Техника и вооружение 2011 06
Шрифт:
После получения необходимых разъяснений Мариупольскому заводу было предписано провести опытные работы по изысканию возможности штамповки крупных деталей Т-34 на 15000-тонном прессе, а также изготовлению цельноштампованного носа конструкции, предложенной Д.И. Чижиковым.
Но основные работы по упрощению технологии изготовления сложных бронедеталей танка Т-34 в мае-июне 1940 г. велись в направлении проектирования и изготовления опытных литых узлов корпуса и башни. Как уже было сказано, начиная с апреля 1940 г., сотрудники бригады по литым узлам изучали возможность изготовления разрезной комбинированной носовой части корпуса Т-34 вместо цельноштампованного носа, утвержденного
При выборе марки стали и типа брони для балки учитывалось, во-первых, ее максимальная толщина (100 мм) и, во-вторых, необходимость получения после окончательной термической обработки литой детали в состоянии, допускающем ее механическую обработку после высокого отпуска. Как наиболее приемлемую по своим литейным и броневым качествам для литой балки низкой твердости наметили сталь марки ФД-6654 с небольшой добавкой ванадия. Эта марка стали обеспечивала на данной толщине достаточную прокаливаемость и необходимые физико-механические свойства после закалки и высокого отпуска.
Кроме ФД-6654, большой практический интерес и значительные производственные удобства представляло использование для изготовления литой балки, идущей на валовом производстве, стали марки МЗ-2. Но применение МЗ-2 требовало предварительного исследования, поскольку на больших толщинах (более чем 55–60 мм) она до этого не производилась. Для исследования прокаливаемости и качества излома литой брони марки МЗ-2 на больших толщинах специалисты бригады вырезали из прибылей литой башни пробы размером 200x150x300, которые были закалены в различных средах и отпущены на температуру 680”. В дальнейшем анализ вида изломов и твердости по сечению термически обработанных проб показал полную возможность применения стали МЗ-2 для изготовления литых конструкций больших толщин. Таким образом, для изготовления опытных литых носовых балок были намечены две марки стали: ФД-6654 и МЗ-2.
Первые опытные литые балки были изготовлены по следующей технологии.
Формовка производилась горизонтально, по чистым моделям, в двух спаренных между собой опоках. В каждой опоке осуществлялась формовка одновременно трех деталей. Состав формовочной земли: часовъярский песок (жирный) — 35 %, еленовский песок (кварцевый) — 50 %, маршалит — 15 %.
Литниковая система была выполнена в шамотных трубках: стояк диаметром 70 мм, горизонтальный литниковый ход диаметром 55 мм, питатели диаметром 40 мм. Металл подводился сифоном в нижнюю торцевую часть детали. Окраска формы производилась маршалитовой краской на паточном растворе. Сушили форму в течение 8-10 ч при температуре 300–350°. Заливка форм жидким металлом производилась вертикально, из ковша с диаметром стаканчика 45 мм. Прибыля до 1/3 высоты заполнялись сифоном, после чего происходила доливка прибылей сверху, непосредственно в прибыля, с последующей засыпкой их термитом. Затем детали выдерживались в земле в течение 40 ч. В таблице № 8 приведен химический анализ опытных литых балок.
В дальнейшем все опытные литые балки подвергли отпуску на температуру 680”, после чего от них удалили прибыля. Термическая обработка литых балок проводилась по нескольким режимам.
Балки, отлитые из стали ФД-6654, в количестве 3 штук и балки из стали МЗ-2 обрабатывались по режиму:
1. Первая закалка: 920–930° -4 ч, охлаждение в масле;
2. Высокий отпуск: 670–680° -7 ч, охлаждение в воде;
3. Вторая закалка: 870–880° -4 ч, охлаждение в масле;
4. Высокий отпуск: 670–680° — 7 ч, охлаждение в воде;
5. Окончательная закалка: 830–840° -5 ч, охлаждение в масле;
6. Окончательный отпуск различный:
а) для деталей марки ФД-6654 — отпуск при температуре 600–610° — 10 ч, охлаждение в воде;
б) для деталей марки МЗ-2 — отпуск при температуре 620–625° -12 ч, охлаждение в воде.
Остальные три балки из стали ФД-6654 обрабатывались с предварительной гомогенизацией по режиму:
1. Гомогенизация:
а) посадка при 650–680° и последующий нагрев до 1050–1100° со скоростью 70–80° в час;
б) выдержка при 1050–1100° — 8 ч;
в) охлаждение детали на воздухе до 450”;
г) выдержка при 450° — 2 ч;
д) подъем до 650–680° и выдержка 10 ч;
е) выдача деталей на воздух;
2. Закалка: 870° -4 ч, охлаждение в масле;
3. Высокий отпуск: 670–680° — 7 ч, охлаждение в воде;
4. Окончательная закалка: 830–840° -5 ч, охлаждение в масле;
5. Окончательный отпуск: 600–610° — 10 ч, охлаждение в воде.
Таблица № 8
Марка стали
Способ выплавки
Химический анализ в %%
Кол-во деталей
C
Si
Mn
S
P
Cr
Ni
Mo
V
МЗ-2
Дуплекс процесс, мартеновская печь
0,23
1,32
1,38
0,013
0,018
0.92
1.41
0,17
–
3
ФД-6654
Основная электро-печь
0,38
0.42
0,44
0,013
0,013
1,56
2,39
0,42
0.15
6
Чертеж крышки башенного люка (деталь 34.30.010-1) первого серийного варианта расширенной башни Т-34.
Копия чертежа опытного комбинированного носового узла. Чертеж подписан старшим конструктором завода № 183 М.И. Таршиновым 15 апреля 1940 г.
После окончательной термической обработки было взято по одной детали каждого варианта, которые после надреза огнем поломали под прессом для получения данных по виду излома, качеству отливки и твердости по сечению. Наилучший излом показала литая балка из стали МЗ-2. Худшие изломы наблюдались у балок, изготовленных из стали ФД-6654, — в них были обнаружены значительные участки столбчатых кристаллов. При этом кристаллические зоны наблюдались как у балок из стали ФД-6654, прошедших гомогенизацию, так и термически обработанных без нее.
В отношении качества отливки на всех трех изломах в центральной части наблюдались чистые, не загрязненные посторонними включениями, усадочные раковины или усадочная рыхлость. Это указывало на недостаточное питание центра отливки жидким металлом в процессе ее затвердевания. В дальнейшем путем некоторого изменения технологии специалистам бригады удалось увеличить плотность отливки в центральной части балки, таким образом, повысив качество детали. Твердость опытных литых балок, замеренная по сечению, в зоне плотного металла оказалась равномерной и лежала в пределах 3,6–3,7 для деталей из стали ФД-6654 и 3,8–3,9 — для деталей из стали МЗ-2.