JPS621846A - 高速で飛来する破片類の防御鋼板 - Google Patents
高速で飛来する破片類の防御鋼板Info
- Publication number
- JPS621846A JPS621846A JP13901485A JP13901485A JPS621846A JP S621846 A JPS621846 A JP S621846A JP 13901485 A JP13901485 A JP 13901485A JP 13901485 A JP13901485 A JP 13901485A JP S621846 A JPS621846 A JP S621846A
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- Japan
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- flying
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、火薬の爆発あるいは内部機器の破壊等により
発生し、高速で飛来する破片類に対する防御性が問題と
なる艦艇、船舶、プラント機器、輸送用車輌等に用いる
良好な溶接性を具備した鋼板に関するものである。
発生し、高速で飛来する破片類に対する防御性が問題と
なる艦艇、船舶、プラント機器、輸送用車輌等に用いる
良好な溶接性を具備した鋼板に関するものである。
プラント機器において、内部機器の破壊により発生した
高速で飛来する破片類（以下高速飛来物と言う。）が、
プラント中枢部、あるいは気密性を要する圧力容器など
に衝突した場合には、重大事故やプラント全体の機能停
止につながる可能性が大きいため設計にあたっては、使
用鋼材の高速飛来物に対する防御性能を考慮すべきであ
るとの認識が近年源まって来ている。
高速で飛来する破片類（以下高速飛来物と言う。）が、
プラント中枢部、あるいは気密性を要する圧力容器など
に衝突した場合には、重大事故やプラント全体の機能停
止につながる可能性が大きいため設計にあたっては、使
用鋼材の高速飛来物に対する防御性能を考慮すべきであ
るとの認識が近年源まって来ている。
また、近年の国際紛争では軍事用以外への無差別攻撃が
多発する傾向にあす、艦艇ばかりでなく民間の船舶や車
輌においても高速飛来物に対する防御性能を無視し得な
い状況にある。
多発する傾向にあす、艦艇ばかりでなく民間の船舶や車
輌においても高速飛来物に対する防御性能を無視し得な
い状況にある。
これら高速飛来物はもとより、弾丸類等に対する防御性
能を重視した鋼材には、いわゆる防弾鋼板がある。
能を重視した鋼材には、いわゆる防弾鋼板がある。
例えば米軍の戦斗車輌用鋼材規格（案） ［ＭＩＬ−
４６１７３（ＭＲ） 、５．Ａｕｇ、１９７５］では、
防弾鋼板は第１表に示す如く二種類に分類されている。
４６１７３（ＭＲ） 、５．Ａｕｇ、１９７５］では、
防弾鋼板は第１表に示す如く二種類に分類されている。
徹甲弾に対する貫通抵抗性に主眼を置いたクラス１と、
地雷２手榴弾、榴弾等に対する防御性に主眼を置いたク
ラス２である。クラス１は、引張試験値、ブリネル硬さ
、シャルピーの吸収エネルギーなどが規定されているが
、クラス２には規定されておらず、そのような用途の鋼
材を一般の材料試験値で規定するのは困難なものと思わ
れる。
地雷２手榴弾、榴弾等に対する防御性に主眼を置いたク
ラス２である。クラス１は、引張試験値、ブリネル硬さ
、シャルピーの吸収エネルギーなどが規定されているが
、クラス２には規定されておらず、そのような用途の鋼
材を一般の材料試験値で規定するのは困難なものと思わ
れる。
現在使用されている防弾鋼板の公表例は見当らないが、
２種の用途を対象に開発中として公表されている鋼材の
化学成分１機械的性質の例を第２表に示す。
２種の用途を対象に開発中として公表されている鋼材の
化学成分１機械的性質の例を第２表に示す。
これら防弾鋼板は主として弾丸類を対象としているため
合金添加量も多く、一般の鋼板に比べて価格も高く、加
工性、溶接性も良好とは言い難いものであった。
合金添加量も多く、一般の鋼板に比べて価格も高く、加
工性、溶接性も良好とは言い難いものであった。
しかし高速で飛来する破片類に対する防御性のみを考慮
すれば、防弾鋼板はど高硬度、高靭性とする必要はなく
、そのぶん価格、加工性、溶接性等を改善することが可
能であり、これら高速飛来物に対する防御性能を有する
鋼板の開発が要望されていた。
すれば、防弾鋼板はど高硬度、高靭性とする必要はなく
、そのぶん価格、加工性、溶接性等を改善することが可
能であり、これら高速飛来物に対する防御性能を有する
鋼板の開発が要望されていた。
本発明は、従来よりプラント機器、圧力容器、船舶、車
輌等に使用されている鋼板と同程度の価格と加工性、溶
接性を有し、速度３００〜１５００ｍ／ｓｅｃの高速で
飛来する破片類に対する防御性（耐貫通性）の良好な鋼
板を提供することを目的とするものである。
輌等に使用されている鋼板と同程度の価格と加工性、溶
接性を有し、速度３００〜１５００ｍ／ｓｅｃの高速で
飛来する破片類に対する防御性（耐貫通性）の良好な鋼
板を提供することを目的とするものである。
本発明者等は、前記問題点を解決するために抗張力が４
０ ｋｇｆ ／關２から１４０ ｆ ／ ｍｔａ２級の
各種鋼板の高速飛来物に対する防御性（耐貫通性）を、
米水ＭＩＬＰ−４ｓ ５９３ Ａに規定された模擬破片
弾を用いて調査した結果、溶接性を配慮した乙の種の鋼
板においては、この種の飛来物に対しては抗張力６ Ｑ
ｋｇｆ ／ ｗｔｒ： ＃ａ錆鋼板最も優れた防御性
を示し、それより低強度の鋼板ばかりでな（、より高強
度の鋼板も高価な添加物を加えない限り防御性が低下す
ること、また、抗張力６０ ｋｇｆ ／ ｒｍＸ級鋼板
であれば、延性靭性レベルは、あまり重要でないとの新
しい知見を得て本発明に至ったものである。
０ ｋｇｆ ／關２から１４０ ｆ ／ ｍｔａ２級の
各種鋼板の高速飛来物に対する防御性（耐貫通性）を、
米水ＭＩＬＰ−４ｓ ５９３ Ａに規定された模擬破片
弾を用いて調査した結果、溶接性を配慮した乙の種の鋼
板においては、この種の飛来物に対しては抗張力６ Ｑ
ｋｇｆ ／ ｗｔｒ： ＃ａ錆鋼板最も優れた防御性
を示し、それより低強度の鋼板ばかりでな（、より高強
度の鋼板も高価な添加物を加えない限り防御性が低下す
ること、また、抗張力６０ ｋｇｆ ／ ｒｍＸ級鋼板
であれば、延性靭性レベルは、あまり重要でないとの新
しい知見を得て本発明に至ったものである。
本発明の高速で飛来する破片類の防御用鋼板は、重量％
にてＣ０．Ｏｉ〜０．３０％、Ｓｉ０．０５〜０６０％
、 Ｍｎ ０．３０〜２．５０％、 ５ｏｌＡＩ ０．
００５〜０．１０％を基本成分とし、必要に応じてＣｕ
１．５０％以下、Ｎｉ２．００％以下、Ｃｒ１．００％
以下、Ｍｏ１．００％以下、Ｖ０．５０％以下、Ｎｂ０
．１０％息下、Ｔｉ０．１０％以下、８０．００３％以
下の１種または２種以上を含有し、残部不可避不純物よ
りなり、下記の式で求められる炭素当量（Ｃｓｑ）が０
５０％以下を満足することからなる鋼板で、該鋼板の引
張強さが５８〜７５ ｋｇｆ ／ ＋ｗ”の範囲に調整
されたものである。
にてＣ０．Ｏｉ〜０．３０％、Ｓｉ０．０５〜０６０％
、 Ｍｎ ０．３０〜２．５０％、 ５ｏｌＡＩ ０．
００５〜０．１０％を基本成分とし、必要に応じてＣｕ
１．５０％以下、Ｎｉ２．００％以下、Ｃｒ１．００％
以下、Ｍｏ１．００％以下、Ｖ０．５０％以下、Ｎｂ０
．１０％息下、Ｔｉ０．１０％以下、８０．００３％以
下の１種または２種以上を含有し、残部不可避不純物よ
りなり、下記の式で求められる炭素当量（Ｃｓｑ）が０
５０％以下を満足することからなる鋼板で、該鋼板の引
張強さが５８〜７５ ｋｇｆ ／ ＋ｗ”の範囲に調整
されたものである。
後述する実施例に、示す如く、高速飛来物に対する各種
鋼板の耐貫通性と、破断形態の関係を調査した結果、抗
張力６０ ｋｇｆ ／ ＋ｍ２級鋼板ならびに１００
ｋｇｆ ／ ＋ｗ２級鋼板の高速飛来物による破断形態
の金属顕微鏡組織の模式図第１図及び第２図、また各種
鋼板の引張強さと防御限界飛来速度との関係グラフ第３
図が得られた。
鋼板の耐貫通性と、破断形態の関係を調査した結果、抗
張力６０ ｋｇｆ ／ ＋ｍ２級鋼板ならびに１００
ｋｇｆ ／ ＋ｗ２級鋼板の高速飛来物による破断形態
の金属顕微鏡組織の模式図第１図及び第２図、また各種
鋼板の引張強さと防御限界飛来速度との関係グラフ第３
図が得られた。
抗張力６０ ｋｇｆ ／ ＋ｏｓ’級鋼板は、第１図に
示す如く大きな塑性変形の後に最終破断が起きているの
に対し、抗張力１００ ｋｇｆ ７ｍ１１２級鋼板では
６０ｋｇｆ／＋ｍ＋２級より低弾速にしなにもかかわら
ず、第２図に示す如く小さな塑性変形員ですでにクラッ
クが進展していることが判る。
示す如く大きな塑性変形の後に最終破断が起きているの
に対し、抗張力１００ ｋｇｆ ７ｍ１１２級鋼板では
６０ｋｇｆ／＋ｍ＋２級より低弾速にしなにもかかわら
ず、第２図に示す如く小さな塑性変形員ですでにクラッ
クが進展していることが判る。
抗張力１００ ｋｇｆ ／ ｍｍ２級鋼のような破断形
態は、変形が局部に集中し、変形により発生する熱のた
めその部分の温度が上昇し、温度上昇による強度低下が
加工硬化による温度上昇を上まわるようになった結果、
いよいよ変形が局部に集中して破断に至ったものと理解
される。このような断熱剪断破壊は、小さなエネルギー
で最終破断に至ってしまう。
態は、変形が局部に集中し、変形により発生する熱のた
めその部分の温度が上昇し、温度上昇による強度低下が
加工硬化による温度上昇を上まわるようになった結果、
いよいよ変形が局部に集中して破断に至ったものと理解
される。このような断熱剪断破壊は、小さなエネルギー
で最終破断に至ってしまう。
一般に、低強度材は高強度材に比べ塑性変形域が大きく
、さらに加工硬化指数も大きいため、低強度化すれば、
断熱剪断破壊は避けられるが、強度が低くなりすぎると
、変形抵抗が小さくなるため貫通エネルギーは小さくな
る。
、さらに加工硬化指数も大きいため、低強度化すれば、
断熱剪断破壊は避けられるが、強度が低くなりすぎると
、変形抵抗が小さくなるため貫通エネルギーは小さくな
る。
断熱剪断破壊に至らず、最も大きな変形抵抗を示す鋼板
の強度は６０ ｋｇｆ ／−級であることが、一連の調
査によって明らかになった。
の強度は６０ ｋｇｆ ／−級であることが、一連の調
査によって明らかになった。
従来の防弾鋼板は主として尖頭形状で高硬度の高速弾丸
を対象としているため、高硬度・高靭性鋼板はど耐貫通
性が良好であるという結論に至っていたものと思われる
が、本発明が対象とする火薬の爆発や機器の破壊により
発生する破片類は、不定形で、コーナ一部が衝突する確
率は小さく、またその硬度、速度ともに比較的小さい。
を対象としているため、高硬度・高靭性鋼板はど耐貫通
性が良好であるという結論に至っていたものと思われる
が、本発明が対象とする火薬の爆発や機器の破壊により
発生する破片類は、不定形で、コーナ一部が衝突する確
率は小さく、またその硬度、速度ともに比較的小さい。
以上より、本発明の目的とする用途に対しては抗張力６
０ｋｇｆ ／ ｍｍ２級鋼板が最も優れた耐貫通性を有
していると言える。
０ｋｇｆ ／ ｍｍ２級鋼板が最も優れた耐貫通性を有
していると言える。
次にこれら高速飛来物防御鋼板の成分範囲を限定した理
由について述べろ。
由について述べろ。
Ｃ及びＭｎ量が夫々０．０１％及び０．３０％未満であ
ると６０ｋｇｆ ／ ｍＸ級の強度確保が困難であり、
また夫々０３０％及び２６５０％を超えると溶接性が劣
化するためＣ０，０１〜０．３０％、Ｍｎ０．３０〜２
５０％の範囲に限定した。
ると６０ｋｇｆ ／ ｍＸ級の強度確保が困難であり、
また夫々０３０％及び２６５０％を超えると溶接性が劣
化するためＣ０，０１〜０．３０％、Ｍｎ０．３０〜２
５０％の範囲に限定した。
Ｓｉ及び５ｏｌＡｌは製鋼上不可避な元素であるため夫
々下限値として０．０５％及び０００５％とした。しか
し過剰に添加しても益することはなく、価格の上昇を招
くので上限値として夫々０，６０％及び０．１０％を設
けた。
々下限値として０．０５％及び０００５％とした。しか
し過剰に添加しても益することはなく、価格の上昇を招
くので上限値として夫々０，６０％及び０．１０％を設
けた。
以上の４成分を基本成分として更にＣｕ１．５％以下、
Ｎｉ２．００％以下、Ｃｒ１．００％以下、Ｍ。
Ｎｉ２．００％以下、Ｃｒ１．００％以下、Ｍ。
１．００％以下、ｖ０．ｓｏ％以下、Ｎｂ０．１０％以
下、Ｔｉ０．１０％以下、８０．００３％以下の１種ま
たは２種す上を添加するものであるが、これら選択成分
は６０ｋｇｆ ／ ｒａ：級強度を確保するために必要
に応じて上記範囲内添加するものである。上記範囲を超
えろと、価格の上昇と溶接性の低下が問題となる。
下、Ｔｉ０．１０％以下、８０．００３％以下の１種ま
たは２種す上を添加するものであるが、これら選択成分
は６０ｋｇｆ ／ ｒａ：級強度を確保するために必要
に応じて上記範囲内添加するものである。上記範囲を超
えろと、価格の上昇と溶接性の低下が問題となる。
また
で示される炭素当量（Ｃｅｑ）が０５０％を超えると溶
接性が劣化するのでその上限を０．５０％とした。
接性が劣化するのでその上限を０．５０％とした。
次に鋼板の引張強さ、は、最も重要であり、第３図に示
す如く、５８ｋｇｆ ／ ｍｎ２未満であると変形抵抗
が小さいため防御性が不充分であり、７５ｋｇｆ ／
ｍＸを超えると断熱剪断破壊による低エネルギー破壊が
発生するので、その範囲を５８〜７５ｋｇｆ／ｎｍ”と
した。
す如く、５８ｋｇｆ ／ ｍｎ２未満であると変形抵抗
が小さいため防御性が不充分であり、７５ｋｇｆ ／
ｍＸを超えると断熱剪断破壊による低エネルギー破壊が
発生するので、その範囲を５８〜７５ｋｇｆ／ｎｍ”と
した。
なお、鋼板の靭性、溶接性の向上を目的に、Ｃａ。
ＲＥＭの１種又は２種を添加しても、本発明の効果を減
するものでないことは言うまでもない。
するものでないことは言うまでもない。
次に本発明の実施例について述べる。
先ず本実施例に用いた供試鋼板の化学成分、製造方法お
よびＩａ械的性質を第３表に示す。
よびＩａ械的性質を第３表に示す。
これらの鋼板を板厚Ｉｏｎｓに加工後破片弾を用いて、
貫通を防御し得る限界の飛来速度と鋼板の引張強さとの
関係を調べた結果を第３図に示す。
貫通を防御し得る限界の飛来速度と鋼板の引張強さとの
関係を調べた結果を第３図に示す。
また第１図ならびに第２図に夫々引張強さ６゜ｋｇｆ
／ ｍｒａ２及び１００ ｋｇｆ ／ ＋ｎ＋ａ２級鋼
板の（夫々試験片符号Ｍ３及びＭ９）を夫々８９１ ｍ
／ ｓｅｅ及び７１５ ｍ ／ ｓｅｅの高速飛来物に
よる破断形態を金属顕微鏡によって観察した結果を示す
。
／ ｍｒａ２及び１００ ｋｇｆ ／ ＋ｎ＋ａ２級鋼
板の（夫々試験片符号Ｍ３及びＭ９）を夫々８９１ ｍ
／ ｓｅｅ及び７１５ ｍ ／ ｓｅｅの高速飛来物に
よる破断形態を金属顕微鏡によって観察した結果を示す
。
第１図に示す如く抗張力６０ ｋｇｆ ／ ｔａＸ級鋼
波鋼板大きな塑性変形の角に最終破断が起きているのに
対し、第２図＋、＝示を抗張力１００ ｋｇｆ ／ ｒ
ｐａＸ級網板では低速であるにかかわらず小さな塑性変
形量ですでに断熱剪断破壊によるクラックが生じている
ことがわかる。
波鋼板大きな塑性変形の角に最終破断が起きているのに
対し、第２図＋、＝示を抗張力１００ ｋｇｆ ／ ｒ
ｐａＸ級網板では低速であるにかかわらず小さな塑性変
形量ですでに断熱剪断破壊によるクラックが生じている
ことがわかる。
また第３図に示す如く、引張強さが５８〜７５ｋｇｆ
／ ｍ” （本発明範囲）の場合に最も優れた防御性を
示していることがわかる。
／ ｍ” （本発明範囲）の場合に最も優れた防御性を
示していることがわかる。
なお、６０ ｋｇｆ ／ ｒｘａ：級鋼板であれば、焼
入焼戻しで製造したものと、制御圧延で製造したものと
の間に有意な差は認められなかった。
入焼戻しで製造したものと、制御圧延で製造したものと
の間に有意な差は認められなかった。
本発明の防御用鋼板は、速度３００〜１５００閣／ｓｅ
ｃの高速で飛来する破片類に対して防御性（ｉｔ４貫通
性）が良計で、抗張力６０ ｋｇｆ ／ ｍ２級の鋼板
を使用することにより、コストの上昇、加工性、溶接性
の低下を伴なうことがなく、艦艇、船舶、プラント機器
、輸送用車輌等の防御能力を向上させ得るものである。
ｃの高速で飛来する破片類に対して防御性（ｉｔ４貫通
性）が良計で、抗張力６０ ｋｇｆ ／ ｍ２級の鋼板
を使用することにより、コストの上昇、加工性、溶接性
の低下を伴なうことがなく、艦艇、船舶、プラント機器
、輸送用車輌等の防御能力を向上させ得るものである。
第１図及び第２図は夫々引張強さ６０ ｋｇｆ ／ ｍ
ｌ＋２級及び１００ｋｇｆ ／１ｅａ２級鋼板の破断形
態の金属顕微鏡組織の模式図、第３図は各種鋼板の引張
強さと防御限界飛来速度との関係グラフである。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第１図 第２図 第 ３ 図
ｌ＋２級及び１００ｋｇｆ ／１ｅａ２級鋼板の破断形
態の金属顕微鏡組織の模式図、第３図は各種鋼板の引張
強さと防御限界飛来速度との関係グラフである。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第１図 第２図 第 ３ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 重量％にてＣ０．０１〜０．３０％、Ｓｉ０．０５〜０
．６０％、Ｍｎ０．３０〜２．５０％、ｓｏｌＡｌ０．
００５〜０．１０％を基本成分とし、必要に応じてＣｕ
１．５０％以下、Ｎｉ２．００％以下、Ｃｒ１．００％
以下、Ｍｏ１．００％以下、Ｖ０．５０％以下、Ｎｂ０
．１０％以下、Ｔｉ０．１０％以下、Ｂ０．００３％以
下の１種または２種以上を含有し、残部不可避不純物よ
りなり、下記の式で求められる炭素当量（Ｃｅｑ）が０
．５０％以下を満足することからなる鋼板で、該鋼板の
引張強さが５８〜７５ｋｇｆ／ｍｍ＾２の範囲に調整さ
れたことを特徴とする高速で飛来する破片類の防御鋼板
。 Ｃｅｑ（炭素当量）＾％＝Ｃ＾％＋Ｍｎ＾％／６＋Ｓｉ
＾％／２４＋Ｎｉ＾％／４０＋Ｃｒ＾％／５＋Ｍｏ＾％
／４＋Ｖ＾％／１４
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13901485A JPS621846A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 高速で飛来する破片類の防御鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13901485A JPS621846A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 高速で飛来する破片類の防御鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS621846A true JPS621846A (ja) | 1987-01-07 |
Family
ID=15235460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13901485A Pending JPS621846A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 高速で飛来する破片類の防御鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS621846A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4863927A (ja) * | 1971-12-08 | 1973-09-05 | ||
| JPS4915625A (ja) * | 1972-06-03 | 1974-02-12 | ||
| JPS5067714A (ja) * | 1973-10-22 | 1975-06-06 | ||
| JPS5075113A (ja) * | 1973-11-07 | 1975-06-20 | ||
| JPS5077210A (ja) * | 1973-11-12 | 1975-06-24 |
-
1985
- 1985-06-27 JP JP13901485A patent/JPS621846A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4863927A (ja) * | 1971-12-08 | 1973-09-05 | ||
| JPS4915625A (ja) * | 1972-06-03 | 1974-02-12 | ||
| JPS5067714A (ja) * | 1973-10-22 | 1975-06-06 | ||
| JPS5075113A (ja) * | 1973-11-07 | 1975-06-20 | ||
| JPS5077210A (ja) * | 1973-11-12 | 1975-06-24 |
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