intTypePromotion=3

Khảo sát vật liệu kim loại dùng trong chế tạo kết cấu thân vỏ tên lửa B-72

Chia sẻ: Thi Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

0
4
lượt xem
0
download

Khảo sát vật liệu kim loại dùng trong chế tạo kết cấu thân vỏ tên lửa B-72

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo trình bày một số kết quả nghiên cứu vật liệu kim loại và hợp kim dùng trong chế tạo kết cấu thân vỏ tên lửa B-72 làm cơ sở cho quá trình thiết kế, chế tạo tên lửa có điều khiển tầm gần cũng như phục vụ quá trình bảo quản, sửa chữa đạn tên lửa B-72 hiện có trong quân đội. Kết quả khảo sát đã chỉ ra được vật liệu sử dụng trong chế tạo kết cấu thân vỏ đạn tên lửa B-72 gồm có thép các-bon, hợp kim nhôm hệ Al-Cu-Mg, Al-Cu-Mn và hợp kim đồng hệ Cu-Zn.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Khảo sát vật liệu kim loại dùng trong chế tạo kết cấu thân vỏ tên lửa B-72

  1. Nghiên ccứu ứu khoa học công nghệ KH KHẢO ẢO SÁT VẬT LIỆU KIM LOẠI D DÙNG ÙNG TRONG CH CHẾ Ế TẠO KẾT CẤU THÂN VỎ TÊN LỬA KẾT LỬA B--72 72 Tr Trần ần Xuân Tiến,Trần Ngọc Thanh, Sái Mạnh Thắng, Lê Văn Hào, Đinh Văn Hi Hiến ến*,, Vũ Vũ T Tùng ùng Lâm tắt: Bài báo trình bày m Tóm tắt: một ột số kết quả nghi nghiên ên ccứu ứu vật liệu kim loại vvàà hhợpợp kim dùng trong ch chếế tạo kết cấu thân vỏ ttên ên llửa ửa B-72 B 72 làm cơ ssở ở cho quá trtrình ình thi thiết ết kế, chế tạo tên chế tên llửa ửa có điều khiển tầm gần cũng nh nhưư phục phục vụ quá trtrình ình bảo bảo quản, sửa chữa đạn ttên chữa ên llửa ửa B B--72 hiện ện có trong quân đội. Kết quả khảo sát đđã ã chỉ ch ỉ ra đđư ược ợc vật liệu ệu sử dụng trong chế tạo kết cấu thân vỏ đạn ttên ên lửa lửa B-72 B 72 ggồm ồm có thép các các-bon, bon, hợp ợp kim nhôm hệ Al Al--Cu Mg, Al-Cu Cu-Mg, Al Cu--Mn Mn và hhợpợp kim đồng hệ Cu Cu-Zn. Zn. ừ khóa: Vật Từ ật liệu kim loại, Đạn ạn ttên ên lửa lửa B72, Kết Kết ccấu ấu thân vỏ, H Hợp ợp kim. 1. M MỞ Ở ĐẦU Để thiết kế chế tạo tổ hợp ttên Để ên llửa ửa có điều khiển theo mẫu, thì mẫu mẫu ban đầu cần đủ ủ bảo đảm quá tr trình ình thi ết kế, thiết kế, chế chế tạo theo mẫu ththành ành công vvới ới năng lực khoa học công nghệ nghệ hiện có, xong cũng đủ hiện đại nếu nh nhìn ìn ở khía cạnh có thể cải tiến, hiện đại ại hóa để ph phùù hhợp ợp với nhu cầu của quân đội trong ttình ình hình mmới. ới. Ở Vi ệt Nam, đểể Việt chế tạo tên chế tên lửa lửa có điều khiển tầm gần, th thì mẫu mẫu tổ hợp ttên ên lửa lửa có điều khiển B--72 72 (9K11 9K11 9K11) với ới quả đạn 9M14 ho hoàn àn toàn đáp ứng được đ ợc các yyêu êu ccầu ầu nêu nêu trên. Hình 1. Tổ ổ hợp ttên ên lửa lửa Hình 22.. Kết ết cấu thân vỏ ch chống ống tăng B B-7272. tên llửa ửa B-72 B 72.. Thứ nhất, qua khảo sát ssơ Thứ ơ bộ bộ các chi tiết tr trên ên thân vỏ vỏ quả