец 7, строка 5.
- ^ Патент США № 7,537,727 B2, доступ 16 июля 2009 г., столбец 6, строка 65
- ^ Патент США № 7,537,727 B2, доступ 16 июля 2009 г., столбец 5, строка 1
- ^ Патент США № 7,537,727 B2, доступ 16 июля 2009 г., столбец 3, строка 5
- ^ Патент США № 7,537,727 B2, доступ 16 июля 2009 г., столбец 3, строка 45.
- ^ Патент США № 7,537,727 B2, доступ 16 июля 2009 г., столбец 4, строка 35
Внешние ссылки
- AFRL Horizons - сталь Эглин
- Globalsecurity.org - EGBU-28
- Элвудская национальная кузнечная компания
