Čekání na válku
Problémy s výrobou tanků v Sovětském svazu ve 20. a 30. letech 20. století, spojené především s nedostupností průmyslu, byly částečně vysvětleny zaostáváním obrněného průmyslu. Na začátku roku 1932 jen dva z plánovaných čtyř podniků dokázaly tavit a valit brnění. Jednalo se o továrny Izhora a Mariupol. Vzhledem k příliš vysokým požadavkům na rychlost výroby (to byl znak té doby) tyto továrny chronicky zaostávaly za plány. Takže v jednom z nejstarších podniků v zemi, závod Izhora ve městě Kolpino, za rok dokázali zvládnout pouze 38% plánu a v Mariupolu v závodě Ilyich - pouze jednu čtvrtinu. Bylo to do značné míry dáno výrobou složitých cementovaných heterogenních brnění, které od roku 1910 věděli, jak se u nás vyrábějí. Podobný typ brnění byl vyžadován, aby vydržel projektily a střely s ostrou hlavou, což obvyklá homogenní střední a nízká tvrdost neposkytovala. V té době bylo cementované brnění rozděleno do dvou stupňů: nízkoteplotní jednostranně cementované s dostatečně tvrdou zadní stranou a v druhé verzi se středně tvrdou zadní stranou. V zásadě bylo pro výrobu takových „sendvičů“požadováno chrom-molybden a chrom-nikl-molybdenová ocel, které vyžadovaly vzácné dovážené přísady feroslitiny. Hlavním legujícím prvkem těchto ocelí byl chrom (1, 5–2, 5%), který podporuje intenzivní nauhličování a dosažení vysoké tvrdosti cementované vrstvy po kalení. Negativní výsledek přinesl pokus použít domácí mangan a křemík pro cementovanou ocel místo dováženého chromu. Při legování manganem se ukázalo, že ocel je náchylná k růstu zrn při teplotě nauhličování (920–950 stupňů Celsia), zejména při dlouhých expozicích vyžadovaných pro nauhličování do velké hloubky. Korekce nauhličené vrstvy přehřáté během cementace představovala značné potíže a byla spojena s potřebou použít vícenásobnou rekrystalizaci, která způsobila významnou dekarbonizaci cementované vrstvy a plošných vývodů, a byla také ekonomicky nerentabilní. Nicméně až do počátku 30. let bylo cementované brnění používáno jak v letectví, tak při stavbě tanků. V letadlech byly cementovány pancéřové plechy až do tloušťky 13 mm, jako pancéřování tanků až do 30 mm. Došlo také k vývoji neprůstřelného pancéřovaného pancíře odolného proti střele 20 mm, který nepřekročil rámec experimentálního vývoje. Taková zbroj rozhodně musela být masivní, což pro rozvoj výroby vyžadovalo jen obrovské zdroje.
Přes takové potíže s výrobou cementovaného brnění byl trup tanku T-28 z něj téměř celý vyroben. Postupně však domácí průmysl upustil od technologií pro cementování pancéřových desek, a to především kvůli extrémně vysokým odmítnutím. Vzhledem k výrobním plánům požadovaným vládou a komisariáty specializovaných lidí to nebylo vůbec překvapivé. Jako první přešla na novou zbroj továrna Izhora, která zvládla tavení vysoce tvrdého chromokřemičito-manganového pancíře „PI“. V Mariupolu zvládli heterogenní manganové „MI“. Země postupně přešla na vlastní zkušenosti s navrhováním brnění. Do té doby byl založen na zahraničních technologiích (hlavně britských). Odmítnutí cementovat brnění způsobilo, že plechy byly silnější se stejným odporem brnění. Takže místo 10- a 13mm cementovaného pancíře musel být trup T-26 svařen z 15mm plechů z oceli Izhora „PI“. V tomto případě byl tank těžký 800 kilogramů. Je třeba poznamenat, že přechod od drahé cementované oceli k relativně levným homogenním pancířovým technologiím se v době války ukázal jako velmi užitečný. Pokud by se tak nestalo v předválečných letech, rozvoj tavení a válcování drahých typů brnění by byl vzhledem k evakuaci podniků v letech 1941-1942 nepravděpodobný.
Od předválečných let hrál hlavní roli při hledání a výzkumu nových typů brnění „Armor Institute“TsNII-48, který je nyní známý jako NRC „Kurchatov Institute“-TsNII KM „Prometheus“. Tým inženýrů a vědců TsNII-48 určil hlavní směry domácího zbrojního průmyslu. V posledním desetiletí před válkou se vážným problémem stal vzhled průbojného dělostřelectva ráže 20 až 50 mm v zahraničí. To donutilo vývojáře hledat nové recepty na pancéřování varných nádrží.
Zrození 8C
Nahradit cementované brnění odolné vůči projektilům a střelám s ostrou hlavicí u lehkých a středně obrněných vozidel pouze ocelí s vysokou tvrdostí. A to úspěšně zvládli domácí hutníci. Trupy obrněných vozidel BA-10, lehké tanky T-60 (tloušťka pancíře 15 mm, čelní-35 mm), T-26 (tloušťka pancíře 15 mm) a samozřejmě střední tanky T-34 (tloušťka pancíře 45 mm). Němci měli také prioritu brnění s vysokou tvrdostí. Ve skutečnosti všechny brnění (počínaje pěchotními helmami a konče leteckými ochrannými strukturami) nakonec získaly vysokou tvrdost a nahradily cementovanou. Snad jen těžké KV si mohly dovolit brnění střední tvrdosti, ale to se muselo zaplatit větší tloušťkou plechů a konečnou hmotností tanku.
Zbrojní ocel 8C, základ protitankové obrany tanku T-34, se stala skutečnou korunou kreativity domácích hutníků. Je třeba poznamenat, že výroba 8C brnění v předválečných letech a během Velké vlastenecké války byly dva vážně odlišné procesy. I pro předválečný průmysl Sovětského svazu byla výroba 8C složitým a nákladným procesem. Dokázali to úspěšně zvládnout pouze v Mariupolu. Chemické složení 8C: C - 0,22-0,28%, Mn - 1,0-1,5%, Si - 1,1-1,6%, Cr - 0,7-1,0%, Ni - 1,0-1,5%, Mo - 0,15-0,25%, P - méně než 0,035% a S - méně než 0,03%. Pro tavení byly zapotřebí otevřené nístějové pece s kapacitou až 180 tun, které budou budoucí brnění odlévat do relativně malých forem po 7, 4 tuny. Deoxidace tekuté slitiny (odstranění přebytečného kyslíku) v peci byla prováděna nákladnou difúzní metodou za použití uhlíku nebo křemíku. Hotový ingot byl vyjmut z formy a válcován, poté následovalo pomalé chlazení. V budoucnu bylo budoucí brnění opět zahříváno na 650–680 stupňů a ochlazováno vzduchem: byla to vysoká dovolená, navržená tak, aby dávala oceli plasticitu a snižovala křehkost. Teprve poté bylo možné podrobit ocelové plechy mechanickému zpracování, protože následné kalení a nízké popouštění při 250 stupních je příliš tvrdé. Ve skutečnosti bylo po závěrečném postupu kalení 8C obtížné dělat něco jiného, než z něj svařit tělo. Ale i zde došlo k zásadním potížím. Významná vnitřní svařovací napětí vyplývající z nízké tažnosti kovu 8C pancéřování, zejména s jeho nízkou kvalitou, vedoucí ke vzniku trhlin, které se postupem času často zvyšovaly. Trhliny kolem švů se mohly tvořit i 100 dní po výrobě nádrže. To se během války stalo skutečnou metlou budovy tanku Sovětského svazu. A v předválečném období bylo nejúčinnějším způsobem, jak zabránit vzniku trhlin při svařování brnění 8C, použití předběžného lokálního ohřevu svařovací zóny na teplotu 250-280 stupňů. Pro tento účel vyvinul TsNII-48 speciální induktory.
8C nebyl jediným stupněm oceli pro pancéřování T-34. Tam, kde byla příležitost, byla vyměněna za jiné, levnější odrůdy. V předválečném období vyvinul TsNII-48 strukturální pancíř 2P, jehož výroba výrazně šetřila energii a zjednodušovala válcování plechu. Chemické složení 2P: C - 0,23-0,29%, Mn - 1,2-1,6%, Si - 1,2-1,6%, Cr - méně než 0,3%, Ni - méně než 0, 5%, Mo - 0,15-0,25%, P - méně než 0,035% a S - méně než 0,03%. Jak vidíte, hlavní úspory byly ve vzácném niklu a chromu. Současně velmi těsné tolerance pro přítomnost fosforu a síry zůstaly pro 2P nezměněny, což bylo samozřejmě obtížné dosáhnout, zejména ve válečném období. Navzdory všem zjednodušením prošlo strukturální brnění z 2P oceli stále tepelným zpracováním - kalením a vysokým popouštěním, které výrazně zatěžovalo tepelné vybavení nezbytné pro tepelné zpracování kritičtějších částí pancéřování tanků a také výrazně zvýšilo výrobní cyklus. Specialisté TsNII-48 byli během války schopni vyvinout technologie pro získávání podobných ocelí, jejichž výroba uvolnila zdroje pro hlavní brnění 8C.
