Броненосец к РЯВ с послезнанием и деньгами

[Marlagram]

Никаких башен - только казематы - дешевле, легче, проще, надёжнее, лучше защищено.

Каземат выгоднее башни для классического броненосца (т. е. до 1900-х закладки) примерно до 7,5-9 дюймов калибра, в зависимости от длины ствола и общей энергетики. Потом начинаются проблемы с высотой, компоновкой и уравновешиванием.

 

Интересно вот что - послезнание на металлургию распространяется? Потому что молибденовое легирование раньше - для тех же стволов - это очень серьёзно. Или кремний-марганец-медь-ванадиевое легирование для корпусной стали...

 

[Вандал]

И как долго он оставался боеспособным, вот в чем вопрос? А перспективы к модернизации - "пичалька"! Коллега,  ПМСМ, основной бедой наших "тогдашних" проектов было хроническое  "моральное" отставание и дурная привычка к экономии.

Это неизбежно. Шла техническая и технологическая революция. Корабли обречены были быстро устаревать. Но если их не строить вообще, был риск утратить кадры судостроительной промышленности. Не говоря уже об отсутсвии опыта наступания на грабли, неизбежного и необходимого для последующего.

С послезнанием -- извините, нет. Пришлось бы вкачивать не просто понимание, как надо, но и кучу ноу-хау по обработке стали, по конструкциям котлов и машин, по технологии артиллерии и т.д. И вообще, послезнание -- верный спутник попаданцев, а попаданцы на форуме не приветствуются.

[Вандал]

Интересно вот что - послезнание на металлургию распространяется? Потому что молибденовое легирование раньше - для тех же стволов - это очень серьёзно.

А где России взять молибден?

Или кремний-марганец-медь-ванадиевое легирование для корпусной стали...

Ха. Да в 1870-е даже хромо-никелевая броня с цементацией по методу Гарвея или Круппа -- это оверкилл. Но сколько времени ушло бы на отработку ноу-хау? Патент Гарвея -- 1890 год. Первые корабли с гарвеевской броней -- 1894, если не ошибаюсь. И это в Англии с весьма высоким общим уровнем инженеров-технологов. У нас как раз в 1870-е Чернов хорошо двинул материаловедение. Но сколько прошло от его работ до практического применения? Тут никакой попаданец не поможет.

Изменено 22 Aug 2019 пользователем Вандал

[Беловчанин]

Не говоря уже об отсутсвии опыта наступания на грабли, неизбежного и необходимого для последующего. С послезнанием -- извините, нет.

Коллега, так тема изначально  " с послезнанием".

А грабли, в реале, похоже собрали все из возможных.

Да и не великое послезнание требуется чтобы заказать броненосец на палубу выше и накрыть бронепалубой, хотя бы.

А уж сколько надо знать чтобы вместо одного броненосца построить несколько крейсеров.....

 

 

[sanitareugen]

Чистый металл получен Муассаном (1895) при восстановлении углем (из сахара) МоО ₂ в электрической печи. Двуокись была получена накаливанием в печи Перро молибденовокислого аммония; смесь 300 гр. двуокиси и 30 гр. угля нагревалась в течение 6 минут при употреблении тока в 800 ампер и 60 вольт; сплавлять дольше вредно, потому что вполне расплавленный металл энергично действует на угольный тигель, превращаясь в углеродистое соединение; 

[Вандал]

Коллега, так тема изначально  " с послезнанием".

И что? Вы не поняли, что я написал? Проблема не в том, что делать, а в том, как делать. Тут никакого послезнания не хватит.

Да и не великое послезнание требуется чтобы заказать броненосец на палубу выше и накрыть бронепалубой, хотя бы.

А зачем? Англичане на мореходность аналогичных брустверных броненосцев Рида не жаловались. Как раз именно в таком виде они хороши, поскольку представляют целостную концепцию. А как только стали наращивать высоту борта, уткнулись в невозможность прикрыть его броней. В результате получились, например, "Гранд-отели" -- корабли, которые хороши для плавания в море, но, случись война, перевернулись бы после первого же сражения. Для того, чтобы такого не было, нужно надводный борт защитить тонким слоем брони. А для этого нужна, как минимум, гарвеевская броня, которую изобретут только через 15 лет. И как Ваш попаданец будет восстанавливать ноу-хау, которых в 1870-е годы еще не существует, а к моменту его попадания уже забыты?

Вот поэтому я и против послезнания. Мало того, что само условие сверхъестественное, а потому ни уму, ни сердцу ничего не дает, так еще для того, чтобы от этого польза была, требуется нечто сверхъестественное еще более выского порядка. Ну там, некий ЦОД, в котором собрана вся мудрость мира (интересно, кем), а попаданцу мало ноутбука, нужно еще и доступ в этот ЦОД организовать, что, на тот момент, совсем уж фантастика.

А уж сколько надо знать чтобы вместо одного броненосца построить несколько крейсеров.....

Зачем? Берется "Генерал-адмирал" (вот этот: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B0%D0%BB-%D0%90%D0%B4%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%B0%D0%BB_(%D0%BA%D1%80%D0%B5%D0%B9%D1%81%D0%B5%D1%80)) и тиражируется, постепенно улучшаясь.

 

[Вандал]

Чистый металл получен Муассаном (1895) при восстановлении углем (из сахара) МоО 2 в электрической печи. Двуокись была получена накаливанием в печи Перро молибденовокислого аммония; смесь 300 гр. двуокиси и 30 гр. угля нагревалась в течение 6 минут при употреблении тока в 800 ампер и 60 вольт; сплавлять дольше вредно, потому что вполне расплавленный металл энергично действует на угольный тигель, превращаясь в углеродистое соединение; 

По-моему, от этих экспериментов до промышленного выпуска дистанция большого размера.

