Броня для «Иосифа Сталина». Расцвет советского тяжелого танкостроения

Válka je známá jako nejlepší motor pokroku. Tankový průmysl Sovětského svazu udělal během několika válečných let závratný kvalitativní skok. Vyvrcholením tohoto pokroku byly tanky řady IS.

IS-2 cestou na Rudé náměstí
topwar.ru

Magnitogorské receptury

Před Bitvou u Kurska, která se stala katalyzátorem rozvoje domácí výroby těžkých tanků, byl hlavním objektem modernizace tank KV. Zpočátku byla veškerá práce zaměřena na snížení podílu vzácných legovacích přísad ve složení pancíře. Centrální výzkumný ústav 48 přišel s vhodným pojmenováním - ekonomicky legovaná ocel. Původní pancíř FD-7954, se kterým se tank KV dostal do Velké vlastenecké války, obsahoval podle technických požadavků až 0,45% molybdenu, 2,7% niklu a chrómu.

Do konce roku 1941 vytvořila skupina vědců pod vedením Andreje Sergejeviče Zavjalova recept na ocel FD-6633 nebo 49C, kde molybden nezastupoval více než 0,3%, chrom - až 2,3% a nikl - až 1, 5%. Vzhledem k tomu, že bylo vyrobeno asi 4 tisíce tanků řady KV od druhé poloviny roku 1941 do roku 1943, lze si představit výši skutečných úspor legovacích přísad.

KV-1 na testech v Bovingtonu
topwar.ru

Tajemství úspěchu

Tajemství úspěchu metalurgů spočívá ve studiu parametrů tvorby vláknitého lomu pancíře - hlavního parametru odolnosti pancíře. Ukázalo se, že se pancíř může obejít bez významného podílu legovacích přísad jednoduše změnou rychlosti ochlazování pancíře během kalení. Zní to jednoduše, ale kolik experimentů a tavenin museli metalurgové vyrobit, to budeme moci zjistit pouze po odtajnění archivů.

V metalurgickém kombinátu Magnitogorsk v roce 1941 byly získány první prototypy oceli 49C, které nebyly horší než tradiční „předválečné“ pancíře. Zejména ostřelování 76 mm kanónem ukázalo plný soulad s taktickými požadavky na tank. A od roku 1942 se u řady KV používala pouze ocel 49C. Je třeba si uvědomit, že spotřeba chrómu, molybdenu a niklu významně poklesla.

Hledání nových slitin pancíře pro těžkou techniku ​​tím nekončilo. V roce 1942 byla ocel GD-63-3 „svařena“, zcela zbavená vzácného chrómu a niklu. Do určité míry byl nikl nahrazen manganem - jeho podíl se zvýšil více než třikrát (až 1,43%). Prototypy nového pancíře byly vypalovány. A ukázalo se, že jsou docela vhodné pro hromadné použití při konstrukci KV. Ale tanky KV se středně tvrdým pancířem odcházely do důchodu. A místo těžkých tanků zaujaly stroje „Josef Stalin“ s vysoce odolným pancířem.

IS-2 cestou na přehlídku
topwar.ru

Válcovaný pancíř 51C

Jesliže bylo možné použít 70L pancíř pro věž IS-2, pak tento postup nefungoval s ostatními částmi trupu tanku. Zde se inženýři potýkali se dvěma problémy najednou - vytvořením vysoce tvrdého pancéřování velké tloušťky a nutností ho přivařit do hotového trupu.

Každý si již pravděpodobně uvědomuje problémy způsobené svařováním pancíře T-34 - v oblasti svarů je vysoká pravděpodobnost praskání. IS-2 nebyl výjimkou. A jeho tělo mělo být původně svařeno z konečně tepelně zpracovaných částí.

Odborníci TsNII-48 si uvědomili, jaké obtíže a nebezpečí by takové technologické řešení přineslo do vojenské operace, a proto změnili výrobní cyklus tanku. Výsledkem bylo, že v roce 1943 bylo v továrně na výrobu těžkých strojů na Uralu a v závodě v Čeljabinsku č. 200 rozhodnuto, že se trup IS-2 bude vařit z pancéřových desek, které po válcování prošly jen vysokou dovolenou. Ve skutečnosti byl trup těžkého tanku sestaven ze „surové“ oceli. To výrazně snížilo defekty svařování na válcovém pancíři s vysokou tvrdostí 51C.

Konečné tepelné zpracování zahřátím před kalením bylo provedeno již na svařovaném tělese tanku, které bylo předtím vyztuženo vnitřními vzpěrami. Tělo bylo drženo v peci po dobu tří hodin. A poté byly na speciálních zařízeních přeneseny do vodní kalicí nádrže a ponechány v ní 15 minut. Navíc teplota vody ve zhášecí nádrži stoupla z 30 na 55 ° C. Povrchová teplota těla po vyjmutí z vody byla 100–150 ° С. A to není vše.

Po ochlazení bylo tělo okamžitě podrobeno nízkému popouštění v cirkulační peci při teplotě 280–320 ° C s udržováním po dosažení této teploty po dobu 10–12 hodin. Podobným způsobem bylo provedeno temperování litých věží ze 70L pancíře. Zajímavé je, že kontrola trhlin v experimentálních trupech IS-2 trvala čtyři měsíce, kdy první výrobené tanky opustily brány továrny.

Chemické složení

Co byla válcovaná ocel 51C, které se stala hlavním pancířem pro IS-2, ISU-122 a ISU-152? Jedná se o hluboce kalitelnou ocel pro velké tloušťky pancíře s následujícím chemickým složením:

Ve srovnání s litým pancířem 70L měla válcovaná ocel 51C vyšší podíl molybdenu a niklu, což zaručovalo zvýšení kalitelnosti až na 200 mm. Když byly na trupy těžkých tanků vystřeleny 88mm granáty, ukázalo se, že pancéřování s vysokou tvrdostí bylo mnohem odolnější než jeho středně tvrdý předchůdce. Otázka použití pancíře 51C byla vyřešena.

Chytré svařování

Důležitým příspěvkem k úspěchu vývoje pancéřové výroby tanků řady IS bylo automatické svařování oceli pod vrstvou tavidla. Protože na začátku roku 1944 nebylo možné přenést celý proces výroby tankového pancéřovaného trupu na toto svařování, inženýři se zaměřili na automatizaci nejroztažnějších a mechanicky zatěžovaných švů.

V Čeljabinském závodě č. 200 bylo v procesu montáže trupu těžkého tanku IS-2 možné automatizovat pouze 25% všech svarů. V polovině roku 1944 byl Tankograd schopen automatizovat 18% všech možných 25% svarů. Celková délka svarů trupu těžkého tanku IS-2 byla 410 běžných metrů, z toho 80 běžných metrů bylo provedeno automatizovanou metodou svařování.

Tento výsledek vedl k významným úsporám omezených zdrojů a elektřiny. Bylo možné uvolnit až 50 kvalifikovaných svářečů (jejich mzdové náklady ve výši 15 400 osobohodin) a ušetřit 48 000 kilowatthodin elektřiny. Snížená spotřeba elektrod (asi 20 000 kg, austenitických - 6 000 kg), kyslíku (o 1440 metrů krychlových).

Výrazně se také snížila doba strávená svařováním. Například svařování dna a skříně věže do stran šestnáctimetrovým švem trvalo v manuálním režimu 9,5 člověkohodin a pouze 2 v automaticém režimu. Vyžadoval se šev podobné délky spojující dno se stranami trupu nádrže v automatickém režimu 3 člověkohodiny (v manuálu 11,4). Zároveň by vysoce kvalifikovaní svářeči mohli být nahrazeni méně kvalifikovanými pracovníky v automatickém svařování.

Oprava motoru V-2 tanku IS-2 v poli.
topwar.ru

Uralské SAG

Výzkumník sovětského tankového průmyslu, kandidát historických věd Zaparij Vasilij Vladimirovič z Ústavu historie a archeologie uralské pobočky Ruské akademie věd v jedné ze svých prací velmi podrobně popisuje automatické svařovací jednotky používané na Uralu pro výrobu obrněných trupů.

Nejrozšířenější byl svařovací stroj typu „ACC“ s hlavou Bushtedt. V Uralmashu bylo osm takových strojů. Rychlost posuvu drátu v tomto stroji závisela na napětí v oblouku. Vyžadovalo 5 jednotek, včetně 3 kinematických elektromotorů a 1 motorgenerátoru.

V polovině roku 1943 byl svařovací stroj SA-1000 zkonstruován pro potřeby těžkých tanků IS-2. Nebo svařovací stroj s kapacitou až 1000 A.

Aby bylo možné zvládnout výrobu pancéřových trupů pro nový těžký tank IS-3, zkonstruovali inženýři závodu Čeljabinsk v roce 1944 přístroj „SG-2000“. Tento stroj byl navržen pro práci s nízkouhlíkovými svařovacími dráty se zvětšeným průměrem (6–8 mm) a našel své uplatnění při výrobě věže IS-3. Zařízení mělo dávkovač pro zavedení speciálního složení (různé feroslitiny) do svarové části za účelem deoxidace kovu v ní. Celkově bylo na principu samoregulace svařovacího oblouku na UZTM do roku 1945 vytvořeno 9 automatických svařovacích zařízení tří typů: SA-1000, SG-2000, SAG (Automatická svařovací hlava) .

IS-2 v Berlíně, květen 1945
topwar.ru

Kvalitnější než německý pancíř

Výsledkem celého příběhu s pancéřováním těžkých tanků IS byl překvapivě rychlý vývoj ocelových slitin, který svými taktickými vlastnostmi předčil německý pancíř. TsNII-48 obdržel kalitelnou 120mm ocel, jejíž tloušťku bylo možné v případě potřeby zvýšit na 200 mm.

To se stalo hlavním základem pro rozvoj poválečné rodiny těžkých sovětských tanků.

26. listopadu 2020

Autor: Евгений Федоров

Poznámky (janko)

Legování je metalurgický postup zlepšování vlastností kovu či slitiny kovů přidáním příměsi dalších látek – legur, legujících prvků. Ty se přidávají buď již při vsázce nebo až po roztavení kovu. Příkladem je výroba oceli. Při slévání drahých kovů označuje legování přimísení přísady pro dosažení žádoucí ryzosti, barvy a podobně.

Legovaná ocel vzniká přidáním jiných kovů (prvků) do nízkouhlíkaté oceli. Nejčastěji je to molybden, mangan, nikl, chrom, vanad a křemík, často v kombinaci, například chrom-vanadiová nástrojová ocel nebo CrMo. Podle množství legujících prvků se rozlišují oceli nízkolegované (do 4 % jiných kovů), středně legované (5–10 %) a vysokolegované (nad 10 %), mezi něž patří také korozivzdorné oceli.