Chiến tranh được biết đến là động cơ tiến bộ tốt nhất. Ngành công nghiệp xe tăng của Liên Xô đã có một bước nhảy vọt về chất chỉ trong vài năm chiến tranh. Vương miện thực sự của điều này là xe tăng của loạt IS.
Công thức nấu ăn Magnitogorsk
Trong phần trước của câu chuyện, đó là về loại áo giáp đúc có độ cứng cao 70L được sử dụng cho tháp pháo của xe tăng IS. Các nhà phát triển áo giáp từ TsNII-48 còn lâu mới có kinh nghiệm đầu tiên trong việc tạo ra lớp bảo vệ cho xe tăng hạng nặng.
Trước khi có Kursk Bulge, trở thành chất xúc tác cho sự phát triển chế tạo xe tăng hạng nặng trong nước, đối tượng chính của quá trình hiện đại hóa là xe tăng KV. Ban đầu, mọi công việc đều nhằm mục đích giảm tỷ lệ phụ gia hợp kim khan hiếm trong thành phần của áo giáp. Ngay cả cái tên trong TsNII-48 cũng tạo ra một cái tên thích hợp - thép hợp kim kinh tế. Theo yêu cầu kỹ thuật, lớp giáp nguyên bản mang nhãn hiệu FD-7954 mà xe tăng KV tham gia Chiến tranh Vệ quốc vĩ đại có chứa tới 0,45% molypden, 2,7% niken và crom.
Vào cuối năm 1941, một nhóm các nhà nghiên cứu do Andrei Sergeevich Zavyalov đứng đầu tại Viện Thiết giáp đã tạo ra một công thức cho thép FD-6633 hoặc 49C, trong đó molypden không quá 0,3%, crom - lên đến 2,3%, và niken - lên đến 1, 5%. Xem xét rằng các xe tăng dòng KV từ nửa cuối năm 1941 đến năm 1943 đã được thu thập khoảng 4 nghìn bản sao, người ta có thể hình dung lượng kim loại hợp kim tiết kiệm được thực sự.
Bí quyết thành công
Bí quyết thành công của các nhà luyện kim nằm ở việc nghiên cứu các thông số về sự hình thành đứt gãy sợi của giáp - thông số chính về sức cản của đạn. Nó chỉ ra rằng bạn có thể làm mà không có một tỷ lệ đáng kể các nguyên tố hợp kim bằng cách chỉ cần thay đổi tốc độ làm mát của áo giáp trong quá trình dập tắt. Nhưng điều này rất đơn giản trong từ ngữ - các nhà luyện kim đã phải thực hiện bao nhiêu thí nghiệm sơ bộ và nấu chảy, chỉ có các kho lưu trữ được phân loại hiện nay mới có thể biết được.
Tại Nhà máy luyện kim Magnitogorsk năm 1941, người ta đã thu được những nguyên mẫu đầu tiên của thép 49C, có chất lượng không thua kém loại áo giáp truyền thống thời “tiền chiến”. Đặc biệt, trận pháo kích của pháo 76 ly đã hoàn toàn tuân thủ các yêu cầu kỹ chiến thuật đối với xe tăng. Và kể từ năm 1942, chỉ có áo giáp mang tên 49C được sử dụng cho dòng KV. Điều đáng nhớ là việc tiêu thụ crom, molypden và niken đã giảm đáng kể.
Việc tìm kiếm các công thức áo giáp mới cho các thiết bị hạng nặng không kết thúc ở đó. Năm 1942, thép GD-63-3 được “hàn”, hoàn toàn không có crôm và niken khan hiếm. Ở một mức độ nào đó, niken đã được thay thế bằng mangan - tỷ trọng của nó tăng hơn ba lần (lên đến 1,43%). Nguyên mẫu của bộ giáp mới đã được bắn ra. Và hóa ra chúng khá phù hợp để sử dụng hàng loạt trong thiết kế của KV. Nhưng xe tăng Klim Voroshilov với lớp giáp cứng trung bình đã nghỉ hưu. Và vị trí của những chiếc xe hạng nặng được đảm nhiệm bởi những chiếc xe "Joseph Stalin" với lớp giáp có độ cứng cao.