đạn đđược ợc chế tạo bằng các công ngh nghệệ không quá đặc biệt gồm có gia công cắt gọt, công nghệ dập vvàà công nghệ đúc, ép, những công nghệ nnày nghệ ày hoàn toàn có th thểể thực hiện đđược ợc ở Việt Nam. Thứ hai là Thứ là về về mặt kết ết cấu thân vỏ, ddùù tên llửa ửa đãđã có nhi nhiều ều bản nâng cấp, song các phiên bbảnản sau chủ yếu nâng cấp về phần chiến đấu để tăng uy lực nổ vvàà khả khả năng xuyên giáp, kkết ết cấu thân vỏ quả đạn không có nhiều thay đổi lớn so với phi phiên ên bbản ản đầu, ầu, do đó về kết cấu không quá llỗi ỗi thời so với các ttên ên llửa ửa chống tăng hiện nay trên th thếế giới. Kết cấu ttên Kết ên llửa ửa BB-72 72 được được cấu tạo gồm phần chiến đấu, khoang động ccơ, ơ, khoang cánh và ốp đuôi. Phần chiến đấu có chứa thuốc nổ ddùng ùng để để tiêu tiêu di diệt ệt mục tiêu, vvềề nguy nguyên ên lý, khi tên llửa ửa chạm vào vào mmục ục titiêu, êu, phần phần chịu va đập với mục ti tiêu êu là đầu ầu cuối sẽ truyền xung lực llên ên phần phần chóp côn ép llên ên các ggốm ốm áp điện sinh ra điện Tạp ạp chí Nghi Nghiên ên cứu cứu KH&CN quân uân sự, sự, Số Đặc ặc san T Tên ên lửa, lửa, 09 - 2016 16 269
  2. Cơ h học ọc & Điều Điều khiển thiết thiết bị bay áp, đi điệnện áp nnày ày truy truyềnền qua mạch điện đđược ợc tạo ththành ành bbởi ởi các chi tiết bằng kim loại gồm ồm có đai hhãm,ãm, vvỏỏ ngo ài bạc ngoài bạc nối, tiếp điểm xuống ngòi nnổ ổ đáy lắp ở cuối phần chiến đấu, kích hoạt ng chiến ngòi òi nổ, nổ, phá hủy mục ti tiêu êu theo nguyên lý n nổổ lõm, lõm, do đó kkết ết cấu ấu phần thân vỏ phần chiến đấu đđư ược ợc chế tạo từ hai nhóm vật liệu gồm nhóm các chi ti tiết ết bằng kim loại có tác dụng llàà m một ột mạch điện vvàà nhóm v vật ật liệu compozit liệu gồm ồm chóp côn, llõi õi bbạc ạc nối vvàà thân vvỏ ỏ phần đầu nổ đóng vai tr trò ò là phần phần cách điện. Khoang đđộng ộng ccơơ giúp đưa tên llửa ửa ra khỏi bệ phóng vvàà duy trì qu quĩĩ đạo của tên tên llửa ửa 0 tiếp ếp cận mục ti tiêu. êu. Khoang cánh có 4 cánh bbố ố trí lệch đđường ờng sinh một góc 13,5 có tác ddụng ụng tạo lực nâng khí động vvàà làm cho tên llửa ửa quay, do đó thân vỏ khoang cánh chủchủ yếu đđược ợc chế tạo từ vật liệu compozit, chỉ có phần bọc cánh vvàà 4 vvấu ấu trượt llàà các chi ti trượt tiết ết làm làm ttừ ừ kim loại. Ốp đuôi có tác dụng bảo vệ cho khối thiết bị được chế tạo từ kim lo được loại ại [7]. Dù đã đã được ợc sử dụng ở Việ Việtt Nam nhiều nhiều năm năm,, chúng chúng ta đđãã có rấtrất nhiều kinh nghiệm về bảo quản, sửa chữa, thay thế các khối cụm, tuy nhiên vvềề mặt vật liệu kết nghiệm cấu ấu vvàà công ngh nghệệ chế tạo hiện ch chưaưa có m một ột nghiên nghiên cứu cứu nnào ào th thực ực hiện. Đ có thể Để thể đảm bảo tốt cho việc bảo quản, tăng hạn vvàà nâng ccấp ấp cho ttên ên