Наверняка многие из читателей, будучи детьми, лазили по установленным на постаментах танкам Второй мировой войны. По большей части именно дети годами и десятилетиями неумышленно стирая ногами краску на выступающих участках корпусов танков, обнажая отдельные участки брони боевых машин.
Взрослые же люди (по крайней мере те, которые напрямую или косвенно имели дело со сваркой) с интересом рассматривали оголившиеся, совершенно чистенькие и блестящие сварные швы, которые удивительным образом не покрываются ржавчиной:
Броневая сталь: «рецепты» изготовления
Первый занимательный факт состоит в том, что химический состав броневой стали весьма похож на состав стандартной высоколегированной стали, которую мы используем повседневно (столовые приборы, элементы мебели и прочее) разница лишь в пропорциях легирующих элементов.
Подавляющее большинство её сплава составляет обычное железо (около 86%), а остальной процент занимают классические легирующие элементы, процентный состав каждого из которых устанавливается исходя из необходимости получения того или иного типа брони. Вот основные из них:
-
Углерод [C] (низк.содержание: придаёт пластичность, ударостойкость);
-
Кремний [Si] (придаёт твёрдость);
-
Никель [Ni] (повышает пластичность);
-
Молибден [Mo] (повышает вязкость, уменьшает коррозию);
-
Медь [Cu] (повышает пластичность, уменьшает коррозию);
-
Ванадий [V] (измельчает структурное зерно);
-
Вольфрам [W] (увеличивает красностойкость);
-
Хром [Cr] и марганец [Mn] (повышают прокаливаемость и прочность);
-
и другие металлические и неметаллические элементы;
После «скрещивания» в плавильной печи этих элементов в нужной пропорции, полученный сплав может:
-
заливаться в форму будущей детали танка (башня, литая балка носовой части корпуса и др.), либо отливаться в листы и называться литой бронёй;
-
прокатываться на огромных вальцах (прокатный стан) и получить свойства горячекатаной или холоднокатаной брони; стать гомогенной (однородной), либо гетерогенной (двусоставной);
-
подвергаться закаливанию и отпуску (нагрев и охлаждение) для придания сначала твёрдости (низкой, средней, высшей) с побочной хрупкостью, затем снятию этой хрупкости с приданием пластичности и вязкости. Таким образом, после попадания снарядов броня будет получать вмятины, вместо трещин;
Именно эти «танцы с бубном» и превращали обычную легированную сталь в броню, ну а каждая из враждующих сторон имела свою фирменную рецептуру, которая содержалась под грифом «секретно».
Вышеописанные легирующие элементы и методы обработки обеспечивали металлу хорошую противоснарядную стойкость и живучесть, однако делали его чувствительным к нагреву и ухудшали свариваемость.
Сварка брони фронтовых танков
Сварка танковой брони, учитывая её высоколегированный состав, очевидно требовала использования специальных сварочных электродов и проволоки под автоматическую сварку.
Для сварки брони в танкостроении СССР, также как и в танкостроении Германии, Англии и США в период Второй Мировой войны чаще остальных применялись два вида типовых электродов: аустенитные (всеми сторонами) и ферритные (чаще немцами ближе к концу войны).
Американская фирма «Линкольн», английская «Мурекс» и германские заводы Круппа использовали для электродных стержней аустенитных электродов высококлассную дорогостоящую проволоку, содержащую 24 – 27% хрома, 19 – 22% никеля и до 3% молибдена. Британские и американские электрод в огромном количестве поставлялись в СССР по Ленд-лизу.
Но стоить сказать, что в СССР на то время обладал весьма широким выбором используемых вариантов сварки брони, так как в добавок повсеместно использовались универсальные электроды «УОНИИ» (13/85 ,13/55 и др.) с основным покрытием, которые также отлично подходили для сварки брони.
Кроме того, широко использовалась инновационная скоростная автоматическая сварка с применением флюса и кремний-марганцевой проволоки легендарного украинского академика Патона. Германские же сварщики почти до конца войны сваривали танки исключительно вручную и поэтому значительно уступали в скорости и экономии.
Так почему же сварные швы на танках не ржавеют?
Да! Именно потому, что аустенитные и ферритные стали, из которых была выполнена проволока используемых типовых электродов, относятся к классу нержавеющих и по своему легирующему наполнению (высокое содержание хрома, никеля и пр.) отлично сочетаются с составом броневой стали различных марок.
Стоит отметить, что ферритные электроды обладали хорошей жаростойкостью, но являлись более хрупкими, плохо поддавались сварке, часто получали холодную трещину по сварному шву, а также высокую пористость.
Аустенитные электроды обладали хорошей жаропрочностью, прекрасно поддавались сварке, благодаря более качественному составу стали и высокому содержанию никеля:
Как раз из-за большого содержания дорогостоящего никеля, данный совершенный тип электродов не мог использоваться на всех швах корпуса как немецких, так и советских танков в целях экономии.
К примеру, при сварке большинства советских танков применение аустенитных «стержней» составляло не более 10-13% от общего количества выделяемых электродов для одного корпуса танка.
Для сведения, на один произведённый средний советский танк «Т-34-76» расходовали порядка 400 электродов, и лишь 55 из них были аустенитные.
Ценными аустенитными электродами сваривали, как правило, самые уязвимые части корпуса — стыки лобовых и кормовых деталей и плит. Остальные узлы и детали приваривались упомянутой выше «автоматной» проволокой и электродами с основным покрытием.
Именно высокое содержание дорогостоящего никеля в составе легированных стержней электродов придаёт сварным швам красивый серебристо-белый цвет, а высокое содержание хрома не подвергает их коррозии.
Любопытный факт: отличить сваренные аустенитными электродами швы от сваренных ферритными можно с помощью магнита: к первым, в отличии от вторых, он примагничиваться не станет.
Источники:
https://wikimapia.org/
https://dzen.ru/eurowelder
