크루프 장갑
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1. 개요
크루프 장갑은 19세기 말에 개발된 표면 경화 장갑으로, 하비 장갑을 개선하여 제작되었다. 크롬을 첨가한 합금과 탄소 함유 가스를 이용한 침탄 공정을 통해 하비 장갑보다 향상된 방어력을 제공했다. 이후 크루프 시멘트 장갑(KCA)으로 발전하여 스폴링과 균열을 줄였으며, 균질 장갑의 등장으로 표면 경화 장갑의 단점을 보완했다. 균질 장갑은 갑판과 수선 하부 벨트 장갑에 사용되었으며, 독일의 보탄 바이히(Ww)와 미국의 특수 처리 강철(STS) 등이 대표적이다.
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| 크루프 장갑 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 종류 | 표면 경화 장갑 |
| 역사 | |
| 개발 | 1890년대 |
| 개발자 | 크루프 |
| 사용 시기 | 1893년 - 1940년대 |
| 사용 국가 | 영국 미국 독일 일본 기타 다수 |
| 기술적 특징 | |
| 재료 | 강철 |
| 경도 향상 | 표면 침탄 처리 |
| 용도 | 전함 순양전함 순양함 군함 |
| 특징 | |
| 특징 | 하비 장갑의 개선판 표면 경화 처리로 방어력 향상 다양한 국가 해군에서 사용 |
2. 원래의 크루프 장갑
크루프 장갑은 19세기 말 독일 크루프사에서 개발한 초기 형태의 장갑이다. 하비 장갑과 유사하게 표면경화법으로 제작되었지만, 합금에 크롬을 첨가하여 경도를 더욱 높였다.[1] 이 덕분에 크루프 장갑은 전 세계 주요 해군에 빠르게 채택되었다. 탄도 시험 결과, 25.9cm 두께의 크루프 장갑은 30.4cm 두께의 하비 장갑과 동등한 방호력을 제공하는 것으로 나타났다.
2. 1. 제조 공정
최초에 만들어진 크루프 장갑은 하비 장갑과 매우 유사했다. 그러나 하비 장갑은 주로 니켈강을 사용했지만, 크루프 장갑은 경도를 높이기 위해 합금에 1%의 크롬을 첨가했다.[1] 또한, 하비 장갑은 강철을 가열하고 표면에 석탄을 장기간(약 7주) 놓아두어 침탄했지만, 크루프 장갑은 한 단계 더 발전했다. 크루프 장갑은 석탄으로 표면에 탄소를 비효율적으로 주입하는 대신, 탄소를 함유한 기체(석탄 가스 또는 아세틸렌)[2]를 가열된 강철에 적용하여 더 깊은 탄소 침탄을 달성했다. 침탄 공정이 완료되면, 금속은 침탄된 면을 빠르게 가열하여 강철 깊이의 30%에서 40%까지 고열이 침투하도록 한 다음, 고온으로 가열된 면을 먼저, 그 다음 강철의 양면을 강력한 물 또는 광유 분사로 빠르게 급랭시켜 표면 경화 강철로 변환되었다.2. 2. 성능
최초에 만들어진 크루프 장갑은 하비 장갑과 매우 유사했다. 그러나 하비 장갑은 주로 니켈강을 사용했지만, 크루프 장갑은 합금에 1%의 크롬을 더해 경도를 높였다. 또한 하비 장갑은 가열한 표면에 장기간(약 7주) 석탄을 쏟아 침탄화했지만, 크루프 장갑은 탄소 함유 기체(석탄 가스 또는 아세틸렌)[2]를 뜨거운 강철에 덧발라 더 깊은 탄소 침탄화를 이뤄냈다. 침탄화 과정이 완료되면, 금속은 침탄화된 표면을 빠르게 가열해 강철의 30%~40% 깊이까지 고열이 침투하도록 한 뒤, 담금질하고 강철 양면에 물과 기름을 분사하는 표면경화 과정을 거쳤다.[1]크루프 장갑은 세계 주요 해군에 빠르게 채용되었다. 탄두 실험에서 25.9cm 크루프 장갑은 30.4cm 하비 장갑과 동등한 방어력을 보였기 때문이다.