llửa ửa BB-- 72, đđặc ặc biệt làm tiền tiền đề cho việc llàmàm ch chủ ủ công nghệ chế tạo ttên ên lửa lửa có điều khiển tầm ầm gần thì việc việc phân tích, đánh giá về vật liệu vvàà công ngh nghệệ gia công chế tạo các chi ti tiết ết là là một một vvấn ấn đề rất quan trọng, cấp thiết. Bài báo này trình bày m ột số kết một quả nghiên quả nghiên cứu cứu khảo sát, phân tích th thành ành ph phần ần vật liệu cho các chi tiết của thân vỏ tên llửa ửa B72 đđược ợc chế tạo từ kim loại vvàà hhợp ợp kim. 2. NỘI NỘI DUNG NGHIÊN NGHIÊN CỨU CỨU 2.1. M Mẫu ẫu nghiên nghiên ccứu ứu Các mẫu mẫu nghi nghiênên cứu ứu là các chi ti tiết ết llàm àm ttừ ừ kim loại đư được ợc lấy trên trên thân vvỏ ỏ đạn ttên ên lửa ửa B B-72 72 g gồm: ồm: chóp kim loại, đầu cuối, đai hhãm ãm chóp, vỏ vỏ ngo ngoài ài bạc bạc nối, vvòng òng ti tiếp ếp điểm, vấu tr điểm, trưượt,, vật ật li liêu êu bbọc ọc cánh và ốp đuôi (hình 3).3 Hình 33.. Các mẫu ẫu chi ti tiết ết trong kết kết cấu thân vỏ đạn ttên ên lửa lửa B B-72 72:: 1-Chóp 1 Chóp kim lo loại; ại; 2-Đ Đầu ầu cuối; 33-Chóp Chóp compozit; 44--Đai Đai hhãm ãm chóp gió; 55-BBạc ạc nối; 66-V Vật ật liệu bọc cánh; 77-V Vấu ấu tr trưượt; ợt; 8-Khung 8 Khung thân compozit; 99--Ti Tiếp ếp điểm; 10 10- Ốp đuôi. 2.2. Phương pháp nghiên ccứu ứu Việc xác định th Việc thành ành phần phần hóa học ccủa ủa chi tiết kim loại đđượcợc thực hiện theo phương pháp ASTM E415:2008 (quang ph phổ ổ phát xạ) trtrên ên thi thiết ết bị phân tích th thành ành phần kim loại vvàà hhợp phần p kim PMI MASTER PLUS ttại ại trung tâm kỹ thuật ti êu chu tiêu chuẩn ẩn đo lư lường ờng chất llư ượng ợng 1/Tổng cục titiêu êu chu chuẩn ẩn đo llường ờng chất llượng ợng 270 Tr.X.Ti Tr.X.Tiến, ến, Tr.N.Thanh …, V.T. Lâm, ““Kh Khảo ảo sát vật liệu… liệu… vỏ ỏ tên llửa ửa B - 72 72.” ”
  3. Nghiên cứu khoa học công nghệ Phương pháp phân tích tổ chức tế vi: Sử dụng phương pháp hiển vi quang học để quan sát tổ chức theo phương pháp thửTCQS 309:2011/TCCNQP, GOST 21073.1-75 trên thiết bị phân tích là kính hiển vi quang học D1m của Trung tâm đo lường/Viện Công nghệ/TCCCQP. Các mẫu được mài nhẵn, do các mẫu nhỏ và mỏng nên được đổ epoxy. Dung dịch tẩm thực cho thép là HNO3; đối với các mẫu làm từ hợp kim nhôm sử dụng hỗn hợp dung dịch H3PO4, H2SO4 và HNO3; dung dịch tẩm thực cho mẫu hợp kim đồng là FeCl3 và HCl. Phương pháp đo độ cứng: Phương pháp thử theo TCVN 258-1:2007 tại Trung tâm đo lường/Viện Công nghệ/TCCNQP. 