Với mục đích nâng cao khả năng chiến đấu, đặc biệt là khả năng xuyên giáp của đạn, các kỹ sư Nhà máy Z113 (Tổng cục Công nghiệp quốc phòng) đã nghiên cứu thiết kế chế thử thành công đạn xuyên 7,62x54mm (K53) đầu lõi thép. Lỗ thủng trên tấm giáp do đạn xuyên giáp K53 bắn. Công nghệ chế tạo đạn xuyên 7,62x54mm (K53) đầu lõi thép là công nghệ mà nhà máy đã áp dụng vào sản xuất đạn 7,62x54mm (K53) thông thường. Riêng công đoạn chế tạo lõi thép xuyên đã áp dụng công nghệ tạo hình là phương pháp gia công cắt gọt và tạo độ cứng cho lõi thép sử dụng công nghệ tôi lò muối và ram dầu.
Đạn có thể được sử dụng cho các loại súng bắn đạn K53 hiện có trong trang bị. Đạn thiết kế để có thể xuyên thép CT3 dày 12mm ở cự ly 100m và xuyên áo giáp cấp 3 theo tiêu chuẩn NIJ101.04 của Mỹ.
Để bảo đảm khả năng xuyên thép, các tác giả đã nghiên cứu tăng tốc độ tới hạn của đầu đạn và độ cứng của lõi thép. Qua nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm, các tác giả đã chọn vận tốc đầu đạn thiết kế trung bình ở vị trí cách miệng nòng súng 25mm là từ 840 đến 890m/s.
Để bảo đảm độ cứng cho lõi thép, trên cơ sở các loại vật liệu đã dùng để sản xuất đạn xuyên K56, các tác giả đã chọn mác thép Y12A làm lõi xuyên. Thép có độ cứng sau khi tôi đạt 64-66 HRC, độ cứng sau khi ram ở nhiệt độ 150 đến 1600C đạt 62-64 HRC.
Vận tốc thực tế của đầu đạn đạt 870,7 đến 872,4m/s; khả năng xuyên thép CT3 đồng nhất dày 16mm đặt cố định vuông góc với trục nòng súng ở cự ly 100m đạt tỷ lệ 100%; xuyên áo giáp cấp 3 theo tiêu chuẩn của Mỹ đạt 100%.
Áp suất khí thuốc bằng so với đạn thông thường nên tăng độ bền cho súng, mặt khác, đạn vẫn sử dụng được thuốc phóng cho đạn thông thường, nên không phải sản xuất thuốc phóng mới.
Kết quả bắn thử cho thấy khả năng xuyên thép đều đạt và vượt các thông số thiết kế. Cụ thể, với các bia thép CT3 có các chiều dày 14, 16 và 18mm khi sử dụng súng PKMS ở cự ly 100m, kết quả tỷ lệ xuyên tấm thép dày 14 và 16mm đạt 100%; tỷ lệ xuyên tấm thép dày 18mm đạt 80%. Bắn kiểm tra xuyên áo giáp với áo giáp cấp 3 ở cự ly 15m cũng cho tỷ lệ xuyên đạt 100%... Công trình nghiên cứu đã được trao giải nhì Tuổi trẻ sáng tạo trong quân đội năm 2011.