[sanitareugen]

Об этом и говорю. Крупнейший химик, используя новейшую экспериментальную технику, получает 200 граммов вещества. Реорганизовывать промышленность рано.

[Абрамий]

По-моему, от этих экспериментов до промышленного выпуска дистанция большого размера.

Для  выплавки молибденовых  сталей  не нужен  чистый  молибден  , не  нужен даже   и ферромолибден   .

Молибденовая сталь  до  4-6% молибдена     выплавляется    вообще  без  всяких  проблем  .

Стали  легированные  молибденом  выплавлялись  японцами  с времен самых  ветхопещерных   ! 

Окись  молибдена  при  выплавке  чугуна  полностью   восстанавливается  и  практически  на 100%   переходит  в чугун  .

При  мартеновском или  конвертерном   переделе  молибден  не  окисляется  и  опять-таки  практически  полностью  переходит  в  сталь .

Первые  промышленные образцы  молибденовой  стали с 3.7%  молибдена    были  получены  в   1886 году  на Путиловском  заводе  .

Как эрзац  вольфрамовой стали  !

На  тот  момент  молибден ( точнее  молибденовые  руды  )    в России  был  много  доступней  вольфрама  ( вольфрамовых руд  )  . 

 

 Такие  металлы  как молибден  , никель ,  медь  и кобальт  ( и при  определенных  условиях  и вольфрам  на 100%  )    при  выплавке  стали  практически  не  окисляются  и полностью  переходят  в  готовую  сталь  .

Легирование всеми  этими  металлами  не  составляет проблем  и   при    введении   окислов или руд    этих  металлов   в  доменную  шихту  и при  пределе  чугунов  в сталь .     

Тоже  относится , но  с отрицательным  знаком    и к  таким  вредным  (  в подавляющем  большинстве  случаев  )   примесям  в  сталях   как   сурьма  , мышьяк  ,  олово  и  свинец .

Что  кстати  теперь  с возрастанием  количества  металлолома  в шихте  металлургических   заводов  создало  большие  проблемы  металлургам  наличие  примесей всех  вышеупомянутых    трудно  удаляемых   химических  элементов  .

  Даже  молибден  , никель ,  медь  , кобальт , вольфрам  (   не  говоря  уже  про  сурьму  , мышьяк  ,  олово  и  свинец )   по современным  техническим  условиям    допустимы  далеко  не во  всех  марках  современных  сталей  .

Особо  много  проблем  современным металлургам  создаёт  примесь   меди  и медных  сплавов  в  металлоломе  .

Ведь  медь  ( в особенности  с сочетанием  с оловом  )  заметно  ухудшает   качество   большинства современных   качественных и специальных    сталей  .

На  некоторых   японских и корейских  металлургических    заводах  с недавнего  времени  введена  особая  технологическая  операция  декупрации  (  удаление  меди  )  сталей  .

 

Для  выплавки  брони крайне   важна  и   чистота    шихты  по  сере  и фосфору  .

С  этим  в  Европах  было  плохо  .

Вообще  металлурги    весьма долго  не  понимали  исключительную   важность  для  многих  целей  снижения    содержания  серы  и фосфора в сталях    до менее  чем 0.01%  .

За годную и в  начале  20-го  века    считали   броневую  сталь  с  0.04-0.06%  серы  и фосфора , да  ещё  и кое-как  раскисленную (  алюминием  и силико-кальцием  ещё  не  раскисляли  )    -  сейчас    почти   всякую     сталь с таким  количеством  серы  и фосфора   считают  негодной   для   почти  всякого  использования  .

По  современным   нормам  на  качественные ( и броневые  )    стали  допустимо уже    менее  чем  0.01%   фосфора  и серы  , а для  многих  ответственных  применений  уже  с середины  70-х    требуют  менее чем  0.004%  серы  и фосфора  .

В частности  для  германской  стали   Х70  значения   ударной  вязкости  при  20 С  при  содержании  серы  0.05%  в  три  раза   менее  чем  при  0.01%  серы   и в четыре  раза  менее  , чем при 0.003%  серы  . 

Для  германской  стали  типа  30NiCrMoV14.5  в виде  листов  толщиной  178-271мм    ударная вязкость при  20С  и   при  содержании серы  0.045%  серы  в более  чем 2 раза  менее  ,  чем  после  удаления  серы  до менее  чем  0.01%  .

 

Есть  однако  способы    понижения  содержания  серы  и фосфора в сталях    в десятки  раз и  которые    вполне  себе  доступны  и для  последней  четверти  19 века  .

Самый  простой для  условий  конца  19  века  разработан  в Японии в конце  70-х  20-го  века   ( авторы  Х . Иной  , И .Шигено  , М.Токуда , М.Отани  )  .

Одновременное удаление     из  чугуна  и серы  и фосфора  путём  смешения  расплавленного  чугуна  со смесью  окиси кальция и хлорида  кальция  (  и  по  необходимости     с  добавками   окиси  магния ( улучшает  текучесть и сульфидную  емкость   смеси ,при  содержании до   4-6%  окиси  магния  к   общей  массе смеси   )    и пиролюзита в  качестве  окислителя  фосфора  )   в количестве  от 3 и    до 10%    от  веса  чугуна  .

Степень  удаления  серы  достигает  при  5 % смеси    к массе  чугуна   содержащего   до   0.5% фосфора  и  0.2%  серы   не  менее чем  95%  ,  степень  удаления   фосфора  не  менее чем  90%  .

При общем  содержании  окиси  кальция и окиси  магния   более  чем  25-30%   не  наблюдается и  рефосфорации   в течении  более  чем   20  минут .   

Добавки 10-20 %   пиролюзита к   смеси   окиси кальция и хлорида  кальция  приводят  к  очень  быстрому   окислению и  выносу  в  шлак   кремния  и  ещё  более  фосфора чугуна     и восстановлению 80-90%   марганца  в чугун  до  1.5%  .

