| Предыдущая глава |
↓ Содержание ↓
↑ Свернуть ↑
| Следующая глава |
Основными недостатками плит являются: неравномерная по площади плиты закалка, превышающая нормально допустимую глубину, и общая некачественность металла /шиферность, расслои, сухость/, в результате чего происходили большие отколы /порядка 3,2 калибра/ с вылетом внутрь отсека значительных размеров пробок и образование сквозных трещин в плите. <...>".
Таким образом, представляется в целом обоснованным сделанный А.М.Васильевым вывод о том, что промышленное производство наиболее толстой цементированной брони к 22 июня 1941 года в СССР так и не было освоено.
Что именно повлекло подобный упадок броневого производства на Ижорском и особенно на Мариупольском заводе, дает понять информация, приводимая В.Андреевым. Так, по его сведениям содержащиеся в Государственном архиве ДНР материалы о деятельности завода Никополь-Мариупольского общества страдают изрядной неполнотой. К примеру, если в архивном деле имеется отношение начальника артиллерийского отдела ГУК, касающееся нового варианта технических условий по приему брони, то сами эти условия, а также какие-либо чертежи полностью отсутствуют.
Одна из причин подобной фрагментированности архива была установлена В.Андреевым из другого архивного документа. Согласно ему в конце марта — первой половине апреля 1918 года Мариуполь находился под властью красных и существовал приказ штаба красной гвардии об аресте начальника Броневого отдела и его помощников. В результате служащие завода были вынуждены скрываться, частично пребывая на нелегальном положении. Пользуясь тем, что контора пустовала, мальчики при конторе подобрали ключ и вскрыли архив отдела, все содержимое которого было продано на базар на оберточную бумагу. Увы, с помощью милиции впоследствии удалось вернуть только часть книг и бумаг.
Несомненно, что и сотрудникам Ижорского завода, не нашедшим после революции общего языка с новой властью, также довелось испытать на себе нечто подобное. А уход опытных специалистов и утеря важных для производства документов не могли не сказаться на деятельности заводов самым пагубным образом — как, впрочем, и вынужденный долгий перерыв в выдаче советским государством заказов промышленности на постройку боевых кораблей основных классов и, соответственно, на броню для флота.
Приложение 1. Процесс производства сталежелезной брони (по описанию лейтенанта А.Е.Колтовского (Всемирное техническое обозрение. Год XIV. N 8, с. 179) — из статьи Р.В.Кондратенко "Развитие броневого производства в России до Первой мировой войны" (сборник "Гангут", выпуск N 45)).
"Из мягкого сварочного железа приготовляли толстый пакет и прокатывали его в ширину, затем плиту вкладывали в сильно раскаленном состоянии в изложницу, имеющую вид большого плоского ящика, внутренняя пустота которого превышала в полтора раза толщину железной плиты. Изложница ставилась на ребро открытой стороной вверх и все пространство, незанятое железной плитой, заливалось расплавленной сталью из Мартеновской печи. Во время заливки сталь приваривалась к железу, раскаленному докрасна. Когда сталь остынет, освобождали изложницу и плиту, теперь уже сложную, вновь прокатывали. Однако, несмотря на такую обработку, полного приваривания стали к железу, в большинстве случаев, не получалось, и плиты оказывались как бы состоящими из двух отдельных слоев металла. Закалкою таких плит можно достигнуть наибольшей степени твердости стального слоя, совершенно не изменяя свойств вязкой железной подкладки, неспособной принимать закалку.".
Приложение 2. Процесс производства гарвеированной и крупповской брони по описанию И.А.Яцыно ("Курс морской артиллерии. Часть II", Санкт-Петербург, 1901 год).
"Сущность изготовления Гарвеированных и Крупповских плит. Задача, преследуемая при изготовлении гарвеированных и крупповских плит, заключается в том, чтобы придать плите требуемую неоднородность: сделать ее в окончательном виде возможно твердой с поверхности и возможно вязкой — в остальной массе плиты. Достигается это путем насыщения наружного слоя плиты углеродом, придающим, как известно, способность стали закаливаться, т.е. приобретать чрезмерную твердость при быстром охлаждении после нагрева до известной температуры. Эта способность увеличивается с увеличением % содержания углерода и при содержании его 1,0 % — 1,2 % закаленная сталь приобретает почти твердость стекла. Процесс, путем которого производится насыщение поверхности плиты углеродом, называется цементацией, а плиты, обработанные таким образом — цементованными.
Весь процесс производства плит распадается на следующие операции:
1) Отливка. В сталеплавильных печах емкостью 30-40 тонн каждая выплавляется сталь с возможно низким содержанием углерода (не более 0,2 %), возможно чистая от вредных примесей и с умеренным содержанием марганца. Кроме того вводятся в сталь никель 2 — 3 1/2 % и хром.
