2008/11/11 06:46

일본 전차의 장갑판 Military History

뭐 아직 완전히 정리가 안 된 상태이긴 하지만 밤에 심심하고 해서 써봅니다.

관심있으신 분들은 이어지는 내용을 참조해 주시기 바랍니다...^^



일본의 전차에 본격적으로 장갑판이 사용된 것은 "89식 중(中)전차"의 개발시점 부터라고 합니다. 당시 세계 각국 장갑 재료의 추세는 열처리가 보다 용이한 니켈 크롬 몰리브덴 합금이어서 1928년 당시의 일본 육군도 역시 이 재료를 요망했습니다. 그러나 당시 일본제강소에서는 해군의 어뢰 기실(氣室) 용으로 납품 중 이던 일종의 니켈 크롬강인 이른바 니세코강(ニセコ鋼)을 유용한 제품을 89식 중전차의 포방패(防盾) 용으로 납품하게 됩니다.

이러한 배경에는 당시 일본제강소가 이미 해군의 주문을 위해 니켈 크롬강인 니세코강(ニセコ鋼)의 생산에 전력을 기울이고 있었기 때문에 소량 생산될 전차의 포방패(防盾) 용 재료를 위해 또 다시 니켈 크롬 몰리브덴 강 제조용 설비를 신설하기 보다는 해군과 공통으로 니세코강(ニセコ鋼)을 공급하는게 보다 합리적 이라는 판단이 있었던 걸로 보입니다.

 
[ 니세코강(ニセコ鋼)으로 만든 포방패가 장착된 89식 중전차(中戰車) ]


자, 그런데 이번 포스팅을 작성한 이유 중의 하나는 우리나라 인터넷 상에서는 일본 전차의 장갑판이 전부 니세코강(ニセコ鋼)으로 만들어진 것으로 알려진 경우가 많은데 그게 혹시 잘못 알려진게 아닐까? 하는 의구심이 들어서 입니다.

일단 니세코강(ニセコ鋼) 이란 것은 일본제강소(日本製鋼所)의 머리글자를 따서 제품명으로 삼은 것으로 보이는 니켈-크롬강의 일종  입니다. 그런데 정확히 언제 부터 인지 알 수 없지만 1937년 경의 장갑판 성분 규격을 확인해보면 니켈 크롬 몰리브덴 강으로 변화된 것이 확인이 된다고 합니다.

다음으로 비록 89식 중전차(中戰車)에 최초로 장갑 재료를 납품한 일본제강소가 1931년 까지 동 제품에 대해서 거의 독점적 지위를누리고 있었다고 하지만 태평양 전쟁 개전을 앞둔 시점에서는 이 외 미쯔비시-나카사키 제강, 일본특수강, 특수제강 등이 공급자로 참여한 상태이기 때문에 일본제강소 제품의 브랜드 명인 니세코강(ニセコ鋼)이 일본 전차 장갑재료의 전체를 차지하지는 않았을걸로 보입니다.

마지막으로 확인해 볼 수 있는 것은 일본 육군의 장갑판 규격인데, 보통 강판을 제1종(第Ⅰ種), 침탄 처리를 통해서 표면을 경화시킨 강판을 제2종(第Ⅱ種)으로 지정하고 있었습니다. 특히 일본 육군은 자체 시험 결과로 표면 경화 처리를 거친 제2종(第Ⅱ種) 장갑판이 제1종(第Ⅰ種)에 비해 2배의 방탄 성능을 지닌다고 높게 평가했다고 합니다.


 
[ 일본의 자국 15mm 장갑판에 대한 37mm 포 발사시험 - 경도 수치도 있으니 관심있는 분들에게는 도움이 될 듯 합니다. ] 


따라서 우리에게 가장 귀에 익은 일본 전차인 97식 중전차(中戰車) '치하'의 전면 장갑도 침탄처리를 거친 25mm 장갑판으로 결정된 것입니다.

 
[ 일본의 장갑판 침탄처리 - 목탄을 이용한 방식으로 보입니다. ]


다음으로 살펴봐야 할 부분은 그럼 '왜 일본 전차의 장갑판은 충격을 받으면 깨지는 경우가 많았나?' 인데 머 상식적인 얘기지만 저는 이 부분이 장갑의 경화 처리와 관련이 있다고 보입니다. 즉, 일단 일본 전차의 장갑판은 상당히 얇은 편이었고 여기에 경화 처리까지 했으니, 상대적으로 충격에 약해서 쉽게 깨지는 편이 아니었나 하고 추측해 봅니다.

 
[ 아마 이런 경우가 아니었을까 합니다. ]


머 두서없이 이것 저것 적어보았는데 나름 대로 요약을 하면 다음과 같습니다.

1. 일본 전차의 장갑 재료는 니세코 강(ニセコ鋼)으로 흔히 알려져 있는데, 이런 저런 정황으로 봐서 니세코강이 태평양전쟁에서 사용된 일본 전차 전체의 장갑재는 아닌걸로 보인다.

2. 일본 전차의 결점으로 지적되는 쉽게 깨지는 장갑판은 니세코강 이어서가 아니라(니세코 강은 상대적으로 연성이 뛰어난 편) 상대적으로 얇은 장갑판에 침탄을 통한 표면 경화처리를 한 것이 원인이 아닐까 생각된다. (여기에 열처리 과정의 문제 추가) 

자 그렇다면 여러분들의 생각은 어떻습니까?