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1. Kết quả phân tích thành phần hóa học Kết quả phân tích thành phần hóa học của các mẫu thể hiện qua bảng 1, 2 và 3.Từ kết quả phân tích mẫu chóp kim loại (bảng 1) thấy rằng hàm lượng các-bon trong thép thấp chỉ khoảng 0,05 %, còn các thành phần nguyên tố khác như Mn, Si, Cr, Ni, V, Cu, Al đều rất nhỏ không đáng kể, do đó thép này thuộc nhóm thép các- bon thấp, tra cứu theo ГОСТ 1050-88 [5] thì nó tương đương mác 08кп. Bảng 1. Thành phần hóa học của các mẫu thép. Tên mẫu Thành phần các nguyên tố hóa học tính theo khối lượng, % C Si Mn P S Cr Mo Ni Al Cu V Chóp 0,054 0,004 0,360 0,025 0,024 0,038 0,003 0,037 0,064 0,082 0,001 kim loại Đầu 0,793 0,326 0,212 0,017 0,012 0,073 0,010 0,128 0,143 0,094 0,011 cuối Với chi tiết đầu cuối kết quả trên bảng 1 cho thấy hàm lượng các-bon trong thép khá cao khoảng 0,8 %, các thành phần nguyên tố khác như Mn, Cr, Ni, V, Mo đều khá nhỏ chỉ khoảng 0,3 %; các tạp chất như P khoảng 0,017% và S là 0,012% như vậy thép thuộc nhóm thép tốt. Theo ГОСТ 1435-90 [4] thì thép với thành phần như trên tương đương mác У8A. Bảng 2. Thành phần các chi tiết làm từ hợp kim nhôm. Tên mẫu Thành phần các nguyên tố hóa học tính theo khối lượng, % Si Fe Cu Mn Mg Cr Ni Zn Ti Al Đai hãm 0,603 0,351 4,084 0,497 0,616 0,016 0,031 0,201 0,026 93,564 Bạc nối 0,606 0,351 4,064 0,507 0,606 0,016 0,031 0,201 0,026 93,564 Vật liệu bọc 0,271 0,297 4,183 0,549 1,162 0,012 0,017 0,094 0,059 93,346 cánh Ốp đuôi 1,106 0,363 2,276 0,548 0,644 0,014 0,051 0,113 0,036 94,838 Vấu trượt 0,117 0,330 1,600 0,220 2,080 0,067 0,005 5,950 0,029 89,590 Kết quả phân tích đai hãm và bạc nối (bảng 2) cho thấy hàm lượng Cu cao khoảng 4,1%, hàm lượng Mn và Mg tương ứng là 0,5 và 0,6%, trong khi hàm lượng Si chỉ khoảng 0,6% đồng thời hàm lượng kẽm ở khoảng 0,2%, đối chiếu với Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Tên lửa, 09 - 2016 271
  4. Cơ học & Điều khiển thiết bị bay ГОСТ 4784-97 [3] thì hợp kim có thành phần như bảng 2 tương đương mác Д1 của Nga. Vật liệu bọc cánh có hàm lượng Cu khoảng 4,2%, Mg là 1,2% và Mn là 0,5%, còn Si thấp chỉ khoảng 0,3% đối chiếu với ГОСТ 4784-97 thì hợp kim có thành phần như trên (bảng 2) tương đương mác hợp kim nhôm Д16 của Nga. Kết quả phân tích ốp đuôi hàm lượng Cu là 2,3%; Mn và Mg là 0,4 và 0,6%, còn Si chỉ khoảng 1,106%, đối chiếu với ГОСТ 4784-97 thì hợp kim có thành phần như bảng 2 tương đương mác hợp kim nhôm AK6 của Nga. Vấu trượt có hàm lượng Cu khoảng 1,6%, Mg cao khoảng 2,1%, Zn là 6% còn Mn khoảng 0,2% đối chiều với ГОСТ 4784-97 thì hợp kim có thành phần như bảng 2 của vấu trượt tương đương mác hợp kim nhôm B-95 của Nga. Bảng 3. Thành phần của các chi tiết làm từ hợp kim đồng. Tên mẫu Thành phần các nguyên tố hóa học tính theo khối lượng, % Zn Pb Sn P Fe Ni As Sb Cu Tiếp 37,0 0,001 0,146 0,002 0,011 0,055 0,011 0,005 62,6 điểm Với mẫu tiếp điểm kết quả bảng 3 là hợp kim đồng có hàm lượng Zn cao 37%, thuộc nhóm đồng la-tông chiếu theo ГОСТ 15527-2004 [7] tương đương mác Л62 3.2. Kết quả khảo sát tổ chức tế vi a) Tổ chức tế vi của mẫu thép a) Chóp kim loại. b) Đầu cuối kim loại. Hình 4. Ảnh kim tương các mẫu chế tạo từ thép (x200). Kết quả trên hình 4a, chóp kim loại có tổ chức một pha ferit, biên giới hạt không rõ nét, như vậy có thể thấy rằng đây là thép có tổ chức một pha, không có pha hóa bền. Phân tích ảnh tổ chức tế vi trên hình 4b, đầu cuối là thép có tổ chức mactenxit ram và một lượng nhỏ austenite dư là những điểm trắng trong tổ chức, tổ chức của mẫu khá đồng đều, do đó công nghệ nhiệt luyện cho chi tiết có thể là tôi + ram. b) Tổ chức tế vi của mẫu hợp kim nhôm và đồng 272 Tr.X.Tiến, Tr.N.Thanh …, V.T. Lâm, “Khảo sát vật liệu… vỏ tên lửa B - 72.”
  5. Nghiên cứu khoa học công nghệ Kết quả phân tích ảnh tổ chức tế vi cho ta thấy đai hãm, vỏ ngoài bạc nối và vấu trượt (hình 5a, 5b và 5e) là hợp kim nhôm có tổ chức nền là pha α, hạt bị kéo dài thành từng dải, các pha liên kim cũng tạo thành dải dọc theo biên giới hạt. Như vậy đai hãm và bạc nối đã trải qua nguyên công biến dạng, quá trình biến dạng làm cho hạt bị kéo dài thành từng dải, do đó phôi chế tạo các chi tiết này có thể là phôi cán nóng hoặc cán nguội, các pha liên kim phân bố dọc theo biên giới hạt cho thấy chúng được tiết ra trong quá trình hóa già các chi tiết chế tạo. Vật liệu bọc cánh (hình 5c) là hợp kim nhôm có tổ chức nền là pha α cỡ hạt đồng đều, các pha liên kim nằm rải rác trong tổ chức.Cỡ hạt của mẫu khá nhỏ mịn, đồng đều. Tổ chức của ốp đuôi (hình 5d) là hợp kim nhôm có tổ chức nền là pha α, hạt bị biến dạng tạo thành từng mảng, các pha liên kim nằm rải rác trong tổ chức. Vòng tiếp điểm (hình 5f) là hợp kim đồng có tổ chức một pha, cỡ hạt khá thô đại 2/14. 3.3. Kết quả khảo sát độ cứng Độ cứng của các chi tiết thân vỏ tên lửa B-72 được đo theo thang HV do các mẫu có chiều dày mỏng, kết quả đo của các mẫu trên bảng 4. Độ cứng chóp kim loại khoảng 173 HV tương ứng khoảng 167 HB, chiếu theo [2] thì chóp kim loại được gia công theo phương pháp biến dạng nguội. a) Đai hãm chóp gió. b) Bạc nối. c) Vật liệu bọc cánh. d) Ốp đuôi. Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Tên lửa, 09 - 2016 273
  6. Cơ học & Điều khiển thiết bị bay e) Vấu trượt. f) Vòng tiếp điểm. Hình 5. Ảnh kim tương của các chi tiết làm từ hợp kim nhôm và đồng (x200). Đầu cuối có độ cứng khoảng 608 HV tương ứng khoảng 55 HRC, theo [2] thì thép У8А đạt được độ cứng trên là thép được nhiệt luyện tôi và ram. Bảng 4. Độ cứng của các chi tiết trong kết cấu thân vỏ tên lửa B72. STT Tên chi tiết Độ cứng, HV Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình 1 Chóp kim loại 169 174 175 173 2 Đầu cuối 609 607 608 608 3 Đai hãm 130 135 131 132 4 Bạc nối 129 132 132 131 5 Vật liệu bọc cánh 125 130 129 128 6 Ốp đuôi 109 114 113 112 7 Vấu trượt 107 110 110 109 8 Tiếp điểm 145 150 149 148 Độ cứng của các mẫu hợp kim nhôm chỉ khoảng 115 đến 130 HV tương ứng khoảng 107 đến 127 HB theo qui đổi [1], qui đổi theo độ bền khoảng 382 đến 460 MPa, tương ứng độ bền ở trạng thái tôi và hóa già. Vòng tiếp điểm có độ cứng 148 HV qui đổi ứng với 148 HB, ứng với 490 MPa, độ cứng với hợp kim đồng có biến cứng. 4. KẾT LUẬN Từ những phân tích về thành phần, tổ chức tế vi và độ cứng của vật liệu cho thấy vật liệu chế tạo chóp kim loại là loại thép tương đương mác 08кп theo ГОСТ 1050-88, công nghệ chế tạo chóp là phương pháp dập nguội, có xử lý bề mặt. Vật liệu chế tạo đầu cuối là thép tương đương mác У8А theo ГОСТ 1435-90, chi tiết được nhiệt luyện theo phương pháp tôi và ram. Các chi tiết làm từ hợp kim nhôm gồm có đai hãm, bạc nối, vật liệu bọc cánh, ốp đuôi và vấu trượt lần lượt được chế tạo từ các hợp kim tương đương các mác Д1, Д1, Д16, AK6 và B-95 theo ГОСТ 4784-97. Các chi tiết này được nhiệt luyện theo phương pháp tôi và hóa già. 274 Tr.X.Tiến, Tr.N.Thanh …, V.T. Lâm, “Khảo sát vật liệu… vỏ tên lửa B - 72.”
  7. Nghiên cứu khoa học công nghệ Các chi tiết làm tiếp điểm trên kết cấu thân vỏ làm từ hợp kim đồng Л62 theo ГОСТ 15527-2004, sản phẩm chế tạo bằng phương pháp biến dạng dẻo. Các kim loại và hợp kim nêu trên hoàn toàn có thể chế tạo được trong các cơ sở của quân đội, do đó có thể khẳng định rằng việc chế tạo các chi tiết trong thân vỏ tên lửa từ kim loại và hợp kim nói trên trong điều kiện công nghệ hiện có hoàn toàn khả thi. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Lê Công Dưỡng.”Vật liệu học”. NXB Khoa học và kỹ thuật, 2000. [2]. Trần Văn Địch, Ngô Trí Phúc. “Sổ tay thép thế giới”. NXB KHKT, 2006. [3]. ГОСТ 4784-97. [4]. ГОСТ 1435-90. [5]. ГОСТ 1050-88. [6]. ГОСТ 15527-2004. [7]. Управляемыйснаряд 9М14М (9М14).Техническоеописание. ABSTRACT STUDY METAL MATERIALS USING IN BODY STRUCTURE OF B72 MISSILES Some results to determine metal materials and alloys used to make the body structures of the B-72 missiles are presented in this paper and as the basis for the design and manufacture of controlled-short-range missiles, also serve the storage and repair of the B-72 missiles in the Viet Nam military. The survey results showed that carbon steel; Al-Cu-Mg and Al-Cu-Mn aluminum alloy; Cu- Zn copper alloy have been used in manufacturing of the body structures B-72 missiles. Keywords: Metal materials, Guide anti-tank missile B72, Body structure. Nhận bài ngày 15 tháng 06 năm 2016 Hoàn thiện ngày 20 tháng 08 năm 2016 Chấp nhận đăng ngày 05 tháng 09 năm 2016 Địa chỉ: Viện Tên lửa; *Email: vanhiencompany221182@gmail.com Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Tên lửa, 09 - 2016 275

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản