Čakanie na vojnu
Problémy s výrobou tankov v Sovietskom zväze v 20. a 30. rokoch 20. storočia, súvisiace predovšetkým s nedostupnosťou priemyslu, boli čiastočne vysvetlené zaostávaním obrneného priemyslu. Začiatkom roku 1932 už len dva z plánovaných štyroch podnikov vedeli taviť a valiť brnenie. Išlo o továrne Izhora a Mariupol. Vzhľadom na neprimerane vysoké požiadavky na rýchlosť výroby (to bolo znakom tej doby) tieto továrne chronicky zaostávali za plánmi. Takže v jednom z najstarších podnikov v krajine, závod Izhora v meste Kolpino, za rok dokázali zvládnuť iba 38% plánu a v Mariupole v závode Ilyich - iba jednu štvrtinu. Do značnej miery to bolo spôsobené výrobou komplexných cementovaných heterogénnych brnení, ktoré vedeli, ako sa u nás od roku 1910 vyrábajú. Podobný typ panciera bol požadovaný aj na vydržanie projektilov a striel s ostrou hlavou, ktoré obvyklá homogénna stredná a nízka tvrdosť neposkytovala. V tej dobe bolo cementované brnenie rozdelené do dvoch tried: nízko temperované jednostranne cementované s dostatočne tvrdou zadnou stranou a v druhej verzii so stredne tvrdou zadnou stranou. V zásade na výrobu takýchto „sendvičov“bola potrebná chróm-molybdénová a chróm-nikel-molybdénová oceľ, ktorá vyžadovala vzácne dovážané aditíva ferozliatiny. Hlavným legujúcim prvkom týchto ocelí bol chróm (1, 5–2, 5%), ktorý podporuje intenzívne nauhličovanie a dosiahnutie vysokej tvrdosti cementovanej vrstvy po kalení. Pokus o použitie domáceho mangánu a kremíka na cementovanú oceľ namiesto dovážaného chrómu priniesol negatívny výsledok. Pri legovaní s mangánom sa ukázalo, že oceľ je náchylná k rastu zrna pri teplote nauhličovania (920 - 950 stupňov Celzia), najmä pri dlhých expozíciách potrebných na nauhličovanie do veľkej hĺbky. Oprava karburizovanej vrstvy prehriatej počas cementácie predstavovala značné ťažkosti a bola spojená s potrebou použiť viacnásobnú rekryštalizáciu, ktorá spôsobila výraznú dekarbonizáciu cementovanej vrstvy a plošných vývodov, a bola tiež ekonomicky nerentabilná. Napriek tomu až do začiatku 30. rokov sa cementované brnenie používalo v letectve aj pri stavbe tankov. V lietadlách boli cementované pancierové dosky až do hrúbky 13 mm, podobne ako pancierové tanky do 30 mm. Došlo tiež k vývoju nepriestrelného 20 mm cementovaného brnenia, ktoré nepresahovalo experimentálny vývoj. Také brnenie muselo byť rozhodne masívne, čo si na rozvoj výroby vyžadovalo obrovské zdroje.
Napriek takýmto ťažkostiam s výrobou cementovaného panciera bol trup tanku T-28 takmer úplne vyrobený. Postupne však domáci priemysel opustil technológie na cementovanie pancierových platní, a to hlavne kvôli extrémne vysokým odmietnutiam. Vzhľadom na výrobné plány požadované vládou a špecializovanými ľudovými komisariátmi to nebolo nič prekvapujúce. Závod Izhora bol prvým, ktorý prešiel na nové brnenie, pretože zvládol tavenie vysoko tvrdého chróm-kremičito-mangánového panciera „PI“. V Mariupole zvládli heterogénny mangánový „MI“. Krajina postupne prešla na vlastné skúsenosti s navrhovaním brnenia. Do tej doby bol založený na zahraničných technológiách (hlavne britských). Odmietnutie cementovania brnenia spôsobilo, že plechy boli hrubšie s rovnakým odporom panciera. Takže namiesto cementovaného panciera 10 a 13 mm musel byť trup T-26 zváraný z 15 mm plechov z ocele Izhora „PI“. V tomto prípade bol tank ťažký 800 kilogramov. Treba poznamenať, že prechod z drahej cementovanej ocele na relatívne lacné homogénne pancierové technológie sa vo vojne ukázal ako veľmi užitočný. Ak by sa to nestalo v predvojnových rokoch, rozvoj tavenia a valcovania drahých typov brnení by bol vzhľadom na evakuáciu podnikov v rokoch 1941-1942 nepravdepodobný.
Od predvojnových rokov zohral hlavnú úlohu pri hľadaní a výskume nových typov brnení „Armor Institute“TsNII-48, ktorý je teraz známy ako NRC „Kurchatov Institute“-TsNII KM „Prometheus“. Tím inžinierov a vedcov TsNII-48 určil hlavné smery domáceho zbrojného priemyslu. V poslednom desaťročí pred vojnou sa vážny problém prejavil v zahraničí v podobe priebojného delostrelectva kalibrov od 20 do 50 mm. To prinútilo vývojárov hľadať nové recepty na pancier na varenie.
Narodenie 8C
Vymeňte cementované brnenie odolné voči projektilom a guľkám s ostrou hlavicou na ľahkých a stredne obrnených vozidlách iba za oceľ s vysokou tvrdosťou. A to úspešne zvládli domáci hutníci. Trupy obrnených vozidiel BA-10, ľahké tanky T-60 (hrúbka panciera 15 mm, čelné-35 mm), T-26 (hrúbka panciera 15 mm) a samozrejme stredné tanky T-34 (hrúbka panciera 45 mm). Nemci mali tiež prioritu brnenie s vysokou tvrdosťou. V skutočnosti všetky brnenia (počínajúc pechotnými prilbami a končiac leteckými ochrannými štruktúrami) nakoniec získali vysokú tvrdosť a nahradili cementovanú. Azda len ťažké KV si mohli dovoliť pancier strednej tvrdosti, ale na to sa muselo doplatiť väčšou hrúbkou plechov a konečnou hmotnosťou tanku.
Pancierová oceľ 8C, základ protitankovej obrany tanku T-34, sa stala skutočnou korunou kreativity domácich hutníkov. Je potrebné poznamenať, že výroba panciera 8C v predvojnových rokoch a počas Veľkej vlasteneckej vojny boli dva vážne odlišné procesy. Aj pre predvojnový priemysel Sovietskeho zväzu bola výroba 8C zložitým a nákladným procesom. Dokázali to úspešne zvládnuť iba v Mariupole. Chemické zloženie 8C: C - 0,22-0,28%, Mn - 1,0-1,5%, Si - 1,1-1,6%, Cr - 0,7-1,0%, Ni - 1,0-1,5%, Mo - 0,15-0,25%, P - menej ako 0,035% a S - menej ako 0,03%. Na tavenie boli potrebné pece s otvoreným ohniskom s objemom až 180 ton, ktoré nalievali budúce brnenie do relatívne malých foriem, každá s hmotnosťou 7,4 tony. Deoxidácia kvapalnej zliatiny (odstránenie prebytočného kyslíka) v peci sa uskutočňovala nákladným difúznym spôsobom s použitím uhlíka alebo kremíka. Hotový ingot bol vybratý z formy a stočený, potom nasledovalo pomalé chladenie. V budúcnosti sa budúci pancier opäť zahrial na 650-680 stupňov a chladil vzduchom: boli to vysoké prázdniny, navrhnuté tak, aby poskytovali oceli plasticitu a znižovali krehkosť. Až potom bolo možné oceľové plechy podrobiť mechanickému spracovaniu, pretože následné kalenie a nízke popúšťanie pri 250 stupňoch ho robilo príliš tvrdým. V skutočnosti bolo po konečnom procese kalenia pomocou 8C ťažké urobiť niečo iné, ako z neho zvárať telo. Ale aj tu nastali zásadné ťažkosti. Značné vnútorné zváracie napätia vyplývajúce z nízkej ťažnosti pancierového kovu 8C, najmä s jeho nízkou kvalitou, čo vedie k tvorbe trhlín, ktoré sa postupom času často zvyšujú. Praskliny okolo švíkov sa môžu vytvárať aj 100 dní po výrobe nádrže. To sa počas vojny stalo skutočnou pohromou budovy tankov Sovietskeho zväzu. A v predvojnovom období bolo najefektívnejším spôsobom, ako zabrániť vzniku trhlín pri zváraní panciera 8C, použitie predbežného lokálneho ohrevu zváracej zóny na teplotu 250-280 stupňov. Na tento účel TsNII-48 vyvinul špeciálne induktory.
8C nebol jediným druhom ocele pre pancierovanie T-34. Tam, kde bola príležitosť, bola vymenená za iné, lacnejšie odrody. V predvojnovom období vyvinul TsNII-48 štrukturálne pancierovanie 2P, ktorého výroba výrazne ušetrila energiu a zjednodušila valcovanie plechu. Chemické zloženie 2P: C - 0,23-0,29%, Mn - 1,2-1,6%, Si - 1,2-1,6%, Cr - menej ako 0,3%, Ni - menej ako 0, 5%, Mo - 0,15-0,25%, P - menej ako 0,035% a S - menej ako 0,03%. Ako vidíte, hlavné úspory boli v nedostatku niklu a chrómu. Súčasne veľmi tesné tolerancie na prítomnosť fosforu a síry zostali nezmenené pre 2P, čo bolo samozrejme ťažké dosiahnuť, najmä vo vojne. Napriek všetkým zjednodušeniam, konštrukčné pancierovanie z 2P ocele stále prešlo tepelným spracovaním - kalením a vysokým popúšťaním, ktoré výrazne zaťažilo tepelné vybavenie potrebné na tepelné spracovanie kritickejších pancierových častí nádrží a taktiež výrazne zvýšilo výrobný cyklus. Špecialisti TsNII-48 boli počas vojny schopní vyvinúť technológie na získavanie podobných ocelí, ktorých výroba uvoľnila zdroje pre hlavné brnenie 8C.
