Sobre las deficiencias de la tecnología de fabricación de blindaje del BMP-3
En general, la producción de blindaje de aluminio es bastante impredecible. Cualquier interrupción en el proceso de fabricación o una elección tecnológica inadecuada puede provocar cambios significativos en sus propiedades, lo que podría afectar la resistencia y la calidad de la protección blindada fabricada con aleaciones de aluminio.
El BMP-3 también sufrió este problema en cierta medida, como se analiza en un artículo de investigadores rusos publicado en 1991. En él se describía una nueva tecnología para la fabricación de componentes de blindaje para este vehículo (no está claro si se adoptó posteriormente), pero, lo que es más importante, también se ponían de manifiesto las deficiencias de la tecnología existente. Por lo tanto, desde una perspectiva técnica, el material resulta bastante interesante, así que recomendamos su lectura.
Tecnología mejorada para el tratamiento térmico de las piezas del casco del BMP-3
Los vehículos de combate de infantería BMP-1 y BMP-2 de primera generación contaban con un casco de acero soldado con componentes adicionales fabricados con aleaciones estructurales de aluminio ATsM y D20. En contraste, el casco del BMP-3 está construido con blindaje de aluminio especial. El uso de aluminio permite una reducción de peso del 25 % en comparación con un casco de acero con una protección de blindaje similar.
El primer vehículo de producción nacional con casco blindado de aluminio (y torreta de acero) fue el vehículo de combate aerotransportado BMD-1, con blindaje antibalas fabricado con aleación ABT-101 de 8 a 32 mm de espesor.
El nuevo BMP-3 es el primer tanque ruso con casco y torreta totalmente de aluminio. Su casco está equipado con blindaje de aluminio ABT-102, resistente a balas y proyectiles. Esta aleación pertenece al sistema Al-Zn-Mn de aleaciones deformables y termoendurecibles (Certificado del Autor n.º 928271).
Las propiedades del blindaje se forman en todas las etapas de producción (fundición, laminado, etc.), pero la etapa decisiva es el tratamiento térmico.
En la producción del casco del BMD-1 se utiliza un método de tratamiento térmico que consiste en el endurecimiento del blindaje y el posterior envejecimiento en dos etapas de las placas y estructuras del blindaje (Tabla 1).
Tabla 1
A diferencia del BMD-1, el BMP-3 utiliza placas de blindaje de 10 a 60 mm de espesor. El casco y la torreta blindados están soldados con aleación ABT-102, mientras que el piso está hecho de planchas estampadas de AMg6.
La diferenciación del blindaje se define mediante las especificaciones de requisitos e impone requisitos distintos a las proyecciones frontal, lateral y trasera del vehículo. Los componentes de la proyección frontal constituyen un grupo resistente a proyectiles, los componentes traseros un grupo resistente a balas y los laterales un grupo mixto. Estas condiciones determinan los requisitos de propiedades mecánicas (dureza) para cada uno de estos grupos de componentes.
Por lo tanto, la resistencia a las balas depende directamente de la dureza H. A medida que H aumenta, la velocidad del límite de daño condicional Vпкп aumenta con una propagación de hasta 50 m/s (Fig. 1); para lograr esto, es necesario asegurar una dureza de ≥140 HB en el grupo de componentes a prueba de balas. Por el contrario, la resistencia a los proyectiles αпкп es inversamente proporcional a la dureza (Fig. 2).
Figura 1. Dependencia del límite de velocidad del daño condicional Vпкп de la dureza y el espesor b del blindaje ABT-102 al disparar una bala B32 de calibre 7,62 mm a corta distancia en condiciones normales: puntos oscuros: dureza superior a 140 HB, claros: no inferior a 140 HB.
Figura 2. Dependencia de la resistencia del proyectil αпкп al bombardear el blindaje ABT-102 con proyectiles BT de 30 mm (distancia 300 m) en función de la dureza H: puntos – dureza > 140 HB, y triángulos no inferior a 140 HB; la zona del valor óptimo está sombreada.
En este caso, el valor óptimo es una dureza inferior a 140 HB. Un grupo mixto de piezas debe equilibrar estos dos requisitos contradictorios y puede representarse mediante una dureza cercana a 140 HB (Tabla 2).
Tabla 2. Dureza óptima de diferentes grupos de piezas
Un análisis de la tecnología de tratamiento térmico existente, que combina el envejecimiento de la etapa II con el revenido posterior a la soldadura, revela deficiencias significativas. Estas incluyen una discrepancia entre las propiedades protectoras de los componentes y sus valores óptimos, así como una variación considerable en las propiedades entre componentes del mismo espesor pero ubicados en diferentes posiciones dentro del conjunto de la armadura.
