Сплав АБТ-101 (1901)

Сплав АБТ-101 (индустриальное обозначение — 1901) — деформируемый термоупрочняемый свариваемый алюминиевый сплав системы Al-Zn-Mg. Разработан в 1962–1965 годах для изготовления сварных бронеконструкций лёгкой военной техники. Аббревиатура «АБТ» расшифровывается как «алюминиевая броня танковая». Среди алюминиевых броневых сплавов АБТ-101 выделяется повышенной твёрдостью, хорошей свариваемостью и возможностью получения заданного уровня механических свойств через термическую обработку.

Классификация и нормативная база

По системе легирования АБТ-101 относится к термоупрочняемым деформируемым сплавам на основе тройной системы алюминий–цинк–магний. Суммарное содержание цинка и магния достигает 9%, при этом их соотношение Zn:Mg близко к 2:1 — более высокое, чем у большинства зарубежных аналогов той же группы. Химический состав регламентируется ОСТ 1 92014-90; суммарная доля прочих примесей — не более 0,10%.

По балансу характеристик сплав относится ко второй группе броневых алюминиевых сплавов (повышенной твёрдости), которую образуют также зарубежные аналоги: 7039 (ASTM, США), E74S / 7017 (Великобритания), A-75-G / AZ5G (Франция). Эти сплавы превосходят более мягкую группу (Al-Mg серии) по противопульной и противоснарядной стойкости, уступая ей по противоосколочной.

Отечественным самостоятельным сплавом той же системы является АБТ-102 (1903) — разработан следом как броня повышенной толщины с улучшенной ударной вязкостью и иным балансом Zn/Mg.

Химический состав по ОСТ 1 92014-90

Упрочняющий эффект определяется строгим регламентом цинка и магния. Цирконий и хром — антирекристаллизаторы, подавляющие рост зерна при горячей деформации и термообработке. Марганец дополнительно тормозит рекристаллизацию. Бериллий вводится в ничтожных количествах для защиты расплава от окисления при плавке и литье.

Элемент	Содержание, %	Элемент	Содержание, %
Цинк (Zn)	5,4–6,2	Магний (Mg)	2,4–3,0
Марганец (Mn)	0,1–0,3	Хром (Cr)	0,12–0,25
Цирконий (Zr)	0,07–0,12	Титан (Ti)	до 0,03
Кремний (Si)	до 0,2	Железо (Fe)	до 0,3
Медь (Cu)	до 0,2	Бериллий (Be)	0,0002–0,005

Основа — алюминий. Прочие нерегламентированные примеси — не более 0,10% суммарно.

Механические свойства

Уровень прочности определяется состоянием термообработки. В состоянии Т (закалка с последующим естественным старением) сплав обеспечивает σВ 450–500 МПа при твёрдости по Бринеллю до 160 НВ — это верхняя граница диапазона для второй группы броневых алюминиевых сплавов.

Высокая поверхностная твёрдость — главное достоинство АБТ-101 в противопульных применениях: плиты эффективно разрушают (деформируют) пулю при контакте. Оборотная сторона — относительно низкая ударная вязкость по сравнению с более мягкими сплавами Al-Mg класса: при попадании ударника возможно образование трещин и откол фрагментов с тыльной стороны. Именно это обусловливает границу применимости: АБТ-101 оптимален для противопульной и противоосколочной защиты относительно тонкими плитами, а не для защиты от крупнокалиберных боеприпасов.

В состоянии М (отожжённом) сплав характеризуется максимальной пластичностью при значительно более низкой прочности, что позволяет формовать детали сложной конфигурации.

Производство полуфабрикатов и горячая прокатка

Технологический цикл начинается с выплавки слитков. В первичный алюминий в состоянии α-раствора вводят лигатуры с цинком и магнием. Готовый расплав разливают в слитки и плиты-заготовки, которые затем прокатывают в горячем состоянии. Диапазон температур горячей прокатки — 350–500 °C. После прокатки и охлаждения на воздухе получают полуфабрикат в состоянии М.

Термическая обработка: состояния М, Т и искусственное старение

Состояние М — отожжённое

Листы и плиты в состоянии М обладают наивысшей пластичностью. Это состояние выбирают для последующей штамповки, гибки и формовки деталей сложной геометрии, в том числе противоосколочных экранов и второстепенных конструктивных элементов.

Состояние Т — закалка с естественным старением

Для достижения состояния Т полуфабрикат подвергают закалке (нагрев до температуры растворения упрочняющих фаз, закалка в воду) с последующей выдержкой при комнатной температуре. В процессе естественного старения в Al-Zn-Mg сплавах активно формируются зоны Гинье–Престона, обеспечивающие основной прирост прочности. Процесс распределён во времени: значительная часть упрочнения достигается в первые дни–недели после закалки, однако стабилизация свойств наступает позднее. Состояние Т обеспечивает оптимальный баланс прочности, пластичности и сопротивления коррозионному растрескиванию под напряжением, что особенно важно для сварных конструкций.

Искусственное старение

Когда необходимо ускоренно получить требуемый уровень прочностных характеристик или задать специфический профиль свойств, применяют искусственное старение. Для сплавов системы Al-Zn-Mg, включая АБТ-101, оно проводится по двухступенчатому режиму: первая ступень при умеренной температуре инициирует выделение упрочняющих фаз, вторая — при более высокой — позволяет управлять дисперсностью выделений и сопротивлением коррозионному растрескиванию. Конкретные параметры выдержки (температуры и время) устанавливаются технологической документацией на конкретный тип полуфабриката.

Сварка и технологичность

Свариваемость — одно из ключевых требований к броневому материалу: корпуса боевых машин собираются преимущественно сваркой. АБТ-101 допускает сварку плавлением (MIG-процесс) с применением специализированной сварочной проволоки на основе алюминиево-магниевых сплавов. Зона термического влияния сварного шва частично разупрочняется относительно основного металла — это расчётный фактор, учитываемый при проектировании бронекорпуса. После сварки изделие при необходимости проходит термическую обработку для восстановления или стабилизации свойств. Подбор расходных материалов для сварки алюминиевых сплавов подробнее описан в разделе электроды и проволока для сварки алюминия.

Области применения

Бронезащита лёгкой военной техники

Основное назначение АБТ-101 — изготовление корпусов и сварных бронеконструкций лёгкой авиадесантируемой техники. Сплав является базовым броневым материалом серий БМД-1, БМД-2 и БМД-3. По сравнению со стальной бронёй аналогичной защитной стойкости алюминиевые бронеплиты значительно легче — это критично для машин, предназначенных к десантированию с воздуха.

В отличие от нетермоупрочняемых алюминиевых сплавов серии Al-Mg, АБТ-101 в состоянии Т обеспечивает более высокую твёрдость поверхности и, соответственно, лучшую противопульную стойкость. Плиты повышенной твёрдости эффективно деформируют и задерживают пулю в толще материала. Состояние М используется для изготовления дополнительных экранов, перегородок и элементов, не несущих основную баллистическую нагрузку.

Узлы ходовой части и вспомогательные конструкции

Помимо листового и плитного проката для бронеконструкций, из сплава АБТ-101 изготавливают:

• алюминиевые топливные баки бронемашин;
• опорные катки ходовой части;
• кронштейны подвески и другие нагруженные литые и прессованные детали.

Возможность использовать один сплав и для бронеконструкций, и для ряда узлов ходовой части упрощает снабжение и ремонтные технологии в условиях производства.

Формы поставки

Сплав АБТ-101 (1901) поставляется в виде:

• горячекатаных листов и плит мерной и кратной длины, толщиной от 12 до 88 мм;
• прессованных профилей сплошного сечения;
• кованых и катаных заготовок.

Состояние поставки — М (отожжённое) или Т (закалённое с естественным старением) — оговаривается в заявке. Полный перечень имеющихся размеров и состояний термообработки уточняйте в отделе сбыта. Другие виды алюминиевого проката представлены в разделе алюминиевый прокат.

Для получения коммерческого предложения или уточнения возможности изготовления по чертежам — направьте официальный запрос на e-mail отдела сбыта.