WO2020104452A1 - Ballistisches produkt und seine verwendung - Google Patents

Ballistisches produkt und seine verwendung

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WO2020104452A1
WO2020104452A1 PCT/EP2019/081791 EP2019081791W WO2020104452A1 WO 2020104452 A1 WO2020104452 A1 WO 2020104452A1 EP 2019081791 W EP2019081791 W EP 2019081791W WO 2020104452 A1 WO2020104452 A1 WO 2020104452A1
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WO
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optional
ballistic
layer
weight
aesthetic
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Application number
PCT/EP2019/081791
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English (en)
French (fr)
Inventor
Axel GRÜNEKLEE
Stephan Scharf
Rainer FECHTE-HEINEN
Bettina Werner
Kordula BREITSPRECHER
Tobias Vetter
Original Assignee
Thyssenkrupp Steel Europe Ag
Thyssenkrupp Ag
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Filing date
Publication date
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Publication of WO2020104452A1 publication Critical patent/WO2020104452A1/de

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    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0442—Layered armour containing metal
    • F41H5/0457—Metal layers in combination with additional layers made of fibres, fabrics or plastics
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    • B32B2571/02—Protective equipment defensive, e.g. armour plates, anti-ballistic clothing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/98—Protection against other undesired influences or dangers against vibrations or shocks; against mechanical destruction, e.g. by air-raids

Definitions

  • the invention relates to a ballistic product consisting of a multilayer composite and its use as a facade element for a building.
  • the pan zerplatte consists of a ceramic composite plate, which on the back, which in use of the side facing away from the load corresponds to a base layer made of Kevlar etc. by means of a rubber layer or a PU adhesive and is provided on the front with a cover layer which has a design to ka the armored plate as such.
  • Such ballistic products are relatively expensive due to the use of ceramics and, for example, cannot be flexibly adapted to an installation situation if required, for example the ceramic cannot be shaped or reshaped.
  • the invention was therefore based on the object to provide a ballistic product which both offers suitable ballistic protection and also meets the requirements for aesthetics and covering, in particular of buildings.
  • a bulletproof or ballistic product in particular a flat product, is to be provided on the one hand, which offers the advantage of a combination of protective effect and aesthetic appearance, but on the other hand avoids the disadvantages mentioned above.
  • the ballistic layer consisting of a metallic material in the multilayer composite or ballistic product according to the invention is used.
  • the multi-layer composite according to the invention also has an aesthetic layer made of a metal, which depending on the nature of the metal, ideally also bounces off or reflects off the projectile, from fragments depending on the appearance of the ballistical threat of the projectile and / or splinters of the ballistic position of or on the multilayer composite according to the invention or the ballistic product should be avoided or at least limited, as a result of which the aesthetic position in the multilayer composite according to the invention can fulfill the function as “splinter protection”.
  • the ballistic layer has a thickness that is at least 20%, in particular one of at least 50%, preferably one of at least 100%, preferably one of at least 200%, particularly preferably of a thickness which is at least 500% and / or at least 20% , in particular by at least 50%, preferably by at least 100%, preferably by at least 200%, particularly preferably by at least 300% higher hardness compared to the aesthetic position in order to meet the ballistic requirements.
  • the non-metallic intermediate layer arranged between the aesthetic layer and the ballistic layer functions as a connecting layer of the two layers, in particular for the material connection of the two layers.
  • the non-metallic intermediate layer inhibits the heat transfer, in particular in the safety steel, when high temperatures act on the ballistic product and the aesthetic position is initially exposed to high temperatures, especially in the event of fire, for example as a result of a scorching, so that the ballistic position is caused by accidental or also specifically induced warming, in particular coming from the outside, undergoes no or only a relatively slight deterioration of its ballistic properties.
  • the arrangement or alignment of the ballistic product according to the invention takes place in use or in use such that the aesthetic position faces the load and the ballistic position faces away from the load.
  • the ballistic product is designed, for example, as a flat product, in particular in the form of a strip, plate or sheet. As a flat product, it can also be used for further processing, for example for the production of a facade element for a building.
  • the ballistic layer consists of a safety steel.
  • the security steel has a thickness of at least 2 mm, in particular at least 3 mm, preferably at least 5 mm, preferably at least 6 mm, the thickness actually to be selected primarily depending on the respective threat class.
  • the minimum hardness of the security steel is at least 280 HBW, in particular at least 320 HBW, preferably at least 350 HBW, preferably at least 380 HBW, in order to provide a certain resistance to the ballistic threat, which is also particularly in combination with the thickness of the security steel after the respective threat class.
  • HBW corresponds to the Brinell hardness and is determined in accordance with DIN EN ISO 6506-1.
  • the safety steel consists in addition to Fe and, due to the production, unavoidable impurities in% by weight
  • Nb, Ti, V and Zr in total from 0.005 to 0.3%, optionally W: up to 2%,
  • the alloy elements N, Si, Al, Cr, B, Ti, Nb, V, Zr, W, Mo, Cu, P, Ca, Ni, Co, SEM, which are indicated as optional, can alternatively also be present as impurities in lower contents, in particular without deteriorating the properties of the safety steel.
  • hardened condition it is meant that the safety steel, that is only the ballistic position of the later composite multilayer composite, is subjected to a heat treatment, the safety steel first being heated to a temperature of at least A ci , preferably to a temperature of at least A c3 temperature , and is then quenched in such a way that a hardness structure is established which has at least a hardness of 280 HBW, in particular at least a hardness of 320 HBW, preferably at least a hardness of 350, particularly preferably at least a hardness of 380 HBW.
  • the safety steel can still be tempered after hardening, that is, it can be transferred to a tempered state.
  • the tempering temperature and duration are to be selected so that there is a reduction in hardness that is still within a specified tolerance range.
  • the alloying elements of the safety steel are specified as follows:
  • C is a strength-increasing alloy element and contributes to increasing hardness with increasing content, either by being present as an interstitial atom in austenite and contributing to the formation of harder martensite during hardening, or by Fe, Cr, Ti, Nb, V, Zr and / or W Forms carbides, which on the one hand can be harder than the surrounding matrix or can at least distort them so that the hardness of the matrix increases.
  • the carbon is therefore with a content of at least 0.1% by weight, in particular at least 0.15% by weight, preferably at least 0.2% by weight, in order to achieve or set the desired hardness.
  • the brittleness also increases with higher hardness, so that the content increases to a maximum of 0.9% by weight, in particular a maximum of 0.7% by weight, preferably a maximum of 0.55% by weight, preferably a maximum of 0.45% by weight. -%, particularly preferably a maximum of 0.4% by weight, in order not to negatively influence the material properties, in particular the ductility, and to ensure adequate weldability if required.
  • N can optionally be used as an alloying element with a minimum content of 0.001% by weight with a similar effect to C, because its ability to form nitrides has a positive effect on strength.
  • aluminum nitrides form, which improve nucleation and hinder grain growth.
  • nitrogen increases the hardness of the martensite formed during hardening.
  • the nitrogen content for the melt analysis is limited to ⁇ 0.01% by weight.
  • a maximum content of 0.008% by weight, particularly preferably a maximum of 0.006% by weight, is preferably set in order to avoid the undesirable formation of coarse titanium nitrides, which would have a negative effect on the toughness.
  • the optional alloy element boron is used, this is bound by nitrogen if the aluminum or titanium content is not high enough. As a result, the desired effect of the optional boron can be restricted or even prevented, which means that compliance with the given maximum N content when using B can be of particular importance.
  • Si can contribute to solid solution hardening as an optional alloying element and, depending on the content, has a positive effect on increasing the hardness, so that an optional content of at least 0.05% by weight is present. At lower levels, the effectiveness of Si cannot be clearly demonstrated, but Si also has no negative impact on the properties of the steel. If too much silicon is added to the steel, this has a negative impact on weldability, deformability and toughness properties.
  • the alloying element is limited to a maximum of 1.5% by weight, in particular a maximum of 0.9% by weight, in order to ensure adequate rollability, and is also preferably limited to a maximum of 0.5% by weight in order to To avoid formation of red tinder, which can have a negative impact on the formation of bonds between the ballistic layer or the safety steel and the non-metallic intermediate layer of the multi-layer product according to the invention.
  • Si can be used to deoxidize the steel, if the use of Al is to be avoided, for example, in order to prevent undesired binding.
  • Mn is an alloying element which contributes to hardenability and is used in particular for setting from S to MnS, so that a content of at least 0.1% by weight, in particular at least 0.3% by weight, is alloyed. Manganese reduces the critical cooling rate, which increases the hardenability.
  • the proportion of alloy is limited to a maximum of 2.5% by weight, in particular to a maximum of 1.9% by weight, in order to ensure adequate weldability and good forming behavior.
  • Mn has a strongly segregating effect and can therefore preferably be limited to a maximum of 1.5% by weight.
  • Al can contribute to deoxidation, which is why a content of at least 0.01% by weight, in particular at least 0.015% by weight, is optionally set.
  • the alloying element is at a maximum of 2.0% by weight, in particular at a maximum of 1.0% by weight to ensure the best possible castability, preferably at a maximum of 0.5% by weight, particularly preferably at a maximum of 0.1% by weight .-% limited to substantially reduce and / or avoid undesirable precipitations in the material, in particular in the form of non-metallic oxidic inclusions, which can negatively influence the properties of the safety steel.
  • the content is set between 0.02 and 0.06% by weight.
  • AI can also be used to bind the nitrogen present in the steel.
  • aluminum of over 1.0% by weight to 2.0% by weight can be added in a targeted manner in order to bring about a reduction in density.
  • Cr as an optional alloying element, can also contribute to the setting of strength, in particular positively to hardenability, with a content in particular of at least 0.05% by weight.
  • Cr can be used alone or in combination with other elements as a carbide former.
  • the chromium content can preferably be set to at least 0.2% by weight, preferably to at least 0.5% by weight, particularly preferably to at least 0.7% by weight.
  • the alloying element is limited to a maximum of 2% by weight, in particular to a maximum of 1.5% by weight, preferably to a maximum of 1.2% by weight, preferably to a maximum of 1.1% by weight, to ensure adequate weldability.
  • B can delay the structural change to ferrite / bainite and improve hardenability and strength, especially if N is set by strong nitride formers such as Ti, V, Zr or Nb and can contain a content of at least 0.0001 in particular % By weight. Boron is at a maximum of 0.01 % By weight, in particular limited to a maximum of 0.005% by weight, since higher contents can have a partial effect on the properties of the safety steel, in particular with regard to the ductility at grain boundaries, and would result in a reduction in hardness and / or strength.
  • strong nitride formers such as Ti, V, Zr or Nb
  • Boron is at a maximum of 0.01 % By weight, in particular limited to a maximum of 0.005% by weight, since higher contents can have a partial effect on the properties of the safety steel, in particular with regard to the ductility at grain boundaries, and would result in a reduction in hardness and / or strength.
  • Ti, Nb, V and / or Zr can be added as optional alloying elements individually or in combination for grain refinement, and in particular Ti can be used to bind N. Above all, however, these elements can be used as microalloying elements in order to form strength-increasing carbides, nitrides and / or carbonitrides. To ensure their effectiveness, titanium, niobium, vanadium and / or zirconium in total with contents of at least 0.005% by weight can be used. For the complete setting of N by Ti, the Ti content should be at least 3.42 * N.
  • the alloying elements are limited in total to a maximum of 0.3% by weight, in particular to a maximum of 0.2% by weight, preferably to a maximum of 0.15% by weight, preferably to a maximum of 0.1% by weight , since higher levels have a negative impact on the material properties and in particular negatively affect the toughness of the safety steel.
  • W can lead to the formation of tungsten carbides and / or the formation of intermetallic phases as an optional alloying element at contents of 0.005 to 2% by weight, in particular up to 1.5% by weight, preferably up to 0.7% by weight .
  • the use of tungsten as a microalloying element is preferred, for which contents in particular of at most 0.2% by weight, preferably of at most 0.1% by weight, preferably of at most 0.05% by weight, and in particular at least 0 , 01% by weight, preferably at least 0.02% by weight.
  • Mo can optionally be added to increase strength and improve hardenability. Furthermore, molybdenum has a positive effect on the toughness properties. Mo can be used as a carbide former to increase the yield strength and improve toughness. To ensure the effectiveness of these effects, a content of at least 0.1% by weight, preferably at least 0.2% by weight, is required. For reasons of cost, the maximum content is limited to 1.0% by weight, preferably to a maximum of 0.7% by weight.
  • Cu as an optional alloying element can contribute to an increase in hardness with a content of 0.05% by weight to 0.5% by weight.
  • P is an iron companion that has a strong impact on toughness and is one of the undesirable accompanying elements in safety steels. In order to use its strength-increasing effect, it can optionally be alloyed with contents of at least 0.005% by weight. Due to its slow diffusion rate, phosphorus can lead to strong segregation when the melt solidifies. For these reasons mentioned, the alloying element is limited to a maximum of 0.15% by weight, in particular to a maximum of 0.06% by weight, preferably to a maximum of 0.03% by weight.
  • the sulfur content is therefore limited to a maximum of 0.03% by weight, in particular to a maximum of 0.02% by weight, preferably to a maximum of 0.01% by weight, preferably to a maximum of 0.005% by weight.
  • Ca can optionally be added to the melt as a desulfurization agent and for targeted sulfide influencing in contents of up to 0.015% by weight, preferably up to 0.005% by weight, which leads to a change in the plasticity of the sulfides during hot rolling.
  • the addition of calcium preferably also improves the cold-forming behavior. The effects described are effective from a content of 0.0015% by weight, which is why this limit is chosen as the minimum when Ca is used.
  • Ni which can optionally be added up to a maximum of 6% by weight, has a positive influence on the deformability of the material. By reducing the critical cooling rate, nickel also increases through-hardening and through-hardening. For reasons of cost, contents of at most 2.5% by weight, in particular at most 2.0% by weight, preferably at most 1.5% by weight, preferably at most 1.0% by weight, are preferably set. The effects described occur from a content of 0.1% by weight. A content of at least 0.2% by weight is preferably added.
  • Co can optionally be added as an alloying element and used with contents of at least 0.02% by weight to increase hardness.
  • this effect can be used in particular at least 0.1% by weight, preferably at least 0.2% by weight, preferably at least 0.5% by weight. Levels below 0.02% by weight show no discernible effect, but can be tolerated.
  • the cobalt content is limited to a maximum of 1% by weight, in particular to a maximum of 0.8% by weight, preferably to a maximum of 0.7% by weight.
  • Sn and / or As are alloying elements that can be counted among the impurities individually or in combination, if they are not specifically added to set special properties.
  • the contents are limited to a maximum of 0.05% by weight of tin and to a maximum of 0.02% by weight of arsenic.
  • 0 is usually undesirable, and can also be advantageous in the lowest levels by forming hard phases, which, for example, scatter shock waves when bombarded by the safety steel.
  • the maximum content for oxygen is specified as 0.005% by weight, in particular 0.002% by weight.
  • H is very mobile in interstitial spaces in steel and, particularly in high-strength steels, can cause tears in the core when it cools down from hot rolling.
  • Hydrogen is therefore reduced to a maximum of 0.001% by weight, in particular to a maximum of 0.0006% by weight, preferably to a maximum of 0.0004% by weight, preferably to a maximum of 0.0002% by weight.
  • Rare earth metals such as cerium, lanthanum, neodymium, praseodymium and others, which in the following are singled out or abbreviated to SEM, can be alloyed with the safety steel as optional alloying elements to bind S, P and / or 0 and to form oxides and / or to reduce or completely avoid sulfides and phosphorus segregation at grain boundaries and thus increase toughness.
  • contents of at least 0.0005% by weight, in particular at least 0.0015% by weight are added when using SEM.
  • the SEM content is limited to a maximum of 0.01 wt .-%, in order not to form too many additional precipitates, which can have a negative impact on toughness.
  • a maximum of 0.005% by weight of SEM is added for cost reasons.
  • Optional alloying elements the content of which in the safety steel is below the specified minimum content, are to be seen as impurities, do not influence the properties of the safety steel or only to a small extent and can therefore be tolerated.
  • SECURE As an example of representative for the safety steel of the multi-layer product according to the invention, commercially available steels can be used, which, for example, rin are sold under the trade name "SECURE", in particular SECURE 300, 350, 400, 450, 500 and 600.
  • the safety steel in the multilayer composite or ballistic product according to the invention has a predominantly martensitic and / or bainitic structure. Martensite, tempered martensite and / or bainite (less preferred) is present with at least 70 area%, in particular at least 80 area%, preferably at least 85 area%, preferably at least 90 area%, particularly preferably at least 95 area% . Due to the manufacturing process, the formation of the less desirable structural components ferrite, residual austenite, pearlite and / or cementite cannot always be reliably avoided. In an alternative version, up to 30% more ductile phases such as residual austenite and / or ferrite can also be deliberately set in the safety steel in order to increase the ductility.
  • the proportion of these phases is in particular set to a maximum of 20%, preferably to a maximum of 10%, the information relating to area% for ferrite and volume% for residual austenite.
  • An increased ductility is particularly advantageous when a component made from the multilayer composite or ballistic product according to the invention is also to be designed to withstand scorching.
  • a small proportion of at most 10 area%, preferably of at most 5 area%, of cementite and / or pearlite can be set in the structure of the safety steel. The presence of these phase components can contribute to a scattering of the shock waves in the event of fire.
  • the structure components mentioned in% relate to the surface area considered in the section.
  • the properties in the safety steel are set using heat treatment in conjunction with accelerated cooling for hardening.
  • a pre-product with an alloy component within the above-mentioned limits is provided, for example in the form of slabs that are produced using the continuous casting process.
  • the slab is heated, for example, to a temperature above A c3 , in particular above A c3 + 200 ° C., preferably above 1100 ° C., and then fed to a hot rolling process.
  • hot rolling is carried out in a hot rolling mill with at least two roll stands or in a reversing stand, with a decrease in thickness as the stands or passes through.
  • the accelerated cooling can take place directly after hot rolling without prior cooling from the rolling heat, in order to effect hardening in the safety steel without any further steps.
  • the accelerated cooling can take place depending on the specification of the hardness or the associated setting of the required structural components in the safety steel, for example to temperatures below the martensite start temperature Ms, in particular below the martensite finish temperature M f .
  • the hardening can also take place as follows: after hot rolling, the material first cools down, for example, to a temperature below 500 ° C. in order to avoid undesirable effects such as grain growth or coarsening of precipitates.
  • the cooling can be done both in the coil or as a plate in air and by exposure to a cooling medium such. B. water or oil take place.
  • cooling to below 100 ° C. is preferred, particularly preferably to a temperature near room temperature.
  • the material is then at least partially austenitized and heated to a temperature of at least A ci , in particular a complete austenitization and a corresponding heating to at least A c3 is carried out.
  • the austenitizing temperature is limited to a maximum of 1100 ° C., in particular to a maximum of 1000 ° C., preferably to a maximum of 950 ° C., in order to avoid undesired austenite grain growth.
  • a Ci the structure begins to convert to austenite and is in particular completely austenitic when the temperature A C3 is exceeded.
  • a Ci and A C3 are characteristic values, which depend on the composition (alloy components / concept) of the steel used and can be taken from so-called ZTA or ZTU diagrams.
  • ZTA ZTA or ZTU diagrams.
  • austenite start, Ms an alloy-dependent temperature
  • Mf lower alloy-dependent temperature
  • the ballistic layer consists of a bullet-proof, high-alloy stainless steel, a stainless steel being considered high-alloy if at least one of its alloy elements with a content of 5% by weight or more is used.
  • stainless steels such as AISI 304 and AISI 316L can be used. Is preferred the use of martensitic stainless steels. Such stainless steels initially have a low hardness, good cold formability and excellent weldability. After processing, these stainless steels reach their high hardness and thus their ballistic resistance by aging.
  • Such alloys are preferably produced carbon-free, the C content is below 0.15% by weight, in particular below 0.10% by weight, preferably below 0.05% by weight, preferably below 0.03% by weight. .
  • Ni is used in a proportion of at least 12% by weight, in particular at least 15% by weight, preferably at least 17% by weight and at most 30% by weight, preferably at most 25% by weight .-%, particularly preferably at most 20 wt .-% added.
  • the alloy element Mo which serves to increase the pitting resistance, is optionally added in proportions of up to 10% by weight.
  • Co is optionally used as a hardness-increasing alloy element with proportions of up to 15% by weight, in particular up to 12% by weight.
  • Ti with contents up to 2% by weight can be added.
  • the ballistic martensitic stainless steel can optionally contain further chemical elements such as Mn with a total content of up to 25% by weight, in particular up to 15% by weight.
  • the ballistic layer consists of a ballistic aluminum alloy.
  • an aluminum alloy of the group 5xxx, 6xxx or 7xxx preferably 5083, 5456, 5059 according to MIL-DTL-46027K or 6061 according to MIL-DTL-32262, or 7039 according to MIL-DTL-46063H, or 7017, 7020 according to MIL-DTL -32505, set one.
  • the metal of the aesthetic layer has an elongation at break of at least 10% and a yield strength of at most 550 MPa.
  • the metal of the aesthetic layer is selected such that it has a significantly lower hardness and strength but a significantly higher elongation at break than the ballistic layer, preferably than the safety steel. While the ballistic layer, preferably the security steel, requires a high level of hardness to break and stop projectiles and / or fragments, the aesthetic layer deforms in the event of a fire in order to ensure protection against splinters.
  • the aesthetic situation has an elongation at break of at least 10%, in particular at least 25%, preferably at least 35%, and a yield strength of at most 550 MPa, in particular of at most 400 MPa, preferably of at most 450 MPa, preferably before at most 400 MPa, particularly preferably from a maximum of 350 MPa.
  • the aesthetic layer has a thickness of 0.1 to 5 mm, in particular 0.2 to 3 mm, preferably 0.5 to 2 mm. In the event of bombardment and / or fire, the effect of the aesthetic position is initially negligible, but depending on the bombardment class considered, the thickness of the cover plate should be selected so that a sufficient effect is achieved as "splinter protection".
  • the aesthetic layer is too thin, for example less than 0.1 mm, there is a risk in particular in combination with low material strengths of the aesthetic layer that the deformed projectile and / or fragments of the projectile and / or splinters affect the aesthetic layer after striking the Re-penetrate safety steel by reflection without being noticeably slowed down, thereby endangering living beings and / or objects.
  • carbon steels are preferred for use as an aesthetic layer, they are ideally suited with the above-mentioned thicknesses, for example for coil coating processes in which a coating with an excellent optical appearance and / or corrosion protection can be applied on at least one surface side.
  • the aesthetic layer consists of a steel, in particular a carbon steel, which, in addition to Fe and impurities inevitably produced, consists of% by weight
  • C as an alloying element is limited to a maximum of 0.15% by weight, in particular to a maximum of 0.10% by weight, preferably to a maximum of 0.06% by weight.
  • the aesthetic layer consists of a ULC steel (ultra low carbon steel) in which the maximum carbon content is limited to 0.03% by weight.
  • an IF steel is used as the aesthetic layer, for which a maximum C content of 0.01% by weight is specified.
  • C preferably a maximum content of 0.005 wt .-%, particularly preferably 0.003 wt .-%. Due to the process, a minimum content of C cannot be avoided economically. The lower limit for the C content is therefore given as 0.001% by weight.
  • N also increases the strength of the steel, but can optionally also be used to form nitrides or carbonitrides with Al, B, Ti, Nb, V, Zr, W, Cr and / or Mo.
  • the nitrogen content is limited to a maximum of 0.01% by weight, in particular to a maximum of 0.005% by weight. Due to the process, a minimal N content cannot be economically avoided. The optional lower limit for the N content is therefore given as 0.001% by weight.
  • Si, Mn, Cr, Mo, Cu, P and Ni are optional alloy elements that, depending on the alloy concept, can be used to increase the strength of the aesthetic layer in order to fulfill its resistance or deformation properties as a function of the "splinter protection".
  • a minimum content of is required for their use in the aesthetic position
  • Mn also serves to bind S to MnS.
  • AI can optionally be added for deoxidation, with an aluminum content of at least 0.005% by weight, in particular at least 0.01% by weight, being present.
  • the content is limited to a maximum of 0.5% by weight, in particular to a maximum of 0.1% by weight, preferably to a maximum of 0.05% by weight, in order not to negatively influence the properties of the aesthetic position.
  • B can optionally contribute to hardenability as an alloying element, in particular if N is set, and can have a content in particular of at least 0.0001% by weight, in particular of at least 0.0005% by weight, preferably at least 0.0010% by weight.
  • Boron is not more than 0.01% by weight, in particular not more than 0.005% by weight, since higher contents can have a disadvantageous effect on the properties of the aesthetic layer and lead to an undesirable increase in the strength of the aesthetic layer.
  • Ti, Nb, V, Zr, W, Cr and / or Mo can be alloyed as alloy elements individually or in combination for grain refinement and / or carbon and nitrogen setting, the use of Ti, Nb, V, Zr and / or W is preferred for reasons of cost for the purposes mentioned.
  • Ti, Nb, V, Zr and / or W can be added in total with contents of at least 0.001% by weight, in particular at least 0.005% by weight, preferably at least 0.01% by weight.
  • the contents of Ti, Nb, V, Zr, W, Cr and Mo are preferably set based on the stoichiometry such that:
  • the alloying elements Ti, Nb, V, Zr and W are limited to a maximum of 0.3% by weight, in particular to a maximum of 0.2% by weight.
  • the total content of Ti, Nb, V, Zr and W is preferably limited to a maximum of 0.15% by weight, preferably to a maximum of 0.10% by weight, since higher contents adversely affect the properties of the aesthetic position , in particular have a negative impact on the toughness of the material.
  • the minimum and maximum contents of the optional alloy elements Cr and Mo have already been given above.
  • S has a strong tendency to segregate in steel and forms undesirable FeS, which is why it must be bound by Mn.
  • the S content is therefore limited to a maximum of 0.03% by weight, in particular to a maximum of 0.02% by weight, preferably to a maximum of 0.01% by weight, preferably to a maximum of 0.005% by weight.
  • Ca can optionally be added to the melt as a desulfurization agent and for targeted sulfide influencing in contents of up to 0.015% by weight, in particular up to 0.005% by weight, which leads to a change in the plasticity of the sulfides during hot rolling.
  • the addition of calcium also preferably improves the cold-forming behavior. The effects described are effective from a content of 0.0015% by weight, which is why this limit is chosen as a minimum when Ca is optionally used.
  • Sn, As and / or Co are alloying elements that can be counted among the impurities individually or in combination, if they are not specifically added to adjust special properties.
  • the contents are limited to a maximum of 0.05% by weight of tin, a maximum of 0.02% by weight of arsenic and a maximum of 0.02% by weight of cobalt.
  • the maximum content for oxygen is specified as 0.005% by weight, in particular 0.002% by weight. Due to the lower strength / hardness of the aesthetic layer, H is far less critical than for the previously described safety steel. It is therefore sufficient to limit the hydrogen content to a maximum of 0.001% by weight, in particular to a maximum of 0.0006% by weight.
  • Rare earth metals such as cerium, lanthanum, neodymium, praseodymium and others, which in the following are singled out or abbreviated to SEM in total, can be added to the aesthetic position as optional alloying elements in order to bind S, P and / or 0 and the formation of oxides and / or to reduce or completely avoid sulfides and phosphorus segregations at grain boundaries and thus increase the toughness.
  • contents of at least 0.0005% by weight, in particular at least 0.0015% by weight are added when using SEM.
  • the SEM content is limited to a maximum of 0.01 wt. In particular, a maximum of 0.005% by weight of SEM is added for cost reasons.
  • All of the optional alloy elements mentioned can be present in the aesthetic position of the multilayer composite according to the invention in amounts below the specified minimum value as impurities without a disruptive effect.
  • non-alloy steels, low-alloy steels, ULC or IF steels can be used as exemplary representatives for the aesthetic position of the multilayer composite according to the invention.
  • Structural steels, soft steels for cold forming with a high elongation at break, micro-alloyed steels, ULC and IF steels have proven to be suitable steels for the aesthetic position in the multilayer composite according to the invention.
  • ULC steels are preferred for the aesthetic layer, IF steels are particularly preferably used.
  • IF (“interstitial free”) steels are alloyed in such a way that nitrogen and carbon in particular are completely bound by alloying elements such as Ti, Nb, V, Zr, W and / or Cr.
  • this can have at least one side, in particular a double-sided corrosion protection coating.
  • the corrosion protection coating can be applied electrolytically or in a hot dip process on one or both sides of the aesthetic layer.
  • Protective Zinc-based coatings as they have cathodic protection against corrosion. In this case, the coating has a proportion of at least 80% Zn, the remainder being Si, Al and / or Mg.
  • suitable corrosion protection coatings are zinc (Z), zinc-magnesium (ZM), zinc-iron alloy (ZF), zinc-aluminum (ZA) applied by hot-dip coating.
  • Protective coatings based on aluminum are examples of aluminum-zinc (AZ) and aluminum-silicon (AS).
  • zinc can be applied electrolytically as a protective coating (ZE).
  • the coating systems are methods which are known and customary in practice and essentially correspond to the compositions known from the prior art.
  • ECCS electrolytic chromium coated stee [) or fire-aluminized coatings or the like can be used.
  • an annealing treatment can be carried out so that iron from the steel, which is preferably used as an aesthetic layer, diffuses into the coating and converts the coating into a galvannealed coating.
  • the aesthetic position of the multilayer composite or ballistic product according to the invention has at least one organic layer on one side, which is arranged on the side facing away from the ballistic layer.
  • the organic layer is applied as a decorative layer, which can correspond to any desired color, appearance and / or optics.
  • the organic layer is in particular a lacquer or film coating, which is preferably applied to the aesthetic layer using the coil coating method. If a film is applied, it essentially consists of polymers, pigments and additives. If a lacquer is applied, it essentially consists of binders, pigments, solvents and additives.
  • the polymers or binders used are preferably polyester (SP), polyamide-modified polyester (SP-PA), polyurethane (PUR), polyamide-modified polyurethane (PUR-PA), high-durable polymer (HDP), polyvinylidene fluoride (PVDF ), Epoxies (EP), and / or polyvinylchloride (PVC (F)).
  • the aesthetic layer is only coated on one side with an organic layer, which in the later bond is directed outwards, is quasi facing / exposed to the loading side. Individual decorations can be provided, especially when using foils.
  • the corrosion resistance of the aesthetic layer If special requirements are placed on the corrosion resistance of the aesthetic layer, according to an alternative embodiment of the multi-layer gene composite or ballistic product aluminum, copper, stainless steel materials or weatherproof steels are used as an aesthetic layer.
  • stainless steel is used for the aesthetic position from the qualities AISI 304, AISI 304 L, AISI 316, AISI 316 L, AISI 316 Ti, AISI 321, AISI 444, the use of the quality AISI 316 being preferred.
  • Aluminum or copper materials can also be used and conditioned accordingly in order to obtain an aesthetic look.
  • the grades AlMgl, AIMg2, AIMg2.5, AIMg3, AlMn l, AIMg2MnO, 8 and AIMgSiO, 5 can be used as aluminum alloys for the aesthetic position, with the use of the grades AlMgl, AIMg3 and AlMnl being preferred.