Если в  эту  смесь   прибавить  окиси  молибдена  , то  ещё более  легко  восстановимый  молибден   восстановится  весь  и перейдёт  в чугун  .

Все тоже  самое  относится  и к  окиси  никеля  .

 

Но  в  России   вполне  себе  есть  изрядные  ( даже  можно  сказать  и  огромные )  залежи   железных  руд  вполне   чистых  и по  фосфору  и по  сере  ! 

Как  и  огромные  запасы  древесного   топлива   годного  для  производства  доменного  древесного  угля  . 

Всё  это  вполне  могло-бы   быть  использовано  для   выплавки  сталей  особо  высокого  качества  . 

Уральское пудлинговое железо имело примерно такой состав :

С = 0,1-0,2%; Мп -- следы ; Р = 0,01-0,02%; S = 0,004-0,006%; Si =0,1%; шлак = 0,2-1% ; остальное - железо.

Т.е.  оно  и само  по себе  могло быть  использовано в  качестве скрапа   для  выплавки   броневых  сталей  в  кислых  мартенах  по   кремний-восстановительной технологии В.И.   Тыжнова   с само-раскислением  кремнием и марганцем  , ибо  использовать  раскисление алюминием  в 80-90-х  годах 19  века    как-то  сложно  ( за незначительностью   объёмов  выплавки  самого  алюминия  на  тот  момент )   .

Кремний-восстановительная   технология  выплавки  сталей  в  кислых  мартенах  позволяет  получить  стали  легированные  не только  легко восстановимыми    никелем  и молибденом  до  2-3%  и выше  . но и   минимально  :   кремнием до 0.4%   ,  марганцем  до  0.5% и выше     и хромом до   0.6% и  выше   и даже  ванадием  до  0.2% и выше    - за счет  восстановления  их  из  окислов  !

Т.е.  часто и   без  ферросплавов вовсе    !

 

Но для  получения  реально  высококачественных  сталей  по такой  технологии  надо  иметь   шихту  с самым  минимальным  содержанием серы  и фосфора  , ведь  в кислых  процессах  выплавки  сталей ,  ни сера  , ни  фосфор  не  удаляются . 

И топливо  с минимальным  содержанием  серы  -  в  данном случае    дровяной  генераторный  газ  .

 

Обработка   чугуна  выплавленного  на  древесном угле (  т.е.  в таком    серы  менее  чем  0.03%  и фосфора  менее  чем 0.03 % )    смесью  из  смесью  окиси кальция и хлорида  кальция  ( желательно   и   с добавками окислов  марганца  и молибдена  и никеля  )     позволяет  снизить  содержание  и серы и фосфора     до нескольких   тысячных  процента  .

 

 

Рафинирование  сталей  синтетическими  шлаками   вовсю использовалось  с 1937-1938 годов   на французских заводах   Юджин  по  патенту Р.  Перрена  и эта  французская сталь  была  сильно  лучше   германской  и чешской  того  времени  и требовала  легирования марганцем  в 10-15 раз  менее  и даже  и вовсе  без  него  обходилась  . 

Обработка  сталей   синтетическим  шлаком  заключается  в принудительном  смешении  сталей  в ковше    с  жидким  основным   восстановительным    шлаком   из  окиси  алюминия ( глинозёма ) окиси  кальция  ( обожженная  известь   )   и окиси  магния  ( обожженный  доломит  или магнезит  ) .

Для   эффективного рафинирования  сталей  синтетическими шлаками  абсолютно    необходимо  не допускать  смешения   печного  шлака с   синтетическим  .

Для это  используют   промежуточные  ковшики  разной   конструкции.

Снижение  серы в стали    достигает  до       0,002—0,010 %  , количество   раскислителей   уменьшается  в 2-3 раза   ,количество  всяких  неметаллических включений в сталях  уменьшается на  5-10  раз .

 

Для  удаления-же   фосфора  нужен  жидкий    основной  железистый  окислительный шлак   - из  окислов  железа  и окиси   кальция  и  добавки  окиси  магния  .

Проблема  в том  ,что  при обработке  таким  шлаком  очень  сильно  выгорает  не только  фосфор  ,но и  углерод(  на порядок  даже  )   ,  но  и вообще  все  химические  элементы окисляемые  легче  железа  - что  приводит  к тому  ,что процесс    рафинирования  окислительным  шлаком  протекает  обычно   изумительно  бурно  и   бывало  и   со взрывами  металла  в ковшах  с десятками  тонн  кипящего   металла  !

 Р.Перрен ещё до войны при помощи двойного рафинирования дешевой и дрянной томасовской стали двумя синтетическими шлаками , сперва основным железистым окислительным шлаком , затем основным восстановительным шлаком - получал стали ничуть не уступавшие и основным мартеновским и выплавленным в электропечах .

Но стали получались только  и только    малоуглеродистые  и малым  количеством  окисляемых   легирующих  .

Т.е.  они  годны  в качестве  заготовки-полупродукта  для  плавки  в кислых  мартенах  по   кремний-восстановительной технологии В.И.   Тыжнова  .

Для  выплавки-же   высоколегированных  сталей  по такому  способу  уже нужна  электропечь  и ферросплавы    .

 

Из   метода   рафинирования    синтетическим  шлаком    родился   метод смешения или  называемый  совмещенный процесс выплавки качественных   сталей    

Например для выплавки качественной подшипниковой стали можно полностью отказаться от электропечей большой мощности .

Делают например так :

В 100-тонном мартене ( или кислородном конвертере ) с основной кладкой футеровки выплавляют основную сталь-полупродукт такого состава : 0,35% углерода и не более 0,10% марганца и следы кремния .

Причем его не раскисляют ,  это  ни в коем случае  !

Такой полупродукт  с нормированным   содержанием  углерода  можно выплавить легко и быстрее ,чем пытаясь выплавить качественную сталь в мартене или электропечи .

Рядом с мартеном стоит маленькая ( и значит маломощная и простая ) электропечь с основной футеровкой в 15-18 тонн .

В ней плавят лигатуру такого состава : 3,2% углерода , 0,6-2% марганца , 1,3-3,4% кремния , и 6-6,5% хрома (  никель  и молибден  в любом  количестве  )  .

Малоуглеродистый полупродукт почти не содержит кремния и мало содержит марганца и по отношению к составу лигатуры сильно   переокислен .

Из большой мартеновской печи предварительно спускают шлак .

Затем в общий ковш сливают и полупродукт из большой мартеновской печи и лигатуру из малой электропечи при этом стараясь обязательно   не допустить попадания мартеновского шлака в ковш .

Происходит смешение полупродукта и лигатуры .

В момент смешения происходит быстрое и бурное раскисление полупродукта углеродом , кремнием и марганцем лигатуры , смесь очень сильно вскипает ( уровень металла в ковше поднимается на метр и даже больше ) с образованием очень большого количества газов , которые полностью удаляются из расплава и уносят с собой почти весь водород( и значит флокенов не образуется ) и частично азот .

В результате из 100 тонн основной мартеновской стали получается около 120 тонн высококачественной подшипниковой стали .

Причем азота и водорода в такой стали много меньше чем в электростали .

Качество стали получается выше чем выплавленной в электропечи .

Т.е. совмещаются процессы раскисления и легирования стали .

Выплавка качественных сталей таким способом проще и дешевле выплавки их в электропечах или мартенах и легче получить сталь нужного состава .

Более  того  в  несколько раз   уменьшается  угар  и легирующих  и раскислителей - что  по   дефициту  большинства ферросплавов  неимоверно  важно  и актуально .  

 

Совмещенный процесс по  Перрену  даёт ещё лучшие результаты чем процесс смешения и сводится к тому ,что в малой электропечи плавят не только лигатуру , но и синтетический основной шлак из доступных извести и глинозема и магнезита (доломита  )  .

Шлака выплавляют из расчета всего 3-10 кг на тонну готовой стали - это совсем немного .

Сперва в ковш выпускают лигатуру и синтетический основной шлак .

Затем в ковш сливают полупродукт из мартена с основой футеровкой , стараясь опять не допустить попадания мартеновского шлака в ковш .

Происходит опять бурное вскипание смеси и смешение полупродукта , лигатуры и синтетического шлака .

Но при этом происходит ещё и обработка продукта синтетическим основным шлаком .

Происходит десульфурация и дополнительное раскисление стали .

В результате содержание серы в стали падает до 0,002-0,010%  .

Заодно в стали резко уменьшается количество разных неметаллических включений .

Т.е. за весьма малое время совмещаются процессы раскисления , легирования и рафинирования синтетическим шлаком .

Сейчас такие способы выплавки сталей как метод смешения или совмещенный процесс позволяют обеспечить в мартеновском цехе  выплавку сталей высокого качества и без использования сложного оборудования .

И такие процессы применимы к подавляющему большинству качественных сталей .

 

 

 

 

 

Изменено 24 Aug 2019 пользователем Абрамий

[dragon.nur]

получал стали ничуть не уступавшие

Чушь. Слишком много азота, одними синтешлаками не справиться, необходимо кислородное либо парокислородное дутьё.

 

[Вандал]

Первые  промышленные образцы  молибденовой  стали с 3.7%  молибдена    были  получены  в   1886 году  на Путиловском  заводе  .

Смотрю я на нынешние легированные стали, там молибдена, в большинстве случаев один, максимум два процента. Отсюда два вопроса: 

1) какие были бы характеристики стали Путиловского завода, для чего её можно было бы использовать, и

2) как от производства стали с 3,7% молибдена перейти к стали с 1-2% молибдена, насколько это сложно.

[Вандал]

Коллега, так тема изначально  " с послезнанием".

Если с послезнанием, то единственное, что стоит сделать -- обратить внимание на работы испанца Онториа по длинноствольным пушкам и работать в этом направлении. Это, кстати, несложно, специалистам в Европе Онториа был известен. К середине 1880-х годов создать линейку пушек от шести до двенадцати дюймов с длиной ствола 38-40 калибров. При этом, ограничиться тремя калибрами -- шесть, восемь и двенадцать дюймов. Первые два поставить на станки Вавассера на центральном штыре. Содрать у французских морских артиллеристов идеи непрерывного слежения за целью при ведении огня.

Издать нормативное указание о том, чтобы при проектировании кораблей закладывать в водоизмещение запас не менее 5% от водоизмещения.

Еще можно дать нормальное финансирование братьям Барановским, и поставить им условием запретить их личное участие в полигонных испытаниях. 

В результате всех этих мероприятий Россия может ко второй половине 1880-х годов оказаться на передовых позициях в корабельной артиллерии. А корабли будут страдать от перегруза в значительно меньшей степени.

[Ариох]

А может быть сделать финт ушами и построить броненосцы с очень скорострельными и дальнобойными 2 х 4 х 234 миллиметра? Снаряды и орудие разработать с учетом послезнания, управление стрельбой и прицеливанием тоже, укрепить рубки что бы в первые минуты боя не выбило. И закидать японцев большим количеством 234 мм снарядов издалека.

[Абрамий]

Чушь. Слишком много азота, одними синтешлаками не справиться, необходимо кислородное либо парокислородное дутьё.

На   счет  наличия   в таких  рафинированных    сталях    большого  количества  азота  , согласен  , но  в данном  случае  основной  вред  наносили  сера  и фосфор  , в несколько  меньшей  степени  остаточный  кислород  и всяческие  включения  , а уж   высокое  содержание  водорода , приводившего  к  флокенам     в  обычных  мартеновских и электросталях  -  было  огромной  головной  болью  металлургов  .

