ЭСБЕ/Плиты броневые
Плиты броневые — Чтобы воспрепятствовать разрушительному действию неприятельских снарядов, военные суда защищаются с наружной поверхности прочной оболочкой, состоящей из отдельных толстых, плотно прилегающих друг к другу железных плит, которые привинчены к корпусу судна посредством болтов. В первое время возникновения броненосного флота броневые плиты делались составными из нескольких отдельных железных листов (толщиною от 1 до 2½ мм), положенных друг на друга и склепанных заклепками. Вскоре, однако, перешли к массивным плитам, которые приготовляли путем сварки отдельных железных листов, сложенных в пакеты; из таких пакетов прокатывались брони толщиною около 100 мм. Пока артиллерия пользовалась только чугунными гладкостенными и небольшого калибра пушками, этой толщины брони было достаточно для защиты судна; но по мере того, как усиливалась пробивающая способность снарядов артиллерийских орудий, и толщина железной брони должна была все более и более возрастать; стали изготовлять брони в 200, 300 и, наконец, в 500 мм толщины. Такое увеличение толщины брони не только затрудняло производство и изменяло всю систему постройки броненосцев, но и еще показало, что вследствие несовершенной обработки прочность П. не возрастает пропорционально их толщине. Поэтому стали прибегать к различным комбинациям: в Германии попробовали изготовлять составные брони из двух железных плит с деревянною между ними прокладкою. Но опыт оказался неудовлетворительным. В это же время на заводе Камеля в Англии Вильсону удалось изготовить броню из железа и стали, а во Франции (завод Крезо) начали делать опыты над изготовлением массивных стальных броневых П. Способ изготовления сталежел. броневых П. Камеля в главных чертах состоял в том, что прокаткой приготовляли из сварочного железа толстую П., которую в раскаленном состоянии устанавливали почти вертикально в чугунной форме; свободное пространство между П. и стенками формы заливали жидкой сталью, которая многими струйками лилась по поверхности П. и приваривалась к раскаленному железу. По затвердении жидкой стали сталежелезный пакет вынимали из изложницы, нагревали до требуемой температуры в нагревательных печах и прокатывали в тех же вальках, что и железные П. Для заливки П. употреблялась мартеновская сталь, содержащая от 0,5 до 0,9% углерода. Толщина стали в П. составляла ок. ⅓ всей толщины П., причем в пакете слой стали был не менее как в 1½ раза (для толстых П.) или в 3 раза (для тонких) толще, чем в П., для которой он предназначен. При сравнительном испытании железных и сталежелезных П. оказалось, что сталежелезная П., имевшая сталь с содержанием 0,4% углерода, не отличалась от железной П.; при содержании углерода около 0,5% оказалась на 12—15% лучше хорошей железной, а при углероде около 0,6% дала превосходные результаты. Вслед за тем на заводе Брауна появился видоизмененный способ Эллиса, состоящий в том, что на некотором расстоянии от железной П. помещался лист из мягкой стали, а пространство между ними заливалось твердой сталью. Несмотря на то, что самая идея изготовления сталежелезных П. весьма рациональна, выполнить ее, однако ж, было довольно трудно, и П. имели многие недостатки. С одной стороны, твердая сталь, как обладающая малою способностью свариваться, особенно с окисленной поверхностью железа, не приваривалась местами к П., и поэтому образовались раковины либо шлаковые или пузыристые прослойки, которые способствовали расслоению П. во время удара и препятствовали мягкому слою выполнить роль связывающего вещества против растрескивания наружной корки. С другой стороны, вследствие резкого перехода между двумя разнородными металлами, имеющими различный коэффициент расширения и сжатия во время нагрева и охлаждения, появляются при обработке такой брони сильные внутренние натяжения, которые ослабляли вязкость и прочность П. и вызывали образование больших трещин; поэтому сталежелезные брони не представляли надежной защиты для броненосцев. Гораздо более успешных результатов достигли опыты с массивными, прокатанными из стальных болванок бронями, которые впервые начали изготовлять во Франции на заводе Крезо, потом на заводах С.-Шамон и С.