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WATERTOWN ARSENAL LABORATORY

MEMORANDUM REPORT NO. WAL 710/574

llet&llur&ical Exem1oation or Ten l Inch

fuce Hardened Armor Platea Manutactured bt

Aaericm Car 8Dd Foundry COllpflDT

P. V. IW'!'IN Asst. lletallurgiat

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DATE Jl December 1943

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31 Uecuber 1943

ilet.u.Llurgical Ex.waj.uut.ion of Ten l Inch

Face rlc.rueued ~riaor }'.le.tea Mµnu~.'t.c tured oy

A lletc..i ... ;.i.r~lc,d. ~>'.hJrii ll~ i.ion 1, .... s ~cthlt.i.c ted on ten p.ia. tea hL. vine. 1:1. .1'uct1 n.arciuess ol' 444 t11.u c1. (.; vre !l. ,nin"'es vi' JJO t.o J!,O Brine.L.l wL.h:n haci teen Si.11:,je cr..cG ~v L,i • .1.~i. -. r,i ..; ~.;;i\,5 .:: . · .. .. l : l' l'vvrn-. ~e!l:.er, kueraee11 {AD-56J).

'l'ue i"£ett,Jlure;iccl tesr,s inc:~..;.Jed cheini,.;u.:i. :.:l.nt.1.i.}·ses, u-.rdilesa surve/J, fr,. c t~re tai:; ::, r _, !.i.u;·uem ... ul l it.;,· , .:.~•.:rv i.ilUl ;1ii.::rvsCviJil.! e>:.uiinu"(;.iona of plates frc•m tH,·ee Uti, . t~. \ u1~ti h~ .:;, t. ,fo:l ,, i. ;~ Ni --C:-olu type; tue otoier two were c.. .3% Ni-Cr-Mo type. \

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l. Introduction

As re4uestaci by t.ne Prvvii:16 Gente1·, AIJercieen lAPG 4'70.5/1164, fitn. 470.5/b88J(r)), t.1. J18t~iur,;i (:c...l 0xuroim.t-ivn h«s buen coml"'let.1;:d on ten (10) swnt"les 01' l" .fc.ce .u~ruen i;; c,,;. ,arwor submi1toc. U:J the .h..ocr.i.cti.n L:t-r w1a Four.drJ·. The ~L1 tes unde1· consider.:.. Lion· wera subj ecteu to ~lii:itic tests at Th• Provini; Cent.er Wld the rtSU..i. ts r1ti:ce re1,1urtod in AFG ii.rmo1· Report AD-56.).

-- "-. "'. Swiwb.I'Y ol' Results I"' , , . i: r ..,,. .· ""-. , ,·., :·r:_ £ \ ( 1,..r , -( { , ',( (' l .11 IV\ 0,

J- Tne res\.u. ts .)f t11e mct;,,.k ... ur4'ica..i. eXhMiim. ti;;,n show thut ~J.l th~ iJl<ites possessed upproxi11o.tel1 tt.e ow:.£- l'.ice •• ,.rC4ne1;,s of 444 Brinell t.nd core bc:rdness ui JJO to J5U- tlrine.l.l. ,/ Tne ui.L .. i::.tic ,t1erro1·.aunco recorded in the bhlliJtic re...,ort is believeJ t.o ue repniut,1, ,~t,tive uf ~ooli ~Wility urmor ht.vine; i... t1c1niness 6rt.uient ul' the sulijec t j,l~ tt::::,. Tlle sectiona 8Xi.Jllined were relu ti vely sound w1u properly .11eu. t trctt teci except for plti. tes .L8l.5-2 and 1815- .3 which i'iJ , stlssed u rejed,,a.u.ie 4ut1li ty 01 nonllletuilic lbJ!linations.

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Tte meuu..lw·gicti.1 e~im.i.tion consisted 01' the .following tests;

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4. ;esu.l.ts wMi Discuaeivn

rlesu.l ts vi tne m~ wl ... ur ,;let..., ex .... "'iw,1 t.ivn t.1·e i.41:3 follows:

T uo .:mw,1 oe s re t'.J r t,t,u uy t..ue .J&ullUl ;.c t,u:-tir were in fair ~~!'b8.il80t. witO tue reS\iltS 0 Gt.L.il1eu ,at tait1 ursenul.

Ancd.y~ed Plute by Nv • _£_ ....!!fil ~

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A li..LJ· t; .r c.:.1rbvn c.,k..i.,';;1ia ui..lum ~var, .u"'O" n~ross thu carburi:l.ed c.:.:.se uf s:>ne l""i,.t.e .n·..,w et.ct1 :ieat. ii, s~1om in Fi.;ure l. Tno re Su.!. ts WJ.Y Le cvl.ilpc..rod wi t,u the ri:sul t::i ;;,.1: tue iwr<.iuess surveys ~cross tlle carrurized c ... ses ahown in n.6ures ... a.na 3 und t.hti Cc.Se ue;.,th evulWition from tne 111icrostructure .... a suvifn .in Tu.o ... e lI.

'f nu aii:;i • ..:on;.:e!. :..ru tiun ai' CL.rb.:m .t're:;;e.nt Gal.r t •• e flice of i,:ie l"'.!.<.i.tes id te ... ievoc! i:.v irJ!J«ir t.be :;~.o•.,;~ • . ro.,~rtibS beci:..use u.L' t.1e conc~ntrt.. tion ,;.,l u.nuiss ,'J ... veli c-..rliides ussucird,eO. wi tn it •

b. lforl.iness l'usts

oriue~.1. i.l.L4ruue::;:3 t-es c.a ,,ere v ctt.lucd ..:ll tav .;:"; .. ce und b.1c~ of et1ch ..,1~te, ~ore uurdness re .. uinbs t1ere u.ken vn t.he cross sect.ion. The

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Sl,)t::Ci..lleus .-,eru .,.) i,i.;11c.:i1 ... ,H.J. br-:iken 1..;.n,..t:r t.,lu fur,e Uw.1Wer for both tne 1'rc1cture test i'vr stc:t!~ 4u, .... it:..:., ::..:11.,;, .. t':: ... ~ tr·e.:.1."Wle,.,t •

T •. e fr;;;.ctures wtl:-e .i.i:..;r-...,us .,.J.t.,vu0 i1 _ : ·t!.1. .. t.lv1:,,l¥ l'~ca.t., i:,rittle zone extenc.aed to .. , ... ei.tn Jf auuut. ... 11 ~:ror.. tne f .:.1.:e v~· t .. t: , • .i. .. tes.

!iJ...;ept. :'0r .- la.t.63 ~&:> -.:: ;..: ,u ld~;) - .J t..~u l-' ... ~tes ~vntaint!li ver.)' few .J..uainations and i1ere l'ut.eu i.s 12, 1·n,.ctures. r~..;.. u:1s .!.8~5-:.c: ti.ud i815 -· 3 cunt.c..ined numarous ol!Ort ia.uini. t..i.uns :,fa:. w.:.u...d t.,e rejected wi tu ~ r h tin~ oi'

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11E§TRlCTED

An end 4ueocn ,wrdennbi.li ty test wi..s conducted on one, iJlM.te 1'rom ea.ca ~,eti.t udin6 tne net1t1n .. cyde -...j_oyed b,Y the 111t1nul'a.cturer in u~t tre&.tin& tne f•.La.ttu1. Ttie results 1..r-e shulln in 1"i'1,lre 4. The ht.rdeoobility in aJ.l tl:u·ee uebtl wua 1Ul1"1cit3nt lo t.t1.Gt. .;ect.ione well over one inch Ulick. coulu be 4\umcued .:-ut u:11n6 ta wu tt,r quencn. Using tne '-!ri terion u1· bArdneH µenet.ra.tion to the center 01 tue !'""'" te u!' 400 hrina~~, tue 1wrdent.b111 t,y ot the th:-·ea nco. ts is .;ufl'iuieut 1'or u .c.:1 11 5ect.iol! uccordiug t.o conve1·e1 on datfa. ~evelopt!d by tne ~reut 1:.l~es Stee .. ~ur~.*