3. 크루프 시멘트 장갑 (KCA)
20세기 초, 크루프 장갑은 개량형인 크루프 시멘트 장갑(KCA)의 개발로 구식이 되었다.[7][3] KCA는 탄화 가스를 적용하여 크루프 장갑의 경화된 표면은 유지하면서도, 판 뒷면의 섬유 탄성을 높여 피탄 시 스폴링과 균열 발생을 줄였다. 탄도 시험 결과 KCA와 크루프 장갑은 거의 동등한 성능을 보였다.[3]
3. 1. 합금 성분
크루프 시멘트 장갑(KCA)은 제조 공정은 합금 성분에 약간의 변화만 있었을 뿐, 대체로 동일하게 유지되었다. 합금 성분은 탄소 0.35%, 니켈 3.90%, 크롬 2.00%, 망간 0.35%, 규소 0.07%, 인 0.025%, 유황 0.020%였다.[4][5]KCA는 탄화 가스를 적용하여 크루프 장갑의 경화된 표면은 유지하면서도 판의 후면에는 훨씬 더 큰 섬유 탄성을 가지게 되었다. 이러한 탄성 증가는 피탄 시 스폴링과 균열 발생을 크게 감소시켜 교전 중에 중요한 특성을 제공했다. 탄도 시험 결과 KCA와 크루프 장갑은 다른 측면에서 거의 동등한 성능을 보였다.[3]
3. 2. 특징
20세기 초, 크루프 장갑은 진화된 변종인 크루프 시멘트 장갑(Krupp cemented armour, K.C. 장갑, 또는 KCA)의 개발로 인해 구식이 되었다.[7] 제조 공정은 합금 성분에 약간의 변화만 있었을 뿐, 대체로 동일하게 유지되었다. 합금 성분은 탄소 0.35%, 니켈 3.90%, 크롬 2.00%, 망간 0.35%, 규소 0.07%, 인 0.025%, 유황 0.020%이다.[4][5]KCA는 탄화 가스를 사용하여 크루프 장갑의 경화된 표면은 유지하면서도, 판의 뒷면에서는 훨씬 더 큰 섬유 탄성을 가지도록 하였다. 이러한 탄성 증가는 피탄 시 스폴링과 균열 발생을 크게 감소시켰다. 탄도 시험 결과 KCA와 크루프 장갑은 다른 부분에서는 거의 동등한 성능을 보였다.[3]
4. 균질 크루프 유형 장갑
균질 크루프 유형 장갑은 19세기 말부터 20세기 중반까지 표면 경화 장갑과 함께, 경사면 피격에 대한 방호력을 높이기 위해 개발되었다. 이러한 균질 장갑은 주로 갑판 장갑에 사용되었으며, 야마토급 및 아이오와급 전함과 같이 일부 군함에서는 수면 아래 잠수하는 포탄으로부터 보호하기 위해 수선 아래 하부 벨트 장갑에도 사용되었다.[3]
4. 1. 개발 배경
후기 19세기부터 20세기 중반까지 표면 경화 장갑이 비스듬한 각도로 스치는 충격에 덜 효과적이라는 것이 밝혀졌다. 경화된 표면 층의 취성은 이러한 충격에 역효과를 냈다.[3] 그 결과, KCA와 같은 표면 경화 장갑과 함께 연성과 인장 강도를 결합한 균질 장갑 유형이 스치는 충격으로부터 보호하기 위해 개발되었다.[3] 균질 장갑은 일반적으로 갑판 장갑에 사용되었으며, 이는 더 높은 경사각의 충격을 받기 쉽다. 야마토급 및 아이오와급 전함과 같은 일부 군함에서는 수면 아래에 떨어져 잠수하는 포탄으로부터 보호하기 위해 수선 아래의 하부 벨트 장갑에도 사용되었다.이러한 장갑의 예로는 독일의 'Wotan weich'(Ww)와 미국의 특수 처리 강철(STS) 및 B급 균질 장갑이 있다.[6]
4. 2. 종류
독일의 ''Wotan weich''(Ww)와 미국의 특수 처리 강철(STS) 및 B급 균질 장갑이 있다.[6] 이러한 균질 장갑은 갑판 장갑에 주로 사용되었고, 야마토급 및 아이오와급과 같은 일부 군함에서는 수면 아래 하부 벨트 장갑에도 사용되었다.[3]4. 3. 적용 부위
19세기 후반부터 20세기 중반까지 표면 경화 장갑은 비스듬한 각도로 받는 충격에 덜 효과적이라는 사실이 밝혀졌다. 경화된 표면층의 취성이 이러한 충격에 악영향을 미쳤기 때문이다. 그 결과, KCA와 같은 표면 경화 장갑과 함께 연성과 인장 강도를 결합한 균질 장갑 유형이 개발되었다.[3] 균질 장갑은 일반적으로 갑판 장갑에 사용되었는데, 이는 높은 경사각으로 충격을 받기 쉬웠다. 및 과 같은 일부 군함에서는 수면 아래로 떨어져 잠수하는 포탄으로부터 보호하기 위해 수선 아래 하부 벨트 장갑에도 사용되었다.이러한 장갑의 예로는 독일의 'Wotan weich'(Ww)와 미국의 특수 처리 강철(STS) 및 B급 균질 장갑이 있다.[6]
참조
[1]
서적
Krupp Armor for Battle Ships
https://books.google[...]
1899
[2]
서적
Notes on Naval Progress
https://books.google[...]
Office of Naval Intelligence
1900
[3]
웹사이트
Naval Ordnance and Gunnery
http://www.eugenelee[...]
2016-03-28
[4]
서적
Warrior to Dreadnought, warship development 1860–1905
Caxton Publishing Group
[5]
웹사이트
Armour chapter XII
http://www.eugenelee[...]
2015-03-28
[6]
웹사이트
TABLE OF METALLURGICAL PROPERTIES OF NAVAL ARMOR AND CONSTRUCTION MATERIALS
http://www.navweaps.[...]
[7]
웹인용
Naval Ordnance and Gunnery
http://www.eugenelee[...]
2016-03-28
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