-Жак в Монлюсоне. Благодаря опытам и усовершенствованиям эти заводы вскоре достигли весьма хороших результатов; снаряды или отскакивали, оставляя в броне только углубление, или же, проникая ее, не вызывали трещин. Прибавка от 2 до 3% никеля к жидкой стали сильно увеличивает сопротивление брони прониканию снарядов, придает стали такую вязкость, что броня не растрескивается во время удара. Кроме того, П. из никелевой стали закаливается в воде гораздо сильнее обыкновенной, и закалка проникает гораздо глубже, чем в П. из обыкновенной стали. Хороших результатов достигли в этом отношении некоторые заводы во Франции прибавлением к стали, кроме никеля, еще от 1 до 2% хрома. Но, однако, самых лучших результатов в броневом производстве достиг американец Гарвей, взявший в 1888 г. патент в Соед. Штатах. Его способ состоит в том, что лицевую сторону стальной брони обуглероживают посредством цементации (см.); таким образом, на стороне П., обращенной к ударам снарядов, получается очень твердый слой, содержащий с лишком 1% углерода, содержание которого по мере удаления от наружной поверхности постепенно убывает, и вследствие этого постепенно уменьшается и твердость стали. Закалка водой сообщает этому слою такую твердость, что каждый снаряд в момент своего удара о броню раздробляется в мелкие кусочки. Для производства этого процесса, так назыв. гарвеирования, мягкую стальную П. помещают задней стороной на слой песка, положенного на дно цементационного ящика, который устраивается из огнеупорного кирпича на выдвижном поду нагревательной печи. Пространство между стенками ящика и броней засыпают песком, а на верхнюю поверхность П. кладут толстый слой измельченного березового угля и на него вторую броневую П. После покрытия верхней П. толстым слоем песка подовую тележку с ящиком вдвигают в печь и начинают разогревать ящик. Температура печи постепенно увеличивается, а на 9 или на 10 сутки достигает до 1100°С. Эту температуру поддерживают в печи более или менее продолжительное время (от 7 до 10 суток), смотря по толщине брони и слоя, который желают насытить углеродом. Затем топку прекращают и по прошествии еще 3 или 4 суток разбирают ящик, вынимают П., которые после вторичного подогрева до 750 или 800°С закаливают в воде. Материалом для этих П. служит повсеместно сталь, полученная на кислом поду мартеновских печей, хотя в последнее время на многих заводах применяют также и основную сталь (см. Литая сталь). Состав стали, употребляемой для П., следующий: углерода 0,18% до 0,26%; марганца 0,4 до 0,6%; никеля от 1—3%, а на некоторых заводах прибавляют еще и хрома от 1—2%. Болванки отливаются чаще всего прямоугольного сечения, причем отношение ширины к толщине болванки равно 2—3. Вес болванки должен быть в два раза больше веса П., а толщина в 2½ до 3 раз более готовой П. Броневые П. изготовляются из болванок или прокаткой под вальками или же проковкой под гидравлическим прессом (см. Ковка). Тонкие брони до 8″ изготовляются чаще всего первым способом, более же толстые — вторым. Для этой цели в настоящее время все бронеделательные заводы устроили у себя громадные гидравлические прессы. Так, напр., на заводе Карнеги (в Америке) повальный пресс в 10000 т, в Дилингене в 8000 т, на Обуховском заводе 7500 т, в Крезо 6000 т. Во время нагрева болванки на ее поверхности образуется слой окалины, т. е. окислов железа, который, несмотря на очистку его вручную при прокатке или проковке, однако, остается местами на поверхности П. и, замедляя цементацию, сильно влияет на неоднородность состава наружной углеродистой корки. Поэтому необходимо счищать поверхность П. до цементации. Окалину удаляют ручными молотками и зубилами, или же на строгальном станке снимается верхний нечистый слой. На некоторых заводах с успехом применяют для этой цели песочный пульверизатор, который силою пара под давлением около 4 атм. выбрасывает струю песка на поверхность П. и счищает приставшую окалину. Для цементации броней употребляется березовый уголь в порошкообразном состоянии, более же успешной цементации достигают примешиванием к нему еще некоторого количества 25—40% животного, т. е. костяного угля. Толщина слоя угля, покрывающего поверхность брони, зависит от толщины брони. Для 10″ брони слой угля должен быть от 7—8″, для 16″ — от 10—12″. На некоторых заводах вместо древесного угля для цементации применили светильный газ, который впускается в замкнутое пространство между двумя раскаленными П. Опыты