  • Cu-DHP which is oxygen-free and phosphorus-deoxidized and has a degree of purity of at least 99.9%, is preferably used as the copper material.
  • R 220 is preferred because of its higher ductility.
  • aluminum materials for example, an anodizing can be carried out at least on one side. Copper materials can be used bright rolled, pre-oxidized or pre-patinated.
  • the aesthetic position can be designed so that it meets the desired requirements for its aesthetic appearance even without the application of an additional organic, in particular special decorative layer. This can be achieved, for example, by using weatherproof steels or stainless steels as an aesthetic layer, with weatherproof steels forming a uniform, optically appealing surface layer during use or through targeted pre-weathering. If, in one embodiment, the aesthetic position consists of weatherproof steel, at least one of the elements Cu, Cr, P and / or Ni with the following minimum contents is alloyed to increase the weather resistance: Cu> 0.1% by weight, in particular Cu> 0.2% by weight, preferably Cu> 0.25% by weight;
  • the weather resistance is designed according to ASTM G101 with the help of the CRI value, where% X stands for the proportion of element X in% by weight:
  • CRI 26.01 * Cu + 3.88 * Ni + 1.20 * Cr + 1.49 * Si + 17.28 * P - 7.29 * Cu * Ni - 9, 10 * Ni * P - 33, 39 * Cu * Cu.
  • Commercial steels that are sold by the applicant under the trade name “patinax”, in particular patinax® 355 and 355P can be used as exemplary representatives for weatherproof steel.
  • Stainless steels on the other hand, can be made using known processes such as B. brushing or polishing can be made aesthetically pleasing. The connection of the aesthetic layer with the ballistic layer takes place through the non-metallic intermediate layer.
  • the non-metallic layer consists of a polymer which is designed such that it has a peel strength of at least 10 N / 4 cm, in particular at least 20 N / 4 cm, preferably at least 50 N / 4 cm in the T-peel test (ISO 11339 ) in particular against the substrate used. Since a sufficient cohesive connection can be established between the two layers.
  • the polymer consists in particular of an adhesive varnish, adhesive varnish, adhesive film or adhesive film, preferably of a chemically or physically or thermally activatable adhesive which can be reacted with air and / or temperature and / or moisture within 1 to 300 s and at one temperature from -20 ° C to 150 ° C and a contact pressure of normal pressure up to a maximum of 300 N / mm, in particular 10 to 200 N / mm, preferably 10 to 100 N / mm, preferably 10 to 50 N / mm, its maximum adhesive strength Developed substrate.
  • the contact pressure is applied via a roller and is therefore given as the force per mm contact width of the roller.
  • a rubberized roller with a diameter of 200 to 400 mm and a surface hardness of 40 to 100 Shore is used.
  • the non-metallic intermediate layer for example polymer
  • the non-metallic intermediate layer can first be applied to one side of the aesthetic layer, which in later use corresponds to the back of the aesthetic layer.
  • the application as a liquid coating with the aid of a coater is used, in particular for a chemically and / or thermally activatable coating, before preferably adhesive coating, such as. B.
  • a laminating roller Especially preferred is the film coating with a one-sided or double-sided adhesive functional layer in a laminating stand, for example in a coil coating system or an unwinder.
  • the ballistic layer can additionally be coated on at least one side with a primer, in particular a corrosion protection primer, which preferably ensures adequate protection against oxidation for at least 3 months, for example by a Zinc silicate dry primer.
  • the primer can preferably be used to reduce the surface roughness of the safety steel, which is preferably used as a ballistic layer, by partially filling the roughness valleys.
  • the coating method of the primer is set such that the average roughness depth Rz of the preferably primed safety steel is less, in particular at least 5 pm less, preferably at least 10 pm less, preferably at least 15 pm less than the average roughness depth Rz of the safety steel, in particular before the primer application, without primer.
  • the connection of the aesthetic layer, which was preferably previously coated with a non-metallic intermediate layer on one side and optionally an organic, decorative layer on the opposite side, with the ballistic layer via the non-metallic intermediate layer takes place in a pressing process coordinated with these layers.
  • the aesthetic position under temperature conditions is from -20 ° C to + 150 ° C, preferably between 0 ° C and 150 ° C, particularly preferably from 10 ° C to 150 ° C, in a connection time between 1 to 300 s, in particular between 1 to 180 s, preferably between 1 to 150 s with a pressure from normal pressure up to 2 kN / mm, in particular from normal pressure up to 1.5 kN / mm, preferably from normal pressure up to 1 kN / mm, preferably from normal pressure to 0 , 8 kN / mm pressed.
  • pressure rollers with a diameter of 200 mm to 400 mm are preferably used to apply the (contact) pressure.
  • the aesthetic position is made larger than the ballistic position, in particular in terms of dimensioning, so that when it is connected, at least in sections, it initially overlaps the ballistic position, in particular circumferentially, and then to the sides by (edging) edges of the protruding edge regions of the aesthetic position. in particular the front sides / edges of the ballistic layer and can be glued accordingly at these points. It is preferred to fold the protruding edge regions of the aesthetic layer twice so that gluing also takes place on the back, the side of the ballistic layer facing away from the aesthetic layer, and in addition to a material bond, a form fit can also take place between the two layers.
  • an additional material connection can preferably be produced, for example by soldering or (hybrid) welding.
  • soldering or (hybrid) welding In this way, in the event that the bond completely detaches in the event of a load, the aesthetic position is still held in place in order to continue to be able to fulfill its function as splinter protection.
  • an additional positive connection between the ballistic and the aesthetic position is established by rivets and / or screws.
  • the multilayer composite or ballistic product according to the invention is preferably used as a facade element, in particular as the outermost layer of a facade or a roof of a building to be protected, such as, for. B. government buildings, embassies, schools and kindergartens, or used as the ultimate product of another object to be protected. “Protection” is to be understood here primarily as protection against ballistic threats, blasting and / or penetrating vehicles.
  • the ballistic table product according to the invention can also be used in a free-standing wall, which can optionally also be designed as a movable protective wall or barrier. It is also conceivable to armor doors and gates, e.g. B.
  • garage doors which should not be recognizable as armor, a pan and veneering of bank branch counters, protective furniture, such as safes, and hidden interiors (panic rooms), armor of containers that should be optically unobtrusively integrated into a landscape or environment , as well as armor and facing of inconspicuous shut-off elements, which are used, for example, as a “fence” around areas to be protected.
  • the multi-layer bund according to the invention or the ballistic product according to the invention can be used as a covering for potentially explosive areas such as ammunition or tank farms and as an interior covering for shooting ranges.
  • a structural design is preferred in which the product according to the invention is not recognized as a protective solution or only if it is considered in detail. is cash.
  • the ballistic product can also be used only as part for one of the aforementioned applications, such as. B. as part of a facade element for a building, a door, a gate or window frame for a building or a free-standing wall, barrier or a fence element.
  • the single figure shows a schematic sectional illustration through a ballistic product (1) according to the invention.
  • the ballistic product (1) which is designed in particular as a flat product, in particular in sheet, sheet or strip form, consists of a multilayer composite comprising a ballistic layer (1.1) made of a metallic material, preferably of a safety steel, an aesthetic layer ( 1.2) made of a metal and a non-metallic intermediate layer (1.3) arranged between the layers (1.1, 1.2).
  • a ballistic layer (1.1) made of a metallic material, preferably of a safety steel
  • an aesthetic layer ( 1.2) made of a metal
  • a non-metallic intermediate layer (1.3) arranged between the layers (1.1, 1.2).
  • the anti-corrosion coating (1.21) is particularly suitable as an aesthetic layer (1.2) when using steels, in particular carbon steels.
  • the aesthetic layer (1.2) in addition to the corrosion protection layer (1.21) or alternatively, it can have at least one one-sided organic layer (1.22) which is arranged on the side facing away from the ballistic layer (1.1). If there is a corrosion protection coating (1.21), this is covered by the organic layer (1.22).
  • the aesthetic location is not limited to the design or material of the aesthetic layer (1.2).
  • the metallic material as a ballistic layer (1.1) can alternatively also be a bullet-proof high-alloy stainless steel or a ballistic aluminum alloy. An exemplary embodiment of the invention is listed and explained below.
  • a ballistic layer (1.1) is provided, for example in the form of a safety steel of the quality SECURE 500 with a thickness of 4.5 mm, which was converted from the hot-rolled semifinished product into a hardened state by the aforementioned method, so that it was a 500 FIBW with an essentially completely martensitic structure and was then coated with a zinc-silicate dry primer as a temporary corrosion protection with a coating of approx. 15 pm.
  • a hot-dip galvanized steel sheet of grade S320GD + Z with a thickness of 0.4 mm and a zinc coating (1.21) on both sides of 275 g / m 2 was produced as the aesthetic layer (1.2).
  • the hot-dip galvanized steel sheet (1.2) was also provided on one side with an organic layer (1.22) in the form of a lacquer with a thickness of approx. 45 pm, which is available under the product name pladur® Relief Wood, and on the rear side of the hot-dip galvanized steel sheet (1.2) in a laminating stand on a coil coating system with a non-metallic intermediate layer (1.3) in the form of a film coating with a double-sided adhesive functional layer which is familiar to the person skilled in the art for this application.
  • Exemplary functional layers can be obtained from Avery Dennison, whose product names begin with "FT".
  • the correspondingly assembled, hot-dip galvanized steel sheet (1.2, 1.21, 1.22) was provided with an oversize compared to the dimension of the safety steel (1.1), whereby the aesthetic position (1.2) on the safety steel (1.1) at a temperature of 50 ° C with a connection time of 60 s and a pressure of 0.5 kN / mm.
  • the edge area of the steel sheet (1.2) projecting at least in sections was placed after the material connection by means of gluing with the safety steel (1.1) over the intermediate layer (1.3) by overdimensioning by twice (chamfering) the safety steel (1.1), that the non-metallic intermediate layer (1.3) was glued to the forehead stones / edges as well as to the back of the safety steel (1.1), thereby creating an essentially positive connection with it as an additional safeguard.
  • a ballistic test was carried out by multiple bombardment according to test level 4, caliber .44 Magnum, in accordance with VPAM test guideline APR 2006, version 2.
  • a projectile core initially penetrated the hot-dip galvanized steel sheet (1.2), deformed when it hit the ballistic position ( 1.1) due to their high hardness and the deformed Ge shell core bounced off the safety steel (1.1), resulting in a hole of approx. 30 mm in diameter in the aesthetic position (1.2).
  • delamination i.e. detachment of the intermediate layer (1.3) and the associated aesthetic layer (1.2) from the Safety steel (1.1) can be observed, the detached area around the hole having a diameter of approx. 150 mm.
  • the risk of surrounding living beings or objects being injured or damaged can be reduced. Due to multiple shelling, the delamination (detached area) between steel sheet (1.2) and security steel (1.1) expanded in particular until the steel sheet (1.2) finally only through the glue on the back of the security steel (1.1) and was held in position by the essentially positive locking.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein ballistisches Produkt (1), insbesondere Flachprodukt, bestehend aus einem Mehrlagenverbund aufweisend eine ballistische Lage (1.1) aus einem metallischen Material, eine ästhetische Lage (1.2) aus einem Metall, wobei insbesondere die ballistische Lage (1.1) eine um mindestens 20% höhere Dicke und/oder eine um mindestens 20% höhere Härte im Vergleich zur ästhetischen Lage (1.2) aufweist, und eine zwischen den Lagen (1.1, 1.2) angeordnete nichtmetallische Zwischenlage (1.3), und eine Verwendung des ballistischen Produkts (1) als Fassadenelement für ein Gebäude oder als Teile davon.

Description

Ballistisches Produkt und seine Verwendung
Technisches Gebiet (Technical Field)
Die Erfindung betrifft ein ballistisches Produkt bestehend aus einem Mehrlagenverbund und seine Verwendung als Fassadenelement für ein Gebäude.
Technischer Hintergrund (Background Art)
Der Schutzbedarf von Gebäuden, wie beispielsweise Regierungsgebäude, Botschaften, Schu len und Kindergärten, steigt. Daher werden Bestandsimmobilien nachträglich gegen ballisti sche Bedrohung bzw. Ansprengung geschützt und neue Immobilien direkt mit derartigen Schutzmaßnahmen versehen. Hierbei werden insbesondere beschusssichere Werkstoffe als eigentliche Schutzmaßnahmen verwendet. Da diese in der Regel nicht die jeweiligen Anforde rungen an die Ästhetik erfüllen und aus Sicherheitsgründen meist nicht sichtbar sein sollen, werden diese Schutzmaßnahmen nachträglich aufwändig verkleidet, so dass die betreffenden Objekte eine Panzerung mit Sicherheitsstahlblechen und eine zusätzliche, hiervon im Wesentli chen unabhängige Verkleidung mit ästhetisch ansprechenden Fassadenelementen, welche beispielsweise aus organisch beschichtetem Stahl (Feinblech) bestehen können, aufweisen. Dies führt zu unerwünscht langen Bauzeiten und erhöhten Kosten.
Die Anmelderin hatte Versuche durchgeführt, eine ästhetisch ansprechende Schicht direkt auf die Oberfläche eines Sicherheitsstahls aufzubringen, durch direkte Beschichtung mittels La ckierung. Mittels direkter Beschichtung wurde ein beschusssicheres Flachprodukt aus einem Sicherheitsstahl mit einer entsprechenden Schicht hergestellt, welches in einem Arbeitsgang direkt zur nachträglichen Panzerung bzw. zur Panzerung eines Gebäudes oder anderer Infra struktur beim erstmaligen Errichten hätte verwendet werden können. Da es sich bei Sicher heitsstählen in der Regel um warmgewalzte Halbzeuge handelt, weisen diese durch ihren Fer tigungsprozess bedingt deutlich größere Ebenheitstoleranzen und Oberflächenrauheiten auf als beispielsweise Feinbleche, die üblicherweise als Fassadenelemente verwendet werden. Durch die direkte Beschichtung des Sicherheitsstahls konnte eine ästhetisch weniger hoch wertige Anmutung als bei einem entsprechend beschichteten Feinblech bei vergleichbarer Schichtdicke erstellt werden. Um die ästhetische Anmutung zu verbessern, hätten deutlich dickere Schichten aufgebracht werden müssen, was aus ökonomischen und ökologischen Gründen nicht erwünscht ist. Im Gegensatz zu Feinblechen, welche üblicherweise im Fassa denbau eingesetzt werden, können Sicherheitsstähle unter anderem aufgrund ihres hohen Flächengewichtes beispielsweise nicht in kontinuierlichen Bandbeschichtungsanlagen durch- gesetzt werden, weswegen der Fertigungsaufwand zum Aufbringen einer entsprechend dicken und dennoch homogen anmutenden Schicht wesentlich höher ist. Zudem müssen manche Schichtsysteme, wie beispielsweise Lacksysteme unter Temperatureinwirkung aushärten, was für manche Sicherheitsstähle nicht möglich ist, da die ballistischen Eigenschaften hierunter leiden würden. Des Weiteren weisen direkt beschichtete Sicherheitsstähle keinen bis nur einen geringen Korrosionsschutz bedingt durch die aufgebrachte, ästhetisch anmutende Schicht auf. In weiteren Versuchen der Anmelderin wurde die Beständigkeit der Sicherheitsstähle un tersucht und die Sicherheitsstähle lokal angeritzt, so dass das blanke Substrat zum Vorschein kam. In den Bereichen, in denen die ästhetisch anmutende Schicht„verletzt“ wurde, kam es optisch sehr schnell zu auffälliger Korrosion des darunter liegenden Sicherheitsstahls. Um die Korrosionsanfälligkeit zu vermindern bzw. zu verhindern, müsste daher in einem zusätzlichen Fertigungsschritt eine Korrosionsschutzschicht aufgebracht werden, durch die ein komplexer, mehrschichtiger Schichtaufbau entstehen würde.
In der deutschen Offenlegungsschrift DE 39 37 087 Al ist beispielsweise eine Panzerplatte beschrieben, die zur Verwendung als Bauteil im zivilen Bereich ausgestaltet ist, wobei die Pan zerplatte aus einer Keramik-Verbundplatte besteht, die auf ihrer Rückseite, was im Einsatz der der Belastung abgewandten Seite entspricht, mit einer Tragschicht aus Kevlar etc. mittels einer Gummischicht bzw. eines PU-Klebers verbunden ist und auf der Vorderseite mit einer Deckschicht versehen ist, welche ein Design aufweist, um die Panzerplatte als solche zu ka schieren. Derartige ballistische Produkte sind durch die Verwendung von Keramiken relativ teuer und beispielsweise bei Bedarf nicht flexibel auf eine Einbausituation anpassbar, bei spielsweise ist die Keramik nicht form- oder nachformbar.
Zusammenfassung der Erfindung (Summary of Invention)
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zu Grunde, ein ballistisches Produkt zu schaffen, welches sowohl einen geeigneten ballistischen Schutz bietet als auch die Anforderungen an die Ästhe tik und Verhüllung insbesondere von Gebäuden erfüllt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein ballistisches Produkt mit den Merkmalen des Patentan spruchs 1.
Im Rahmen des steigenden Schutzbedarfes, insbesondere für Gebäude und Infrastruktur, soll ein beschusssicheres bzw. ballistisches Produkt, insbesondere ein Flachprodukt bereitgestellt werden, welches einerseits den Vorteil der Kombination aus Schutzwirkung und ästhetischer Anmutung bietet, andererseits aber die oben genannten Nachteile vermeidet.
Zur Sicherstellung einer ballistischen Schutzwirkung, insbesondere zur Verhinderung des Durchdringens von Projektilen und/oder Splitter im Falle einer ballistischen Bedrohung durch Beschuss und/oder Ansprengung dient die ballistische Lage bestehend aus einem metalli schen Material in dem erfindungsgemäßen Mehrlagenverbund respektive ballistischen Pro dukt.
Neben dem direkten ballistischen Schutz weist der erfindungsgemäße Mehrlagenverbund re spektive das ballistische Produkt auch eine ästhetische Lage aus einem Metall auf, welche je nach Beschaffenheit des Metalls neben der optischen Anmutung idealerweise auch bei ballis tischer Bedrohung ein Abprallen bzw. eine Reflektion des Geschosses, von Bruchstücken des Geschosses und/oder von Splittern der ballistischen Lage von bzw. an dem erfindungsgemä ßen Mehrlagenverbund respektive dem ballistischen Produkt vermeiden oder zumindest ein grenzen soll, wodurch die ästhetische Lage im erfindungsgemäßen Mehrlagenverbund die Funktion als„Splitterschutz“ erfüllen kann.
Insbesondere weist die ballistische Lage eine um mindestens 20%, insbesondere eine um mindestens 50%, vorzugsweise eine um mindestens 100%, bevorzugt eine um mindestens 200%, besonders bevorzugt eine um mindestens 500% höhere Dicke und/oder eine um min destens 20%, insbesondere eine um mindestens 50%, vorzugsweise eine um mindestens 100%, bevorzugt eine um mindestens 200%, besonders bevorzugt eine um mindestens 300% höhere Härte im Vergleich zur ästhetischen Lage auf, um den ballistischen Anforderun gen zu genügen.
Die zwischen der ästhetischen Lage und der ballistischen Lage angeordnete nichtmetallische Zwischenlage fungiert als Verbindungsschicht der beiden Lagen, insbesondere zur stoff schlüssigen Verbindung der beiden Lagen. Zudem hemmt die nichtmetallische Zwischenlage den Wärmeübergang insbesondere in den Sicherheitsstahl, wenn im Einsatz hohe Temperatu ren auf das ballistische Produkt einwirken und zunächst die ästhetische Lage hohen Tempera turen ausgesetzt ist, insbesondere im Brandfall, beispielsweise infolge einer Ansprengung, so dass die ballistische Lage durch zufällige oder aber auch gezielt herbeigeführte Erwärmung insbesondere von der Außenseite kommend, keine oder nur eine relativ geringe Verschlechte rung ihrer ballistischen Eigenschaften erfährt. Die Anordnung bzw. Ausrichtung des erfindungsgemäßen ballistischen Produkts erfolgt im Einsatz bzw. in der Verwendung derart, dass die ästhetische Lage der Belastung zugewandt und die ballistische Lage der Belastung abgewandt ist.
Das ballistische Produkt ist beispielsweise als Flachprodukt, insbesondere band-, platten- oder blechförmig ausgeführt. Als Flachprodukt kann es auch der Weiterverarbeitung zugeführt werden, beispielsweise zur Herstellung eines Fassadenelements für ein Gebäude.
Gemäß einer Ausgestaltung besteht die ballistische Lage aus einem Sicherheitsstahl. Der Si cherheitsstahl weist eine Dicke von mindestens 2 mm, insbesondere von mindestens 3 mm, vorzugsweise von mindestens 5 mm, bevorzugt von mindestens 6 mm auf, wobei sich die tatsächlich auszuwählende Dicke vor allem nach der jeweiligen Bedrohungsklasse richtet. Die Mindesthärte des Sicherheitsstahls beträgt mindestens 280 HBW, insbesondere mindestens 320 HBW, vorzugsweise mindestens 350 HBW, bevorzugt mindestens 380 HBW, um einen gewissen Widerstand für die ballistische Bedrohung bereit zu stellen, welche sich auch insbe sondere in Kombination mit der Dicke des Sicherheitsstahls nach der jeweiligen Bedrohungs klasse richtet. HBW entspricht der Brinellhärte und wird gemäß DIN EN ISO 6506-1 ermittelt.
Gemäß einer Ausgestaltung des ballistischen Produkts besteht der Sicherheitsstahl neben Fe und herstellungsbedingt unvermeidbaren Verunreinigungen in Gew.-% aus
C: 0, 1 bis 0,9 %,
optional N: 0,001 bis 0,01 %
optional Si: 0,05 bis 1,5 %,
Mn: 0, 1 bis 2,5 %,
optional AI: 0,01 bis 2,0 %,
optional Cr: 0,05 bis 2 %,
optional B: 0,0001 bis 0,01 %,
optional eines oder mehrere aus der Gruppe Nb, Ti, V und Zr: in Summe von 0,005 bis 0,3 %, optional W: bis 2 %,
optional Mo: 0, 1 bis 1,0 %,
optional Cu: 0,05 bis 0,5 %,
optional P: 0,005 bis 0, 15 %,
S: bis 0,03 %,
optional Ca: 0,0015 bis 0,015 %, optional Ni: 0, 1 bis 6 %,
optional Co: bis 1%
Sn: bis 0,05 %,
As: bis 0,02 %,
0: bis 0,005 %,
H : bis 0,001 %,
optional SEM: bis 0,01 %,
wobei die als optional angegebenen Legierungselemente N, Si, AI, Cr, B, Ti, Nb, V, Zr, W, Mo, Cu, P, Ca, Ni, Co, SEM alternativ auch als Verunreinigung in geringeren Gehalten vorliegen können, insbesondere ohne die Eigenschaften des Sicherheitsstahls zu verschlechtern.
Durch eine entsprechende Einstellung der Legierungselemente kann der Sicherheitsstahl an die der entsprechenden Bedrohungsklasse gestellten Anforderungen angepasst werden, wo bei eine hohe Härte von mindestens 280 HBW wünschenswert ist, welche insbesondere im gehärteten Zustand des Sicherheitsstahls bereitgestellt werden kann.
Unter gehärtetem Zustand ist gemeint, dass der Sicherheitsstahl, sprich nur die ballistische Lage des späteren zusammengesetzten Mehrlagenverbunds einer Wärmebehandlung unter zogen wird, wobei der Sicherheitsstahl zunächst auf eine Temperatur von mindestens Aci er wärmt wird, vorzugsweise auf eine Temperatur von mindestens Ac3-Temperatur, und an schließend abgeschreckt wird, derart, dass sich ein Härtegefüge einstellt, welches mindestens eine Härte von 280 HBW, insbesondere mindestens eine Härte von 320 HBW, vorzugsweise mindestens eine Härte von 350, besonders bevorzugt mindestens eine Härte von 380 HBW aufweist. Bei Bedarf kann der Sicherheitsstahl nach dem Härten noch angelassen, also insge samt in einen vergüteten Zustand überführt werden. Die Anlasstemperatur und -dauer sind hierbei so zu wählen, dass eine Reduzierung der Härte stattfindet, welche sich noch in einem vorgegebenen Toleranzbereich befindet.
Die Legierungselemente des Sicherheitsstahls sind wie folgt angegeben:
C ist ein festigkeitssteigerndes Legierungselement und trägt mit zunehmendem Gehalt zur Härtesteigerung bei, indem es entweder als interstitielles Atom im Austenit gelöst vorliegt und bei der Härtung zur Bildung härteren Martensits beiträgt oder mit Fe, Cr, Ti, Nb, V, Zr und/oder W Karbide bildet, die einerseits härter als die umgebende Matrix sein können oder diese zumindest so verzerren können, dass die Härte der Matrix steigt. Der Kohlenstoff ist daher mit Gehalten von mindestens 0, 1 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0, 15 Gew.-%, vorzugsweise von mindestens 0,2 Gew.-% vorhanden, um die gewünschte Härte zu erreichen bzw. einzustellen. Mit höherer Härte nimmt auch die Sprödigkeit zu, so dass der Gehalt auf maximal 0,9 Gew.-%, insbesondere maximal 0,7 Gew.-%, vorzugsweise maximal 0,55 Gew.- %, bevorzugt maximal 0,45 Gew.-%, besonders bevorzugt maximal 0,4 Gew.-% beschränkt ist, um die Werkstoffeigenschaften, insbesondere die Duktilität, nicht negativ zu beeinflussen und eine bei Bedarf ausreichende Schweißbarkeit sicherzustellen.
N kann als Legierungselement optional mit einem Mindestgehalt von 0,001 Gew.-% mit ähnli cher Wirkung wie C eingesetzt werden, denn seine Fähigkeit zur Nitridbildung wirkt sich positiv auf die Festigkeit aus. Bei Anwesenheit von AI bilden sich Aluminiumnitride, die die Keimbil dung verbessern und das Kornwachstum behindern. Zudem erhöht Stickstoff die Härte des gebildeten Martensits bei der Härtung. Der Stickstoffgehalt für die Schmelzenanalyse ist auf < 0,01 Gew.-% begrenzt. Bevorzugt wird ein maximaler Gehalt von 0,008 Gew.-%, besonders bevorzugt maximal 0,006 Gew.-% eingestellt, um die unerwünschte Bildung grober Titannitri de zu vermeiden, die sich negativ auf die Zähigkeit auswirken würden. Zudem wird bei Einsatz des optionalen Legierungselements Bor dieses von Stickstoff abgebunden, falls der Alumini um- oder Titangehalt nicht hoch genug ist. Hierdurch kann die gewünschte Wirkung vom op tionalen Bor eingeschränkt oder sogar unterbunden werden, wodurch die Einhaltung des an gegebenen Maximalgehalts an N bei Einsatz von B eine besondere Bedeutung haben kann.
Si kann als optionales Legierungselement zur Mischkristallhärtung beitragen und wirkt sich je nach Gehalt positiv in einer Härtesteigerung aus, so dass optional ein Gehalt von mindestens 0,05 Gew.-% vorhanden ist. Bei geringeren Gehalten ist eine Wirksamkeit von Si nicht klar nachweisbar, Si wirkt sich aber auch nicht negativ auf die Eigenschaften des Stahls aus. Wird dem Stahl zu viel Silizium zugegeben, hat dies einen negativen Einfluss auf die Schweißbar keit, das Verformungsvermögen und die Zähigkeitseigenschaften. Daher ist das Legierungs element auf maximal 1,5 Gew.-%, insbesondere maximal 0,9 Gew.-% beschränkt, um eine ausreichende Walzbarkeit sicherzustellen, und wird darüber hinaus vorzugsweise auf maximal 0,5 Gew.-% beschränkt, um die Bildung von Rotzunder sicher zu vermeiden, welcher in zu großen Anteilen negativ auf die Verbundbildung zwischen der ballistischen Lage respektive dem Sicherheitsstahl und der nichtmetallischen Zwischenlage des erfindungsgemäßen Mehr lagenproduktes wirken kann. Zudem kann Si zur Desoxidation des Stahls verwendet werden, falls der Einsatz von AI beispielsweise vermieden werden soll, um eine unerwünschte Abbin dung z. B. von N zu vermeiden. Mn ist ein Legierungselement, das zur Härtbarkeit beiträgt, und wird insbesondere zum Abbin den von S zu MnS eingesetzt, so dass ein Gehalt von mindestens 0, 1 Gew.-%, insbesondere mindestens 0,3 Gew.-% zulegiert wird. Mangan setzt die kritische Abkühlgeschwindigkeit her ab, wodurch die Härtbarkeit erhöht wird. Der Legierungsanteil ist auf maximal 2,5 Gew.-%, insbesondere auf maximal 1,9 Gew.-%, eingeschränkt, um eine ausreichende Schweißbarkeit und ein gutes Umformverhalten sicherzustellen. Zudem wirkt Mn stark seigernd und kann da her vorzugsweise auf maximal 1,5 Gew.-% beschränkt sein.
AI kann zur Desoxidation beitragen, weshalb optional ein Gehalt von mindestens 0,01 Gew.- %, insbesondere mindestens 0,015 Gew.-% eingestellt wird. Das Legierungselement ist auf maximal 2,0 Gew.-%, insbesondere auf maximal 1,0 Gew.-% zur Gewährleistung einer mög lichst guten Vergießbarkeit, vorzugsweise auf maximal 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt auf maximal 0, 1 Gew.-% beschränkt, um unerwünschte Ausscheidungen im Werkstoff insbeson dere in Form von nichtmetallischen oxidischen Einschlüssen im Wesentlichen zu reduzieren und/oder zu vermeiden, welche die Eigenschaften des Sicherheitsstahls negativ beeinflussen können. Beispielsweise ist der Gehalt zwischen 0,02 und 0,06 Gew.-% eingestellt. AI kann auch dafür eingesetzt werden, den im Stahl vorhandenen Stickstoff abzubinden. In einer alter nativen Ausführung kann Aluminium von über 1,0 Gew.-% bis 2,0 Gew.-% gezielt zulegiert werden, um eine Dichtereduktion zu bewirken.
Cr kann als optionales Legierungselement je nach Gehalt auch zur Einstellung der Festigkeit, insbesondere positiv zur Härtbarkeit beitragen, mit einem Gehalt insbesondere von mindes tens 0,05 Gew.-%. Zudem kann Cr allein oder in Kombination mit anderen Elementen als Kar bidbildner eingesetzt werden. Wegen der positiven Wirkung auf die Zähigkeit des Materials kann der Chromanteil vorzugsweise auf mindestens 0,2 Gew.-%, bevorzugt auf mindestens 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt auf mindestens 0,7 Gew.-% eingestellt werden. Das Legie rungselement ist aus wirtschaftlichen Gründen auf maximal 2 Gew.-%, insbesondere auf ma ximal 1,5 Gew.-%, vorzugsweise auf maximal 1,2 Gew.-%, bevorzugt auf maximal 1, 1 Gew.- % beschränkt, um eine ausreichende Schweißbarkeit sicherzustellen.
