项目竞争。最终莫洛佐夫靠自身影响力，让苏联政府最终确定以430号项目样车为t－64原型车。
但由于430号项目试验车并没有表现出与苏联现役主力t－55坦克相比的明显优势，因此莫洛佐夫决定继续改进，并把现有的研究成果转入432项目。
t－64（432号项目）
432项目始于1961年，第一辆原型车在1962年3月15日走下马里舍夫工厂的流水线。
这款坦克配备115毫米d－68式（又叫2a21式）火炮，并在坦克历史上首次装备电动液压自动装弹机。由于配备了自动装弹机，因此就不需要填装手（或称副炮手）协助就能让主炮连续开火，所以坦克乘员只需3人（车长、驾驶员、炮手），从而节省了车内空间让整个战车更小更轻。相比430项目样车，432号项目的早期样车只有30.5吨，足足减少了近16%。
然而，随着配备105毫米l7式线膛炮的英国百夫长坦克、配备m－68火炮最新改型的美国m60巴顿坦克的出现，苏联军方发现西方国家的105毫米火炮水平远超预期，当前的坦克装甲根本无法抵御这两款坦克主炮的火力。这个现实迫使432项目组在坦克防护力上有所突破，于是使用一种在两层高强度钢板中间夹一层铝合金的复合装甲。装甲强化直接导致整车重量上升到34吨，但配合专为432项目开发的700匹（515千瓦）5tdf发动机，432项目后期样车仍然具备强悍的机动能力，甚至比当时苏军装备的t－62主战坦克更迅捷，能跟上bm－1步兵坦克一同作战。
432号项目最终成品在1962年9月完成，次年10月投产。1966年12月30日，432项目产品正式进入苏军服役，并命名为t－64。
次年1月2日，苏联国防部正式接受首批t－64。
另一方面，在432项目进行过程中，研发部门曾以此为平台进行其换装燃气轮机可行性试验，即t－64t。t－64t把t－64发动机更换为700匹（515千瓦）gtd－3tl发动机，其余部分与t－64相同。由于性能不如理想，因此t－64t在一系列试验后被搁置。
t－64a（434号项目）
t－64车身后部有个设计独特的排气口
尽管t－64一辆接一辆地从流水线走向部队，设计组并不满足于现状。于是开始研制t－64的改进版本，并命名为“434号项目”。434号项目把来自彼尔姆的第172武器厂的125毫米d－81t滑膛炮整合到坦克里。"这款主炮是t－62坦克使用的115毫米u－5ts滑膛炮的放大版，放大的结果是除了杀伤力增加以外，占用的车内空间也更多。由于d－81t占用的空间太大，所以434项目样车如果使用4乘员设计（也就是有填装手）的话就只能携带25发炮弹：这样少的载弹量是无法满足苏联军方的需求的。于是434项目决定沿用3乘员与自动装弹机的设计，成为第一款装备自动装弹机的真正意义上的主战坦克。
434项目采用的6ets10自动装弹机能携带28发弹药，最大射速达每分钟8发，与2e23炮塔稳定器以及td－2－1（又称1g15－1）观瞄镜配搭。为方便夜间行车，434项目样车配备了tn－1－43a红外夜视潜望镜，并在主炮左侧安装l2g红外光探照灯作夜视系统照明。
434号项目原型车在经过从1966年到1967年的反复测试后，决定在第600辆t－64下线后开始投产，并定名为t－64a在苏军服役。项目组首席设计师亚历山大·莫洛佐夫因t－64a的设计成功获1967年列宁奖（Лп）。
t－64a坦克前部装甲采用k型
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