Если предполагается отливка болванок весом более 35 тонн, сталь одновременно выплавляется в двух печах и сливается через подвижные ковши в одну общую изложницу. Изложница, т.е. форма, в которой застывает отлитая сталь, делается обыкновенно из чугуна. ... Изложница имеет прямоугольное сечение и книзу несколько сужается, чтобы обеспечить вынимание застывшей болванки, или расширяется — чтобы можно было снять изложницу. Вес отлитой болванки обыкновенно бывает в два раза более веса готовой плиты. Толщина болванки — раза в 3-4 более толщины готовой плиты.
2) Ковка. Отлитая болванка проковывается под гидравлическим прессом или прокатывается между валками до требуемой толщины.
... Пресс Обуховского завода развивает 8000 тонн давления. ...
Прокованная болванка приобретает название плиты. Верхняя часть ее (прибыль), как содержащая в себе каверны, пузыри и замешавшиеся в отливке шлаки, отрезается на расстоянии 1/3 приблизительно. Отрезанная нижняя часть идет в дальнейшую обработку.
3) Цементация. Прокованные плиты тщательно очищаются от приставшей окалины и закладываются в особую печь для цементации. Цементация проводится или угольным порошком (способ Гарвея) или газом (способ Круппа и Крезо). В первом случае плиты кладутся в особый ящик из огнеупорного кирпича: сначала кладут одну плиту поверхностью, предназначенной для цементации кверху; затем насыпается слой около 6-8 дм. мелко истолченного древесного угля с примесью до 50 % животного (костяного) угля, сверху накладывается вторая плита цементуемой поверхностью вниз. Затем плиты тщательно замуравливаются в ящик. Ящик установлен на вагонной тележке, которая может быть вдвинута в нагревательную печь, называемую цементационной. Ящик установлен таким образом, что пламя в печи охватывает его почти равномерно со всех сторон. Температура печи постепенно поднимается и в течение нескольких дней доводится до максимальной около 1000® С. При этой температуре углерод соединяется с железом непосредственно; углерод мало по малу насыщает поверхность плиты и постепенно переходит в глубже лежащие слои. К концу операции, которая продолжается несколько дней, плиты оказываются насыщенными углеродом с поверхности до 1,5-1,3 %. Содержание углерода в глубже лежащих слоях постепенно падает и на глубине 1 1/2" и далее оно падает до нормального, т.е. того, какое было до цементации.
После этой операции плита становится химически неоднородной в отношении углерода, но эта неоднородность в сечении плиты не имеет резкой границы.
Процентное содержание углерода в толщине 1 1/2" по мере приближения к поверхности возрастает постепенно, а потому внутренняя связь между частицами не нарушается при дальнейшей обработке плиты, при нагревах и охлаждениях вследствие разницы коэффициентов сжатия и расширения, что несомненно могло бы иметь место при более резкой разнице в химическом составе двух рядом лежащих слоев.
Крупп, усовершенствовавший весь вообще процесс изготовления плит, с успехом применил газовую цементацию, заменивши угольный порошок светильным газом (СН4). При газовой цементации плиты устанавливаются в нагревательной печи таким образом, что они образуют верхнюю и нижнюю стенку замкнутой со всех сторон коробки, боковыми стенками которой служат прокладки между плитами. В полое пространство этой коробки с одной стороны впускается светильный газ, а с другой стороны выпускается отработавший, т.е. лишившийся в значительной степени углерода. Таким образом, во время цементации устанавливается непрекращающаяся циркуляция светильного газа в цементационной камере. При цементации светильным газом получается более интенсивное насыщение стали углеродом, потому что химическое средство углерода в газообразном соединении больше, чем в твердом состоянии, ... при угольной цементации сначала должно образоваться за счет твердого угля какое-нибудь газообразное соединение углерода, а затем уже из него углерод переходит в соединение с железом. Более быстрое достижение требуемых результатов при газовой цементации вполне подтверждает правильность этого сообщения.
...
Отцементованная плита подвергается обыкновенно тщательному отжигу, чтобы сделать ее механически обрабатываемой, иначе отцементованная поверхность весьма легко воспринимает закалку при неосторожном охлаждении плиты, чего нельзя избежать при разгрузке цементационной печи несмотря на достаточно медленное охлаждение печи по окончании процесса.
После грубой обрезки отцементованной плиты, она загибается под гидравлическим прессом, чтобы придать ей требуемую форму соответственно борту судна, башни и др. Для достижения необходимой правильности очертания плиты пользуются точными шаблонами, снимаемыми с корабля. Загнутая плита обрезается окончательно и после этого закаливается.
Закалка плит производится под двойным душем воды (двухсторонняя) или под ординарным (односторонняя закалка). В обоих случаях плита предварительно нагревается, а затем ставится под душ, состоящий из ряда трубок с мелкими отверстиями, через которые пускается вода. При двухсторонней закалке души располагаются с лицевой и задней стороны плиты, а при односторонней — только с лицевой, т.е. с цементованной. Плита выдерживается под душем до полного охлаждения. Закалку воспринимает только цементованная поверхность, т.к. в остальной массе плиты содержание углерода настолько ничтожно, что сталь, как и мягкое железо, не обладает свойством закаливаться.
После закалки на плитах высверливаются и нарезаются на задней поверхности отверстия для болтов, с помощью которых плиты крепятся на месте. ...".
Приложение 3. Процесс производства крупповской брони на Ижорском заводе перед Первой мировой войной (по описанию лейтенанта А.Е.Колтовского (Всемирное техническое обозрение. Год XIV. N 8, с. 178-181) — из статьи Р.В.Кондратенко "Развитие броневого производства в России до Первой мировой войны" (сборник "Гангут", выпуск N 45) — причем, судя по отдельным элементам данного описания, частично в нем раскрыт технический процесс цементации брони по способу Гарвея, а не Круппа).
"Способ изготовления броневых плит на Адмиралтейской Ижорском заводе установлен инженером Названовым, благодаря трудам которого мы имеем возможность в настоящее время получать броню высокого качества. Будучи основан на способе тепловой обработки Круппа, он по своим приемам несколько отличается от подобного же производства на заводе в Эссене. На Ижорском заводе болванки прокатываются, после чего уже непосредственно, без предварительного отжига, подвергаются цементации, механическая же обработка производится лишь по окончании тепловой, перед приготовлением плиты к односторонней закалке.
Для изготовления "ижорской" брони служит сталь, в среднем, следующего состава: углерода 0,3 %, марганца 0,4 %, никеля 3,7 %, хрома 1,8 %, кремния 0,04 %, фосфора не более 0,04 %. Такая сталь получается в Мартеновских печах и разливается в чугунные изложницы, где остывает, принимая форму болванок. Толщина болванки превышает приблизительно в пять раз толщину выделываемой из нее броневой плиты.
Так как при остывании стали могут получиться различные усадки и внутренние пустоты, то для уничтожения их отрезается 0,8 по весу прибыли и болванка подвергается прокатыванию, пока не получит толщину, требуемую для плиты. Для этой цели охладившиеся до температуры 200-400 градусов болванки вынимают из изложниц и помещают в нагревательную печь, где нагреваются до 1000 градусов, после чего вынимаются из печи и кладутся на прокатный стан.
... После прокатки плите дают остыть и затем приготовляют ее для цементации. Сперва с помощью меловой нитки отмечают на поверхности плиты ту ее часть, которая идет в дальнейшую обработку, оставляя по краям излишек или прибыль. Вокруг меловой черты плита покрывается слоем огнеупорной глины, на которую в притирку ставятся четыре стальные бруса, толщиной в 6 дюймов. Образовавшийся таким образом прямоугольный ящик заполняется вровень с краями угольным порошком, состоящим из пяти частей толченого древесного и одной части животного угля [состав Гарвея, где животный уголь, получаемый сжиганием рогов, копыт и т.п., служит катализатором при цементации, так как содержит значительно количество азота, способствующего науглероживанию железа — прим. А.Е.Колтовского]. Верхние края брусьев также смазываются огнеупорной глиной и покрываются другой такой же плитой лицевой стороной вниз. Огнеупорная глина служит для герметической укупорки угольного порошка между плитами.
Приготовленные таким образом две броневые плиты устанавливаются на подогревательные печи на нескольких столбиках из кирпичей, чтобы печные газы могли свободно обходить обе плиты. Плиты нагреваются в печи до 950 градусов и держатся при такой температуре от 7 до 15 суток в зависимости от их толщины. В течение этого времени обе плиты цементируются. После чего сталь на их лицевой поверхности содержит около 1 % углерода, количество которого на некоторой глубине быстро уменьшается до 0,3 %, т.е. до первоначального состава.
По окончании цементации броня, оставаясь в печи, охлаждается до 880 градусов, т.е. еще немного выше точки В [точки нагрева до температуры между 700 и 800 градусами, когда сталь переходит из кристаллического состояния в аморфное — прим. Р.В.Кондратенко], и держится при этой температуре еще четыре часа. Затем плиты вынимают из печи и погружают в масляные ванны, где они охлаждаются приблизительно до 350 градусов. Цель этой операции, называемой отжигом в масле, состоит в фиксировании аморфного строения стали. Масло употребляется здесь как жидкость, обладающая меньшей теплоемкостью, чем вода, вследствие чего охлаждение идет сперва быстро, а затем по мере нагревания масла замедляется. Благодаря этому замедлению никакой закалки не получается, хотя окончательная температура и ниже точки Е [точки нагрева до температуры около 450 градусов (при отпускании стали нагрев до этой точки дает наиболее полный отпуск) — прим. Р.В.Кондратенко].
| Предыдущая глава |
↓ Содержание ↓
↑ Свернуть ↑
| Следующая глава |
