Броневая сталь

Наряду с подвижностью и огневой мощью одним из основных боевых качеств танка является надежная броневая защита, обеспечивающая ему относительную неуязвимость от огня противника. Наличие освоенной в производстве сравнительно легкой и достаточно прочной стальной брони являлось одной из важнейших технических предпосылок, необходимых для создания танка. Возможность изготовления броневых сталей зависела от применявшихся способов производства стали, уровня развития металлургии и металлообрабатывающей промышленности.

Для производства стали требовалось понизить содержание углерода в чугуне менее, чем до 1,5 % и свести к минимуму наличие посторонних примесей. Впервые этого удалось добиться английскому часовщику Бенджамину Хантсмэну в 1742 году. Однако его метод был очень дорогим и годился только для мелкого производства. В 1850 году на смену ему пришел процесс, который изобрели независимо друг от друга сначала американец Уильям Келли, а чуть позже англичанин Генри Бессемер. Но широкое распространение он получил под названием "бессемеровского"- так как финансовые трудности помешали Келли довести до конца его исследования. Примерно в 1864 году француз Пьер Мартэн и родившийся в Германии натурализованный англичанин Уильям Сименс изобрели мартеновский процесс выплавки стали.

Мартеновская печь

Схема работы мартена

A - вдувание газо-воздушной смеси; B - теплообменник (нагрев); C - жидкий чугун; D - под (подина); E - теплообменник (охлаждение); F - выхлоп сгоревших газов.

В 19 веке мировую известность получает златоустовская высококачественная сталь, которая шла на изготовление холодного оружия. Производство стали на Златоустовских заводах связано с именем выдающегося русского металлурга Павла Петровича Аносова (1797-1851 гг.). Стали, которые создавал Аносов, впоследствии стали называться легированными. Академик Н.С Курнаков писал:
"Горный инженер П.П.Аносов, начальник Златоустовских заводов на Урале, был первым исследователем, применившим еще в 1831 году микроскоп для изучения структуры полированной и протравленной кислотами поверхности стали, именно для определения характерного строения булатных клинков, получавшихся посредством выработанного им способа".  

Для подобных целей Аносов применил микроскоп на 30 лет раньше англичанина Сорби. Мировую известность принес Аносову его труд "О булатах", появившийся в 1841 году и ставший классическим для металлургов. До Аносова производство качественной стали как в России, так и за ее пределами считалось искусством, которое передавалось из поколения в поколение и было доступно лишь немногим мастерам-сталеварам. Аносов впервые поставил производство качественных сталей на научную основу. Он первый исследовал влияние присадок платины, золота, марганца, хрома и других веществ на свойства стали и в 1833 году изготовил "клинок настоящего булата".

Другим замечательным русским металлургом середины 19 века был Матвей Павлович Обухов. Он создал в Петербурге знаменитый сталепушечный завод вошедший в историю под именем Обуховского. Идя по стопам Аносова, Обухов изучал влияние присадок на качество сталей. В результате работ Обухова из его сталей начали изготовлять кирасы, которые не пробивались пулей даже с близкого расстояния. Огромное значение имел разработанный Обуховым способ получения однородных стальных отливок. Этот способ позволил ему успешно освоить изготовление стальных пушек, стволы которых выдерживали до 4000 выстрелов.

Эти исследования продолжил Дмитрий Константинович Чернов, придя в 1866 году на Обуховский завод, с именем которого связаны выдающиеся открытия в области металлургии и металловедения. Изучая на Обуховском заводе причины брака орудийных стволов, Чернов открыл, что в нагреваемой стали происходят структурные превращения, т. е. изменения ее кристаллического строения в твердом состоянии, в результате которых изменяются и свойства стали. Он определил соответствующие этим превращениям температурные точки, известные теперь как "точки Чернова". Открытие критических температур позволило объяснить явления, происходящие при закалке стали, и точно назначать температуру нагрева под закалку в зависимости от состава металла. Помимо этого Чернов открыл линии деформации в металлах, исследовал природу строения слитков и провел другие исследования, имевшие важное значение для теории и практики металлургии.

Много труда в дальнейшее развитие металлографии и внедрение ее в заводское производство вложил выдающийся русский ученый инженер Альфонс Александрович Ржешотарский, ученик и последователь Д. К. Чернова "о стали и стальных орудиях и собственные Д. К Чернова исследования по этому предмету". В России после отмены крепостного права началось бурное развитие металлургии и топливной промышленности. Старые способы изготовления литой брони были заменены новыми, значительно более производительными. Выдающийся металлург провел ряд исследований по мартеновскому и бессемеровскому процессам, уделяя наибольшее внимание и ее закалке. Впервые в России им была создана металлографическая лаборатория для нужд сталелитейного производства, введено в повседневную заводскую практику использование пирометрам-микроскопа.

Источники:

• Г.Л. Холявский "Полная энциклопедия танков мира 1915 - 2000 гг";
• Антонов А. С., Артамонов Б. А., Коробков Б. М., Магидович Е. И. "ТАНК" (1954 г.);
• Татарченко Дм. М. Металлургия чугуна, железа и стали в общедоступном изложении.