B kann als optionales Legierungselement in atomarer Form die Gefügeumwandlung zu Fer rit/Bainit verzögern und die Härtbarkeit und Festigkeit verbessern, insbesondere wenn N durch starke Nitridbildner wie Ti, V, Zr oder Nb abgebunden wird und kann mit einem Gehalt insbesondere von mindestens 0,0001 Gew.-% vorhanden sein. Bor ist auf maximal 0,01 Gew.-%, insbesondere auf maximal 0,005 Gew.-% beschränkt, da höhere Gehalte sich nach teilig auf die Eigenschaften des Sicherheitsstahls, insbesondere bezogen auf die Duktilität an Korngrenzen, auswirken können und eine Reduzierung der Härte und/oder Festigkeit zur Folge hätte.
Ti, Nb, V und/oder Zr können als optionale Legierungselemente einzeln oder in Kombination zur Kornfeinung zulegiert werden, zudem kann insbesondere Ti zur Abbindung von N verwen det werden. Vor allem aber können diese Elemente als Mikrolegierungselemente eingesetzt werden, um festigkeitssteigernde Carbide, Nitride und/oder Carbonitride zu bilden. Zur Ge währleistung ihrer Wirksamkeit können Titan, Niob, Vanadium und/oder Zirkonium in Summe mit Gehalten von mindestens 0,005 Gew.-% eingesetzt werden. Zur vollständigen Abbindung von N durch Ti wäre der Gehalt an Ti mit mindestens 3,42*N vorzusehen. Die Legierungsele mente sind in Summe auf maximal 0,3 Gew.-%, insbesondere auf maximal 0,2 Gew.-%, vor zugsweise auf maximal 0, 15 Gew.-%, bevorzugt auf maximal 0, 1 Gew.-% beschränkt, da hö here Gehalte sich nachteilig auf die Werkstoffeigenschaften auswirken und insbesondere die Zähigkeit des Sicherheitsstahls negativ beeinflussen.
W kann als optionales Legierungselement bei Gehalten von 0,005 bis 2 Gew.-%, insbesonde re bis 1,5 Gew.-%, vorzugsweise bis 0,7 Gew.-% zur Bildung von Wolframkarbiden führen und/oder zur Bildung von intermetallischen Phasen dienen. Der Einsatz von Wolfram als Mi krolegierungselement wird bevorzugt, wofür Gehalte insbesondere von maximal 0,2 Gew.-%, vorzugsweise von maximal 0, 1 Gew.-%, bevorzugt von maximal 0,05 Gew.-%, und insbeson dere mindestens 0,01 Gew.-%, bevorzugt mindestens 0,02 Gew.-% eingesetzt werden.
Mo kann optional zur Erhöhung der Festigkeit und Verbesserung der Durchhärtbarkeit zule giert werden. Des Weiteren wirkt sich Molybdän positiv auf die Zähigkeitseigenschaften aus. Mo kann als Karbidbildner zur Erhöhung der Streckgrenze und Verbesserung der Zähigkeit eingesetzt werden. Um die Wirksamkeit dieser Effekte zu gewährleisten, ist ein Gehalt von mindestens 0, 1 Gew.-%, bevorzugt mindestens 0,2 Gew.-% erforderlich. Aus Kostengründen wird der Maximalgehalt auf 1,0 Gew.-%, bevorzugt auf maximal 0,7 Gew.-% beschränkt.
Cu als optionales Legierungselement kann mit einem Gehalt von 0,05 Gew.-% bis 0,5 Gew.-% zu einer Härtesteigerung beitragen. P ist ein Eisenbegleiter, der sich stark zähigkeitsmindernd auswirkt und in Sicherheitsstählen üblicher Weise zu den unerwünschten Begleitelementen zählt. Um seine festigkeitssteigernde Wirkung zu nutzen, kann es optional mit Gehalten von mindestens 0,005 Gew.-% zulegiert werden. Phosphor kann aufgrund seiner geringen Diffusionsgeschwindigkeit beim Erstarren der Schmelze zu starken Seigerungen führen. Aus diesen genannten Gründen wird das Legie rungselement auf maximal 0, 15 Gew.-%, insbesondere auf maximal 0,06 Gew.-%, vorzugs weise auf maximal 0,03 Gew.-% begrenzt.
S weist im Stahl eine starke Neigung zur Seigerung auf und bildet unerwünschtes FeS, wes wegen es durch Mn abgebunden werden muss. Der Schwefelgehalt wird daher auf maximal 0,03 Gew.-%, insbesondere auf maximal 0,02 Gew.-%, vorzugsweise auf maximal 0,01 Gew.- %, bevorzugt auf maximal 0,005 Gew.-% eingeschränkt.
Ca kann optional der Schmelze als Entschwefelungsmittel und zur gezielten Sulfidbeeinflus sung in Gehalten von bis zu 0,015 Gew.-%, bevorzugt bis zu 0,005 Gew.-% hinzugegeben werden, was zu einer veränderten Plastizität der Sulfide bei der Warmwalzung führt. Darüber hinaus wird durch die Kalziumzugabe bevorzugt auch das Kaltumformverhalten verbessert. Die beschriebenen Effekte sind ab Gehalten von 0,0015 Gew.-% wirksam, weswegen diese Grenze bei Einsatz von Ca als Minimum gewählt wird.
Ni, welches optional bis zu maximal 6 Gew.-% zulegiert werden kann, beeinflusst positiv die Verformbarkeit des Materials. Durch eine Verringerung der kritischen Abkühlgeschwindigkeit erhöht Nickel darüber hinaus die Durchhärtung und Durchvergütung. Aus Kostengründen werden bevorzugt Gehalte von maximal 2,5 Gew.-%, insbesondere von maximal 2,0 Gew.-%, vorzugsweise von maximal 1,5 Gew.-%, bevorzugt von maximal 1,0 Gew.-% eingestellt. Die beschriebenen Effekte treten ab Gehalten von 0, 1 Gew.-% auf. Bevorzugt wird ein Gehalt von mindestens 0,2 Gew.-% zulegiert.
Co kann optional als Legierungselement zulegiert werden und mit Gehalten von mindestens 0,02 Gew.-% zur Härtesteigerung verwendet werden. Insbesondere können zur Nutzung die ses Effektes Gehalte insbesondere von mindestens 0, 1 Gew.-%, vorzugsweise von mindes tens 0,2 Gew.-%, bevorzugt von mindestens 0,5 Gew.-% eingesetzt werden. Gehalte unter 0,02 Gew.-% zeigen keinen erkennbaren Effekt, können aber toleriert werden. Aus Kosten gründen wird der Kobaltgehalt auf maximal 1 Gew.-%, insbesondere auf maximal 0,8 Gew.- %, vorzugsweise auf maximal 0,7 Gew.-% beschränkt. Sn und/oder As sind Legierungselemente, die einzeln oder in Kombination, wenn sie nicht gezielt zur Einstellung spezieller Eigenschaften zulegiert werden, zu den Verunreinigungen gezählt werden können. Die Gehalte sind beschränkt auf maximal 0,05 Gew.-% Zinn und auf maximal 0,02 Gew.-% Arsen.
0 ist üblicherweise unerwünscht, kann in geringsten Gehalten durch Bildung harter Phasen, welche beispielsweise Schockwellen beim Beschuss auf den Sicherheitsstahl streuen, auch vorteilhaft sein. Der Maximalgehalt für Sauerstoff wird mit 0,005 Gew.-%, insbesondere mit 0,002 Gew.-% angegeben.
H ist als kleinstes Atom auf Zwischengitterplätzen im Stahl sehr beweglich und kann insbeson dere in höchstfesten Stählen beim Abkühlen von der Warmwalzung zu Aufreißungen im Kern führen. Wasserstoff wird daher auf einen Gehalt von maximal 0,001 Gew.-%, insbesondere auf maximal 0,0006 Gew.-%, vorzugsweise auf maximal 0,0004 Gew.-%, bevorzugt auf maxi mal 0,0002 Gew.-% reduziert.
Seltenerdmetalle wie Cer, Lanthan, Neodym, Praseodym und andere, die im Folgenden ein zeln oder in Summe mit SEM abgekürzt werden, können dem Sicherheitsstahl als optionale Legierungselemente zulegiert werden, um S, P und/oder 0 abzubinden und die Bildung von Oxiden und/oder Sulfiden sowie Phosphorsegregationen an Korngrenzen zu verringern bzw. ganz zu vermeiden und so die Zähigkeit zu erhöhen. Um eine erkennbare Wirkung zu erzielen, werden bei Einsatz von SEM Gehalte von mindestens 0,0005 Gew.-%, insbesondere von min destens 0,0015 Gew.-% zulegiert. Der SEM-Gehalt wird auf maximal 0,01 Gew.-% begrenzt, um nicht insbesondere zu viele zusätzliche Ausscheidungen zu bilden, was die Zähigkeit nega tiv beeinflussen kann. Insbesondere werden aus Kostengründen maximal 0,005 Gew.-% SEM zulegiert.
Optionale Legierungselemente, deren Gehalt in dem Sicherheitsstahl unterhalb des angege benen Mindestgehaltes liegen, sind als Verunreinigungen zu sehen, beeinflussen die Eigen schaften des Sicherheitsstahls nicht oder nur in geringem Maße und können daher toleriert werden.
Als beispielhafte Vertreter für den Sicherheitsstahl des erfindungsgemäßen Mehrlagenpro dukts können handelsübliche Stähle verwendet werden, die beispielsweise von der Anmelde- rin unter der Handelsbezeichnung„SECURE“ vertrieben werden, insbesondere SECURE 300, 350, 400, 450, 500 und 600.
Der Sicherheitsstahl weist im erfindungsgemäßen Mehrlagenverbund respektive ballistischen Produkt eine überwiegend martensitische und/oder bainitische Gefügestruktur auf. Martensit, angelassener Martensit und/oder Bainit (weniger bevorzugt) liegt mit mindestens 70 Flächen- %, insbesondere mindestens 80 Flächen-%, vorzugsweise mindestens 85 Flächen-%, bevor zugt mindestens 90 Flächen-%, besonders bevorzugt mindestens 95 Flächen-% vor. Herstel lungsbedingt kann das Entstehen der weniger erwünschten Gefügebestandteile Ferrit, Restaustenit, Perlit und/oder Zementit nicht immer sicher vermieden werden. In einer alterna tiven Ausführung kann im Sicherheitsstahl bis zu 30 % duktilerer Phasen wie Restaustenit und/oder Ferrit auch bewusst eingestellt werden, um die Duktilität zu erhöhen. Um den damit verbundenen Härteverlust möglichst gering einzustellen, wird der Anteil dieser Phasen insbe sondere auf maximal 20 %, vorzugsweise auf maximal 10 % eingestellt, wobei sich die Anga be bei Ferrit auf Flächen-% und bei Restaustenit auf Volumen-% bezieht. Eine erhöhte Duktili tät ist besonders dann von Vorteil, wenn ein Bauteil aus dem erfindungsgemäßen Mehrlagen verbund respektive ballistischen Produkt auch gegen Ansprengung ausgelegt sein soll. In einer weiteren alternativen Ausführung kann im Gefüge des Sicherheitsstahls ein geringer Anteil von maximal 10 Flächen-%, bevorzugt von maximal 5 Flächen-% an Zementit und/oder Perlit eingestellt werden. Das Vorhandensein dieser Phasenanteile kann zu einer Streuung der Schockwellen im Beschussfall beitragen.
Die genannten Gefügeanteile in % beziehen sich hierbei mit Ausnahme der Angaben zu den Gehalten an (Rest-)Austenit, die üblicherweise durch Röntgendiffraktometrie bestimmt werden und daher in Vol.-% angegeben sind, auf die im Schliff betrachtete Fläche.
Die Einstellung der Eigenschaften im Sicherheitsstahl erfolgt über eine Wärmebehandlung in Verbindung mit einer beschleunigten Abkühlung zwecks Härtung. Zunächst wird ein Vorpro dukt mit einem in den oben genannten Grenzen befindlichen Legierungsbestandteilen bereit gestellt, beispielsweise in Form von Brammen die im Stranggussverfahren erzeugt werden. Die Bramme wird beispielsweise auf eine Temperatur oberhalb Ac3, insbesondere oberhalb von Ac3 + 200°C, vorzugsweise oberhalb von 1100°C erwärmt bzw. durchwärmt und anschlie ßend einem Warmwalzverfahren zugeführt. Je nach Ausführung bzw. Dicke erfolgt das Warm walzen in einer Warmwalzstraße mit mindestens zwei Walzengerüsten oder in einem Rever siergerüst, wobei beim Durchlaufen des bzw. der Gerüste eine Dickenabnahme erfolgt. Ist die Solldicke erreicht, kann die beschleunigte Abkühlung dabei direkt nach dem Warmwalzen oh ne vorherige Abkühlung aus der Walzhitze stattfinden, um so eine Härtung ohne weitere Schritte im Sicherheitsstahl zu bewirken. Die beschleunigte Abkühlung kann dabei je nach Vorgabe der Härte bzw. der damit verbunden Einstellung der erforderlichen Gefügebestandtei len im Sicherheitsstahl beispielsweise auf Temperaturen unterhalb der Martensit-Start-Tem- peratur Ms, insbesondere unterhalb der Martensit-Finish-Temperatur Mf erfolgen.
In einer alternativen Ausführung kann die Härtung auch wie folgt stattfinden: nach dem Warmwalzen kühlt das Material beispielsweise zunächst auf eine Temperatur von unter 500°C ab, um unerwünschte Effekte wie Kornwachstum oder Vergröberung von Ausscheidungen zu vermeiden. Die Abkühlung kann dabei sowohl im Coil oder als Platte an Luft als auch durch Beaufschlagung mit einem Kühlmedium wie z. B. Wasser oder Öl stattfinden. Aus logistischen Gründen wird eine Abkühlung auf unter 100°C bevorzugt, besonders bevorzugt auf eine Tem peratur nahe der Raumtemperatur. Anschließend wird das Material mindestens teilweise aus- tenitisiert und hierfür auf eine Temperatur von mindestens Aci erwärmt, insbesondere eine vollständige Austenitisierung und eine dementsprechende Erwärmung auf mindestens Ac3 durchgeführt. Aus energetischen Gründen wird die Austenitisierungstemperatur zur Vermei dung von unerwünschtem Austenitkornwachstum auf maximal 1100°C, insbesondere auf maximal 1000°C, vorzugsweise auf maximal 950°C beschränkt.
