Zbroja wygrywa
Wśród całej różnorodności technologii obronnych Związku Radzieckiego podczas Wielkiej Wojny Ojczyźnianej szczególnie postępowa była produkcja pancerna. W poprzedniej części opowieści mówiliśmy o dość szybkim wzroście możliwości krajowego hutnictwa obronnego w okresie przedwojennym.
Po stworzeniu pancerza o wysokiej twardości 8C radziecki przemysł jednym szarpnięciem zredukował planowane opóźnienie w stosunku do światowych trendów. Jak wiadomo, nie wszystkim fabrykom czołgów udało się sprostać trudnym warunkom topienia i utwardzania takiego pancerza, co negatywnie wpłynęło na jakość T-34. Niemniej jednak w większości przypadków pancerz 8C spełniał wymagania czołgów średnich z II wojny światowej.
Niestety nie można było tego powiedzieć w przypadku czołgów ciężkich serii KV. Taktyczne cechy pancernego kadłuba KV o grubości 75 mm wykazały jego zadowalającą odporność jedynie na 37-mm pociski niemieckiej artylerii. Pod ostrzałem pocisków 50 mm, ciężki czołg domowy przebił się przez nos z pociskami podkalibrowymi, a także pociskami przeciwpancernymi z boków i rufy.
Do 1943 r. doszło do sytuacji, w której Armia Czerwona faktycznie nie miała czołgu ciężkiego zdolnego oprzeć się większości niemieckiej artylerii. A już, gdy Niemcy mieli 88-mm wersje działa przeciwlotniczego na czołgach i przeciwpancernych dział samobieżnych, sytuacja stała się całkowicie krytyczna. Pancerz o średniej twardości w klasach 49C i 42C dla KV zdecydowanie nie radził sobie z pociskami wroga. Jeśli w przypadku T-34 były próby dodatkowej osłony, w szczególności w fabryce Krasnoye Sormowo, to już nie można było uratować KV - potrzebny był całkowicie nowy pancerz.
TsNII-48, czyli Instytut Pancerny, odegrał kluczową rolę w rozwoju uzbrojenia domowego w okresie przedwojennym i podczas Wielkiej Wojny Ojczyźnianej. Został założony w 1939 roku przez metalowca Andrieja Siergiejewicza Zawiałowa i wniósł ogromny wkład w ewolucję budowy czołgów domowych.
Jednak jeszcze przed otwarciem TsNII-48 trwały intensywne prace naukowe i praktyczne w dziedzinie stali wojskowych. Tak więc w Kombinacie Metalurgicznym Magnitogorsk „Biuro Specjalne” pojawiło się w 1932 roku. Do głównych zadań biura należała analiza wytopów eksperymentalnych, badanie reżimu temperaturowego hartowania i odpuszczania stali dla wojska. To właśnie w biurze Magnitogorsk wyprodukowano kluczowe części do wyrzutni rakiet Katiusza.
Po uzyskaniu przez biuro oficjalnego statusu „pancernych” w sierpniu 1941 r., akta osobowe wszystkich pracowników zostały utajnione. Na przykład nadal nie ma możliwości prześledzenia losów inżyniera K. K. Neylanda, jednego z twórców opancerzenia czołgów.
Dlaczego tak duży nacisk kładzie się na Kombinat Magnitogorsk? Ponieważ to właśnie tutaj w 1943 roku trwały wiele miesięcy pracy nad opracowaniem nowego pancerza dla czołgów IS, ale o tym później.
O znaczeniu Magnitogorska świadczy fakt, że zakład wytopił zbroję dla co drugiego radzieckiego czołgu okresu wojny. Jednocześnie przed wojną miejscowi metalurdzy w ogóle nie specjalizowali się w zbrojach. W przedwojennym asortymencie znajdowały się wyłącznie wysokiej jakości i czysto pokojowe stale węglowe. Zakład nie posiadał „kwaśnych” pieców martenowskich (specyficznych dla pancerzy 8C) i nie było ani jednego hutnika, który pracowałby przy „kwaśnych” piecach.
