Modern Technologies for Strengthening Steels for the Manufacture of Protective Elements of Bulletproof Vests. Part 1

ENG: In the conditions of a full-scale war that is ongoing in Ukraine, the issue of protecting the lives and health of citizens has acquired particular importance. Reliable personal protective equipment, in particular personal protective equipment (PPE) – bulletproof vests, are vital to save lives and minimize the risks of injuries and wounds not only from bullets, but to a greater extent from fragments. The key requirement for the armor plate material is the ability to withstand the action of ammunition of a certain type without penetrating and damaging a person with fragments that can peel off from the opposite plane of the armor plate. Armor steels provide such ballistic resistance with high-strength low-alloy or alloyed grades and the structural state of the metal, which is provided by preliminary and final thermal (or combined) treatment. The specific level of properties of the metal of armor plates already depends on the protection class (for which they are planned), chemical composition and metal processing parameters. The purpose of this article is to study the influence of the chemical composition of steels and the modes of thermal (for a homogeneous state) and chemical-thermal treatments (to obtain a heterogeneous state) on the properties of the steels selected for the study and to choose a rational composition of steels for the manufacture of protective sheets of armor and to develop modern processing modes to ensure 4–5 classes of protection according to DSTU 8782:2018, which is one of the key ones in Ukraine in this area. Based on the results of theoretical and experimental research, parameters of the technology of heat treatment with volumetric strengthening of protective elements of body armor are proposed, using chromium-nickel-molybdenum-vanadium steel as an example to obtain bulletproof effect up to class 5 of protection in the conditions of operation of body armor.

UKR: В умовах повномасштабної війни, яка триває в Україні, питання захисту життя та здоров’я громадян набуло особливого значення. Надійні засоби індивідуального захисту, зокрема засоби індивідуальної безпеки (ЗІБ) – бронежилети, є життєво необхідними для збереження життя та мінімізації ризиків отримання травм та поранень не тільки від куль, а в більшій мірі від уламків. Ключова вимога до матеріалу бронепластини – здатність витримувати дію боєприпасів певного виду без пробиття та поразки людини осколками, які можуть відшаруватися з протилежної площини бронепластини. Броньовим сталям таку балістичну стійкість забезпечують високоміцні низьколеговані або леговані марки та структурний стан металу, який забезпечують попередня та фінішна термічна (або комбінована) обробки. Конкретний рівень властивостей металу бронепластин залежить від класу захисту (для якого вони плануються), хімічного складу та параметрів обробки металу. Метою даної статті є дослідження впливу хімічного складу сталей та режимів термічної (для гомогенного стану) і хіміко-термічної обробок (для отримання гетерогенного стану) на властивості обраних для дослідження сталей і обрання раціонального складу сталей для виготовлення захисних листів бронеодежи та розроблення сучасних режимів обробки для забезпечення 4–5 класу захисту згідно ДСТУ 8782:2018, який є одним із ключових в Україні за цим напрямом. На основі результатів теоретичних і експериментальних досліджень запропоновано параметри технології термічної обробки з об’ємним зміцненням захисних елементів бронежилетів iз використанням у якості прикладу хромо-нікель-молібден-ванадієвої сталі для отримання протикульової дії до 5 класу захисту в умовах експлуатації бронежилетів.