Bei der Temperatur ACi beginnt das Gefüge in Austenit umzuwandeln und liegt insbesondere vollständig austenitisch vor, wenn die Temperatur AC3 überschritten wird. ACi und AC3 sind Kennwerte, welche abhängig von der Zusammensetzung (Legierungsbestandteile/-konzept) des verwendeten Stahls sind und aus sogenannten ZTA- bzw. ZTU-Schaubildern entnommen werden können. Um Austenit in ein hartes Gefüge, welches insbesondere überwiegend Mar tensit und/oder Bainit aufweisen kann, umzuwandeln, sind bestimmte Abkühlraten einzuhal ten, welche in Abhängigkeit von dem gewünschten Gefüge ebenfalls aus den ZTU-Schaubil- dern entnommen werden können. Dabei beginnt die Umwandlung in Martensit bei einer legie rungsabhängigen Temperatur (=Martensit-Start, Ms) und ist bei einer geringeren legierungs abhängigen Temperatur (=Martensit-Finish, Mf) abgeschlossen.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung besteht die ballistische Lage aus einem beschussfes ten hochlegierten Edelstahl, wobei ein Edelstahl als hochlegiert gilt, wenn mindestens eines seiner Legierungselemente mit einem Gehalt von 5 Gew.-% oder mehr eingesetzt wird. Bei spielsweise können Edelstähle wie AISI 304 und AISI 316L eingesetzt werden. Bevorzugt wird der Einsatz martensitaushärtender Edelstähle. Solche Edelstähle haben zunächst eine niedrige Härte, eine gute Kaltumformbarkeit sowie eine ausgezeichnete Schweißbarkeit. Nach der Ver arbeitung erreichen diese Edelstähle dann durch Auslagern ihre hohe Härte und damit ihren ballistischen Widerstand. Bevorzugt werden solche Legierungen kohlenstofffrei erzeugt, der C- Anteil liegt unter 0, 15 Gew.-%, insbesondere unter 0, 10 Gew.-%, vorzugsweise unter 0,05 Gew.-%, bevorzugt unter 0,03 Gew.-%. Um den Austenit bei Raumtemperatur zu stabilisieren, wird Ni mit einem Anteil von mindestens 12 Gew.-%, insbesondere von mindestens 15 Gew.- %, vorzugsweise von mindestens 17 Gew.-% und maximal 30 Gew.-%, bevorzugt maximal 25 Gew.-%, besonders bevorzugt maximal 20 Gew.-% hinzulegiert. Das Legierungselement Mo, welches zur Erhöhung der Lochfraßbeständigkeit dient, wird optional mit Anteilen bis 10 Gew.- %, hinzulegiert. Co wird optional als härtesteigerndes Legierungselement mit Anteilen von bis zu 15 Gew.-%, insbesondere bis 12 Gew.-%, eingesetzt. Optional kann Ti mit Gehalten bis zu 2 Gew.-% zugegeben werden. Des Weiteren kann der ballistische martensitaushärtende Edel stahl optional weitere chemische Elemente wie Mn mit einem Gesamtgehalt von bis zu 25 Gew.-%, insbesondere bis zu 15 Gew.-%, enthalten.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung besteht die ballistische Lage aus einer bal listischen Aluminiumlegierung. Insbesondere wird eine Aluminiumlegierung der Gruppe 5xxx, 6xxx oder 7xxx, vorzugsweise 5083, 5456, 5059 nach MIL-DTL-46027K oder 6061 nach MIL- DTL-32262, oder 7039 nach MIL-DTL-46063H, oder 7017, 7020 nach MIL-DTL-32505, ein gesetzt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das Metall der ästhetischen Lage eine Bruchdeh nung von mindestens 10 % und eine Streckgrenze von maximal 550 MPa auf. Das Metall der ästhetischen Lage wird so ausgewählt, dass es eine deutlich geringere Härte und Festigkeit aber eine deutlich höhere Bruchdehnung aufweist als die ballistische Lage, vorzugsweise als der Sicherheitsstahl. Während die ballistische Lage, vorzugsweise der Sicherheitsstahl, eine hohe Härte benötigt, um Geschosse und/oder Splitter zu brechen und aufzuhalten, verformt sich die ästhetische Lage im Beschussfall, um den Splitterschutz zu gewährleisten. Aus die sem Grund weist die ästhetische Lage eine Bruchdehnung von mindestens 10%, insbesonde re mindestens 25%, vorzugsweise mindestens 35%, sowie eine Streckgrenze von maximal 550 MPa, insbesondere von maximal 400 MPa, vorzugsweise von maximal 450 MPa, bevor zugt von maximal 400 MPa, besonders bevorzugt von maximal 350 MPa auf. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die ästhetische Lage eine Dicke von 0, 1 bis 5 mm, insbesondere von 0,2 bis 3 mm, vorzugsweise von 0,5 bis 2 mm auf. Im Beschuss- und/oder Ansprengungsfall ist die Wirkung der ästhetischen Lage zunächst vernachlässigbar, je nach betrachteter Beschussklasse sollte die Dicke des Deckbleches jedoch so gewählt werden, dass sich eine ausreichende Wirkung als„Splitterschutz“ einstellt. Ist die ästhetische Lage zu dünn, beispielsweise kleiner als 0, 1 mm, besteht insbesondere in Kombination mit geringen Materialfestigkeiten der ästhetischen Lage die Gefahr, dass das verformte Projektil und/oder Bruchstücke des Projektils und/oder Splitter die ästhetische Lage nach dem Auftreffen auf den Sicherheitsstahl durch Reflektion erneut durchdringen, ohne dabei merklich verlangsamt zu werden, und so umstehende Lebewesen und/oder Gegenstände gefährden. Kommen bevor zugt Kohlenstoffstähle für den Einsatz als ästhetische Lage in Frage, eignen sich diese mit den oben genannten Dicken optimal für beispielsweise Bandbeschichtungsprozesse, in welchen gezielt eine Beschichtung mit einer hervorragenden optischen Anmutung und/oder Korrosi onsschutz auf zumindest einer Oberflächenseite aufgebracht werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die ästhetische Lage aus einem Stahl, ins besondere aus einem Kohlenstoffstahl, welcher neben Fe und herstellungsbedingt unver meidbaren Verunreinigungen in Gew.-% aus
C: 0,001 bis 0, 15 %,
optional N: 0,001 bis 0,01 %,
optional Si: 0,03 bis 0,7 %,
optional Mn: 0,05 bis 2,5 %,
optional AI: 0,005 bis 0,5 %,
optional Cr: 0, 1 bis 1 %,
optional B: 0,0001 bis 0,01 %,
optional eines oder mehrere aus der Gruppe Nb, Ti, V, Zr und W: 0,001 bis 0,3 %,
optional Mo: 0,05 bis 0,45 %,
optional Cu: 0,05 bis 0,75 %,
optional P: 0,005 bis 0, 1 %,
S: bis 0,03 %,
optional Ca: 0,0015 bis 0,015 %,
optional Ni: 0,05 bis 0,5 %,
Sn: bis 0,05 %,
As: bis 0,02 %,
Co: bis 0,02 %, 0: bis 0,005 %,
H : bis 0,001 %,
optional SEM: bis 0,01% besteht,
wobei die als optional angegebenen Legierungselemente N, Si, Mn, AI, Cr, B, Ti, Nb, V, Zr, W, Mo, Cu, P, Ca, Ni, SEM alternativ auch als Verunreinigung in geringeren Gehalten vorliegen können.
Zur Erhöhung der Duktilität ist C als Legierungselement auf maximal 0, 15 Gew.-%, insbeson dere auf maximal 0, 10 Gew.-%, vorzugsweise aufmaximal 0,06 Gew.-% beschränkt. In einer bevorzugten Ausführung besteht die ästhetische Lage aus einem ULC-Stahl ( ultra low carbon Stahl), bei dem der maximale Kohlenstoffgehalt auf 0,03 Gew.-% beschränkt wird. In einer besonders bevorzugten Ausführung wird ein IF-Stahl als ästhetische Lage eingesetzt, für den ein C-Gehalt von maximal 0,01 Gew.-% vorgegeben wird. Um die im IF-Stahl erforderliche vollständige Abbindung von C durch Ti, Nb, V, Zr, W, Cr und/oder Mo zu gewährleisten, ohne zu hohe Gehalte von Ti, Nb, V, W, Zr Cr und/oder Mo einstellen zu müssen, wird für C bevor zugt ein Maximalgehalt von 0,005 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,003 Gew.-% eingestellt. Prozessbedingt ist ein minimaler Gehalt an C nicht wirtschaftlich zu vermeiden. Daher wird die Untergrenze für den C-Gehalt mit 0,001 Gew.-% angegeben.
N erhöht als optionales Legierungselement in gelöster Form ebenfalls die Festigkeit des Stahls, kann aber optional auch gezielt zur Nitrid- bzw. Carbonitridbildung mit AI, B, Ti, Nb, V, Zr, W, Cr und/oder Mo verwendet werden. Um eine zu starke Erhöhung der Festigkeit der äs thetischen Lage zu vermeiden, wird der Stickstoffgehalt auf maximal 0,01 Gew.-%, insbeson dere auf maximal 0,005 Gew.-% beschränkt. Prozessbedingt ist ein minimaler Gehalt an N nicht wirtschaftlich zu vermeiden. Daher wird die optionale Untergrenze für den N-Gehalt mit 0,001 Gew.-% angegeben.
Si, Mn, Cr, Mo, Cu, P und Ni sind optionale Legierungselemente, die je nach Legierungskon zept zur Erhöhung der Festigkeit der ästhetischen Lage eingesetzt werden können, um deren Widerstand bzw. Verformungseigenschaft in Funktion des„Splitterschutzes“ zu erfüllen. Um die jeweilige Wirksamkeit der genannten optionalen Legierungselemente zu gewährleisten, wird für deren Einsatz in der ästhetischen Lage ein Mindestgehalt von
• 0,03 Gew.-%, insbesondere 0, 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 Gew.-% Si
• 0,05 Gew.-%, insbesondere 0,2 Gew.-% Mn
• 0, 1 Gew. -% Cr • 0,05 Gew.-% Mo
• 0,05 Gew.-%, insbesondere 0,2 Gew.-% Cu
• 0,005 Gew.-% P
• 0,05 Gew.-%, insbesondere 0, 10 Gew.-% Ni
festgelegt. Die jeweiligen Maximalgehalte werden wie folgt festgelegt:
• 0,7 Gew.-%, insbesondere 0,5 Gew.-% Si, um negative Einflüsse auf die Oberfläche zu vermeiden
• 2,5 Gew.-%, insbesondere 1,5 Gew.-% Mn, um die Festigkeit nicht zu stark zu erhöhen und unerwünschte Effekte durch Mn-Seigerungen zu vermeiden
• 1 Gew.-%, insbesondere 0,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,25 Gew.-%, bevorzugt 0, 15 Gew.-% Cr
• 0,45 Gew.-%, insbesondere 0,3 Gew.-%, vorzugsweise 0, 15 Gew.-% Mo
• 0,75 Gew.-%, insbesondere 0,6 Gew.-%, vorzugsweise 0,40 Gew.-% Cu
• 0, 1 Gew.-%, insbesondere 0,05 Gew.-% P, um die Duktilität der ästhetischen Lage nicht zu sehr zu verringern
• 0,5 Gew.-%, insbesondere 0,3 Gew.-% Ni, jeweils aus wirtschaftlichen Gesichtspunk ten sowie um die Festigkeit der ästhetischen Lage nicht zu sehr zu erhöhen.
Mn dient zudem zum Abbinden von S zu MnS.
AI kann optional zur Desoxidation zulegiert werden, wobei ein Aluminiumgehalt von mindes tens 0,005 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0,01 Gew.-% vorhanden sein kann. Der Gehalt ist auf maximal 0,5 Gew.-%, insbesondere auf maximal 0, 1 Gew.-%, vorzugsweise auf maximal 0,05 Gew.-% beschränkt, um die Eigenschaften der ästhetischen Lage nicht negativ zu beeinflussen.
B kann optional in einer weniger bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Legierungselement zur Härtbarkeit beitragen, insbesondere wenn N abgebunden wird und kann mit einem Gehalt insbesondere von mindestens 0,0001 Gew.-%, insbesondere von min destens 0,0005 Gew.-%, vorzugsweise von mindestens 0,0010 Gew.-% vorhanden sein. Bor ist auf maximal 0,01 Gew.-%, insbesondere auf maximal 0,005 Gew.-%, da höhere Gehalte sich nachteilig auf die Eigenschaften der ästhetischen Lage auswirken können und zu einer zu starken unerwünschte Festigkeitssteigerung der ästhetischen Lage führen. Ti, Nb, V, Zr, W, Cr und/oder Mo können als Legierungselemente einzeln oder in Kombination zur Kornfeinung und/oder Kohlenstoff- und Stickstoff-Abbindung zulegiert werden, wobei der Einsatz von Ti, Nb, V, Zr und/oder W aus Kostengründen für die genannten Zwecke bevorzugt wird. Ti, Nb, V, Zr und/oder W können in Summe mit Gehalten von mindestens 0,001 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0,005 Gew.-%, vorzugsweise von mindestens 0,01 Gew.-% zulegiert werden. Zur vollständigen Abbindung von C und N werden bevorzugt aufgrund der Stöchiometrie die Gehalte von Ti, Nb, V, Zr, W, Cr und Mo so eingestellt, dass gilt:
(Ti / 47,9 + Nb / 92,9 + V / 50,9 + Zr / 91,2 + W / 183,8 + Cr / (52 * 1,5) + Mo / (95,95 *2)) / (C / 12 + N / 14) > 0,8, insbesondere > 1,0. Die Legierungselemente Ti, Nb, V, Zr und W sind aus wirtschaftlichen Gründen in Summe auf maximal 0,3 Gew.-%, insbesondere auf maximal 0,2 Gew.-% eingeschränkt. Vorzugsweise wird der Gehalt von Ti, Nb, V, Zr und W in Summe auf maximal 0, 15 Gew.-%, bevorzugt auf maximal 0, 10 Gew.-% beschränkt, da höhere Ge halte sich nachteilig auf die Eigenschaften der ästhetischen Lage, insbesondere sich negativ auf die Zähigkeit des Werkstoffs auswirken. Die Minimal- und Maximalgehalte der optionalen Legierungselemente Cr und Mo wurden oben bereits angegeben.
S weist im Stahl eine starke Neigung zur Seigerung auf und bildet unerwünschtes FeS, wes wegen es durch Mn abgebunden werden muss. Der S-Gehalt wird daher auf maximal 0,03 Gew.-%, insbesondere auf maximal 0,02 Gew.-%, vorzugsweise auf maximal 0,01 Gew.-%, bevorzugt auf maximal 0,005 Gew.-% eingeschränkt.
Ca kann der Schmelze optional als Entschwefelungsmittel und zur gezielten Sulfidbeeinflus sung in Gehalten von bis zu 0,015 Gew.-%, insbesondere bis zu 0,005 Gew.-% zulegiert wer den, was zu einer veränderten Plastizität der Sulfide bei der Warmwalzung führt. Darüber hin aus wird durch die Kalziumzugabe bevorzugt auch das Kaltumformverhalten verbessert. Die beschriebenen Effekte sind ab Gehalten von 0,0015 Gew.-% wirksam, weswegen diese Gren ze bei optionalem Einsatz von Ca als Minimum gewählt wird.
Sn, As und/oder Co sind Legierungselemente, die einzeln oder in Kombination, wenn sie nicht gezielt zur Einstellung spezieller Eigenschaften zulegiert werden, zu den Verunreinigungen gezählt werden können. Die Gehalte sind beschränkt auf maximal 0,05 Gew.-% Zinn, auf ma ximal 0,02 Gew.-% Arsen und auf maximal 0,02 Gew.-% Kobalt.
0 ist üblicherweise unerwünscht. Der Maximalgehalt für Sauerstoff wird mit 0,005 Gew.-%, insbesondere mit 0,002 Gew.-% angegeben. H ist aufgrund der geringeren Festigkeit/Härte der ästhetischen Lage weit weniger kritisch als für den zuvor beschriebenen Sicherheitsstahl. Es genügt daher, den Wasserstoffgehalt auf maximal 0,001 Gew.-%, insbesondere auf maximal 0,0006 Gew.-% zu beschränken.
Seltenerdmetalle wie Cer, Lanthan, Neodym, Praseodym und andere, die im Folgenden ein zeln oder in Summe mit SEM abgekürzt werden, können der ästhetischen Lage als optionale Legierungselemente hinzugegeben werden, um S, P und/oder 0 abzubinden und die Bildung von Oxiden und/oder Sulfiden sowie Phosphorsegregationen an Korngrenzen zu verringern bzw. ganz zu vermeiden und so die Zähigkeit zu erhöhen. Um eine erkennbare Wirkung zu erzielen, werden bei Einsatz von SEM Gehalte von mindestens 0,0005 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0,0015 Gew.-% zulegiert. Der SEM-Gehalt wird auf maximal 0,01 Gew.-% begrenzt, um nicht zu viele zusätzliche Ausscheidungen zu bilden, was die Zähigkeit negativ beeinflussen kann. Insbesondere werden aus Kostengründen maximal 0,005 Gew.-% SEM zulegiert.
Alle genannten optionalen Legierungselemente können in Gehalten unter dem angegebenen Minimalwert als Verunreinigungen ohne störende Wirkung in der ästhetischen Lage des erfin dungsgemäßen Mehrlagenverbunds vorliegen.
Als beispielhafte Vertreter für die ästhetische Lage des erfindungsgemäßen Mehrlagenver bunds können handelsübliche unlegierte Stähle, niedrig legierte Stähle, ULC- oder IF- Stähle verwendet werden. Als geeignete Stähle für die ästhetische Lage im erfindungsgemäßen Mehrlagenverbund haben sich insbesondere Baustähle, weiche Stähle zum Kaltumformen mit hoher Bruchdehnung, mikrolegierte Stähle, ULC- und IF-Stähle, erwiesen. Bevorzugt werden für die ästhetische Lage ULC-Stähle, besonders bevorzugt werden IF-Stähle verwendet. IF („interstitial free“)-Stähle werden so legiert, dass insbesondere Stickstoff und Kohlenstoff vollständig durch Legierungselemente wie Ti, Nb, V, Zr, W und/oder Cr abgebunden sind.
Um insbesondere die ästhetische Lage des erfindungsgemäßen Mehrlagenverbunds respekti ve ballistischen Produkts vor Korrosion zu schützen, besonders bevorzugt wenn die ästheti sche Lage aus einem der vorgenannten Stähle besteht, kann diese zumindest einen einseiti gen, insbesondere einen beidseitigen Korrosionsschutzüberzug aufweisen. Der Korrosions schutzüberzug kann insbesondere elektrolytisch oder im Schmelztauchverfahren ein- oder beidseitig auf der ästhetischen Lage aufgebracht werden. Bevorzugt werden hierbei Schutz- Überzüge auf Zinkbasis, da diese einen kathodischen Korrosionsschutz aufweisen. Der Über zug weist in diesem Falle einen Anteil von mindestens 80% Zn auf, wobei der Rest aus Si, AI und/oder Mg bestehen kann. Beispiele für geeignete Korrosionsschutzüberzüge sind durch Schmelztauchbeschichtung aufgebrachter Zink (Z), Zink-Magnesium (ZM), Zink-Eisen-Legie- rung (ZF), Zink-Aluminium (ZA). Schutzüberzüge auf Aluminiumbasis sind beispielhaft Alumi nium-Zink (AZ) und Aluminium-Silizium (AS). Alternativ kann Zink als Schutzüberzug elektroly tisch aufgebracht werden (ZE). Die Beschichtungssysteme sind aus der Praxis bekannte und gängige Verfahren und entsprechen im Wesentlichen den aus dem Stand der Technik be kannten Zusammensetzungen. Alternativ können, insbesondere wenn höhere Anforderungen, insbesondere an eine Flitzebeständigkeit des Überzugs gestellt werden, ECCS ( electrolytic chromium coated stee[) oder feueraluminierte Beschichtungen oder ähnliche eingesetzt wer den. Optional kann nach dem Aufbringen eines zinkbasierten Überzugs eine Glühbehandlung erfolgen, sodass Eisen aus dem Stahl, welcher bevorzugt als ästhetische Lage zur Anwen dung kommt, in den Überzug eindiffundiert und den Überzug in einen galvannealed-Überzug umwandelt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die ästhetische Lage des erfindungsgemäßen Mehrlagenverbunds bzw. ballistischen Produkts mindestens eine einseitige, organische Schicht auf, welche auf der der ballistischen Lage abgewandten Seite angeordnet ist. Die or ganische Schicht wird als eine dekorative Schicht aufgebracht, welche jeder gewünschten Farbe, Anmutung und/oder Optik entsprechen kann. Die organische Schicht ist insbesondere eine Lack- oder Folienbeschichtung, welche vorzugsweise im Bandbeschichtungsverfahren auf die ästhetische Lage appliziert wird. Wird eine Folie appliziert, besteht diese im Wesentli chen aus Polymeren, Pigmenten und Additiven. Wird ein Lack appliziert, besteht dieser im Wesentlichen aus Bindemitteln, Pigmenten, Lösemitteln und Additiven. Bei den Polymeren bzw. Bindemitteln werden bevorzugt Polyester (SP), Polyamid-modifizierter Polyester (SP-PA), Polyurethane (PUR), Polyamid-modifiziertes Polyurethane (PUR-PA), High-durable-Polymere (HDP), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Epoxide (EP), und/oder Polyvinylchloride (PVC (F)) einge setzt. Besonders bevorzugt erfolgt nur eine einseitige Beschichtung der ästhetischen Lage mit einer organischen Schicht, welche im späteren Verbund nach außen gerichtet ist, quasi der Belastungsseite zugewandt/ausgesetzt ist. Insbesondere bei der Anwendung von Folien kön nen individuelle Dekorationen bereitgestellt werden.
Wenn besondere Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit der ästhetischen Lage ge stellt sind, können gemäß einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mehrla- genverbunds respektive ballistischen Produkts Aluminium-, Kupfer-, Edelstahlwerkstoffe oder wetterfeste Stähle als ästhetische Lage zum Einsatz kommen. Insbesondere kommt Edelstahl für die ästhetische Lage aus den Güten AISI 304, AISI 304 L, AISI 316, AISI 316 L, AISI 316 Ti, AISI 321, AISI 444 zum Einsatz, wobei der Einsatz der Güte AISI 316 bevorzugt wird. Auch Aluminium- oder Kupferwerkstoffe können zum Einsatz kommen und entsprechend konditio niert sein, um einen ästhetischen Anblick zu erhalten. Insbesondere können als Aluminiumle gierungen für die ästhetische Lage die Güten AlMgl, AIMg2, AIMg2,5, AIMg3, AlMn l, AIMg2MnO,8 und AIMgSiO,5 eingesetzt werden, wobei der Einsatz der Güten AlMgl, AIMg3 und AlMnl bevorzugt wird. Als Kupferwerkstoff wird bevorzugt Cu-DHP verwendet, welches sauerstofffrei und phosphordesoxidiert ist und einen Reinheitsgrad von mindestens 99,9% aufweist. Bevorzugt wird wegen der höheren Duktilität die Güte R 220 eingesetzt. Bei Alumini umwerkstoffen kann beispielsweise ein zumindest einseitiges Anodisieren erfolgen. Kupfer werkstoffe können walzblank, voroxidiert oder vorpatiniert eingesetzt werden.
Die ästhetische Lage kann so ausgestaltet sein, dass es die gewünschten Anforderungen an seine ästhetische Erscheinung auch ohne Aufbringen einer zusätzlichen organischen, insbe sondere dekorativen Schicht erfüllt. Dies kann beispielsweise durch Einsatz von wetterfesten Stählen oder Edelstählen als ästhetische Lage realisiert werden, wobei wetterfeste Stähle im Einsatz oder durch gezielte Vorbewitterung eine gleichmäßige, optisch ansprechende Oberflä chenschicht bilden. Besteht in einer Ausgestaltung die ästhetische Lage beispielsweise aus einem wetterfesten Stahl, so wird zur Erhöhung der Witterungsbeständigkeit hierbei mindes tens eines der Elemente Cu, Cr, P und/oder Ni mit folgenden Mindestgehalten zulegiert: Cu > 0, 1 Gew.-%, insbesondere Cu > 0,2 Gew.-%, vorzugsweise Cu > 0,25 Gew.-%;
Cr > 0,2 Gew.-%, insbesondere Cr > 0,3 Gew.-%, vorzugsweise Cr > 0,4 Gew.-%;
P > 0,03 Gew.-%, insbesondere P > 0,05 Gew.-%, vorzugsweise P > 0,07 Gew.-%; und/oder Ni > 0, 1 Gew.-%, insbesondere Ni > 0, 15 Gew.-%.
Die Witterungsbeständigkeit wird dabei nach ASTM G101 mit Hilfe des CRI-Wertes ausgelegt, wobei % X für den Anteil des Elements X in Gew.-% steht:
CRI = 26,01 * Cu + 3,88 * Ni + 1,20 * Cr + 1,49 * Si + 17,28 * P - 7,29 * Cu * Ni - 9, 10 * Ni * P - 33,39 * Cu * Cu. Bevorzugt gilt in dieser Ausgestaltung CRI > 4 Gew.-%, bevorzugt CRI > 5 Gew.-%, besonders bevorzugt CRI > 6 Gew.-%. Als beispielhafte Vertreter für einen wetter festen Stahl können handelsübliche Stähle verwendet werden, die beispielsweise von der An melderin unter der Handelsbezeichnung„patinax“ vertrieben werden, insbesondere patinax® 355 und 355P. Edelstähle können hingegen mit bekannten Verfahren wie z. B. Bürsten oder Polieren ästhetisch ansprechend gestaltet werden. Die Verbindung der ästhetischen Lage mit der ballistischen Lage erfolgt durch die nichtmetalli sche Zwischenlage. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung besteht die nichtmetallische Lage aus einem Polymer, welche derart ausgestaltet ist, dass sie eine Schälfestigkeit von mindes tens 10 N/4cm, insbesondere mindestens 20 N/4cm, vorzugsweise mindestens 50 N/4cm bei der T-Schälprüfung (ISO 11339) insbesondere gegen das verwendete Substrat aufweist. Da durch kann eine ausreichende stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Lagen herge stellt werden. Das Polymer besteht insbesondere aus einem Klebelack, Haftlack, Haftfolie oder Klebefolie, vorzugsweise aus einem chemisch oder physikalisch oder thermisch aktivier baren Kleber, der durch Reaktion mit Luft und/oder Temperatur und/oder Feuchtigkeit inner halb von 1 bis 300 s und bei einer Temperatur von -20 °C bis 150 °C und einem Anpress druck von Normaldruck bis maximal 300 N/mm, insbesondere 10 bis 200 N/mm, vorzugswei se 10 bis 100 N/mm, bevorzugt 10 bis 50 N/mm seine maximale Klebkraft zum Substrat ent wickelt. Der Anpressdruck wird hierbei über eine Rolle aufgebracht und daher als Kraft pro mm Kontaktbreite der Rolle angegeben. Verwendet wird hierbei beispielsweise eine gummier te Rolle mit einem Durchmesser von 200 bis 400 mm und einer Oberflächenhärte von 40 bis 100 Shore.
Um die Fertigung der ballistischen Lage und der ästhetischen Lage insbesondere unabhängig voneinander vorbereiten zu können, kann beispielsweise die nichtmetallische Zwischenlage (beispielweise Polymer) zunächst auf einer Seite der ästhetischen Lage, welche im späteren Einsatz der Rückseite der ästhetischen Lage entspricht, aufgebracht werden. Vorzugsweise wird hierbei entweder das Aufbringen als Flüssigbeschichtung mit Hilfe eines Coaters einge setzt, insbesondere für eine chemisch und/oder thermisch aktivierbare Beschichtung, vor zugsweise Haftbeschichtung, wie z. B. temporär inaktivierte Haftbeschichtungen - sogenann te selbstklebende Lacke, Siegellacke, Laminier-Lacke, Colaminier-Lacke -, oder aktivierbare Haftbeschichtungen - sogenannte„hot melts“ oder Heißsiegellacke - oder es wird bevorzugt das Aufbringen als Folienbeschichtung mittels Kaschierrolle(n) eingesetzt. Besonders bevor zugt wird die Folienbeschichtung mit einer einseitig oder doppelseitig haftenden Funktions schicht in einem Kaschiergerüst beispielsweise in einer Bandbeschichtungsanlage oder einer Abwickelanlage.
Die ballistische Lage kann zusätzlich zumindest einseitig mit einem Primer, insbesondere ei nem Korrosionsschutzprimer beschichtet werden, welcher vorzugsweise einen ausreichenden Schutz gegen Oxidation von mindestens 3 Monaten gewährleistet, beispielsweise durch einen Zink-Silikat-Trockenprimer. Des Weiteren kann der Primer bevorzugt dazu verwendet, die Oberflächenrauheit des vorzugsweise als ballistische Lage verwendeten Sicherheitsstahls durch teilweise Auffüllung der Rauheitstäler zu verringern. Insbesondere wird das Beschich tungsverfahren des Primers so eingestellt, dass die gemittelte Rautiefe Rz des vorzugsweise geprimerten Sicherheitsstahls geringer, insbesondere mindestens 5 pm geringer, vorzugswei se mindestens 10 pm geringer, bevorzugt mindestens 15 pm geringer ist als die gemittelte Rautiefe Rz des Sicherheitsstahls, insbesondere vor dem Primerauftrag, ohne Primer.
Die Verbindung der ästhetischen Lage, welche vorzugsweise zuvor mit einer nichtmetallischen Zwischenlage auf der einen Seite und optional einer organischen, dekorativen Schicht auf der Gegenseite beschichtet wurde, mit der ballistischen Lage über die nichtmetallische Zwischen lage erfolgt in einem auf diese Lagen abgestimmten Pressvorgang. Dabei wird die ästhetische Lage unter Temperaturbedingungen von -20 °C bis + 150 °C, bevorzugt zwischen 0 °C und 150 °C, besonders bevorzugt von 10 °C bis 150 °C , in einer Verbindungszeit zwischen 1 bis 300 s, insbesondere zwischen 1 bis 180 s, vorzugsweise zwischen 1 bis 150 s mit einem Druck von Normaldruck bis zu 2 kN/mm, insbesondere von Normaldruck bis zu 1,5 kN/mm, vorzugsweise von Normaldruck bis zu 1 kN/mm, bevorzugt von Normaldruck bis 0,8 kN/mm verpresst. Hierbei werden bevorzugt Anpressrollen mit einem Durchmesser von 200 mm bis 400 mm zum Aufbringen des (Anpress-)Druckes verwendet.
Die ästhetische Lage wird insbesondere in der Dimensionierung größer als die ballistische Lage ausgeführt, sodass sie beim Verbinden zumindest abschnittsweise zunächst die ballisti sche Lage, insbesondere umlaufend überlappt und anschließend durch (Ab-)Kanten der über stehenden Randbereiche der ästhetischen Lage auch an die Seiten, insbesondere die Stirn seiten/Kanten der ballistischen Lage angelegt und an diesen Stellen entsprechend verklebt werden können. Bevorzugt wird ein doppeltes Umlegen der überstehenden Randbereiche der ästhetischen Lage, sodass eine Verklebung auch an der Rückseite, der der ästhetischen Lage abgewandten Seite der ballistischen Lage erfolgt und neben einem Stoffschluss auch ein Formschluss zwischen den beiden Lagen erfolgen kann. Dadurch kann gewährleistet werden, dass der Mehrlagenverbund auch bei mehrfachem Beschuss bzw. bei einer höheren Be schussklasse oder mehrfacher Ansprengung zumindest teilweise bestehen bleibt, wodurch ein Abfallen der ästhetischen Lage im bevorzugten Einsatz als Fassadenelement und ein damit verbundener Verlust der Splitterschutzwirkung sicher vermieden werden kann. Zusätzlich zur bevorzugten stoffschlüssigen Verbindung der beiden Lagen mittels Verklebung über die nichtmetallische Zwischenlage kann bevorzugt im Falle, dass vorzugsweise ein Si cherheitsstahl als ballistische Lage und ein Stahl, beispielsweise Kohlenstoffstahl als ästheti sche Lage verwendet wird, durch eine weitere stoffschlüssige Verbindung mittels Schweißen ein Ablösen der ästhetischen Lage von der ballistischen Lage im Belastungsfall wirkungsvoll verhindert werden, wobei vorzugsweise über den Mehrlagenverbund diskrete/lokale Schweiß punkte gesetzt werden können. Bei Verwendung unterschiedlicher metallischer Werkstoffe, wie z. B. einem Sicherheitsstahl, einer ballistischen Aluminiumlegierung oder einem ballisti schen Edelstahl als ballistischer Lage und einer ästhetischen Lage aus einem Kohlenstoffs tahl, Edelstahl oder Aluminium kann bevorzugt eine zusätzliche stoffschlüssige Verbindung beispielsweise durch Löten oder (Hybrid-)Schweißen hergestellt werden. Hierdurch wird im Falle, dass die Verklebung sich im Belastungsfall vollständig löst, die ästhetische Lage den noch in Position gehalten werden, um seine Funktion als Splitterschutz weiterhin erfüllen zu können. In einer alternativen, bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mehrver bundes wird eine zusätzliche formschlüssige Verbindung zwischen der ballistischen und der ästhetischen Lage durch Nieten und/oder Schrauben hergestellt.
