墨西哥嗩吶

表面硬化裝甲被德國、日本在二戰時期廣泛用於坦克的裝甲用鋼，這兩個國家都有一個共同點，就是缺少貴重金屬，也是一個無奈的選擇。滲碳技術並不是什麼新工藝，咱們祖先早在兩千多年前就已經這麼做了，只不過技術沒這麼先進而已。通常情況下經過滲碳淬火處理的普通低碳鋼板能夠在表面0.8～1.2毫米的深度滲入碳元素，有的﹐滲碳深度可達2毫米甚至更深。理論上越深越好，通常情況下低碳鋼經過滲碳淬火後的表面強度比普通的低碳鋼板提高硬度20～30%，這樣就能夠起到增加裝甲厚度的作用。我們知道碳多少硬度增加，但韌性卻會下降，也就是說會使鋼板變的具有脆性，因此，坦克用裝甲表面硬化處理的裝甲鋼基本都是外表面硬化處理，防止裡面硬化處理後被擊中時產生裝甲因脆性而崩落。滲碳淬火技術也屬於裝甲技術的第二代技術，第一代是普通的低碳鋼裝甲。

裝甲表面硬化處理也是坦克裝甲發展的一個歷史階段，坦克自1915年誕生時就考慮到了裝甲強度的問題，所以使用了當時最好的鍋爐用鋼，當時的10毫米厚的裝甲就能抵擋戰場上的武器彈藥了，後來就逐步的出現了剋星，於是坦克一路走來越來越重了，10毫米不行就20毫米，20毫米不行就30毫米……一直到現在的裝甲防護水平相當於1000毫米以上的均質裝甲厚度。而反坦克武器也是一步步緊逼，其實坦克裝甲防護正是反坦克彈藥給逼的。但總不能無限的依靠增加裝甲厚度解決問題吧！於是到了上世紀三十年代中後期，也就是第二次世界大戰前期，破甲彈出現了，裝甲終於不能指望靠增加厚度抵抗打擊了，正是這個階段，坦克裝甲從過去的低碳鋼裝甲開始走向了合金裝甲。

合金裝甲防護技術屬於第二代裝甲防護技術，主要就是在低碳鋼裝甲中加入貴重金屬，例如，加入鎳、鉻、鉬、錳等合金元素，這樣坦克裝甲鋼板的強度就成倍增加，但有一個問題，就是這些貴重金屬非常奇缺，並不是誰都能夠獲得。二戰時期德、日等國就缺少這些貴重金屬的獲得，無奈之下只能是採取傳統的表面滲碳硬化處理工藝，也就是硬化裝甲。硬化裝甲的防護性能和合金鋼裝甲比並不佔優勢，例如，20毫米合金鋼裝甲的防護性能能夠達到30甚至40毫米厚勻質裝甲的強度，滲碳淬火工藝鋼裝甲只能達到26毫米厚勻質鋼裝甲的厚度，所以二戰時期德國坦克裝甲厚度普遍大。對德國來說，可喜的是二戰時期的合金鋼裝甲技術發展並不快，否則更難。

坦克裝甲滲碳淬火工藝在二戰時期也不是什麼新技術，主要用在齒輪、軸承等等零件的加工處理上，增加硬度的同時又能具備很好的耐磨性能，被廣泛用於機械製造，武器裝備領域，由此來看，德國也是因為缺少資源才採取了這樣的工藝措施，否則憑藉二戰時期德國的軍工技術先進程度，研製出高性能的合金裝甲並非不可能。今天德國的坦克裝甲防護水平以及火炮工藝水平大家應該有所認識，也是一種技術傳承。總體而言，裝甲表面滲碳硬化處理後的裝甲防護性能不及合金鋼。二戰時期坦克裝甲防護還有一個就是鑄造，主要用在炮塔的製造上，蘇聯的著名T-34坦克就採用了鑄造技術，鑄造技術的優勢有很多，工藝簡單，用時少，在二戰的坦克消耗戰中，一輛坦克的用工工時決定了戰爭的走向。二戰時期裝甲焊接技術水平並不高，特別是合金鋼裝甲的焊接對工藝要求高，制約了坦克的發展。

