La guerra è nota per essere il miglior motore del progresso. L'industria dei carri armati dell'Unione Sovietica ha compiuto un vertiginoso salto di qualità in pochi anni di guerra. La vera corona di questo erano i serbatoi della serie IS.
Ricette Magnitogorsk
Nella parte precedente della storia, si trattava dell'armatura fusa ad alta durezza da 70 litri utilizzata per le torrette dei carri armati IS. Gli sviluppatori di armature di TsNII-48 erano lontani dalla prima esperienza nella creazione di protezioni per carri armati pesanti.
Prima del Kursk Bulge, che divenne un catalizzatore per lo sviluppo della costruzione di carri pesanti domestici, l'oggetto principale della modernizzazione era il carro armato KV. Inizialmente, tutto il lavoro mirava a ridurre la proporzione di scarsi additivi di lega nella composizione dell'armatura. Anche il nome in TsNII-48 ne ha trovato uno appropriato: acciaio legato economicamente. L'armatura originale del marchio FD-7954, con la quale il carro armato KV entrò nella Grande Guerra Patriottica, conteneva, secondo i requisiti tecnici, fino allo 0,45% di molibdeno, 2,7% di nichel e cromo.
Alla fine del 1941, un gruppo di ricercatori guidati da Andrei Sergeevich Zavyalov presso l'Armored Institute creò una ricetta per l'acciaio FD-6633 o 49C, in cui il molibdeno non richiedeva più dello 0,3%, il cromo - fino al 2,3% e il nichel - fino all'1,5%. Considerando che i carri armati della serie KV dalla seconda metà del 1941 al 1943 furono raccolti circa 4mila esemplari, si può immaginare l'ammontare del risparmio reale nella lega dei metalli.
Il segreto del successo
Il segreto del successo dei metallurgisti risiede nello studio dei parametri della formazione della frattura fibrosa dell'armatura - il parametro principale della resistenza ai proiettili. Si è scoperto che puoi fare a meno di una proporzione significativa di elementi di lega semplicemente cambiando la velocità di raffreddamento dell'armatura durante l'estinzione. Ma questo è semplice a parole: quanti esperimenti preliminari e fonderie hanno dovuto fare i metallurgisti, solo gli archivi ora classificati saranno in grado di dirlo.
Nello stabilimento metallurgico di Magnitogorsk nel 1941 furono ottenuti i primi prototipi di acciaio 49C, che non erano inferiori alla tradizionale armatura "prebellica". In particolare, il bombardamento del cannone da 76 mm ha mostrato la piena conformità ai requisiti tattici per il carro armato. E dal 1942, per la serie KV è stata utilizzata solo l'armatura con il nome 49C. Vale la pena ricordare che il consumo di cromo, molibdeno e nichel è notevolmente diminuito.
La ricerca di nuove formulazioni di armature per equipaggiamenti pesanti non è finita qui. Nel 1942 l'acciaio GD-63-3 fu “saldato”, completamente privo di cromo e nichel scarsi. In una certa misura, il nichel è stato sostituito dal manganese: la sua quota è aumentata più di tre volte (fino all'1,43%). Furono sparati prototipi della nuova armatura. E si sono rivelati abbastanza adatti per l'uso di massa nella progettazione del KV. Ma i carri armati Klim Voroshilov con armatura di media durezza si stavano ritirando. E il posto dei veicoli pesanti è stato preso da veicoli "Joseph Stalin" con armature ad alta durezza.
Armatura arrotolata 51C
Se è stato possibile lanciare l'armatura da 70 litri per la torretta IS-2, questo trucco non ha funzionato con le parti dello scafo del carro armato. Qui, gli ingegneri hanno affrontato due problemi contemporaneamente: la creazione di armature ad alta durezza di grande spessore e la necessità di saldarle in uno scafo finito.
Tutti coloro che sono interessati probabilmente sono già a conoscenza dei problemi causati dalla saldatura dell'armatura T-34: c'è un'alta probabilità di fessurazione nell'area delle saldature. L'IS-2 non ha fatto eccezione. E il suo corpo doveva essere originariamente cotto da parti infine trattate termicamente.
Rendendosi conto delle difficoltà e dei pericoli che una tale soluzione tecnologica comporterebbe in un'operazione militare, gli specialisti di TsNII-48 hanno cambiato il ciclo di produzione dei carri armati. Di conseguenza, nel 1943, presso l'Ural Heavy Machine Building Plant e lo stabilimento di Chelyabinsk n. 200, lo scafo IS-2 fu deciso di essere cotto da piastre corazzate che avevano passato solo una vacanza alta dopo il rotolamento. Cioè, in effetti, lo scafo di un carro pesante era assemblato in acciaio "grezzo". Ciò ha notevolmente ridotto i difetti di saldatura sull'armatura laminata ad alta durezza 51C.
Il trattamento termico finale mediante riscaldamento prima della tempra è stato effettuato già sul corpo saldato del serbatoio, previamente rinforzato con puntoni interni. Il corpo è stato tenuto in forno per tre ore. E poi, su dispositivi speciali, sono stati trasferiti in un serbatoio di spegnimento dell'acqua e conservati per 15 minuti. Inoltre, la temperatura dell'acqua nella vasca di tempra è salita da 30 a 55 ° C. La temperatura superficiale del corpo dopo essere stata rimossa dall'acqua era di 100–150 ° С. E non è tutto.
Dopo l'estinzione, il corpo è stato immediatamente sottoposto a bassa tempra in un forno a circolazione a una temperatura di 280-320 ° con mantenimento dopo aver raggiunto questa temperatura per 10-12 ore. La tempra a bassa temperatura delle torri in ghisa dall'armatura da 70 litri è stata eseguita in modo simile. È interessante notare che il controllo delle crepe negli scafi sperimentali IS-2 è durato quattro mesi, quando i primi serbatoi di produzione hanno lasciato i cancelli della fabbrica.
Composizione chimica
Qual era l'armatura arrotolata 51C che divenne la principale per IS-2, ISU-122 e ISU-152? È un acciaio a tempra profonda per armature di grosso spessore con la seguente composizione chimica (%):
DO 0, 18–0, 24
Mn 0, 70–1, 0
Si 1, 20–1, 60
Cr 1, 0–1, 5
Ni 3.0-3.8
Lu 0, 20–0, 40
P 0.035
S 0.035.
Rispetto all'armatura fusa 70L, l'acciaio laminato 51C aveva una percentuale maggiore di molibdeno e nichel, che garantiva un aumento della temprabilità fino a 200 mm. Quando gli scafi dei carri armati pesanti sono stati sparati con proiettili da 88 mm, si è scoperto che l'armatura di elevata durezza era molto superiore in termini di durata ai suoi predecessori di media durezza. Il problema del posizionamento dell'armatura arrotolata 51C è stato risolto immediatamente.
Saldatura intelligente
Un importante contributo al successo dello sviluppo della produzione di armature dei serbatoi della serie IS è stato dato dalla saldatura automatica dell'acciaio sotto uno strato di flusso. Poiché all'inizio del 1944 era impossibile trasferire l'intero processo di produzione di uno scafo corazzato di un carro armato a tale saldatura, gli ingegneri si sono concentrati sull'automazione delle cuciture più estese e caricate meccanicamente.
Nello stabilimento n. 200 di Chelyabinsk, nel processo di assemblaggio dello scafo del carro pesante IS-2, è stato possibile automatizzare solo il 25% di tutte le saldature. A metà del 1944, Tankograd era in grado di automatizzare il 18% di tutto il possibile 25% di saldature. La lunghezza totale delle cuciture saldate lungo lo scafo del carro pesante IS-2 era di 410 metri lineari, di cui 80 metri lineari eseguiti con il metodo di saldatura automatizzata.
Questo risultato ha portato a un notevole risparmio di risorse scarse ed elettricità. È stato possibile liberare fino a 50 saldatori manuali qualificati (il loro costo del lavoro è pari a 15.400 ore uomo) e risparmiare 48.000 chilowattora di elettricità. Diminuzione del consumo di elettrodi (circa 20.000 kg, austenitici - 6.000 kg), ossigeno (di 1.440 metri cubi).
Anche il tempo dedicato alla saldatura è stato notevolmente ridotto. Ad esempio, la saldatura del fondo e della torretta ai lati con una cucitura di sedici metri ha richiesto 9,5 ore di lavoro in modalità manuale e solo 2. Una cucitura di lunghezza simile che collega il fondo ai lati dello scafo del serbatoio in modalità automatica richiesta 3 ore di lavoro (in manuale immediatamente 11, 4). Allo stesso tempo, i saldatori altamente qualificati potrebbero essere sostituiti da lavoratori non qualificati nella saldatura automatica.
SAG degli Urali
Il ricercatore dell'industria dei carri armati sovietici, candidato alle scienze storiche Zapariy Vasily Vladimirovich dell'Istituto di storia e archeologia del ramo degli Urali dell'Accademia delle scienze russa in una delle sue opere descrive in modo molto dettagliato le unità di saldatura automatiche utilizzate negli Urali per blindati produzione scafo.
Il più diffuso era un fucile d'assalto del tipo "ACC" con una testa Bushtedt. C'erano otto di queste installazioni a Uralmash. La velocità di avanzamento del filo in questa macchina dipendeva dalla tensione nell'arco. Richiedeva 5 unità, di cui 3 motori elettrici cinematici e 1 motogeneratore.
A metà del 1943, la saldatrice SA-1000 fu progettata per le esigenze dei carri armati pesanti IS-2. Oppure una saldatrice con capacità fino a 1000 A.
Per padroneggiare la produzione di scafi corazzati per il nuovo carro pesante IS-3 di Chelyabinsk, gli ingegneri dello stabilimento nel 1944 hanno progettato l'apparato "SG-2000". Questa macchina è stata progettata per lavorare con fili di saldatura a basso tenore di carbonio con un diametro maggiorato (6-8 mm) e ha trovato la sua applicazione nella produzione della torre IS-3. L'impianto aveva un erogatore per l'introduzione di una composizione speciale (varie ferroleghe) nella sezione di saldatura al fine di disossidare (ripristinare) il metallo in essa contenuto. In totale, sul principio dell'autoregolazione dell'arco di saldatura presso UZTM, nel 1945 furono create 9 installazioni di saldatura automatica di tre tipi: "SA-1000", "SG-2000", "SAG" ("Saldatura automatica testa").
Più bella dell'armatura tedesca
Il risultato dell'intera storia con l'armatura dei carri armati IS pesanti è stato uno sviluppo sorprendentemente rapido di una ricetta d'acciaio che ha superato l'armatura tedesca nelle sue proprietà tattiche. TsNII-48 ha ricevuto un acciaio temprabile da 120 mm, il cui spessore, se necessario, poteva essere aumentato a 200 mm.
Questa divenne la base principale per lo sviluppo della famiglia del dopoguerra di carri armati pesanti sovietici.