В томасовских  сталях  подвергнутых  двойному  рафинированию  синтетическими   шлаками имелось    очень  низкое   содержание и серы и фосфора  и водорода  и включений  делало  их   лучше  чем    выплавленные и в  электропечах  .

Не   надо  так-же  забывать  ,что  изрядное  количество  азота  попадало  в стали  с  легирующими  и ферросплавами  и с  раскислителями  - особо  в электропечах  выплавленных  .

В   электросталях  содержание обычно   азота  ещё  более  чем  в томасовских     и достигает  до  0.012% и даже  0.015% 

Тем  не  менее  такие  стали  считались  равноценными  и  выплавленным  в  основных  мартенах  и  в электропечах (  в  электросталях   содержание   азота  ещё  более ) .

Именно  за счет  низкого 

Но     при  рафинировании двумя    синтетическими  шлаками  по Р.Перрену    томасовских  сталей  продувку  в  конвертере   не  доводили   до  периода  передувки (  12 минута   на рисунке  )   ,  в которой   основная  часть  фосфора  и  удаляется  ,  т.е.  именно  когда  томасовская  сталь  интенсивно  набирает при  продувке    азота  .

Стараясь  удержать  содержание   азота  ниже  0.0075%  .

Удаление    большей  части  фосфора  производилось за  счет реакции  с  основным  окислительным   шлаком . 

При   рафинировании  основным  окислительным   шлаком томасовского  полупродукта с  0.4-0.5%    фосфора  ,его  содержание  падало до   0.04-0.05%  и ниже  , с  0.06%  до  0.011%  и  с  0.022%  до  ниже  чем  0.007% .

В  рельсовом  бессемеровском  металле  обработка    основным  окислительным   шлаком   снижала  содержание  фосфора  с  0.05-0.092 %   до   0.01-0.03%

Так  как  рафинирование   основным  окислительным   шлаком   сопровождается стремительным и  бурным  вскипанием  металла  ,то  при этом   удалялся   почти  весь   водород  и некоторая  часть  азота  ,не более  чем  20%  .

Таким  образом  общее   содержание  азота  после  первого  рафинирования   не  превышало     0.007%   , после  второго  рафинирования  основным восстановительным  шлаком      не  более  чем  0.065%   азота .

Для  некоторых марок  сталей   снижение  содержание  азота  при  обработке     основным восстановительным  шлаком    напротив  очень  велико  .

Так  при     обработке     основным восстановительным  шлаком  мартеновской стали  45  содержание азота  упало  с   0.004%  до 0.0023  , сталей  38Х   и 40Х  с  0.0041%  до  0.0023% 

А для  некоторых  марок  сталей   содержание    азота  при   обработке     основным восстановительным  шлаком  возрастает в два  и более  раз  .

Так  при   обработке     основным восстановительным  шлаком стали  ШХ15   содержание  азота   увеличивалось  с 0.0025%   до   0.006%  !

 

Известно  так-же  что  при обработке  сталей  окислительными  или   восстановительными шлаками  содержащих  двуокись  титана  содержание  азота  тоже  увеличивается  .

Для рафинирования     основным восстановительным  шлаком   содержание   окиси  титана в нём   в количестве  3-5%   весьма  полезно -   улучшается  удаление  серы  из  сталей  .

Но наблюдается   восстановление  титана  и переход  его  в металл .

Содержание  титана  в  синтетическом  шлаке в  количестве  3-5%   , приводит  к тому     его  восстанавливается   и переходит  в металл минимально  от   0.03-0.05%    .

  Это  количество  даже  и для  томасовской  стали  в несколько  раз  более  чем  азота  .

Для  полного связывания  азота  сталей   в  нитриды  титана    ,самого  титана  должно  быть  в 3.3   раза  более  чем  азота .

Сродство  титана  к азоту  несоизмеримо  более чем  у железа  и даже  более  чем  у   хрома  и более чем  сродство  титана  и  углерода  .

Потому  в сталях  с   титаном    весь  азот  связан  в нитриды  титана(  очень  мелкие ,  твёрдые  и жаростойкие включения  ) ,   и   вредного  воздействия  азота  на стали  не наблюдается  .

Стали  с  содержанием  титана  в 3.3 раза  более  чем  азота  - процессу  старения  не подвержены  .

   При  содержании  в сталях   азота  в   0,004 %   уже небольшого количества    титана  около 0,02 %  -оказывается достаточно для  полного   связывания  азота   в нитриды .

  Хотя для  некоторых современных   марок  сталей   засорение  нитридами титана  не  то ,что  нежелательно  . а  просто  недопустимо  !

Качество  автолиста  ухудшается  при  самых  незначительных   количествах  нитридов   титана  .  

 

 

Р. Перрен  использовал  добавление  окиси  титана  в синтетические  шлаки  .

Для   рафинирования  электросталей   использовался  им  например   кислый  шлак   такого  состава :   47-48%  кремнезема , 5-6  двуокиси  титана ,  17-18 %  глинозема  ,  6-7% окиси  кальция  , 15-16%  окиси  магния , около 9%  окиси  марганца  и менее  чем 0.5 %  окиси  железа  .

Для связывания   азота  электросталей  в   нитриды  титана .    

Известно ,что  ещё  Обухов  открыл , что  при  тигельной  плавке  под  флюсом  содержащим  ильменит или титаномагнетит  качество  тигельной  стали  резко  улучшается !

  За счёт  восстановления  некоторого  количества  титана  из  флюса  и  перехода  его  в сталь  !   

 

Введение   титана   в стали   позволяет осуществить  очень  полезную   операцию  микро-легирования  сталей   бором  !

Особенно  полезную  для   цементированных  броневых  сталей  . 

Бор  в микроколичествах   резко  улучшает  и   прокаливаемость  сталей .

А  так-же  улучшает  прокатываемость и способность  к  глубокой  вытяжке      большинства   сталей  - уже  за счет  связывания  азота  в нитрид  бора  .

Легирование или  микро-легирование    бором  большинства   сталей  содержащих   хотя-бы   и    малые  количества  азота  бесполезно  .

Бор не  легирует   стали  , а  связывается   в нитриды  .

Что-бы   бор   оказал  действие  на стали ,    надо  азот связать  в нитриды  химического  элемента  имеющего  большее  сродство  к азоту чем  у бора  . 

Проще  всего  введением  в стали  малых  количеств   титана  , которого   вводят  уже  в 4-6 раз  более  чем  азота  .

Диапазон  оптимальных  количеств  бора   для   подавляющего  большинства  сталей  крайне  узок   и очень мал по  количеству   обычно находится    в пределах 0,001-0,0025%.

Выдержать  это весьма  и весьма   сложно  ,но   вполне  реально  , особенно  при   внепечном  легировании  .

Но и  в таких  сверхмалых  концентрациях 0.002%   бора  эквивалентно    легированию присадкой    из  1,33% никеля+ 0,31% хрома + 0;04% молибдена  .

Прокаливаемость  стали с   0.002%   бора   идентична   стали  с 1.5% никеля  .

Для  стали   типа 40ГФ   введение  0.027%  титана и 0.0013 %   бора (  и при  0.004%   азота )  увеличило    прокаливамость   на  глубине  12мм    с  25HRC    до 50 HRC   и на   30мм  с менее      с менее чем   20HRC    до 28-30 HRC .

Для  цементированных   броневых  сталей  типа  Гарвея и Круппа   это  тоже  важно  ! 

 

Крупповская  хромо-никелевая  броня  лучшего  качества  на 10-е годы  20-го  века  содержала  углерода  0.31%  , кремния  0.02%  , серы  0.02% ( но частым   было  и  до 0.06%  серы    , фосфора  0.02% (  но опять  были  до  0.05%   фосфора  ) , марганца  0.30%   ,   никеля  3.5-4%   ,хрома  1.5-2%  .

Т.е.   броня  была  раскислена  крайне  плохо  !

Алюминий  и силицид  кальция     для раскисления  толком   ещё не  употреблялись  .  а  кремния  и марганца для  раскисления  тут   недостаточно  , а для   нейтрализации  серы  надо иметь   тут   марганца   от   0.4%  и выше  .

По Тыжнову  для  само-раскисления  сталей   по кремний-восстановительному  кислому   процессу     надо от  0.3%  и выше  кремния  .

 

Более того к настоящему  времени   по броневым  сталям  известно   следующее  ( например   по данным  изысканий  Е.А.. Камаева )     ,что   содержание  кремния  менее   чем  1.2%     является совершенно  недостаточным для сохранения прочности и твердости стали на требуемом    уровне  , а более  . чем   1,6%  кремния     всегда   ведёт  к  резкому падению ударной вязкости, вызванному чрезмерным упрочнением феррита  .

Содержание  хрома  не должно  быть  менее  чем  1.3%    в таком  случае  его влияние недостаточно для увеличения прочности и прокаливаемости стали.

Если-же  хрома  более  чем  1.7 %   ,то  хотя  и аустенитное  зерно  и измельчается  (что ведёт к  повышению пластичности стали ) ,но  образование карбидов  хотя  и является  фактором повышающим     повышающим прочность, но  однако  резко  снижающим пластичность стали и её ударную вязкость   .

Верхний  предел  содержания  никеля  должен быть    не более чем  1.8%    ,что-бы  обеспечить  ударную  вязкость  феррита  , но  не повышая  его  твердость  выше нужного  уровня .

Содержание-же  никеля  ниже  1.4%    не обеспечивает  необходимой  пластичности  сталей  .

Содержание  молибдена  ограничен  снизу 0.2%     необходимыми для недопущения  обратимой отпускной хрупкости  . а выше  0.4%  молибден  в  никель-хромистых  сталях   резко  снижает  ударную вязкость  феррита  .

Оптимальным содержанием  углерода  для  не  подвергающейся   цементации   брони   является  более   чем  0.44%  и менее  чем 0.48%  .

 

В общем  по критериям   Е.А.. Камаева    крупповская   броня  никак не  годится  ,в ней  очень мало  кремния  , слишком  много  никеля  ,  хрома  часто  более  1.7%  ,молибдена  нет  , марганца  мало  и т.д.

Но это все  им  получено   для  не подвергающейся  цементации  довольно  тонкой    листовой  брони     с   сквозной  закалкой  и низким  отпуском  и твердостью      48-50  и до  54-57  HRC .

Для  очень  и очень толстых  листов  в 100-300мм  ситуация  конечно  изменяется  ,но  не намного  .

 

 

Никель однако   в броневой  стали  и  при  небольшом   содержании серы и низком  марганца     на прочность  и ударную  вязкость  влияет  весьма  плохо  .

А что будет если при плавке сталей в шихте будет и сера и никель  и даже менее чем 0.03-0.04% каждой ?

Правильно - в сталях будет примесь сульфида  никеля  !

Уже один только сульфид железа делает стали хрупкими .

Образуются  эвтектики из  сульфида  никеля  ,  сульфида  железа и   самого  железа 

Эти вот эвтектики-прослойки выпадают при кристаллизации вокруг кристалликов стали окружая и разделяя их - сталь хрупкая .

Эвтектики-прослойки из сульфида никеля-железа-меди с железом !

Температура плавления эвтектики железо -сульфид железа 988С , эвтектики из сульфидов цветных металлов в смеси с сульфидом железа плавятся при 750-950С !

Все тоже  самое  относится  и к меди  .

Марганец обладает очень высоким сродством к сере , даже большем чем у никеля .

Кристаллы сульфида марганца плавятся при 1610 С , сульфидных прослоек не образуют , и при содержании марганца в рядовых  сталях   более 0.3% эвтектики-прослойки не образуются .

Но для   броневых  сталей  надо  иметь  марганца  не менее  чем   от  0.6%  и выше  - именно  из-за  никеля  !

(  При непрерывной разливке сталей марганца вообще   должно быть в 90-100 раз более чем серы в стали !

А иначе будут трещины ! )

 

Советская  уже танковая  броня  на 1944 год  имела :     углерода  от 0.22% и до  0.31%   .  кремния  1.3-1.4%  , марганца  1.32-1.35%  . хрома  0.75-0.9% ,  молибдена  0.15-0.18%  , никеля  1.1-1.7% ,но  и серы  и фосфора  менее  чем 0.02 % .

Т.е.  она была  очень хорошо  раскисленная  кремнием  ,  содержание  марганца   было  с избытком  выше,   чем надо  для   ликвидации вредного  действия    сульфидов  железа  и никеля  .

 

 

Смотрю я на нынешние легированные стали, там молибдена, в большинстве случаев один, максимум два процента. Отсюда два вопроса: 

1) какие были бы характеристики стали Путиловского завода, для чего её можно было бы использовать, и

2) как от производства стали с 3,7% молибдена перейти к стали с 1-2% молибдена, насколько это сложно.

 

Молибденовая  сталь Путиловского  завода  с её-о  3.5-4%   молибдена  вовсе  никакая не  броневая и даже  не  конструкционная . а  инструментальная  -    чисто  наш  эрзац  первого   вольфрамового  быстрореза  с 5%  вольфрама  -  знаменитого самокала  Роберта  Мюшета !

Из  этого  путиловского  молибденового  сплава  делали  резцы  , фрезы  ,сверла  ,метчики  и плашки и т.д.   - т.е.   ходовой  металлорежущий  инструмент !   

С месторождениями   вольфрамовых  руд  тогда  было у нас  совсем плохо  , а  месторождения   молибденовых  руд   уже  были  известны  !

Без-вольфрамовые ,   но  молибденовые  быстрорежущие  стали  вполне  себе  употребляются  и ныне  , особенно  в США (так как в США имеются значительные количества отечественных молибденовых руд )   ,например  их  стали  серии М50   .

Наши  тоже  такие  есть - типа  11М5Ф и ей подобные 

Вообще  молибденовые  быстрорежущие  стали в производстве  много  сильно  сложнее  ,  чем  вольфрамовые  ,но   по цене  дешевле  .

Особенно при термической  обработке  ( склонность к  потере  углерода  )   - у меня на  заводе  такие стали   нагревают  под  закалку   в  чугунной  стружке  и в  защитной  атмосфере  , закалка  ведётся  в средах   содержащих   углерод  .

 Тем более   замечательный   успех   инженеров  Путиловского  завода   умудрившихся   наладить  тогда   выплавку  такой  быстрорежущей  стали !

 

 

Наверное можно было-бы  из  закалённой путиловской молибденовой    стали  делать   бронебойные  наконечники и вставки    для  бронебойных  снарядов  . 

 

Для броневых  сталей  содержание  молибдена  обычно   не  превышает  0.5-0.6%  (  реже  в пределах от  0.6-0.8%  и совсем редко  в пределах  от 0.8-1.2%  )  , по  Е.А.. Камаеву   не  должно быть  более чем 0.4%  и не менее чем  0.2% 

И   потому  они гораздо   проще  в производстве  .

Например  современная высокопрочная     броневая  сталь Н.Н.  Булкина  и соавторов  содержит  : %

углерод 0,28-0,40, кремний 0,80-1,40, марганец 0,50-0,80, хром 0,10-0,70, никель 1,50-2,20, молибден 0,30-0,80, алюминий 0,005-0,05, медь не более 0,30, сера не более 0,012, фосфор не более 0,015, железо - остальное.

Современная высокопрочная     броневая  сталь вышеупомянутого   Е.А.. Камаева   и соавторов  содержит  : %: углерод 0,44-0,48; кремний 1,2-1,6; марганец 0,3-0,6; хром 1,3-1,7; никель 1,4-1,8; молибден 0,2-0,4; серы  и фосфора  совокупно  менее чем  0.01 % ,  железо - остальное.

 

 

 

 

 

 

 

 

Изменено 25 Aug 2019 пользователем Абрамий

[Вандал]

И   потому  они гораздо   проще  в производстве  .

Точно проще? А то эффект масштаба может сыграть плохую шутку. Чем больше объем и, при этом, меньше процент, тем больше следует следить за равномерностью распределения молибдена. До агломераций тогда еще не додумались. Хотя, конечно, колебания процентного содержания молибдена в два-три раза обнадеживают.

Молибденовая  сталь Путиловского  завода  с её-о  3.5-4%   молибдена  вовсе  никакая не  броневая и даже  не  конструкционная . а  инструментальная  -    чисто  наш  эрзац  первого   вольфрамового  быстрореза  с 5%  вольфрама  -  знаменитого самокала  Роберта  Мюшета !

Не имею ничего против инструментальных сталей (и лишь надеюсь, что дело не ограничилось экспериментальной плавкой, а вышли на поток), но предложение было не по их части. По-моему, молибденовая броня даже в 1880-е и 1890-е годы -- это излишество, существенного роста прочности на характерных для военного корабля толщинах не даст. Вклад хрома, никеля и марганца важнее..

[Беловчанин]

Особо  много  проблем  современным металлургам  создаёт 

Коллега Абрамий, материал изложенный Вами, как всегда. великолепен в плане информативности, НО!

