II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

Özet
SU VERİLMİŞ VE TEMPERLENMİŞ ÇELİKLERİN
BALİSTİK DARBE KIRILMASI ÜZERİNE BİR ANALİZ
VE BENZETİM ÇALIŞMASI
Ş. Hakan ATAPEK
Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi,
Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü
491
Bu çalışmada, su verilmiş ve temperlenmiş bir çeliğin 780 m/s’lik bir hıza sahip
7.62 mm zırh delici ile olan balistik etkileşimi sonrası kırılma analizi yapılmıştır.
Çalışmanın birinci kademesinde, ısıl işlem uygulanmış çeliğin mikroyapısı balistik
test öncesi incelenmiş olup matriks fazı araştırılmıştır. İkinci kademede, deneysel
çeliğe benzer şekilde proseslenmiş eşdeğer mekanik özelliklere sahip standart AISI
4340 çeliğinin delinme modunun belirlenmesi amacı ile ANSYS AUTODYN 2-D
yazılımı kullanılarak benzetim çalışması yapılmıştır. Merminin hedef ile olan etkileşimi
boyunca malzemenin ön ve arka yüzeylerinde meydana gelen hasar 2 boyutlu
olarak modellenmiştir. Üçüncü kademede ise, deneysel çelikde balistik darbe
sonrası meydana gelen mikroyapısal değişimler, kırılmaya katkı sağlayan oluşumlar
ve delinme modu mikroskobik çalışmalar ile belirlenmiştir. Benzetim çalışması ve
kırılma analizi, çeliklerin ön yüzeyinde krater oluşumuna ek olarak delinme
modunun sünek delik genişlemesi şeklinde gerçekleştiğini göstermiştir.
Anahtar kelimeler: Zırh çelikleri, dinamik kırılma, modelleme, fraktografi.
1. Giriş
Su verilmiş ve temperlenmiş çeliklerin sivil ve askeri platfomlarda zırh malzemesi
olarak kullanımı yaygındır. Zırh çelikleri, döküm veya haddelenmiş konumlarında
çeşitli ısıl işlem uygulamaları sonrası yeteri mukavemet, sertlik ve tokluk değerlerinin
yanı sıra yüksek seviyede balistik yeterlilik gösterebilmektedir. Bu tür çelikler
için alaşımlama, prosesleme ve ısıl işlem uygulamaları bu açıdan önemlidir [1-3].
Homojen haddelenmiş zırh çelikleri, tank, muhabere araçları ve personel/mühimmat
taşıyıcılarda en çok kullanılan çelik olup kesitleri boyunca eşdeğer sertliğe sahip
martenzitik/beynitik/temper martenzit-beynit yapısı içermektedir. Günümüzde
kullanılan MIL-A-12560 çeliği bir çok uygulamada kullanılan standart zırh çeliğidir.
Yüksek sertliğe sahip MIL-A-46100 çeliği ise balistik korumanın MIL-A-
12560’a göre %20 daha etkili olduğu bir zırh çeliğidir. Bu tür çelikler, karbon,
mangan, silisyum, krom, molibden gibi çelikte temel olan alaşım elementleri ve