[논문]Al합금과 Ti합금의 방탄특성에 관한 실험적 연구

손세원

Abstract ▼ AI-Helper

In order to investigate the characteristics of penatration and the effect of surface treatment in A15052-H34, Al5082-Hl31 and titanium alloy laminates which were treated by anodizing and PVD(Physical Vapor Desposition) method, ballistic tests were conducted. Thickness of surface membrane in A15052-H...

In order to investigate the characteristics of penatration and the effect of surface treatment in A15052-H34, Al5082-Hl31 and titanium alloy laminates which were treated by anodizing and PVD(Physical Vapor Desposition) method, ballistic tests were conducted. Thickness of surface membrane in A15052-H34, Al5082-Hl31, were $25{\mu}m$ and that of titanium $0.9{\mu}m$ respectively. Surface hardness test was conducted using micro Vicker's hardness tester. Resistance to penetration is determined by the protection ballistic limit(V50), a statistical velocity with $50\%$ probability for complete penetration. Fracture behaviors and ballistic tolerance, described by penetration modes, are observed from the results of V50 test and Projectile Through Plate(PTP) test at velocities greater than protection ballistic limit, respectively. Present experimental results derived from this research help to optimize laminate impact behavior by varing the laminate thickness and surface treated materials.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 소구경화기 에 대응하는 경방탄재 료 개발을 목적으로 AP합금과 Ti합금에 관한 충격 메카니즘(Impact Mechanism)》에 대해 연구하였다. AV합금에 양극산화 피막처 리 한복합재료와 Ti합금 에 TiCN피막처리한 복합재료, A1 합금과 Ti합금을 혼합하여 AV합금을 전면 재로 또 Ti합금을 전면 재로 사용하여 관통 실험을 행하였다.
56mm ball탄이 경도가 큰 물체에 충돌시, 큰 형상의 변화를 가져옴으로 인하여 보다 많은 저항을 초래한다. 이상과 같은 방탄 메카니 즘을 이용하여 방탄설계를 한다면 좋은 결과를 얻을 수 있으리라 사료되는 바 이다.

가설 설정

2) V50값은 A1 합금 표면 경 화의 정도에 따라 영향을 받는다. 압연재의 경우 평균 14.
산화막의 두께는 그 한계를 가지며 실제로 보통 150伽까지의 산화막을 얻을 수 있다.5)산화막의 경도는 사파이어 수준까지 의 경도를 가진다.

제안 방법

AV합금에 양극산화 피막처 리 한복합재료와 Ti합금 에 TiCN피막처리한 복합재료, A1 합금과 Ti합금을 혼합하여 AV합금을 전면 재로 또 Ti합금을 전면 재로 사용하여 관통 실험을 행하였다. 아울러 방탄 능력을 측정하기 위하여 방호한계 (Protection Ballisitic Limit)를 구하여 관통메카니즘(Penetration Mecha- nism)*"을 규명하고자 한다.
A1 합금의 압연공정에 따라 경도의 변화를 측정하였다. 양극산화 피 막의 두께에 따라 경도가 변화하므로 이때의 결과를 Table 4에 나타내 보였으며, A1 합금의 산화피막 및 Ti 합금의 산화피막을 Fig.
본 연구에서는 소구경화기 에 대응하는 경방탄재 료 개발을 목적으로 AP합금과 Ti합금에 관한 충격 메카니즘(Impact Mechanism)》에 대해 연구하였다. AV합금에 양극산화 피막처 리 한복합재료와 Ti합금 에 TiCN피막처리한 복합재료, A1 합금과 Ti합금을 혼합하여 AV합금을 전면 재로 또 Ti합금을 전면 재로 사용하여 관통 실험을 행하였다. 아울러 방탄 능력을 측정하기 위하여 방호한계 (Protection Ballisitic Limit)를 구하여 관통메카니즘(Penetration Mecha- nism)*"을 규명하고자 한다.
여기서 사용한 시편의 두께는 냉간압연 공정을 거쳐 1mm에서 0.5mm, 0.5mm에서 0.25mm로 어닐링 공정과 함께 순차적으로 행하였다.
이 방법은 원자 대 원자{Atom by Atom)양상으로 이용되어 증착된다. 화학 증착법은 증착물의 구조나 특성, 증착 속 도 등을 독립적으로 조절이 쉽지 않으며, 반응 가스 에 의한 오염과 600°C 이상의 고온 처 리에 따른 모재변형의 단점이 있어 이를 보완한 물리 증착법 중 이온플레이팅이 본 실험에 이용되었다.

대상 데이터

고속 충격 시험의 재료는 A15052・H₃₄와 A15083 ■H₁₃1 이고, 이를 냉간 압연한 재료와 양극산화처 리한 AP합금, 냉간 압연 후 양극산 화 피막 처리 한 A1 합금과 Ti합금, 물리증착처 리 한「합금을 사용하였다.
본 연구에 사용된 시편은 A15052-H₃₄와 A15083- H₁₃1 과 Ti(Gr2)로써 그 화학적 조성 및 기계적 특성은 Ta이e 1, Ta이e 2, Table 3과 같다.
56mm ball탄에 추진제의 양을 최대한 도로 장진하여 10501% 이상의 속도에서도 관통되지 않는 결과를 얻었다. 이 재료는 각 낱장의 재료 양쪽 모두에 양극산화 피막을 형성하여 즉 사파이어의 주성분인 A12O₃ 막이 형성되어 경도가 대단히 높은 세라믹 막이 100여개 형성된 복합재료가되어 5.56mm의 ball탄에도 관통되지 않은 것으로 해석된다.
이때 사용된 탄자의 구경은 5.56mm ball탄이며 발사장치는 오스트리아 AVL사의 Model 292를 사용하였다. 충격 속도의 측정은 미국 MV Ordnance사 의 Model 401OP를 사용하였다.