Giáp cán 51C
Nếu áo giáp 70L cho tháp pháo IS-2 có thể được đúc, thì thủ thuật này không hiệu quả với các bộ phận thân của xe tăng. Tại đây, các kỹ sư phải đối mặt với hai vấn đề cùng một lúc - đó là việc tạo ra lớp giáp có độ cứng cao với độ dày lớn và sự cần thiết phải hàn nó thành một thân tàu hoàn thiện.
Tất cả những ai quan tâm có lẽ đã biết về các vấn đề gây ra bởi quá trình hàn giáp T-34 - có khả năng cao bị nứt ở khu vực mối hàn. IS-2 không phải là ngoại lệ. Và cơ thể của nó ban đầu được cho là được nấu từ các bộ phận cuối cùng đã được xử lý nhiệt.
Nhận thấy những khó khăn và nguy hiểm mà một giải pháp công nghệ như vậy sẽ mang lại trong hoạt động quân sự, các chuyên gia TsNII-48 đã thay đổi chu kỳ sản xuất xe tăng. Kết quả là, vào năm 1943, tại Nhà máy Chế tạo Máy hạng nặng Ural và Nhà máy Chelyabinsk số 200, thân tàu IS-2 đã được quyết định nấu từ các tấm giáp chỉ trải qua kỳ nghỉ cao sau khi lăn bánh. Đó là, trên thực tế, thân của một chiếc xe tăng hạng nặng được lắp ráp từ thép "thô". Điều này làm giảm đáng kể các khuyết tật hàn trên áo giáp cán có độ cứng cao 51C.
Quá trình xử lý nhiệt cuối cùng bằng cách nung nóng trước khi dập tắt đã được thực hiện trên thân xe hàn của bể, trước đó đã tăng cường sức mạnh cho nó bằng các thanh chống bên trong. Xác được giữ trong lò trong ba giờ. Và sau đó, trên các thiết bị đặc biệt, chúng được chuyển đến một bể dập tắt nước và giữ trong đó trong 15 phút. Hơn nữa, nhiệt độ nước trong bể dập tắt tăng từ 30 đến 55 ° C. Nhiệt độ bề mặt của cơ thể sau khi được đưa ra khỏi nước là 100–150 ° С. Và điều đó không phải tất cả.
Sau khi làm nguội, cơ thể ngay lập tức được tôi luyện thấp trong lò tuần hoàn ở nhiệt độ 280–320 ° С và được giữ lại sau khi đạt đến nhiệt độ này trong 10–12 giờ. Việc ủ thấp các tháp đúc từ áo giáp 70L cũng được thực hiện theo cách tương tự. Điều thú vị là, việc kiểm soát vết nứt trên thân tàu IS-2 thử nghiệm kéo dài trong 4 tháng, khi những chiếc xe tăng sản xuất đầu tiên rời cổng nhà máy.
Thành phần hóa học
Loại giáp cán 51C đã trở thành loại chính của IS-2, ISU-122 và ISU-152 là gì? Nó là một loại thép cứng sâu cho độ dày áo giáp lớn với thành phần hóa học sau (%):
C 0, 18–0, 24
Mn 0, 70–1, 0
Si 1, 20–1, 60
Cr 1, 0–1, 5
Ni 3,0-3,8
Tháng 0, 20–0, 40
P ≤0.035
S ≤0.035.
So với áo giáp đúc 70L, thép cuộn 51C có tỷ lệ molypden và niken cao hơn, đảm bảo tăng độ cứng lên đến 200 mm. Khi thân xe tăng hạng nặng được bắn đạn pháo 88 mm, lớp giáp có độ cứng cao vượt trội hơn hẳn về độ bền so với lớp giáp có độ cứng trung bình. Vấn đề đặt giáp cán 51C đã được giải quyết ngay lập tức.
Hàn thông minh
Một đóng góp quan trọng vào sự thành công của quá trình phát triển sản xuất áo giáp của xe tăng dòng IS được thực hiện bằng cách hàn thép tự động dưới một lớp chất trợ dung. Vì không thể chuyển toàn bộ quy trình sản xuất vỏ tàu bọc thép sang hàn như vậy vào đầu năm 1944, các kỹ sư đã tập trung vào việc tự động hóa các đường nối mở rộng và nạp cơ học nhất.
Tại nhà máy Chelyabinsk số 200, trong quá trình lắp ráp thân xe tăng hạng nặng IS-2, chỉ có 25% các mối hàn có thể được tự động hóa. Đến giữa năm 1944, Tankograd đã có thể tự động hóa 18% trong tổng số 25% mối hàn có thể có. Tổng chiều dài các đường hàn dọc thân xe tăng hạng nặng IS-2 là 410 mét đường chạy, trong đó 80 mét đường chạy được thực hiện bằng phương pháp hàn tự động.
Kết quả này đã giúp tiết kiệm đáng kể nguồn tài nguyên khan hiếm và điện năng. Có thể giải phóng tối đa 50 thợ hàn thủ công có trình độ (chi phí lao động của họ lên tới 15.400 giờ công) và tiết kiệm 48.000 kilowatt giờ điện. Giảm tiêu thụ điện cực (khoảng 20.000 kg, Austenit - 6.000 kg), oxy (1.440 mét khối).
Thời gian dành cho việc hàn cũng đã được giảm đáng kể. Ví dụ: hàn đáy và hộp tháp pháo sang hai bên với đường nối dài 16 mét mất 9,5 giờ lao động ở chế độ thủ công và chỉ 2. Một đường nối có chiều dài tương tự nối đáy với các cạnh của thân xe tăng ở chế độ tự động. 3 giờ công (trong hướng dẫn sử dụng ngay 11, 4). Đồng thời, những người thợ hàn có tay nghề cao có thể được thay thế bằng những người lao động phổ thông trong hàn tự động.
Ural SAGs
Nhà nghiên cứu ngành công nghiệp xe tăng Liên Xô, ứng cử viên khoa học lịch sử Zapariy Vasily Vladimirovich từ Viện Lịch sử và Khảo cổ học thuộc Chi nhánh Ural của Viện Hàn lâm Khoa học Nga trong một tác phẩm của ông đã mô tả rất chi tiết các đơn vị hàn tự động được sử dụng trong Ural để bọc thép sản xuất thân tàu.
Phổ biến nhất là súng trường tấn công kiểu "ACC" với đầu Bushtedt. Có tám công trình như vậy tại Uralmash. Tốc độ cấp dây trong máy này phụ thuộc vào điện áp trong hồ quang. Nó yêu cầu 5 tổ máy, bao gồm 3 động cơ điện động học và 1 động cơ-máy phát.
Vào giữa năm 1943, máy hàn SA-1000 được thiết kế cho nhu cầu của xe tăng hạng nặng IS-2. Hoặc máy hàn có công suất lên đến 1000 A.
Để thành thạo việc sản xuất vỏ bọc thép cho xe tăng hạng nặng IS-3 mới của Chelyabinsk, các kỹ sư của nhà máy vào năm 1944 đã thiết kế bộ máy "SG-2000". Máy này được thiết kế để làm việc với các dây hàn carbon thấp có đường kính lớn hơn (6–8 mm) và được ứng dụng trong sản xuất tháp IS-3. Việc lắp đặt có một bộ phân phối để đưa một thành phần đặc biệt (nhiều ferroalloys khác nhau) vào phần mối hàn để khử oxy (khôi phục) kim loại trong đó. Tổng cộng, trên nguyên tắc tự điều chỉnh của hồ quang hàn tại UZTM, đến năm 1945, 9 thiết bị hàn tự động gồm ba loại đã được tạo ra: "SA-1000", "SG-2000", "SAG" ("Hàn tự động cái đầu").
Đẹp hơn áo giáp của Đức
Kết quả của toàn bộ câu chuyện với lớp giáp của xe tăng hạng nặng IS là sự phát triển nhanh chóng đáng ngạc nhiên của một công thức thép vượt qua giáp Đức về các đặc tính kỹ chiến thuật của nó. TsNII-48 nhận được thép cứng 120 mm, độ dày của chúng, nếu cần, có thể tăng lên 200 mm.
Đây trở thành nền tảng chính cho sự phát triển của dòng xe tăng hạng nặng của Liên Xô thời hậu chiến.