我們以德國和蘇聯坦克用工工時來對比一下，蘇聯T-34坦克從外觀上就能看出來，結構佈局非常簡單，從正面看就是一個三角形，車體採用傾斜裝甲，炮塔為鑄造成型，T-34坦克的工時約8000工時，而虎式坦克的工時28000工時，德國用時最好的是好Pzkpfw IV號坦克，工時5000工時，不過對於這個也存在著疑問，例如，lV號坦克的75毫米坦克炮用工時就2200個，也許是組裝工時吧！不過德國的 lV號坦克確實是一款適合消耗戰的中堅車型，只不過是在虎式坦克和黑豹坦克的夾縫中生存，靠吃虎式坦克和黑豹坦克的剩飯支撐著，即便是這樣，這款被稱為“日耳曼軍馬”的 lV號坦克還是達到了虎式坦克和黑豹坦克總產量一倍左右。由此來看，裝甲技術的生產也關係到了武器裝備的產量。

二戰時期的滲碳淬火硬化裝甲技術使用國家最多的就屬德國，德國的坦克裝甲車輛上普遍使用了這種工藝。第二應該屬於日本，日本的小豆坦克就是採用了滲碳淬火技術，不過日本坦克就是一個另類，不值得一提，不夠丟人的。日本使用滲碳淬火硬化工藝主要是海軍艦船上使用，大和號戰列艦就採用了滲碳淬火工藝處理艦體鋼板。其它的國家例如英國也有使用，不過不是主流。其實裝甲滲碳淬火技術並不是裝甲技術，而是後處理工藝，等於是重新在處理一遍。雖然能夠增加裝甲強度，但用工時也被延長，不如在低碳鋼冶煉期間直接加入2 % ～6％的鎳、1%～ 2.5％的鉻、0.2 %～0.6% 的鉬等來的快。屬於沒有辦法的辦法。

現在滲碳淬火工藝依然是一個普遍使用的技術，只不過是和二戰時期的技術比要現在化了很多，同時性能也大幅度提升，工藝也多種多樣。不過，坦克裝甲技術可不需要這種工藝了，已經走向了複合裝甲，凱夫拉裝甲等等，至於具體性能沒人說，坦克裝甲技術從誕生都是嚴格保密的，現在更是如此，沒人說，多數只能是猜測，所以，以上數據來源網絡，僅供參考。現在的滲碳還有滲其它的元素技術很成熟了，主要是工業機械零部件的加工生產領域。
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兔哥42928

鋼材表面硬化是一種處理工藝，而不是製造工藝，而裝甲鋼多使用滲碳法表面硬化工藝，二戰時大量使用滲碳鋼作為坦克防護用鋼的國家只有德國。

如何更直觀地理解“表面硬化處理”工藝呢？其實這玩意聽起來高大上，但卻是一種古老的金屬處理工藝，比如咱們老祖宗在打造刀劍時需要在刀劍坯上抹碳然後淬火，這就是所謂的“表面硬化處理”工藝。

打造刀劍時需要將鋼坯反覆加熱捶打，作用在於在捶打過程中將鋼材部存在的縮孔、氣泡等有害因素剔除；而抹碳是增加鋼材表面的碳含量，以達到增加鋼材表面強度的作用；淬火的作用則是促使鋼材表面硬度提高，使刀劍的刃口更鋒利、更堅硬。

這就是“表面硬化工藝”在金屬上最初的應用體現，而刀劍的捶打就相當於裝甲鋼的熱軋，使其從單純的高碳裝甲鋼或者合金裝甲鋼變成密度更高的均質裝甲鋼，再結合“表面硬化工藝”處理後，裝甲鋼的防彈性能就會成倍提高。

比如納粹德國的黑豹坦克，曾有許多讀者對黑豹坦克不使用鎳鉻鉬合金鋼感到不理解，其實這正是體現了德國人對自己裝甲工藝的自信，雖然黑豹坦克的正面裝甲厚度只有80mm，但是防護性能卻優於正面裝甲相當於102mm的T-34坦克（T-34坦克1000米以外無法擊穿黑豹坦克正面裝甲）。

黑豹坦克裝甲鋼的高性能除了使用鎳釩合金鋼以外（戰爭後期德國已經沒有足夠的鎳鉻鉬合金鋼用來造坦克），最主要的原因還是裝甲鋼採用了表面硬化工藝，使防彈性能高於傳統裝甲鋼。