En la Tabla 3 se presenta la dureza media de varios grupos de piezas obtenidas como resultado del procesamiento utilizando la tecnología existente, en comparación con el rango de dureza óptimo.
Tabla 3. Comparación de la dureza por grupos de piezas (numerador: valores promedio, denominador: dispersión).
La tabla se basa en datos de más de 110 vehículos (220 mediciones para cada espesor). La dispersión se calculó como tres veces la varianza. Por lo tanto, la dureza del blindaje se encuentra dentro del rango especificado con una probabilidad del 95 %, y la mayoría de los componentes están fuera del rango óptimo. La reducción de las propiedades protectoras se explica por el calentamiento combinado de componentes con diferentes funciones y espesores (en un conjunto de blindaje soldado) durante la segunda etapa de envejecimiento.
Con el fin de eliminar las deficiencias de la tecnología tradicional, es decir, para obtener propiedades diferenciadas para grupos de piezas y reducir la dispersión de las propiedades mecánicas, se desarrolló una tecnología para el tratamiento térmico de piezas de carrocería, que está protegida por el certificado de derechos de autor n.° 236106 (Tabla 4).
Tabla 4. Modos de tratamiento térmico para partes del cuerpo
La primera etapa de envejecimiento se realiza para obtener el metal (aleación ABT-102 laminada) en un estado de máxima resistencia. La segunda etapa se lleva a cabo para re-envejecer el metal y lograr propiedades de blindaje diferenciadas, así como resistencia a la corrosión. El revenido posterior a la soldadura de los conjuntos está diseñado para aliviar las tensiones residuales posteriores a la soldadura de los primeros y segundos tipos, asegurando que se cumplan la resistencia requerida y la resistencia a la corrosión bajo tensión sin alterar las propiedades mecánicas y de blindaje obtenidas durante la segunda etapa de envejecimiento.
La investigación tecnológica en la planta se llevó a cabo en tres etapas:
1. Revenido “suave” posterior a la soldadura de dos cascos y torres para evaluar la reducción de las tensiones residuales.
2. Tratamiento térmico de las tarjetas ABT-102 en las etapas de envejecimiento II y III, simulando el modo de tratamiento térmico individual, con el fin de aclarar el rango de temperatura y el tiempo de mantenimiento basándose en los resultados de las pruebas de resistencia de blindaje y nivel de dureza.
3. Tratamiento térmico mediante nueva tecnología.
La inspección de dos cascos tratados mediante el modo de templado "suave" (etapa 1 de las pruebas), que superaron las pruebas de funcionamiento (entre 10 y 12 meses después del templado posterior a la soldadura), confirmó la eficacia del alivio de tensiones posterior a la soldadura y la ausencia de fisuras aisladas y por fatiga.
La dureza de las secciones procesadas mediante la tecnología de tratamiento térmico secuencial (segunda inspección) fue cercana a la óptima, lo que garantizó el nivel de protección de blindaje requerido. Con base en los resultados de la segunda etapa, se asignaron modos de envejecimiento diferenciados según el espesor. Se procesaron dos cascos y torretas utilizando estos modos. Se comprobó que las propiedades del metal se determinan principalmente durante la segunda etapa de envejecimiento.
La variación de dureza resultante del revenido posterior a la soldadura no supera el margen de error del método Brinell. El revenido posterior a la soldadura garantizó la reducción necesaria de la tensión residual, evitando así el agrietamiento del metal por corrosión.
Las pruebas realizadas a las tarjetas con disparos de bala y proyectil demostraron que las propiedades protectoras de todas las tarjetas de control cumplen con las especificaciones técnicas. Según el criterio αпкп, se obtuvo un margen de resistencia a proyectiles de aproximadamente 2°. Asimismo, se obtuvo un cierto margen de protección (Vпкп = 20–30 m/s) bajo fuego de bala.
Conclusión: La mejora de la tecnología de tratamiento térmico para los componentes del casco del BMP-3 mejora sus propiedades protectoras.
Fuente:
"Tecnología mejorada de tratamiento térmico de piezas del casco de BMP-3". AUTOMÓVIL CLUB BRITÁNICO. Artsruni, V.R. Begichev, Yu.Z. Zasel'skiy, et al. “Boletín de Vehículos Blindados”, N° 5, 1991.
información