Stål i beskyttelseskonstruksjoner: Settherdet NVE36 konstruksjonsstål til beskyttelsesformål

Abstract

Tidligere forskning på 12 mm tykke settherdede plater av kvaliteten NVE36 har vist at settherding kan gi en markant forbedring av de ballistiske egenskapene til ferritt-perlittiske stålplater[1]. De ballistiske egenskapene ble ytterligere forbedret når man erstattet den 12 mm tykke settherdede platen med to 6 mm tykke stålplater av samme kvalitet. Felles for forsøkene var imidlertid at både overflaten og kjernen (midten) av platene besto av en herdet martensittstruktur. Dette gjør det vanskelig å vite hvor mye av forbedringen som skyldes selve settherdingen og hvor mye den må tilskrives herdingen av kjernen. Hensikten med det herværende arbeidet har vært å separere disse effektene fra hverandre ved å settherde på en slik måte at platenes kjerne består av en ferritt/perlitt-struktur. Samtidig har det vært et formål å undersøke hvor langt man kan forbedre de ballistiske egenskapene ved å sette sammen stadig finere platetykkelser til lik totaltykkelse. For å utarbeide herdeparametere som ga ønsket mikrostruktur i overflaten, så vel som i kjernen, ble det utført en forundersøkelse på plater med størrelse 10x10 cm2 (småplater) for de forskjellige platetykkelsene. Gjennom forundersøkelsen lyktes det å skape de ønskede mikrostrukturene for plater med tykkelse 12, 6, 4 og 3 mm. Dette ble så forsøkt overført til større plater med dimensjon 30x30 cm2 for de respektive tykkelsene. Etter endt settherding av disse platene ble det utført ballistiske undersøkelser av tre forskjellige konfigurasjoner, henholdsvis én 12 mm tykk plate, to 6 mm tykke plater og tre 4 mm tykke plater. De 3 mm tykke stålplatene ble ikke settherdet tidsnok til at de ballistiske undersøkelsene av disse kunne inngå i denne rapporten. Av de store platene var det kun den 12 mm tykke platen der det lyktes og omvandle mikrostrukturen til ferritt/perlitt-strukturen i kjernen. De andre platetykkelsene hadde en herdestruktur i kjernen og følgelig høyere kjernehardhet. Overflatehardheten var i tillegg lavere enn forventet for alle tykkelsene. Den 12 mm tykke platen hadde betraktelig lavere ballistisk grensehastighet sammenlignet med det som har blitt funnet tidligere1. Dette indikerer at den herdede kjernen påvirket økningen i ballistisk grensehastighet funnet i sistnevnte undersøkelse[1]. Laminatet bestående av to 6 mm tykke plater ga best ballistisk grensehastighet og var betydelig bedre enn én 12 mm tykk plate. Laminatet bestående av tre 4 mm tykke plater hadde også ballistiske egenskaper som var markant bedre enn én 12 mm tykk plate, men ikke så god som to 6 mm tykke plater. Bortsett fra laminatet bestående av to 6 mm tykke plater som var tilsvarende det som har vært funnet tidligere ga alle konfigurasjonene lavere ballistisk grensehastighet enn én 12 mm tykk plate med herdestruktur i kjernen[1].