А что из всего вышеизложенного можно сделать в конце 19 века?  Как минимум отсутствует кислородное дутьё и электропечи, а как максимум ещё не все элементы микролигатуры известны  (промежуточный результат - .легирующие металлы известны но их производство ещё не позволяет получить бронеплиты в товарных количествах) и уж точно ряд месторождений полезных ископаемых ещё "не откопали"..

Давайте представим что упомянутые Вами:  Е.А. Камаев,  В.И.  Тыжнов,  Н.Н.  Булкин  и соавторы 

оказались "вселенцами"  в  Путилова,  Обухова,  Чернова удастся ли им получить свои же собственные результаты?

 Вот лично я сомневаюсь. Надеюсь Вы развеете мои сомнения. 

 

Пы СЫ  Посмотрел что разрабатывают современные металлурги и решил солидаризироваться с коллегой Вандалам в сомнениях по поводу эффекта масштаба.  Все их разработки - тонколистовые. Для броневичков - просто прелесть, а для броненосцев? Нам нужны  ( для ТС)  самые ходовые для  РЯВ  войны 11 дюймовые плиты ГБП или замена 14-16 дюймового железа (для меня).

[Читатель]

тема для флотофила наверное очень привлекательная.

но с практической точки зрения, для такого хорошо подготовленного попаданца гораздо лучше прогрессировать не броненосцы (которые как известно оказались тупиковой веткой эволюции), а подводные лодки. 

улучшений тут придумать можно массу, стоят подлодки значительно дешевле любого броненосного флота. грозный подплав способный утопить к чертям владычицу морей создать за короткие сроки реально.

причем что хорошо - даже если соперники выведают секреты, особенно немцы, нам от этого ни холодно ни горячо - большого торгового флота у нас нет, немецкие подлодки Петербург не обстреляют. 

зато англичанам будет из за чего беспокоится. 

[Кот]

броненосцы (которые как известно оказались тупиковой веткой эволюции)

Кому   такое известно? В чем "тупик"? Вполне-себе   эволюционировали в дредноуты, супер-дредноуты  и далее.

 

Изменено 26 Aug 2019 пользователем Кот

[Вандал]

Нам нужны  ( для ТС)  самые ходовые для  РЯВ  войны 11 дюймовые плиты ГБП

Для русско-японской не нужно. Вполне достаточно 8-дюймовых. Ни одного пробития брони толщиной от 8 дюймов и выше не зафиксировано. Даже 6-дюймовая пробивалась только при особо благоприятных условиях. Но, это всё русско-японская. Как Вы ставили задачу, условия совсем другие должны быть. В русско-японскую бои шли на таких дальностях, которые в 1870-е и 1880-е считались недостижимыми из-за недопустимо низкого процента попаданий и отсутствия нормальных приборов управления огнем (тех же дальномеров, хотя на таких дальностях нужны уже и всякие вычислители -- типа столика Дрейера или прибора Полена). На малых дистанциях боя потребность в толстой броне возрастает.

[Читатель]

и далее.

и далее в музей 

реально, уже в ВМВ польза от линкоров оказалась сомнительна по сравнению с ролью авианосцев, подводных лодок и морской авиации. Да и не сказать, чтоб в ПМВ от них был толк

[Читатель]

Пользу от броненосцев в РЯВ я вижу - Цусима реально определила исход войны. 

А вот дальше...

Основное влияние супердредноуты кайзера на исход войны оказали Кильским восстанием в ноябре 1918 года, когда экипажи линкоров "Тюрингия" и "Гельголанд" отказались выполнять приказ идти в бой. Что и предопределило капитуляцию Германии. 

Аналогичную роль сыграли дредноуты Балтийского флота в русской революции 1917 года 

 

Изменено 26 Aug 2019 пользователем Читатель

[Кот]

и далее в музей

Равно  как ВСЁ корабли рубежа XIX-XX веков)))

И тем не менее, все современные типажи боевых кораблей  появились  отнюдь не на пустом месте, -  включая парочку тяжелых атомных ракетных крейсеров,  которые концептуально  и есть нынешние   наследники линкоров))))

Изменено 26 Aug 2019 пользователем Кот

[Кот]

Цусима реально определила исход войны. 

Дааа? Тоже крайне  спорно!

Это лишь один из кирпичиков, из которых сложилось наше поражение в войне.

При этом мы вполне могли-бы всё-равно  продуть эту  войну даже при более удачном цусимском бою, - равно как и  выиграть её даже при разгроме в Цусиме, если бы чуть  более активно  действовали на суше, - джапы уже выдыхались даже в РеИ.

Изменено 26 Aug 2019 пользователем Кот

[Telserg]

но с практической точки зрения

Крейсерские подводные лодки в 19 веке это примерно как сейчас включать в военную доктрину нанесение удара по вражескому интернету, а хакерам давать офицерские звания. Можно-то можно, но коллективный Гардиан захлебнется, а либеральная общественность заявит об очередном походе Аттилы и покушении на миропорядок.

[Кот]

реально, уже в ВМВ польза от линкоров оказалась сомнительна по сравнению с ролью авианосцев, подводных лодок и морской авиации

Если ВМВ на Тихоокеанском ТВД рассматривать не выборочно, то внезапно оказывается, что  крупныее неавианесущие надводные  корабли (включая линкоры и тяжелые крейсера) оказались вполне востребованными и находили себе применение  кабы не почаще авианосцев. 

Другое дело, что  их стоимость  после ВМВ экономически могли потянуть уже... - да почти ни кто.

А те единственные, которые еще могли, слишком переоценили роль авианосцев, - сделав из них очередную разновидность мега-дорогих, но  умеренно-полезных военно-морских пугал. "Хрен редьки не слаще".

Изменено 26 Aug 2019 пользователем Кот