Der erfindungsgemäße Mehrlagenverbund respektive das ballistische Produkt wird bevorzugt als Fassadenelement, insbesondere als äußerste Schicht einer Fassade oder eines Daches eines zu schützenden Gebäudes, wie z. B. Regierungsgebäude, Botschaften, Schulen und Kindergärten, oder als äußerstes Produkt eines anderen zu schützenden Objektes verwendet. Unter„Schutz“ ist hierbei vor allem der Schutz gegen ballistische Bedrohung, Ansprengung und/oder eindringende Fahrzeuge zu verstehen. Alternativ kann das erfindungsgemäße ballis tische Produkt auch in einer freistehenden Wand eingesetzt werden, welche ggf. auch als mo bile Schutzwand bzw. Barriere ausgeführt sein kann. Denkbar ist auch eine Panzerung von Türen und Toren, z. B. Garagentoren, die nicht als Panzerung erkennbar sein sollen, eine Pan zerung und Verblendung von Bankfilialschaltern, Schutzmöbeln, wie beispielsweise Tresoren, und versteckten Innenräumen (Panic Rooms), eine Panzerung von Containern, die optisch unauffällig in eine Landschaft oder Umgebung integriert werden sollen, sowie eine Panzerung und Verblendung von unauffälligen Absperrelementen, welche beispielsweise als“Zaun“ um zu schützende Areale eingesetzt werden. Zudem kann der erfindungsgemäße Mehrlagenver bund respektive das erfindungsgemäße ballistische Produkt als Verkleidung von explosions gefährdeten Bereichen wie Munitions- oder Tanklager sowie als Innenverkleidung von Schieß ständen eingesetzt werden. Bevorzugt wird eine baulich-konstruktive Ausführung, bei der das erfindungsgemäße Produkt nicht oder nur bei genauer Betrachtung als Schutzlösung erkenn- bar ist. Das ballistische Produkt kann auch nur als Teil für eines der vorgenannten Anwendun gen verwendet werden, wie z. B. als Teil eines Fassadenelements für ein Gebäude, einer Tür, eines Tors oder Fensterrahmens für ein Gebäude oder einer freistehenden Wand, Barriere oder eines Zaunelement.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen (Brief Description of Drawings)
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeich nung näher erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt einen schematischen Schnitt durch ein erfin dungsgemäßes ballistisches Produkt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen (Best Mode for Carrying out the Invention)
In der einzigen Figur ist eine schematische Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes ballistisches Produkt (1) gezeigt. Das ballistische Produkt (1), welches insbesondere als Flach produkt, insbesondere in Platten-, Blech oder Bandform, ausgeführt ist, besteht aus einem Mehrlagenverbund aufweisend eine ballistische Lage (1.1) aus einem metallischen Material, vorzugsweise aus einem Sicherheitsstahl, eine ästhetische Lage (1.2) aus einem Metall und eine zwischen den Lagen (1.1, 1.2) angeordnete nichtmetallische Zwischenlage (1.3). Je nach Ausführung bzw. Werkstoff der ästhetischen Lage (1.2) kann diese einen einseitigen, insbe sondere einen beidseitigen Korrosionsschutzüberzug (1.21) aufweisen. Der Korrosionsschutz überzug (1.21) kommt insbesondere bei dem Einsatz von Stählen, insbesondere von Kohlen stoffstählen als ästhetische Lage (1.2) in Frage. Je nach Ausführung bzw. Werkstoff der äs thetischen Lage (1.2) kann diese zusätzlich zur Korrosionsschutzschicht (1.21) oder alternati ve zumindest eine einseitige, organische Schicht (1.22) aufweisen, welche auf der der ballisti schen Lage (1.1) abgewandten Seite angeordnet ist. Ist ein Korrosionsschutzüberzug (1.21) vorhanden, ist dieser durch die organische Schicht (1.22) abgedeckt. Die ästhetische Lage
(1.2) kann auf der Kontakt- bzw. Verbindungsseite mit der nichtmetallischen Zwischenlage
(1.3) eine Korrosionsschutzschicht (1.21) wie auch eine nicht dargestellte alternative oder zusätzliche organische Schicht aufweisen, wobei eine oder beide Schichten nicht zwingend vorhanden sein müssen. Der abgebildete Pfeil in der Figur 1 symbolisiert die Seite der ballisti schen Bedrohung. Das metallische Material als ballistische Lage (1.1) kann alternativ auch einem beschussfesten hochlegierten Edelstahl oder einer ballistischen Aluminiumlegierung sein. Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung angeführt und erläutert. Zunächst wird eine ballistische Lage (1.1) beispielsweise in Form eines Sicherheitsstahls der Güte SE- CURE 500 in einer Dicke von 4,5 mm bereitgestellt, welcher durch die vorgennannte Verfah rensweise aus einem warmgewalzten Halbzeug in einen gehärteten Zustand überführt wurde, so dass er eine Härte von 500 FIBW mit einem im Wesentlichen vollständig martensitisches Gefüge aufwies und anschließend mit einem Zink-Silikat-Trockenprimer als temporärer Korro sionsschutz mit einer Auflage von ca. 15 pm beschichtet wurde. Als ästhetische Lage (1.2) wurde beispielsweise ein feuerverzinktes Stahlblech der Güte S320GD+Z mit einer Dicke von 0,4 mm und einer beidseitigen Zinkauflage (1.21) von 275 g/m2 erzeugt. Das feuerverzinkte Stahlblech (1.2) wurde des Weiteren auf der einen Seite einseitig mit einer organischen Schicht (1.22) in Form einer Lackierung von ca. 45 pm Dicke versehen, welche unter dem Produktnamen pladur® Relief Wood erhältlich ist, und auf der rückwärtigen Seite des feuerver zinkten Stahlblechs (1.2) in einem Kaschiergerüst an einer Bandbeschichtungsanlage mit ei ner nichtmetallischen Zwischenlage (1.3) in Form einer Folienbeschichtung mit einer dem Fachmann geläufigen für diese Anwendung geeignete doppelseitig haftenden Funktions schicht versehen. Beispielhafte Funktionsschichten können u. a. von Avery Dennison bezogen werden, deren Produktnamen mit„FT“ beginnen. Das entsprechend konfektionierte, feuerver zinkte Stahlblech (1.2, 1.21, 1.22) wurde mit einem Übermaß im Vergleich zur Abmessung des Sicherheitsstahls (1.1) bereitgestellt, wobei anschließend die ästhetische Lage (1.2) auf den Sicherheitsstahl (1.1) bei einer Temperatur von 50 °C mit einer Verbindungszeit von 60 s und einem Druck von 0,5 kN/mm verpresst wurde. Der zumindest abschnittsweise überste hende Randbereich des Stahlblechs (1.2) wurde nach dem stoffschlüssigen Verbinden mittels Verklebung mit dem Sicherheitsstahl (1.1) über die Zwischenlage (1.3) durch die Überdimen sionierung durch zweimaliges (Ab-)Kanten derart um den Sicherheitsstahl (1.1) gelegt, dass eine Verklebung über die nichtmetallische Zwischenlage (1.3) auf den Stirnseine/Kanten wie auch auf der Rückseite des Sicherheitsstahls (1.1) erfolgte und dadurch gleichzeitig eine im Wesentlichen formschlüssige Verbindung mit diesem als zusätzliche Sicherung entstand.
Eine ballistische Erprobung erfolgte durch mehrfachen Beschuss nach Prüfstufe 4, Kaliber .44 Magnum, gemäß VPAM Prüfrichtlinie APR 2006, Fassung 2. Beim ersten Beschuss penetrier te ein Geschosskern zunächst das feuerverzinkte Stahlblech (1.2), deformierte durch das Auf treffen auf die ballistische Lage (1.1) aufgrund deren hoher Härte und der deformierte Ge schosskern prallte vom Sicherheitsstahl (1.1) ab, wodurch ein Loch von ca. 30 mm Durch messer in der ästhetischen Lage (1.2) entstand. Zudem konnte eine Delamination, also eine Ablösung der Zwischenlage (1.3) und der damit verbundenen ästhetischen Lage (1.2) vom Sicherheitsstahl (1.1) beobachtet werden, wobei der abgelöste Bereich um das Loch herum einen Durchmesser von ca. 150 mm aufwies.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass diese Delamination die ballistische Performance am ballistischen Produkt (1) dahingehend verbesserte, dass sich ein„Splitterschutz“ einstell te. Bei darauffolgenden Schüssen in den abgelösten Bereich durchschlugen die Geschosse zunächst das Stahlblech (1.2), wobei sie jeweils ein Loch von nur ca. 15 mm Durchmesser hinterließen und sich dann beim Auftreffen auf den Sicherheitsstahl (1.1) stark verformten. Die verformten Geschosskerne verblieben im Zwischenraum des abgelösten Bereichs zwi- sehen Sicherheitsstahl (1.1) und feuerverzinktem Stahlblech (1.2) mit anhaftender nichtmetal lischer Zwischenlage (1.3), welcher beim ersten Beschuss entstanden war. Dadurch, dass das Abprallen bzw. die Reflektion der verformten Geschosskerne sowie eventueller abgehender Splitter ganz oder teilweise vermieden werden konnte, kann das Risiko verringert werden, dass umstehende Lebewesen oder Gegenstände verletzt bzw. beschädigt werden. Durch mehrfachen Beschuss weitete sich die Delamination (abgelöster Bereich) zwischen Stahlblech (1.2) und Sicherheitsstahl (1.1) insbesondere im Durchmesser immer weiter aus, bis das Stahlblech (1.2) schließlich nur noch durch die Verklebung auf der Rückseite des Sicherheits stahls (1.1) sowie durch den im Wesentlichen Formschluss in Position gehalten wurde.

Claims

Patentansprüche
1. Ballistisches Produkt (1), insbesondere Flachprodukt, bestehend aus einem Mehrlagen verbund aufweisend eine ballistische Lage (1.1) aus einem metallischen Material, eine ästhetische Lage (1.2) aus einem Metall, insbesondere wobei die ballistische Lage (1.1) eine um mindestens 20% höhere Dicke und/oder eine um mindestens 20% höhere Här te im Vergleich zur ästhetischen Lage (1.2) aufweist, und eine zwischen den Lagen (1.1, 1.2) angeordnete nichtmetallische Zwischenlage (1.3).
2. Ballistisches Produkt nach Anspruch 1, wobei die ballistische Lage (1.1) aus einem Si cherheitsstahl besteht.
3. Ballistisches Produkt nach Anspruch 2, wobei die Lage (1.1) des Sicherheitsstahls ne ben Fe und herstellungsbedingt unvermeidbaren Verunreinigungen in Gew.-% aus
C: 0, 1 bis 0,9 %,
optional N: 0,001 bis 0,01 %
optional Si: 0,05 bis 1,5 %,
Mn: 0, 1 bis 2,5 %,
optional AI: 0,01 bis 2,0 %,
optional Cr: 0,05 bis 2 %,
optional B: 0,0001 bis 0,01 %,
optional eines oder mehrere aus der Gruppe Nb, Ti, V und Zr: in Summe von 0,005 bis 0,3 %,
optional W: bis 2 %,
optional Mo: 0, 1 bis 1,0 %,
optional Cu: 0,05 bis 0,5 %,
optional P: 0,005 bis 0, 15 %,
S: bis 0,03 %,
optional Ca: 0,0015 bis 0,015 %,
optional Ni: 0, 1 bis 6 %,
optional Co: bis 1 %,
Sn: bis 0,05 %,
As: bis 0,02 %,
0: bis 0,005 %,
H: bis 0,001 %,
optional SEM: bis 0,01 % besteht.
4. Ballistisches Produkt nach Anspruch 1, wobei die ballistische Lage (1.1) aus einer bal listischen Aluminiumlegierung besteht.
5. Ballistisches Produkt nach Anspruch 1, wobei die ballistische Lage (1.1) aus einem be schussfesten hochlegierten Edelstahl besteht.
6. Ballistisches Produkt nach einem der vorgenannten Ansprüchen, wobei die ästhetische Lage (1.2) aus einem Stahl besteht, welcher neben Fe und herstellungsbedingt unver meidbaren Verunreinigungen in Gew.-% aus
C: 0,001 bis 0, 15 %,
optional N: 0,001 bis 0,01 %,
optional Si: 0,03 bis 0,7 %,
optional Mn: 0,05 bis 2,5 %,
optional AI: 0,005 bis 0,5 %,
optional Cr: 0, 1 bis 1 %,
optional B: 0,0001 bis 0,01 %,
optional eines oder mehrere aus der Gruppe Nb, Ti, V, Zr und W: 0,001 bis 0,3 %, optional Mo: 0,05 bis 0,45 %,
optional Cu: 0,05 bis 0,75 %,
optional P: 0,005 bis 0, 1 %,
S: bis 0,03 %,
optional Ca: 0,0015 bis 0,015 %,
optional Ni: 0,05 bis 0,5 %,
Sn: bis 0,05 %,
As: bis 0,02 %,
Co: bis 0,02 %,
0: bis 0,005 %,
H: bis 0,001 %,
optional SEM: bis 0,01 % besteht.
7. Ballistisches Produkt nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die ästhetische Lage (1.2) mindestens einen einseitigen, insbesondere einen beidseitigen Korrosions schutzüberzug (1.21) aufweist.
8. Ballistisches Produkt nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die ästhetische Lage (1.2) mindestens eine einseitige organische Schicht (1.22) aufweist, welche auf der der ballistischen Lage (1.1) abgewandten Seite angeordnet ist.
9. Ballistisches Produkt nach einem vorgenannten Ansprüche 1 bis 5, wobei die ästheti sche Lage (1.2) aus einem Aluminiumwerkstoff, Kupferwerkstoff, Edelstahlwerkstoff oder wetterfesten Stahl besteht.
10. Ballistisches Produkt nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das Metall der ästhetischen Lage (1.2) eine Bruchdehnung von mindestens 10 % und eine Streckgren ze von maximal 550 MPa aufweist.
11. Ballistisches Produkt nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die ästhetische Lage (1.2) eine Dicke zwischen 0, 1 und 5 mm aufweist.
12. Ballistisches Produkt nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die nichtmetalli sche Zwischenlage (1.3) aus einem organischen Polymer besteht.
13. Ballistisches Produkt nach Anspruch 12, wobei das organische Polymer aus Klebelack, Haftlack, Haftfolie oder Klebefolie besteht.
14. Verwendung des ballistischen Produkts (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche als Fassadenelement für ein Gebäude oder als Teil davon.
15. Verwendung des ballistischen Produkts (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als Tür, Tor oder Fensterrahmen für ein Gebäude oder als Teil davon.
16. Verwendung des ballistischen Produkts (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als frei stehende Wand, Barriere oder Zaunelement oder als Teil davon.
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