Z początkiem wojny zakład otrzymał polecenie pilnego zorganizowania produkcji zbroi. Hutnicy, przy pomocy przybyłych z zakładu w Iżorze pracowników TsNII-48, w krótkim czasie opanowali wytop stali pancernej w piecach martenowskich głównych o wadze 150, 185 i 300 ton, czego nigdzie nie robiono. świat. W ciągu czterech lat wojny metalurdzy z Magnitogorska opanowali 100 nowych gatunków stali dla przemysłu wojskowego, a także zwiększyli udział stali wysokogatunkowych i stopowych w całkowitym wytopie do 83%.
Zakład stale się rozwijał – w trakcie budowy oddano do użytku 2 wielkie piece i 5 pieców martenowskich, 2 walcownie, 4 baterie koksownicze, 2 taśmy spiekalnicze oraz kilka nowych sklepów. 28 lipca 1941 r. po raz pierwszy na świecie walcowano na kwitnącym młynie blachę pancerną, która pierwotnie nie była do tego przeznaczona.
W trudnych czasach pierwszych miesięcy wojny to właśnie Magnitogorski Kombinat Metalurgiczny poradził sobie z rządowym zadaniem zorganizowania produkcji pancernej dwa miesiące wcześniej. To był naprawdę wyczyn, biorąc pod uwagę, jak często sowieckie fabryki w 1941 roku udaremniały plany produkcyjne. Dlatego to właśnie w Magnitogorsku jesienią powstał największy obóz pancerny w kraju z ewakuowanych Zakładów Pancernych Mariupol Iljicz. Aparat ten znacznie lepiej nadawał się do produkcji zbroi walcowanych niż cywilne kwitnienie. Biorąc pod uwagę udane doświadczenia w dziedzinie produkcji pancernej, to właśnie w Magnitogorsku w 1943 r. specjaliści TsNII-48 kierowani przez A. S. Zavyalova zostali wysłani w celu stworzenia nowego pancerza dla czołgów serii IS i ciężkich dział samobieżnych.
Solidny pancerz do czołgów ciężkich
Szef Instytutu Pancernego Zawiałow wspominał czas spędzony w Magnitogorsku:
„To była praca. Spaliśmy na stołach w „pancernym biurku”, porośniętym zarostem po same oczy… Podobno byliśmy jeszcze dobrymi eksperymentatorami. I wtedy zrozumieli, co by się stało, gdyby front pozostał bez ciężkich czołgów. Ale nie został”.
Początkowym tematem prac był odlewany pancerz czołgu IS-2, który miał wytrzymać niemiecką artylerię dużego kalibru 75-88 mm. W celu uproszczenia produkcji czołgu odlano do 60% jego węzłów, a odlany pancerz był początkowo gorszy od katany. Postanowiono stworzyć zbroję o wysokiej twardości, którą później nazwano 70L. Eksperymentalne płyty zostały ostrzelane przez niemiecką 88-mm armatę przeciwlotniczą z ostrą głowicą przebijającą pancerz heterogenicznym pociskiem. Okazało się, że 100-milimetrowy pancerz o wysokiej twardości dla IS-2 nie jest gorszy pod względem wytrzymałości od walcowanego średniotwardego pancerza o grubości 110 mm. Nietrudno ocenić, jak bardzo uprościło to techniczny proces produkcji i odciążyło kadłub czołgu.
Ostrzał eksperymentalnych wież, wykonanych według opracowanej technologii metodą odlewania o grubości 100-120 mm, prowadzono już z krajowej armaty przeciwlotniczej 52-K kalibru 85 mm. Jak stwierdzono w jednym z raportów TsNII-48:
„W wyniku ostrzału wieża po prawej burcie została trafiona 12 pociskami przeciwpancernymi o wysokiej dokładności rażenia, co nie doprowadziło do poważnych zniszczeń. Po jedenastej, a zwłaszcza dwunastej zmianie (w odległości nie większej niż 1,5 kalibru od dziesiątej do krawędzi) uzyskano krawędź, powstanie pęknięcia między zmianami i powstanie nieregularnych otworów. W trakcie dalszych testów podczas strzelania z lewej burty i rufy wieży pociskami przeciwpancernymi 88 mm (łącznie 17 strzałów) wszystkie uszkodzenia były lepkie (14 wgnieceń, dwa uszkodzenia przelotowe, jeden otwór z pocisku kalibru), pęknięcia nie rozwinęły się po trafieniu w prawą burtę”.
Następnie uzyskano próbki odlewanego pancerza 70L o grubości do 135 mm, których liczne testy ogniowe z krajowymi pociskami 85 mm (oczywiście niemieckimi już nie wystarczały) potwierdziły słuszność obranej ścieżki rozwoju. Gdy kąty konstrukcyjne części są mniejsze niż 60 stopni w stosunku do horyzontu, odlewany pancerz o dużej twardości ze stali 70L pod względem odporności pancerza stał się równoważny pancerzowi walcowanemu o tej samej grubości.
Ale nie wszystko było takie różowe. Kiedy badacze wystrzelili pancerz o wysokiej twardości z pociskami 105 mm (ostrą głowicą przeciwpancerną) i porównali go z podobnym pancerzem o średniej twardości, okazało się, że nowy pancerz był gorszy od klasycznego pod każdym kątem kontaktu z amunicją. Wrogie kalibry 105 mm nie były powszechne na polu bitwy, więc ta wada nie odegrała decydującej roli przy wyborze typu nowego pancerza dla czołgów.
Wadą jest stosunkowo niska przeżywalność pancerza o wysokiej twardości w porównaniu do pancerza o średniej twardości - w końcu solidny pancerz był bardziej podatny na pękanie podczas masowego ostrzału. Ale produkcja pancerza o wysokiej twardości przez odlewanie zwiększyła przeżywalność stali w stosunku do pancerza o średniej twardości. Wynikało to z braku rozwarstwienia w metalu i większej sztywności konstrukcji części kadłuba i wieży. Manewrując między tak sprzecznymi parametrami specjaliści TsNII-48 wraz z metalurgami z Magnitogorska przywoływali jednak na myśl pancerz 70L i polecali go do odlewanych elementów (przede wszystkim wież) czołgów ciężkich i dział samobieżnych.
Skład chemiczny (%):
C 0, 18 - 0, 24
Mn 0,70 - 1,0
Si 1, 20 - 1, 60
Cr 1, 0 - 1, 5
Ni 2, 74 - 3, 25
pon 0, 20 - 0, 30
P ≤0,035
S ≤0,030.
W historycznej serii publikacji "Problemy Materiałoznawstwa", przygotowanej przez naukowców NRC "Instytut Kurczatowa" - TsNII KM "Prometey", opisano główny proces technologiczny obróbki cieplnej odlewanych wież czołgu IS-2. Zgodnie z nią przede wszystkim nastąpiło wysokie odpuszczanie w temperaturze 670 ± 10°C z narażeniem 5 min na 1 mm przekroju maksymalnej grubości (stosowane po wyjęciu odlewu z formy). Następnie po obróbce mechanicznej przeprowadzono hartowanie z ogrzewaniem w temperaturze 940 ± 10 ° С z utrzymywaniem w tej temperaturze przez 3–3,5 min na 1 mm przekroju, chłodzeniem w wodzie (30–60 ° С) do 100–150 ° C. Kolejnym etapem jest niskie odpuszczanie w piecach azotowych lub elektrycznych z dobrą cyrkulacją w temperaturze 280–320 ° C. I wreszcie utrzymywanie w temperaturze odpuszczania w wannach saletry przez co najmniej 4 minuty na 1 mm przekroju, podczas odpuszczania w piecach co najmniej 6 min/mm.
W efekcie powstał nowoczesny pancerz do czołgów ciężkich, pozwalający na walkę na równych warunkach z hitlerowskim menażerią. W przyszłości IS-3 otrzyma ochronę opancerzenia, której nie będzie się bał strzał z osławionego 88-mm armaty w czoło ze 100 metrów.
Ale to nieco inna historia.