~croet.~hetl aeotions ..... f tue ;_; l .... .,es were ,.:.,hoto,r&.lJl.Gd arui t.be results ~re st.own in .1"16ures , t1nu o. P .. utos .. ~.4.,-.; uuu J.815-J contained ti

lE:.rge a.11uwit 01' a1.1,u1uttti.J..4.ic se.rec.t..tiona 6tl ob..;erved in ooth tile ion.iitudintll wid trW\sverse ::lections. Tue r8.rib.inin6 ,-lutos were re.._t4tiva.1;y 1'raa i'rom nonaettr.~lic se~re6~t1ona.

The si.ali.iari t1 -.)f t~ie etcne~ st.ruct.ure in tue lon1i tu,Unnl and transverse Jirectious indictt.tel tu~, ti:1e dtee.J. .• ~a relluced ai:,_tiroxi~tal.7 the ~ue waow1t in L>vt.!1 ,.Urections •

Ti,e two a,1a.tes ex.hititi41, l-1oor stavl 4ualit;r (Pl~tes l8l.S-ii!, 1815-J) contl..ined maaerous i 'riab.1.e oxide strin~ilra 01· tne· type · shom in 11.-ura 7A. T;yicbl nonllet.6llic J ~rin~~rs observed in toe ~l~tes fro• haate 1848 ond j.849 ~re auown in 1''iiure 7li.

T.1e Ddcrostructure oi' th& core 01' u.u t~,e plates wus Ii tempered 11&rtensita in •nico no hi.ah tem~er'-oture trunsfor.autiun t-1roduct3 were- observed, see Figures 7C ~ud D.

Tue Ct..39 of tue Ji Ni-Gr-AO !-'l!i.tH (Heat 1848 and .l.849) poaaessed undi3So.J.ved ~arbiaes in L teaa.,ere~ nw.rtensitic structure, sea 1''iiW'e 71'' ~,,d. H for i..ue t.yi,iic~ structure. 'foe ~--1se ..,f 1. •• e low Ni-Cr-Mo plutes froia aeut "'dJ.5 cont.c.inau !ewer WlUiaaol~ed carbides .:r.11d tile urtan-

ai tic etructure was o11-.1re .:.ccic1.U~r t.u.an iu -...ile r~inin• t-•lu t.es. Tue structure 1$ snown in i'i.,;~z·e 7"t:. c111u u.

Tue de,-th of CGrburi:l.ai.iun vo t:.ne l't.ce, tue lietlt.il oi' de­cct.rburiza tion vn tile t..,1;i.c1C, ua-! t-h~ jp'~in si z~ vl tn~ ;.i .. a t.es Yie1•1::: iiae~surad. on the lliicros~ec~ens ~ t ~00.1, aoa t,ue raeul ta t.re listed in 'l't..b.ie II.

~"&rdanabi.Ll.t.,Y Gllili,>CLrisons" by the (ire .... t J...u!(es Steel ..;orpo:.l'ation, 1942,

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Tue u,..,.ru l'b. .::e vi' tne ~i..L,J l;. (. t t,1 ..... tt!~ ... s ,10t i:.,eA,ieved tu be very ei'i'~ctive in bri:;.:,'-w6 u" ~r.;J 1:cti.L~~::.;, its irl~~r.:,· function, .1\ir the 1Acu.:i.ilum h..,rdru:ss 16 luw ;.;;.r.d i is tlle1.:t ... ,e cu.rd i,me i.:3 ;·e.i ... ~ive~y tti:·,, being on.J.Y lO;k of tue t .• ic~~.es::,. 01 .;..i~rse, .i..n 1..,r-.iB1· tu insurE: u esueucheu-­out .;ore stru~ t.ure ol' .340 t --1 Jju i::.r:...-11:: ..... it b i.,.:: ,;(:j:J::i..i.ry tu t.e,at-t!r u t i:. hi~h teill~ert:.ture Whic.:h .i.CHWtilI'S LUC:: hi...l'l.lf,~S6 vl· i..1.t: ;_;,,.;e.

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