Haddelenmiş Homojen Zırh Çeliği (RHA Steel)

Standart kimyasal bileşim esas alınarak döküm yöntemiyle ingotlar haline getirilen zırh çelikleri, döküm sonrası sıcak haddeleme ile (kaba taneler ince tanelere dönüşür ve mekanik özelliklerde artış görünür) istenilen kalınlıkta plakalar şeklinde üretilir. Bu üretim prosesinden dolayı zırh malzemeleri arasında homojen haddelenmiş zırh ya da rolled homogenous armor (RHA) olarak bilinir.

RHA; temel olarak düşük karbon içerir. Karbon içeriğinin düşük olması üretim kolaylığı yanında iyi tokluk (enerji absorbe edebilirliği yüksek),  kaynaklanabilirlik ve darbe dayanımı gibi özelliklerin elde edilmesine imkan sağlar. Kullanılma amaçları penetrasyon ve patlama hasarı etkisini bertaraf etmektir.

Boron, karbon, mangan ve nikel elementleri zırh malzemelerinin balistik özelliklerinin geliştirilmesinde temel rol oynamaktadır.

Küçük tane boyutları ve karbür parçacıklarının varlığı çelik kopma mukavemetinin artışını sağlar.

RHA;

• Balistik darbelere karşı direnç
• İmalat işlemlerinde kolaylık (Örn: Kesme, kaynak yapma, şekillendirme)
• İyi bir bakım davranışı çerçevesinde uzun kullanım ömrü (Örn: Yüksek yorulma direnci)

gibi temel özelliklere sahiptir.

Nasıl Üretilir?

RHA; temperlenmiş martenzitik mikroyapıya sahiptir. Çeşitli ısıl işlem prosesleriyle projectile (tehdit) penetrasyonlarına (delici güç) karşı zırhın direnci arttırılır. Bazik oksijen konvertöründe ergitilmiş şarja temel alaşım elementleri olan Cr, Mn, Ni ve Mo’nin ilavesiyle alaşımlandırılmış malzeme, sürekli döküm yöntemiyle slab halinde katılaştırılır ve daha sonra istenen boyutlara sıcak olarak haddelenir. (Tane yapıları homojenleşir. Tane hataları giderilir.)

Haddeleme sonrası istenilen mukavemet-tokluk özellik kombinasyonun elde edilmesine yönelik olarak üretilen levhalar östenitleştirme, su verme ve temperleme kademelerinden oluşan işlemler sonucu nihai ürün haline getirilir.

900-950⁰C’de yapılan östenitleştirme işlemiyle çelik matriksi, hem karbonca hem de yapısında bulunan karbür oluşturucu alaşım elementleri ile doyurulmaktadır. Daha sonra uygulanan suda su verme işlemiyle mikroyapı, martenzitik bir karaktere bürünmektedir. Su verme işlemi sonrası aşırı yükselen sertliğin giderilmesi ve uygulama için gerekli tokluğun kazandırılması için zırh çeliği temperleme işlemine maruz bırakılır. RHA çeliklerinin kalınlıkları boyunca aynı sertliğe sahip olması beklenmektedir.

(Yukarıdaki videoda RHA üretim prosesleri anlatılmaktadır.)

Temperlenmiş martenzitik matriks yüksek sertliğe sahiptir. Bunda karbon çökelmesiyle tane boyutunun küçülmesi etkendir.

Zırh kalitesini (balistik performans) belirleyen işlemler nelerdir?

• Mikro alaşımlama*

• İnklüzyon (Çeliği kirleten kalıntı) biçim kontrolü

• Termo mekanik prosesler (Haddeleme gibi)

• Tane küçültme

*Mikro alaşımlama, çok düşük oranlarda Mn, V ve Mo ilavesi anlamına gelir. Bu elementlerin ilave edilmesiyle, kısmen tane küçültme sertleşmesi ve çeşitli partiküllerin oluşması sonucu çökeltme sertleşmesi meydana gelir.

Kullanım alanları

• Orta ve ağır sınıfta tanklar

• Zırhlı muharebe ve personel taşıyıcı araçlar

• Gemi ve fırkateynler

• Güvenlik kuleleri

KAYNAKÇA

• Kara, S.-Korkut M.H., Zırhlı Muharebe Araçlarında Kullanılan Zırh Plakalarında Kaynak Sonrası Isıl İşlemin Birleşim Mukavemetine Etkisinin Araştırılması, Savunma Bilimleri Dergisi Kasım 2012, Cilt 11, Sayı 2, 159-171

• Hu, C.J- Lee, P.Y., Ballistic Performance and Microstructure of Modified Rolled Homogeneous Armor Steel, Journal-Chinese Institute of Engineers, January 2002

• Singh, B.B, Sukumar, G., Senthil, P.P, Jena, P.K, Reddy P.R.S, Kumar K.S, Madhu, V., Reddy, G.M, Future Armour Materials and Technologies for Combat  Platforms, Defence Science Journal, Vol.67, No:4, July 2017, pp 412-419

• Jamil, W.N.M., Aripin, M.A, Sajuri, Z., Abdullah S., Omar,  M.Z, Abdullah M.F., Zamri W.F.H, Mechanical Properties and Microstructures of Steel Panels for Laminated Composites in Armoured Vehicles, International Journal of Automotive and Mechanical Engineering, December 2016

• Soykan, H.Ş, Aslanoğlu, Z., Karakaş Y., Zırh Çeliklerinin Metalurjisi

• Bisalloy Armour Brochure, Armour Plate Steel, 2017

• Whittington, W.R, Oppedal, A.L, Turnage S, Hammi Y., Rheei H., Allison P.G., Crane C.K., Horstemeyer M.F., Capturing The Effect of Temperature, Strain Rate, and Stress State On The Plasticity and Fracture of Rolled Homogeneous Armor (RHA) Steel, Science Direct 2013

• https://www.reddit.com/r/Warthunder/comments/83gnkr/armour_protection_of_the_type90_main_battle_tank

• https://www.youtube.com/watch?v=Q-YtRtBC7MA