裝甲鋼的表面硬化工藝簡介

表面硬化工藝在處理不同的金屬時有不同的處理方法，比如含碳量較低的鋼材需要用滲碳法；合金鋼需要淡化法或硬質陽極氧化法；有防鏽蝕需求的鋼材需要鍍鉻法；有耐磨需求的鋼材則需要淬火法。

滲碳法表面硬化工藝與打造刀劍時的“抹碳”原理上是一樣的，只不過施工過程更科學，其硬化處理過程是這樣的（氣體滲碳法）：

首先將工件放入變成爐內後向爐內通入碳化氣體（甲烷、丙烷、丁烷）和空氣混合而成的可燃氣體；然後點燃這些氣體，在爐內燃燒產生1000℃~1100℃的高溫對工件進行“焙燒”；接著燃燒的混合氣體所生成的碳化氫在與氧氣發生反應，生成由Co（一氧化碳）、H2（氫氣）、N2（氮氣）組成的變成氣體；最後變成氣體在變成爐內對工件表面施行滲碳。

滲碳結束後需要將工件取出變成爐實施淬火，需要特別指出的是裝甲鋼使用油進行淬火，而不是水。

淬火過程是這樣的：首先將淬火用油加熱至150℃~180℃，然後待工件溫度自然冷卻至780℃，最後將工件放入淬火油池中實施淬火。

用氣體滲碳法實施表面硬化處理的裝甲鋼表面滲碳深度可達0.75mm~1.8mm，經過表面硬化處理的裝甲鋼的硬度（指表面硬度）將超過未經處理裝甲鋼的硬度的125%，這也是德國獵豹中型坦克敢用80mm厚的裝甲硬懟蘇聯T-34坦克的102mm裝甲的主要原因。

裝甲鋼硬化處理以後的特點是硬度明顯提高，增加了防彈性能，但是缺點也十分明顯，因為越硬的東西往往越脆，德國獵豹中型坦克的正面裝甲能防住T-34坦克在2000米以外的穿甲彈攻擊，卻抵擋不住高爆榴彈的直接命中，因為高爆彈在爆炸時會將獵豹坦克的表面硬化裝甲炸裂。

如果命中的榴彈是100mm以上的大口徑榴彈，那麼表面硬化裝甲極有可能會被炸碎！這也是美國固執地使用高碳均質裝甲鋼、蘇聯偏愛鑄造裝甲鋼造坦克的主要原因。

二戰時期只有德國大規模使用表面硬化裝甲鋼製造坦克的原因

在上述中我們得知表面硬化裝甲鋼是一種又硬又脆的材料，那麼德棍為何還要使用這種並不完美的材料來製造坦克呢？

其實這是德棍的無奈，德國是一個鎳、釩、鉻、鉬等稀有金屬資源極度匱乏的國家，在戰爭初期還能從佔領區大量獲得這些資源，所以不惜成本地生產大量的鎳鉻鉬合金鋼，用來製造虎式重型坦克。

鎳鉻鉬合金鋼的奈腐蝕性能和抗拉強度非常高，是製造槍炮和裝甲最好的材料，這類合金鋼至今仍然是防彈性能僅次於貧鈾裝甲的鋼材，這也是二戰時期虎式坦克難以被擊穿的原因所在。

但是隨著戰爭的發展，德棍開始處於下風，佔領區越來越小，連石油供應都開始出現短缺，而生產鎳鉻鉬合金鋼所需的稀有金屬資源就更加難以獲得了。

產量越來越小的鎳鉻鉬合金鋼只能優先供應槍炮的生產，無奈之下只能使用低碳鎳釩合金鋼來代替成本高昂的鎳鉻鉬合金鋼為坦克製作裝甲。

很顯然低碳鎳釩合金鋼的性能遠遜於鎳鉻鉬合金鋼，而重新研發軋製均質裝甲鋼或者鑄造裝甲鋼是不現實的。

為了解決這個問題，德棍只能使用表面硬化工藝來處理這些低碳鎳釩合金鋼，使其能夠抵禦蘇軍和盟軍坦克炮的攻擊，這就是二戰時期只有德國大量使用表面硬化裝甲的原因。

值得一提的是日本在二戰時期處處學德國，包括高性能合金鋼的冶金技術以及表面硬化處理工藝，也曾在他們的小豆丁薄皮坦克上應用，只可惜日本坦克太過奇葩，完全體現不出高性能合金鋼的優秀性能來。

二戰時期美國坦克和蘇聯坦克的裝甲不使用表面硬化工藝處理的原因

蘇聯在設計製造坦克上的思路與德棍完全不同，主要強調便於大量生產製造，說白了就是要廉價，因此不可能像德棍貴族那樣使用昂貴的鎳鉻鉬合金鋼來製造近乎“垂直”的裝甲（德棍真特麼任性）。

蘇聯坦克的特徵是車體是明顯的傾斜裝甲，炮塔則又矮、又圓、又滑，也就是大家所熟知的鑄造炮塔啦（即鑄造裝甲鋼），防彈性能特點是增加來襲彈藥的跳彈概率，基本上與鋼盔的防彈原理相同。

美國坦克的設計製造思路早期與蘇聯相同，有的地方甚至有過之而無不及，比如謝爾曼坦克，連車體都是使用鑄造裝甲鋼一體鑄造成型的，後來研發出鋼材軋製技術，這才在改進型的謝爾曼坦克上使用了焊接均質合金鋼。

需要特別說明一下所謂“鋼材軋製”技術，其實不管鋼材的軋製是冷軋還是熱軋，其最終的目的都是使鋼材在軋製過程中變得更緻密。

比如一塊厚100mm的鋼材通過軋製後厚度將降至70mm，這就相當於鋼材體積被壓縮了，密度自然就在壓縮中提高了，而防彈性能也就在這個過程得到了提高，這種通過軋製得到的裝甲鋼就是使用至今的均質裝甲鋼。

鑄造裝甲鋼和均質裝甲鋼都屬於高碳合金鋼，是不需要進行表面硬化處理的，因此美、俄兩國的坦克裝甲不使用表面硬化工藝進行處理。

綜上所述我們可以得出這樣的結論：第一、二戰的表面硬化裝甲是一種通過金屬表面硬化工藝處理過的鋼材，通過表面硬化工藝處理後的裝甲鋼的硬度會大大提高，防彈性能非常好；第二、二戰時期大量使用表面硬化裝甲製造坦克的國家只有德國，日本有少量使用，美國和蘇聯的坦克裝甲是鑄造裝甲鋼和均質裝甲鋼，不使用硬化裝甲。

表面硬化是一種古老的金屬處理工藝，最早使用該工藝對金屬進行處理的國家時我們大中華，老祖宗用它來打造兵刃；而現代金屬表面硬化工藝則是在18世紀被西方人發明出來，表面硬化工藝處理過的鋼材除了用來製造武器裝備以外還在工業領域被廣泛應用，比如有耐磨需求的機械零部件，最典型的代表就是挖掘機的挖鬥、剷車的剷鬥。

兵器知識譜

表面硬化裝甲就是滲碳裝甲，現在已經不用了，被性能更加優秀的複合裝甲所取代了。這裡首先說一下裝甲鋼的“抗彈特性”，評價一塊裝甲鋼的“抗彈特性”必須全面的結合彈丸高速衝擊載荷下裝甲鋼的硬度和韌度，硬度能夠抵禦彈丸破片的直接衝擊，韌性能夠防止裝甲破裂以及背部崩裂，也就是防二次破片。

▲1892年美國人哈維發明了哈維鋼（一種艦用鋼），也就是滲碳表面硬化的鎳合金鋼，給上圖的奧林匹亞號巡洋艦使用，隨後德國人研製出了克虜伯鋼，一種滲碳表面硬化的鎳鉻合金鋼

1888年英國人首次推出了全鋼裝甲板，到了第二次世界大戰以後裝甲鋼迎來了新的發展，傳統的裝甲鋼主要是控制碳的含量來提高硬度，但是這樣一來問題也就出現了，隨著碳含量的增加，裝甲鋼的韌性就會急速下降，這時前面所說的“抗彈特性”就會降低，於是就誕生了所謂的表面硬化裝甲。通過長達數星期的滲碳工藝可以改變碳在裝甲表層和底層的含量，這樣就能得到表層硬度高，底層韌性高的滲碳裝甲。