показали, что газ дает возможность проникнуть углероду более глубоко и распределиться равномернее в массе металла, а, кроме того, еще в менее продолжительное время. На американских заводах производили также опыты цементации посредством ацетилена. Чтобы увеличить действие цементации, в Америке пробовали делать ряд неглубоких надрезов на поверхности П.; на заводе Витворта в Англии сделали целую сеть мелких дорожек в виде квадратных клеточек, а на Ижорском заводе маленькие углубления сверлом. Такие П. дали действительно хорошие результаты. Толщина слоя, на которой замечается действие цементации, зависит от продолжительности времени цементации и от темп. нагрева. В среднем она равняется 2″. На заводе Карнеги оцементованные П. проковывают еще при низкой темп. нагрева. Этой операцией будто бы достигается более равномерное распределение углерода в наружной корке и более равномерное сложение металла в П. Такие брони действительно дали замечательные результаты. После цементации П. придают требуемую форму, следуя шаблонам и чертежам. Для этой цели броня, подогретая до буро-красного цвета, выгибается под гидравлическим прессом, а затем отправляется в механические мастерские, где на строгальных машинах или круглыми пилами обрезаются по шаблонам кромки. Гарвеированные П. необходимо подвергнуть еще сильной закалке и главным образом с той поверхности, которая подвергалась цементации. Для закалки П. подогревают осторожно до темп., не превышающей 800°, и затем на лицевую сторону пускают под сильным давлением мелкие и частые струи холодной воды из особого спрыскивающего прибора, который помещают над раскаленной П. Во время такого опрыскивания наружный слой быстро охлаждается и сжимается, стремясь выгнуть П.; чтобы воспрепятствовать такому выгибу, пускается от времени до времени снизу на несколько минут такой же фонтан воды. Чем холоднее вода и чем сильнее удар струек, тем сильнее получается эффект закалки. Для этого на некоторых заводах стараются понизить темп. воды охлаждающими смесями и ставят сильные помпы, доставляющие с лишком 1000 ведер в минуту при давлении от 4—5 атмосфер. После закалки наружная корка так тверда, что проба зубилом или керном не оставляет на лицевой стороне поверхности никаких следов, и каждый снаряд при ударе разбивается в куски, между тем задняя сторона П. остается совершенно мягкою. После закалки П. на задней ее стороне просверливают на небольшую глубину отверстия для болтов, скрепляющих П. с корпусом судна, и по окончании этой работы П. представляется к приему. Сравнивая результаты испытаний стрельбою железных, сталежелезных, сталеникелевых и гарвеированных П. относительно их сопротивления ударам снарядов, оказывается, что прочность этих П. находится в отношении:

 1:1,64:1,75:2,2.

В последнее время сопротивление цементованных П. еще больше увеличено. Так, напр., сталеникелевая, гарвеированная и прокованная после цементации 6″ П. завода Карнеги подвергалась испытанию стрельбою из 6″ пушки с ударной скоростью 2100 фт. в секунду. Все снаряды приварились головною частью к П., донные же части разбились в куски и только при 5-м ударе в П. образовалась трещина. Соответствующая такой скорости толщина железной П. равнялась бы 15,7 дюймов, т. е. в 2,62 раза больше, чем толщина испытанной брони. Еще лучших результатов достиг завод Круппа в Эссене. Шестидюймовая плита, изготовленная по его способу (круппированная), выдержала 5 выстрелов при той же ударной скорости, причем головные части снарядов углубились меньше и П. не дала трещин. В России броневое дело сначала было поставлено только на Ижорском заводе в Колпине; на заводе приготовляли железные П., а в 1884 г. введено производство сталежелезных П. по способу Камеля. В начале 90-х гг. начали переходить на стальные и сталеникелевые П., а в настоящее время установлено с успехом производство цементованных П., которые по своим качествам не уступают лучшим заграничным. На Обуховском сталепушечном заводе была сделана первая стальная П. в 1892 г., а вслед за тем сталеникелевая, которая, дав прекрасные результаты при испытании на Охтенском полигоне, была началом установления броневого производства на этом заводе. В настоящее время после удовлетворительных опытов Обуховский завод начинает валовое производство цементованных броневых П.

. 

ЭСБЕ:Военно-морской флот