Bachelor's Thesis

Evaluation of non-ballistic and ballistic properties of armour steels

Final Thesis 2.34 MB

Author of thesis: Adam Bartoň

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Lukáš Řehořek, Ph.D.

Reviewer: Ing. Petr Havlík, Ph.D.

Abstract:

This bachelor thesis focuses on an evaluation of the ballistic and materiál properties of ARMOX® 500T armour steel. The theoretical part defines penetration models, describes the interaction between a projectile and a protective structure within terminal ballistics, and analyzes the influence of armour steels. The experimental part is focused on comparing the hardness and microstructure of a reference plate with samples that underwent a modified heat treatment. Measurements and metallographic analysis were performed on panels after standardized ballistics tests, both in the unaffected matrix and directly in the impact areas. Based on the obtained experimental data, it can be stated that the modified procedure maintains a stable level of mechanical properties and structural homogeneity comparable to the original technology. The increase in hardness observed in the immediate vicinity of the impact corresponds to the natural local response of the material to extreme dynamic loading as a result of intensive plastic deformation and strain hardening.

Keywords:

Armour steel, ARMOX® 500T, terminal ballistics, HHA, heat treatment, hardness, tempered martensite, adiabatic shear bands

Date of defence

08.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Student odprezentoval svoji bakalářskou práci a úspěšně odpověděl na dotazy oponenta práce. Položené dotazy v rámci obhajoby bakalářské práce: 1) Proč bylo při přípravě metalografických výbrusů připraveno tolik (70 ks) vzorků? - odpovězeno 2) Bylo chemické složení zkušebního materiálu v rámci práce stanoveno? - odpovězeno 3) Proč bylo provedeno tak rozsáhlé měření tvrdosti (řádově tisíce vtisků) zkušebního materiálu? - odpovězeno 4) Jak byla stanovena balistická odolnost testovaných plechů? - částečně odpovězeno 5) Čím byl způsoben zjištěný průběh v tvrdosti v pancíři po balistické zkoušce? - částečně odpovězeno

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Fundamentals of Mechanical Engineering (B-ZSI-P)

Specialization

Materials Engineering (MTI)

Composition of Committee

doc. Ing. Vít Jan, Ph.D. (předseda)
Ing. Libor Válka, CSc. (místopředseda)
Ing. Josef Zapletal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Daniel Drdlík, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Martin Trunec, Dr. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Lukáš Řehořek, Ph.D.

Bakalářská práce se zabývá technicky aktuální problematikou hodnocení nebalistických a balistických vlastností pancéřové oceli ARMOX® 500T. Student prokázal schopnost orientace v oblasti pancéřových ocelí, terminální balistiky, mechanismů porušení a vztahu mezi mikrostrukturou, tvrdostí a balistickým chováním materiálu.

Teoretická část vytváří vhodný základ pro experimentální hodnocení. Experimentální část je zaměřena na reálné vzorky po balistických zkouškách a využívá adekvátní metody, zejména měření tvrdosti a metalografickou analýzu. Pozitivně hodnotím vyhodnocení tvrdostních změn v okolí impaktu a jejich technickou interpretaci ve vztahu k lokální plastické deformaci a deformačnímu zpevnění.

Student správně reflektuje omezení vyplývající z rozdílných zkušebních konfigurací jednotlivých panelů a závěry formuluje přiměřeně rozsahu provedených experimentů. Práce má praktický charakter a její výsledky mohou být využitelné jako podklad pro další hodnocení pancéřových ocelí po balistickém zatížení.

Student splnil cíle zadání, prokázal schopnost samostatné technické práce, práce s odbornými zdroji i interpretace dosažených výsledků. Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji známkou A – výborně.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout B
Grafic layout, used style and language level B
Work with used sources including quotations A
Student's independence when working on the topic A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Petr Havlík, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se zabývala hodnocením mechanických a balistických vlastností pancéřové oceli ARMOX® 500T. Na bakalářskou práci relativně obsáhlá teoretická část popisuje metody pro hodnocení terminální balistiky, včetně popisu jednotlivých typů poškození pancíře při dopadu projektilu. Dále autor popisuje typy homogenních a heterogenních pancéřových ocelí, které jsou následně porovnány s dostupnými neželeznými slitinami. V této části lze však vytknout, vzhledem k experimentální části, chybějící zmínku o kompozitních pancířích. Teoretická část následně pokračuje popisem vlivu jednotlivých přísadových prvků a tepelného zpracování na požadované vlastnosti pancéřových ocelí. Teoretickou část autor uzavírá výčtem požadovaných nebalistických a balistických vlastností pancéřových ocelí. Experimentální část BP zahrnovala měření tvrdosti a hodnocení mikrostruktury dodaných vzorků po balistických zkouškách. Vzhledem k faktu, že každý ze tří vzorků byl dodán v jiné konfiguraci a testován za jiných podmínek (teplota, munice), nebylo možné porovnávat jednotlivé stavy přímo mezi sebou. S tím si autor BP poradil při důsledném porovnání získaných výsledků s literaturou a dostupnými daty od jiných výrobců. To se odrazilo v celkovém počtu použitých zdrojů, kterých bylo 73. Drobnou výtkou jsou některé opakující se fráze a absence návaznosti obrázků v textu teoretické části. Tyto výhrady však celkový dojem z BP nesnižují a doporučuji bakalářskou práci k obhajobě s hodnocení A.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods B
Scholarly contribution and originality B
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory C
Logical arrangement of thesis and its layout B
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations A
Topics for thesis defence:
  1. V kapitole 8.1 je uveden výpočet uhlíkového ekvivalentu CE popisujícího svařitelnost ocelí. Jak lze z hodnoty CE posoudit svařitelnost dané oceli a jakou hodnotu má CE oceli ARMOX 500T? Pokud daná ocel dle CE není zaručeně svařitelná, lze stále dosáhnout kvalitního svarového spoje a jak?
  2. Vzhledem k postupu tepelného zpracování pancéřových ocelí je správně uvedena hrozba nízkoteplotní popouštěcí křehkosti. Jak lze eliminovat nebezpečí nízkoteplotní popouštěcí křehkosti?
  3. V kapitole 7.3 „Heterogenní pancéřové oceli“ jsou popisovány pancéřové FGM (Functionally Graded Materials) oceli. Jakým způsobem výroby a zpracování se dosahuje kontinuálních změn mikrostruktury a vlastností u těchto ocelí?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová