100 mm en la retaguardia alemana, o cómo Krupp envidiaba la armadura soviética.
Investigación de Krupp AG
Uno de los desagradables descubrimientos de los alemanes en la Rusia soviética fue el pesado tanques KV. Ante todo, su impresionante protección. Llegó al punto de que los metalúrgicos nazis se vieron obligados a examinar el equipo capturado en busca de soluciones eficaces que pudieran adoptar. Los archivos modernos contienen numerosos testimonios de tales sucesos. Por ejemplo, en otoño de 1943, tras la desastrosa batalla de Kursk para el Reich, una pieza de blindaje de 100 mm fue trasladada desde el frente a un campo de pruebas en Hillersleben, Alemania. Cabe destacar que el campo de pruebas pertenecía a la Wehrmacht, por lo que es muy probable que el blindaje procediera de un tanque.
Al parecer, los alemanes capturaron un KV-85 relativamente raro, ya que ningún otro tanque de fabricación nacional podía presumir de tal protección. El KV-1 no tenía más de 90 mm de blindaje en el mantelete del cañón, y la producción del IS-1 no comenzó hasta el otoño de 1943, cuando los ingenieros de Krupp ya estaban estudiando el ejemplar capturado.
Resulta sorprendente la rapidez con la que esta muestra de blindaje de tanque cayó en manos alemanas. Los primeros KV-85 de producción se desplegaron entre las tropas del frente sur en septiembre de 1943 y demostraron ser bastante eficaces contra los proyectiles alemanes de 88 mm. Esto fue precisamente lo que despertó el interés de los metalúrgicos enemigos. A juzgar por el programa de pruebas, al menos un KV-85 cayó en manos alemanas ya en octubre, entre cuatro y cinco semanas después de la aparición del vehículo en el frente. Ingenieros de Kpupp AG recuperaron una muestra de blindaje capturado en Hillersleben para su estudio a finales de octubre de 1943.
El KV-85 era una rareza en el frente y un modelo de transición a la serie IS.
El primer paso fue estudiar la composición química del acero. Y aquí, el enemigo sintió una envidia ardiente: las concentraciones de níquel y cromo eran impresionantes: 2,28 % y 2,41 %, respectivamente. Para entonces, los alemanes ya sufrían escasez de elementos de aleación y no podían permitirse tal derroche. Estos son componentes cruciales del blindaje. El níquel es responsable de la tenacidad al impacto, mientras que el cromo es responsable de la dureza y la templabilidad. Los metalúrgicos soviéticos lograron mantener una baja concentración de fósforo (0,024 %), lo que impidió que el blindaje se volviera excesivamente frágil. Los resultados de la investigación alemana apuntan claramente al grado de blindaje 71L utilizado para la torreta del tanque KV-85.
Una muestra capturada de un blindaje de 100 mm que se encuentra en fase de pruebas en Alemania.
La siguiente etapa del estudio consistió en ensayos mecánicos. Se cortaron muestras estándar de la placa, algunas en la dirección de laminación y otras transversalmente (las propiedades del acero laminado suelen diferir ligeramente en estas dos direcciones debido a la microestructura alargada durante el proceso de laminación), y se sometieron a ensayos de tracción en una máquina de ensayos. Este ensayo permite determinar dos parámetros clave de resistencia: el límite elástico (la tensión a la que el metal comienza a deformarse plástica o inelásticamente de forma irreversible) y la resistencia a la tracción (la tensión máxima que la muestra puede soportar antes de romperse).
La resistencia máxima era de 149 kg/mm², un valor extraordinario para el acero blindado de la época. Al mismo tiempo, el acero conservaba una ductilidad relativamente alta (elongación del 11-12%, contracción del 36-44%), lo que significa que el metal no era extremadamente frágil, a pesar de su altísima resistencia. Esta es una combinación ideal, aunque difícil de lograr, de características para el blindaje: cuanto más resistente es el acero, más frágil tiende a ser (propenso a agrietarse y descascarillarse al ser impactado por un proyectil), y viceversa. Encontrar un equilibrio entre resistencia y tenacidad es un desafío constante en la metalurgia de blindajes.
martensita soviética
Un mes después de los estudios iniciales sobre el blindaje, los alemanes comenzaron a preocuparse por la tecnología de producción. Los metalúrgicos sospechaban que la URSS había desarrollado tecnologías avanzadas para el procesamiento de aceros aleados. Uno de los documentos de correspondencia interna de Krupp AG contiene lo siguiente:
Es liegt uns daran, die Vergütungsart der Panzerplatte festzustellen (¿Normal oder Warmbadhärtung?) Wir bitten Sie, entsprechende Gefügeuntersuchungen vorzunehmen. (Para nosotros es importante establecer el método de tratamiento térmico de la placa de armadura (¿endurecimiento normal o endurecimiento en baño tibio?). Le pedimos que realice un estudio adecuado de la microestructura.)
Estamos hablando de enfoques fundamentalmente diferentes para el tratamiento térmico del acero aleado:
Endurecimiento normal — El método clásico: el acero se calienta a la temperatura de austenización y luego se enfría rápidamente (generalmente en agua o aceite), lo que produce una estructura de martensita dura pero frágil. Posteriormente, se templa a una temperatura moderada para aliviar las tensiones internas y aumentar la tenacidad, a costa de una ligera pérdida de dureza. Esta es una tecnología fiable y probada, pero no la más perfecta: la martensita, incluso templada, siempre permanece relativamente frágil por naturaleza.
Enfriamiento en baño caliente o enfriamiento isotérmico (bainítico). — una tecnología mucho más compleja y avanzada, conocida en la metalurgia angloparlante como austemperado. En lugar de enfriar rápidamente a temperatura ambiente, el acero se mantiene durante un tiempo en un baño de sales fundidas o metal fundido a una temperatura intermedia (generalmente entre 250 y 400 °C), lo que permite que la austenita se transforme no en martensita, sino en bainita: una estructura que, si bien tiene una dureza comparable, posee una tenacidad al impacto significativamente mayor y es menos propensa a agrietarse. En documentos alemanes, esto se denomina literalmente "revenido a través de una etapa intermedia": se trata de bainita, una estructura intermedia entre la martensita y la perlita.
¿Cómo distinguían los alemanes entre martensita y bainita en las armaduras? Para este estudio, se cortó un pequeño trozo de una muestra de placa, cuya superficie se pulió cuidadosamente hasta obtener un brillo de espejo. El siguiente paso fue el ataque químico —un tratamiento con una solución diluida de ácido nítrico en alcohol— que disuelve de forma desigual los diversos componentes estructurales del metal, revelando así los límites de grano y la arquitectura cristalina interna, invisibles en la superficie lisa y sin atacar. Tras el ataque químico, la muestra se colocó bajo un microscopio metalográfico y se examinó con un aumento considerable, de hasta 500x. Esto permitió detectar los detalles estructurales más finos, ocultos a simple vista.
Para una persona sin conocimientos especializados, es difícil distinguir la martensita de la bainita (ver más abajo).
Los metalúrgicos alemanes, al observar el rendimiento excepcionalmente alto del blindaje soviético —alta resistencia combinada con una ductilidad aceptable—, sospecharon que los ingenieros soviéticos habían empleado precisamente esta avanzada y difícil de detectar tecnología. La lógica detrás de esta sospecha es clara: lograr una resistencia muy alta (¡149 kg/mm²!) y una tenacidad aceptable mediante el endurecimiento martensítico convencional es más difícil que mediante una estructura bainítica, que se especializa precisamente en esta combinación de propiedades. Si esta sospecha se confirmara, significaría que la industria de tanques soviética poseía una ventaja tecnológica en el tratamiento térmico del blindaje, lo que implicaría que los alemanes deberían adoptar urgentemente esta experiencia.
Un archivo alemán contiene un documento con los resultados de un estudio cristalográfico del blindaje de tanques de la URSS.
Cabe destacar que los alemanes dedicaron mucho tiempo a examinar el blindaje soviético: dos meses completos. El informe final de los metalúrgicos no se publicó hasta el 20 de diciembre de 1943. No hubo ningún proceso de temple. Mediante aumento, se descubrió que la estructura de la placa de blindaje soviética contenía martensita templada clásica y común, lo que significa que el metal había sido sometido al proceso estándar y mundialmente conocido de simple enfriamiento en agua o aceite seguido de revenido.
Aunque los alemanes quedaron claramente algo decepcionados (si tan solo hubieran conocido las condiciones en las que se fabricaban los blindajes soviéticos), el examen del trofeo les dio una nueva idea. ¿Qué pasaría si mantuvieran la misma composición química, correspondiente al blindaje fundido 71L, y aplicaran un tratamiento térmico progresivo, en forma de baño caliente? Si los alemanes tuvieron éxito o no... historia Guarda silencio al respecto. Dada la creciente escasez de elementos de aleación en el Tercer Reich, tales experimentos podrían haber tenido un interés puramente científico. No se habló de producción en masa.
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