Оружие Победы Нашей. Ил-2. Моё материаловедение

±
Знакомьтесь! «Шпон!». «А я - Фанера!».
«А я - Дураль!». «Я - Гемоген!». «Я - Цементит!».
Весьма неоднородная команда,
Хоть может вам тут ничего не говорит.
Не говорило ничего и мне, особенно в комплекте,
Мол, что объединяет матерьялы эти.
Я даже кое-что из этого вообще не знал.
Теперь всё изменилось, и том рассказ.
Два первых - более иль менее знакомы,
Про третий - кое-что известно мужикам.
А два последних - только, если близко к вам
Металлургия иль чего-нибудь того ж рода.
Ну, ладно хватит предисловий всяких уж -
Пора в корзину, взялся коль за гуж.

±
Не удивляйтесь, но начну я с углерода.
С чего? В пятёрке нашей главный он.
Точнее, без него всего того бы,
Ну, просто не было бы. - Ясно? - Не совсем! - Сейчас всё разберём.
Со шпоном и фанерою, я полагаю, ясно.
Они ж из дерева, что углерода «кладезь».
Что ж остальные? Тут прошу вас обождать.
Давайте с деревом закончим мы. И так...
И так. Он «шпоном» звался, по-немецки это,
Что есть по нашему обычная «щепа».
Лущеньем дерева со века позапрошлого конца
Шпон получают, а принципы станка лущильного всё те же.
От миллиметра и до сантиметра толщина его.
Станок придумали в России (профессор Фишер, Ревель, 1816/19). А шпон, он так же в авиации хорош.

±
Теперь «фанера» - от «накладывать» (слои) - то по-французски.
Старейшую в Египте (2,5 тыс лет до н.э.) в захоронениях нашли.
Её готовили из шпона - получался он путём пиления на оч.тонюськи
Дощечки, что было очень утомительно, отходы, так ж и цены были велики.
Придумал, вдоль бревно вращая, нам знакомый Фишер
С него шпон тонкий получать. А через век почти (1881), кто сербом уродился
Открыл под Питером заводик с технологией своею «Арборит»,
На коем уж знакомую всем нам фанеру в три иль пять крест-на-крест склееных слоёв начаАл производить.
Он звался Огнеслав Костович. Фанеру он использовал для дирижабля,
А также свечи зажигания для ДВС и ДВС с бензином он (!) же изобрёл.
С фанеры мебелью российской  (Лютер, Макаров, Паулесен) восхищён
Был мир. Медали золотые в Нижнем и Мадриде ей вручали.
В СССР единственный в Европе создан был ФанерНИИ.
Во авиации фанеры применение изрядное нашли.

±
Со «деревяшками» мы разобрались с вами.
Остались трое из упомянутых пяти.
Пора знакомиться поближе - то металлы:
Один со алюминием, с железом - два других.
Конечно, «с» и «со» совсем неточно:
Они основа тех металлов. Тут придётся
Немного в производство окунуться нам,
Чтобы причём тут углерод понять.
Он может быть или внутри, или снаружи,
А может роль и вспомогательную выполнять.
Но в случае любом тут без него никак:
Для свойства изменений он так ж нужен.
Надеюсь важность углерода уж понята вам.
Поехали в деталях металлы разбирать.

±
Начнём с дураля. Город Дюрен есть на Руре,
В Германии во западной. Со древнеримских жив времён.
Дурум - по-кельтски «замок», «крепость». Как-то было
То 48 мильонариев, то жителей всего 4 в нём.
Придумали там делать, да, дюраль, дуралюминий -
Так звали в старину. А суть проста: нагрейте, отпустите
Кусочек алюминия, со медью, марганцем и магнием что в сплаве. Через пару дней
Он прочен весьма станет, но форму нужную придать ему успей.
При чём же углерод? Для производства алюминия он нужен.
Из оного во чистом виде - суть графит, возможен кокс,
Для расплавления бокситов делают анод.
Пропорция сего: 2 и 0,6 - на выходе 1...  Эроу, Холла это всё придумка (1886).
Дураль, тут подытожим, прочна, но так же и легка,
Поэтому для авиации зело есть хороша.

±
«А кто такой, - уж слышу, - гемоген то этот?»
Его вы знаете, конечно, он - броня.
Всё дело в производственном процессе -
Броня есть гемогенная, коль односплавная она.
При чём же углерод? То ж кокс для домны,
Где плавится с руды чугун, огромной.
Ещё он входит в сам чугун (свыше 2,14%) и сталь (0,02-2.,14%),
С задачей крепкость оной повышать.
Броню же гемогенову готовят так: сначала
Её иль просто льют с железа с многим, кроме углерода, ещё плюс,
Чего я даже перечислить здеся не берусь*.
А после отпускают, закаляют и катают.
Короче, бронь - такая хитрая легированна сталь.
Она от пуль, осколков и снарядов должна и самолеты также защищать.

±
«Ну, а цемент то тут при чём, коль к самолёту
Весь этот клонится в конце-концов рассказ?»
Не про цемент, но цементит, продолжу
Рассказ, хотя вопрос почти что в глаз....
Чтобы бы броня ещё прочнее стала,
Ей в внешний слой стараются зело добавить,
Да-да, наш старый добрый углерод.
Процесс сей цементацией был назван уж давно (Гарвей, США, 1890):
Брони листы сначала раскаляют, затем чего-то с углеродом
Должно соприкасаться с этим вот листом.
Сначала уголь был древесный, светильный газ - потом (Крупп, Германия, конец 1890-х).
Так получался наший цементит (Fe3C) - карбид железа (6,67%). Очень прочный
Он есть снаружи, а броня внутри пластичной оставалася, сие
От расслоения предохраняло броню при вражеском огне.

±
Все пять. Хотя ещё имеется и сталь легированна просто
И не поверите - прозрачная броня.
Уж коль досюда мы добрались в вами оченьно достойно,
Давайте с этими мы познакомимся двумя.
Легировать - немецкое «легИрен» - значит «сплавить»,
То от латинского «лигаре» - «вместе связывать», что значит.
В металлургии - добавление чего-то там в, с железа что, расплав,
Чтоб нужных свойств бы получилась в результате сталь.
Прозрачная броня - набор мозаик разных стёкол,
А так же полимерных матерьялов, в результате чтоб
Бы пуля иль осколки при ударе о такое вот стекло
Не пролетели б дальше, и чтоб само не разлетелось б на осколки.
И есть ещё не очень ожидаемый, так скажем матерьял -
Кусочки тканого из хлопка полотна.

±
Ну вот.... Коль это всё с умом собрать до «кучи»,
То будет «плАнер» для  «Ил-2», что наш, да, знаменитый штурмовик.
Во сноске переведу спецификацию, захочет кто, изучит**.
А далее я кратко изложу, где что с «семёрки с плюсом» полетит.
Так, шпон - хвостОвый монокок, и киль, а также крылиев консоли.
Фанера - шпангоуты хвоста и стрингеры его, и киль с неё же.
Дюраль - весь центроплан, стабилизаторы, и крыльев лонжероны - два,
А так же их нервюры, высотные рули, и лента для соединения «фанера и броня».
Броня «простая» разной толщины, то бронекорпус фюзеляжа.
Со цементитом - задний за пилотом бронелист.
Сталь - полки лонжеронов и стойки для шасси.
Бронестекло со сталинитом - то «ветровое» для фонаря пилота, ясно.
Вот так, с металлов разных, дерева различного, и всякого стекла, а так ж на элеронах, вы не забыли, полотна
Собрали «чёрную фашистам смерть» - летающий наш легендарный танк.

±
Конечно, двигатель с винтом ещё имелся
А также пушки, пулемёты, бомбы и снаряды, и
Вода, и масло, и колёса, что резиною одеты,
А в баках обязательно, понятно всем, - бензин.
В связи с бензином будет тут сказать уместно,
Что крекинг нефти, Шухов (1891) наш придумал, честно-честно.
А про резину говоря - тут ж Бутлеров (1861) на ум,
«Валентность во молекулах меж атомов» - принадлежит ему.
Его ж учеников достоянная плеяда каучука синтез
В начале века (1900) в России достойно начала.
С резины этой делалась и шина шасси колеса.
Про пушки, пулемёты, бомбы и ракеты, коли захотите
Прочтите сами. «Инструкция» есть лётчику, а так же есть и фильм.
С ЗЕМНЫМ ПОКЛОНОМ ВАМ, фашистов ПОБЕДИТЕЛИ, СЫНЫ МОЕЙ СТРАНЫ.
—-

*- «Задачей изобретения является обеспечение противопульной стойкости тонколистовой брони, изготовленной из среднелегированной стали с уровнем легирования, обеспечивающим сбалансированное соотношение карбидообразующих элементов к углероду, и формирование карбидной фазы на основе легированного цементита и субмикроструктуры мартенсита при термообработке листового проката с достижением соотношения прочности к пластичности ;в/;0,2>1,1. Техническим результатом изобретения является повышение противопульной стойкости и живучести листовой брони даже в листах толщиной менее 10 мм, которое достигается за счет того, что содержание карбидообразующих элементов (кремний, хром и молибден) по отношению к углероду сбалансировано до уровня, при котором при термической обработке тонколистового проката (закатка с низким отпуском) образуется легированный цементит с последующим выделением карбидов в объеме кристаллов мартенсита в пределах первичного аустенитного зерна, когерентных с металлической матрицей, что существенно снижает склонность брони к хрупким разрушениям, приводит к образованию микроструктуры с морфологией реечного мартенсита, обладающего высокой прочностью и пластичностью и, как следствие, высокой энергоемкостью при высокоскоростных нагрузках листовой брони». - Кто что-нибудь понял, поднимите руку))) я не особо)))

**-Шпон - в виде лент толщиной в среднем 0,8 мм и шириной до 100 мм; средняя толщина стенок монокока - 5 мм (с клеем).

Фанера - сплошная фанерная переклейка, а так же рамы коробчатого сечения (фанерные стенки и сосновые пояса).

Дюраль - листовой прокат

АБ-1, АБ-2 - гомогенная авиационная броня, в которую молибден вводился из возврата, а никель также из возврата или из природно-легированных чугунов - 4-7 мм,

ХД - цементированная броня (примеси - хром и медь) - 12 мм

30ХГСА - сталь конструкционная легированная. Использование в промышленности: различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, работающие при температуре до 200°С, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, работающие при низких температурах. Химический состав в %
C - 0,28 - 0,34; Si - 0,9 - 1,2; Mn - 0,8 - 1,1; Ni до 0,3; S - до 0,025; P - до 0,025; Cr - 0,8 - 1,1; Cu - до 0,3; Fe - до 96.

К-4 - «мозаичная» прозрачная броня - слоистая композиция с внешним слоем из закалённого стекла (сталинита) толщиной 34 мм, набранная из плиток 100х150 мм, и внутренним слоем или «подушкой» из органического стекла 30 мм. Выпускалась в виде плоских плит, слои соединялись тонкой плёнкой поливинилбутираля - 64 мм

±
Всё

—-
Литература и материалы
«Инструкция лётчику по эксплоатации самолёта Ил-2». 1942 год
«Экслоатация самолёта Ил-2 /инструкция лётчику/» фильм Кино-отделения 4 отдела НИИ ВВС Красной Армии. 1943 год.
Тематические сайты - с благодарностью авторам статей.