▲二戰後期蘇聯人對德國裝甲的打靶測試，可以看到整塊裝甲已經發生了破裂，這就是韌性不足，“抗彈特性”失衡的必然結果

因為工藝高而且耗時，現如今這種表面硬化裝甲已經不再使用了，再者說如今的裝甲鋼可以通過控制合金來提高“抗彈特性”，所以在硬度和韌性上的平衡早就超過了表面硬化裝甲。二戰期間德國曾大量使用表面硬化裝甲，其中很大的一個原因就是資源的短缺，比如鉬就能有效的提高裝甲的韌性，但是英國人破壞了德國人在瑞典的礦區後，德國裝甲質量就嚴重下降，這才被迫大量使用表面硬化裝甲。

▲烏克蘭T84坦克的多層間隙複合裝甲，這種裝甲的“抗彈特性”已經和表面硬化裝甲不是一個層面了（圖片來源：新浪微博）

進入70年代以後間隙複合裝甲技術飛速發展，像二戰那樣的厚裝甲鋼已經很少使用了，合金的含量也從6%下降到了3%，因為幾十年的經驗證明單靠某合金元素的增減來提高“抗彈特性”不太現實，現如今的裝甲鋼更加重視純淨度，二戰期間的裝甲鋼有害雜質較高，在彈丸的高速衝擊下容易發生脆性損傷，所以各國對裝甲鋼中的雜質含量有著嚴格的規定。

說到底表面硬化裝甲只是一個戰時的臨時性產物，二戰結束後，表面硬化裝甲也就失去了存在的意義。

武備營

二戰時期的金屬處理工藝並不如現在，所以人們只能在現有的技術上做文章。

剛含碳量越高硬度越大，這個初中學過的知識點大家應該還都記得吧，但高碳鋼有容易脆，所以在二戰之中就發展了一種表面硬化裝甲鋼技術，即通過對勻制鋼進行滲碳處理，在鋼表面形成一層高碳層。滲碳法的原理基本上就是用碳包裹這鋼進行加熱，是一種非常古老的工藝，由於滲透的厚度有限（即使現代技術滲碳厚度也很難超過3CM），所以高碳層只在表面。

滲碳完成之後這塊鋼就能拿去淬火了，因為含碳量不同，所以淬火之後表面層的硬度將遠高於內層，這就是表面硬化鋼。至於用的國家嘛多的去了主要列強都用，就是日本這種技術不過關的憨憨都在用。

提一嘴日本的表面硬化鋼在受到炮彈打擊之後會出現龜裂剝落的現象，你理解成一炮打上去炮孔周圍的鋼板表面會碎裂，然後脫落下來。

開著皮卡打坦克

表面硬化是一種金屬處理的方式，一般是通過滲碳或者熱處理的方法，使金屬表面硬度高於內部的金屬硬度，說白了就是讓鋼板外邊有一層硬殼。

這種表面硬化的工藝，最早是在戰列艦的裝甲上使用，在二戰中的坦克上只有德國使用這種工藝，德國的黑豹坦克使用的就是表面滲碳技術，就是提高裝甲板表面的碳含量，這樣裝甲板的表面就會很硬，從而提高裝甲的防護能力。

表面滲碳是一種現在常用的工藝，用來製造需要耐磨的工件，比如各種軸。鋼鐵中，碳的含量越高，鋼的硬度越大。

表面滲碳是美國的哈維公司發明，不過一開始表面滲碳的工藝生產效率很低，每毫米的滲碳層形成需要24個小時，1935年德國武器局6科和格菲爾斯堡公司研製出火焰噴射滲碳技術，把處理一塊裝甲板的時間降低到數個小時，這樣對於戰時生產才有意義。

德國的黑豹坦克正面裝甲就是用了表面硬化裝甲。

表面硬化裝甲板，有的資料認為是最原始的複合裝甲，不過由於裝甲板的硬度過高，在受到強烈撞擊的時候，裝甲板的背面容易產生大塊的崩裂，反而是殺傷了坦克內部的成員。在二戰中，只有德國是大量使用了這種裝甲，這個主要是德國的本土缺乏礦產，要想使裝甲板又硬、韌性又大，在鋼材中添加其他金屬的效果最好，比如鎳、錳一類的金屬，但是德國沒有足夠的礦藏。

紅色手電筒

表面硬化裝甲應該出現的更早吧……記得海軍對此技術的運用應該在一戰前後就有了。對金屬表面硬化，一般是通過表層滲碳或表層淬火來實現。這樣可以增加裝甲表面的硬度，提高防護能力，但又不至於讓整塊裝甲都變脆。

關鍵字: 淬火 表面 說說軍事歷史