1.3. Броня повышенной сопротивляемости
На заре танкового производства наиболее массово применялась броня, свойства которой по всем направлениям были идентичны. Такая броня называлась гомогенной (однородной), и с самого начала броневых дел мастера стремились к созданию именно такой брони, ведь однородность обеспечивала стабильность характеристик и упрощала обработку.
Однако в конце XIX века было замечено, что при насыщении поверхности броневой плиты (на глубину от нескольких десятых долей до нескольких миллиметров) углеродом и кремнием ее поверхностная прочность резко повышалась, тогда как остальная часть плиты оставалась вязкой. Так в обиход вошла гетерогенная (неоднородная) броня.
Применение гетерогенной брони было очень важно, так как увеличение твердости всей толщи броневого листа приводило к уменьшению его упругости и (как следствие) к увеличению хрупкости. Таким образом, наиболее прочная броня при прочих равных условиях оказывалась очень хрупкой и часто кололась даже от разрывов осколочно-фугасных снарядов. Поэтому на заре броневого производства при изготовлении гомогенных листов задача металлурга заключалась в том, чтобы достичь максимально возможной твердости брони, но при этом не потерять ее упругости.
Поверхностно упрочненная насыщением углеродом и кремнием броня была названа цементированной (цементованной) и считалась в то время панацеей от многих бед. Но цементация – процесс сложный, вредный (например, обработка раскаленной плиты струей светильного газа) и сравнительно дорогой, и потому его освоение в серии требовало больших затрат и повышения культуры производства.
Как бы то ни было, Ижорский завод освоил выпуск бронепроката небольших толщин (не свыше 80 мм), пригодного для производства танков с нужным качеством. Но как быть с соединением этих листов? Ведь поверхностно закаленные и цементированные листы при сварке корпуса отпускались и коробились в районе швов на сравнительно большой площади (зона отпуска составляла до 4-5 толшин), что затрудняло процесс сборки и ухудшало прочность корпуса в целом. Вести же серийную сборку бронекорпусов на винтах сочли в то время нецелесообразным.
В середине 1930-х в СССР велись опытные работы по созданию сварного бронекорпуса танка из цементованной брони толщиной 15-20 мм, и к 1937-1938 гг. этот процесс увенчался относительным успехом, но технология соединения листов оставалась чрезмерно сложной.
Даже в эксплуатации эти корпуса были менее удачными, чем гомогенные, так как без видимых на то причин в них образовывались трещины (преимущественно в нагруженных швах), да и ставить заплатки на пробоины в цементованных плитах в ходе ремонта было весьма затруднительно.
Но все же ожидалось, что танк, защищенный 15-20-мм цементованной броней, будет эквивалентен по уровню защиты такому же, но укрытому 22-30-мм листами, без значительного увеличения массы.
Также к середине 1930-х в танкостроении научились упрочнять поверхность сравнительно тонких бронеплит неравномерной закалкой, известной с конца XIX века в судостроении как "метод Круппа". Поверхностная закалка приводила к значительному увеличению твердости лицевой стороны листа, оставляя основную толщу брони вязкой. Но в данном случае твердый слой простирался глубже, чем в случае цементации, и составлял от нескольких миллиметров до половины толщины плиты, что было, конечно, хуже, чем цементация, так как при том, что твердость поверхностного слоя была выше, чем при цементации, упругость листов корпуса значительно снижалась.
Так что "метод Круппа" в танкостроении позволял поднять прочность брони даже несколько больше, чем цементация. Но та технология закалки, что применялась для морской брони больших толщин, уже не годилась для сравнительно тонкой брони танков.
До войны этот способ почти не применялся в нашем серийном танкостроении из-за трудностей технологического характера и сравнительно высокой стоимости. Но главное – долгое время не удавалось достичь стабильных результатов (трудности дозирования нагрева и ровного поверхностного охлаждения).
Однако в опытном порядке в 1937-1939 гг. было изготовлено несколько корпусов и башен для танков Т-26, Т-46 и Т-28. Проведенные эксперименты показали, что поверхностная закалка оправдана при толщине листа свыше 30 мм, в случае же более тонкой брони ее упрочнение все же лучше было производить цементацией.