이론/모형

4에 보였다. 이때 경도 측정은 마이크로비커스 경도계(M-type, Micro Vickefs Hardness Test, Shimadzu)를 사용하였고, 피막의 두께는 비디오 마이크로스코 프(Video Microscope, Sometech Co.)를 사용하였다. Al합금의 평균 산화피 막 두께는 25例와 50伽이었으 며, Ti합금의 TiCN피 막의 평균은 0.
56mm ball탄이며 발사장치는 오스트리아 AVL사의 Model 292를 사용하였다. 충격 속도의 측정은 미국 MV Ordnance사 의 Model 401OP를 사용하였다.

성능/효과

1) 관통 저항력 측면에서 일정 두께에서 장수가 많아질수록 관통 저항력은 저하한다. A1 합금의 경우에는 표면 경화처리를 병행하면 관통 저항력은 증가한다.
3) 두께 0.25mm에 50伽 두께 의 양극산 화 피막을 형성 한 경우와 0.5mm에의 양극산 화 피막을 형성한 경우, 같은 두께에서 0.5mm 양극산 화 피막이 형성된 경우의 저항력이 더 우수함을 보 였다.
4) A1 합금과 Ti합금의 관통 저 항력은 같은 두께에서 는 Ti합금이 우수하나 면밀도 측면에서는 양극산 화 피막 처리한 A1 합금이 더 우수하다.
무처 리 한 재료에 비해서 냉간 압연처 리 한 재료의 V50 평균증가율은 14.8% 이 었으며, 양극산화 피막 처리한 재료도 17.5%의 증가율을 보였다. 종합적으로 고찰해 볼 때 압연한 재료보다도 양극산화 피막 처리한 AV합금이 관통 저항에 가장 우수함을 보였다.
96例가 되었다. 이 결과에서 보면 양극산화 피막처 리한 A1 합금보다 Ti합금의 관통 저 항성이 우수함을 알 수 있으나 면밀도의 측면 즉 A1 합금의 밀도(p=2.7)와 Ti합금의 밀도(p=4.5)를 고려한다 면 A1 합금이 우수함을 보인다. No.
5%의 증가율을 보였다. 종합적으로 고찰해 볼 때 압연한 재료보다도 양극산화 피막 처리한 AV합금이 관통 저항에 가장 우수함을 보였다. 관통 모드는 양극산화 피막처 리 된 A1 합금은 전면에서는 파엽이 발생하고 후면에서는 방사형 크랙이 발생하였다.

참고문헌 (7)

S. W. Sohn and S. H. Hong, 'Research Trends on the Ballistic Protection Materials and Development of Bullet-proof Helmet,' Journal of the Korean Society of Precision Engineering, Vol.19, No.7, pp.7-19, 2003
B. J. Kim and S. J. Ha, 'Crashworthiness Design Concepts for the Improved Energy Absorbing Performance of an Aluminum Lightweight Vehicle Body,' Transactions of KSAE, Vol.11, No.3, pp.155-162, 2003
M. E. Backman and W. Goldsmith, 'The Mechanics of Penetration of Projectiles into Target,' International Journals of Engineering Science, Vol.16, pp.1-99, 1978

상세보기
J. A. Zukas, T. A. T. Nicolas, H. F. Swift, L. B. Greszczuk and DR. Curran, Penetration and Perforation of Solid, Impact Dynamics, John Wiley and Sons, New York, pp.155-183, 1982
S. W. Sohn, H. T. Kim, D. S. Lee, S. H. Hong and M. J. Yoo, 'An Effect of Surface Treatment on a Protection Ballistic Limits in Armor Material,' Journal of the Korean Society of Precision Engineering, Vol.20, N 0.12, 2003
U.S Army Research Laboratory, 'Military Specification MIL-A-12560G, Armor Plate, Steal Wrought, Homogeneous,' Dept. of the Navy, Defence Printing Service, Philadelphia, PA. 1984
U.S Army Research Laboratory, 'Military Standard, V50 Ballistic Test for Armor, MIL-STD-662E,' Dept. of the Navy, Defence Printing Service, Philadelphia, PA. 1984

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

Al합금과 Ti합금의 방탄특성에 관한 실험적 연구
An Experimental Study on the Characters of Bullet Proof for Al and Ti Alloy 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

참고문헌 (7)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

Al합금과 Ti합금의 방탄특성에 관한 실험적 연구 An Experimental Study on the Characters of Bullet Proof for Al and Ti Alloy 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

참고문헌 (7)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

손세원 (8)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

Al합금과 Ti합금의 방탄특성에 관한 실험적 연구
An Experimental Study on the Characters of Bullet Proof for Al and Ti Alloy 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper