Прежде чем объяснять, в чем различается литая и катанная броня, следует немного вспомнить курс материаловедения, читаемый в технических ВУЗах. Сталь при кристаллизации представляет собой соединение мельчайших кристаллов неправильной формы, которые зовутся зернами. Именно их форма и взаимное расположение влияют на многие характеристики стали.
Также надо вспомнить два таких важных свойства брони, а именно вязкость и хрупкость. Твердость – способность материала сопротивляться внедрению другого материала в себя. То есть, чем тверже броня, тем более геморройным становится ее пробитие. Вязкость – способность поглощать энергию в процессе деформации. Оба эти свойства в какой-то мере взаимнопротивоположные.
Попробуем это объяснить на пальцах. Возьмем два листа стали одинаковой толщины. Лист А более твердый, лист Б – более вязкий. Если мы начнем стрелять по ним одними и теми же снарядами – лист А как более твердый покажет лучшее сопротивление проникновению снаряда, лист Б же наоборот. Однако если даже при непробитии удар снаряда о лист будет достаточно сильным – со внутренней стороны твердого, но хрупкого листа А могут отколоться осколки и разлететься по боевому отделению танка, подставляя экипаж под угрозу. А вот в вязком и пластичном листе Б такой херни не произойдет.
Потому конструктора старались по возможности сбалансировано сочетать оба эти свойства, насколько это возможно.
Разница между литой и катанной броней
Теперь же я изложу самое интересное – а почему литая броня не такая прочная, как катанная. Когда мы берем расплавленный металл и заливаем его в форму, он охлаждается в ней неравномерно. Там, где есть контакт со стенками этой самой формы, сталь охлаждается быстро и образует корку из мелких зерен. Дальше же начинается интересное – зерна вытягиваются по направлению от стенок формы к центру отливки, обрастают дополнительными кристаллами, как дерево ветками. При этом между такими столбчатыми кристаллами скапливаются примеси. Но наибольшее содержание примесей - в центре, где зерна имеют равноосную структуру и уже никуда не вытягиваются.
Как видите, литая сталь неоднородна по своей структуре и составу. К тому же, в ней могут иметь место быть различные дефекты, ликвации нежелательных примесей и пустоты. И как вы понимаете, это очень херово сказывается на качестве брони и ее стойкости к снарядам. Да, есть множество мероприятий, частично исправляющих неоднородность состава и строения литой детали, однако полностью от этого они избавиться не могут.
Однако отливку стали можно подвергнуть прокату в лист при высокой температуре и механическом воздействии на эту самую отливку. В итоге мы получим лист стали, имеющий структуру, схожую с волокнистой. И если снаряд ебнет поперек этих волокон, то чтобы пробить броню, ему придется неплохо так постараться.
Также при прокате сталь получается менее рыхлой, устраняются всевозможные неоднородности ее структуры и просто улучшается ее качество. Потому катанная броня обладает внезапно и большей вязкостью и большей твердостью по сравнению с литой.
Возникает закономерный вопрос – нахуя тогда вообще нужна литая броня, если катанная лучше? В свое время была нужна, так как тогда литьем можно было получать башни очень сложной формы, дающие при равном с весе с башнями из катанной стали несколько лучшую защищенность. Ну и, конечно же, склонность к рикошету. Сейчас же вообще применяют композитную броню и литью там не место.
На фото ниже Т-54, стоящий в каком-то из музеев. Обратите внимание на литую башню. Можно ли добиться такой формы от катанной брони? Сомнительно.
Термообработка, поверхностная закалка и цементирование
Свойства стали можно менять не только путем внесения поправок в ее состав, но и термической обработкой. Так, если нагреть сталь до определенной температуры, а затем быстро охладить, то можно повысить ее твердость. Этот процесс называется закалка. Однако закаленная сталь становится хрупкой. К тому же, чтобы она не покоробилась, ее нужно подвергнуть отпуску.
Отпуск – это нагрев стали с ее последующим медленным охлаждением. Если нагреть сталь ненамного, то происходит «низкий» отпуск, в результате которого материал немного потеряет в твердости, но выиграет в вязкости. Если же температуру повысить (но не выше температуры закалки), то это уже «высокий» отпуск. После такой процедуры сталь становится намного более вязкой, но тут уже творится беда с твердостью. Хотя она все равно будет больше, чем до закалки. Хотите узнать про эти штуки больше? Гуглите материалы по материаловедению, здесь объяснение очень примитивное и без подробностей.
Только вот с термической обработкой массивных листов брони все вот вообще очень печально – из-за своей толщины они нагреваются и охлаждаются неравномерно, потому добиться результата от закалки очень сложно, а вот похерить массивный бронелист – легко и всегда пожалуйста. Потому чтобы такого не было – в стали добавляют легированные добавки. Также они позволяют существенно повысить свойства брони. А без этих добавок сталь будет уже не такая прочная и вязкая. Этим и объясняется проблема с бронированием немецких танков, когда в ряде случаев в начале войны и ближе к концу было заметно ухудшено качество изготовления и потеряны источники сырья.
И если мы подвергнем весь лист стали термической обработке, и он будет однородным, то мы получим гомогенную броню. Однако человек скотинка хитрая. И он пришел к выводу, что необязательно делать весь бронелист очень твердым. Она нужна лишь в лицевой части, чтобы успешно сопротивляться снарядам. А чтобы в отделения управления и боевом отделении танка не летали осколки, отколовшиеся с внутренней стороны брони – она должна быть вязкой. Такая броня зовется гетерогенной.
Повысить твердость лицевой части бронелиста можно либо цементацией (насыщением углеродом поверхностного слоя металла), либо поверхностной закалкой. Последнее, кстати, применялось на броне танков «Тигр», потому их 100 мм по лбу защищали несколько лучше, чем простые 100 мм какой-нибудь бронестали без поверхностной закалки или цементации (тут уже возникают нюансы со стойкостью этой бронепреграды от разных бронебойных снарядов, но это надо оговаривать отдельно)
Однако сделать гетерогенную броню значительно сложнее и дороже, чем гомогенную, при этом зачастую ее преимущества могут нивелироваться особой конструкцией бронебойных снарядов, потому кто-то применял поверхностную закалку и цементацию, а кто-то же считал это сомнительной затеей.