아쉽게도 티안무님께서 지적해주신 일본 육군의 장갑재에 대한 수소첨가 문제는 소개해 주신 웹사이트 http://www.bekkoame.ne.jp/~bandaru/deta0247.htm 외에 찾기가 힘들었습니다. 그리고 제가 이 분야에 대해서는 아는게 없는지라 언급하신 '수소 1% 첨가' 부분도 언 뜻 잘 이해가 안됩니다. 수소가 강재에 첨가되면 경도가 왜 향상되는 지도 모르겠고, 수소를 강재에 과연 1% 씩이나 첨가할 수 있는 지도 의문이 됩니다.

혹시 이 분야로 잘 아는 분이 계시면 좋은 정보 남겨주시면 감사히 읽어보겠습니다...^^;; (물론 티안무님 포함...ㄳ)
 

[참조자료]

제국육군 전차와 포전차, 역사군상 태평양전쟁 시리즈 34권, 159~163 페이지
http://sus3041.web.infoseek.co.jp/contents/arm_var/aha.htm


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덧글

  • 티안무 2008/11/11 09:11 # 답글

    저도 수소 첨가 부분은 용접 분야 관련해서 본 것인데 다시 자료 찾아보려니까 힘드네요. (끙, 요새 다른 일로도 바빠서 -ㅅ-;;)

    덧 : 통상 금속의 첨가 %는 질량 대비인데 이 경우 분자량이 철에 비해 수십 분의 1인 수소는 쉽게 다량의 원소를 첨가할 수 있죠. 다만 그만큼 작아서 이동성이 좋은 수소원자가 철 원자 틈 사이를 이동하다 서로 만나 분자를 형성하면 기화 되면서 부피가 폭발적으로 팽창, 경도를 높이는 정도가 아니라 금속 자체에 무리를 줄 정도가 된다는 것입죠.
  • 슈타인호프 2008/11/11 10:04 # 답글

    사진이 전부다 엑박입니다(...)
  • 천하귀남 2008/11/11 10:29 # 답글

    니세코 강에 대해서는 잘모르지만 당시의 제철법에는 철의 미량성분을 제어하는 문제가 많았다고 하더군요. 1차대전 전에 건조된 타이타닉의 경우도 인과 황의 함량문제로 저온환경에서 깨지기 쉬웠다고 하고 당시에 강을 만들던 평로법은 엄청난 연료소모율을 지녀서 비용문제도 많았다고 합니다.
    혹시 니세코강이 전로로 만들었는지 평로로 만들었는지의 자료는 없나요?

    베세머제강법, 전로법의 경우 대량의 철을 강으로 만들기 가장 쉬운방법이긴 한데 철내 타 성분의 제거를 위해 공기를 넣던 과정에서 철에 질소성분이 들어가 깨지기 쉬웠다고 합니다. 이 문제의 해결은 1957년에 공기대신 순수한 산소를 불어넣는 LD전로가 나오면서나 해결됬다고 합니다.

    전차나 배등의 강재라면 전로로 대량공급한게 아닌가 싶기도 하군요.
  • Orca 2008/11/12 09:04 #

    아 일단 전로로 만들었는지 평로로 만들었는지의 자료는 가지고 있지 않습니다. 나중에 다시 살펴보고 보충해 보겠습니다.
  • 마에노 2008/11/11 15:07 # 답글

    저도 사진은 볼 수가 없네요.
  • organizer 2008/11/11 15:29 # 답글

    사진이 하나도 안 보입니다... 뭔가 기술적으로 문제가..?
  • Orca 2008/11/11 19:54 # 답글

    I'm sorry, I'll fix it tomorrow...-_-;;
  • Spearhead 2008/11/11 20:53 # 답글

    일반적으로 강의 제조에 수소는 첨가하지 않습니다(...) 아직 학부생인지라 자세한 건 모르지만 수소를 첨가하면 되려 강도, 경도에 부정적인 영향을 주는 쪽으로 갈 것 같은데요...용접 쪽에서의 수소 사용이라면 모르겠지만 일반적인 강(일반강이든 합금강이든)의 제조시 첨가원소에 대해서는 기계재료학 책 조금만 찾아보셔도 어느정도는 아실 수 있으실 겁니다.
    합금강의 제조에 첨가하는 주요 금속원소로는 니켈, 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 규소, 티타늄, 알루미늄, 지르코늄, 인, 망간, 바나듐 정도가 꼽힙니다.
  • 티안무 2008/11/11 21:38 #

    맞아요 -ㅅ- 원래 안 넣습니다. 헌데 일본육군은 넣었다는 거죠. 아마 당시에는 매우 중요한 전략광물 중 하나였던 니켈을 보충하면서 경도를 높이려는 의도가 아니었을까 합니다만.

    그리고 용접에서는 수소 넣으면 절대 안되죠 ^^;; (저도 재료학도라)
  • Spearhead 2008/11/12 01:13 #

    아, 전 재료공학은 아니고 기계설계 전공이라...^^;;
  • organizer 2008/11/12 02:26 #

    鋼에는 수소를 첨가하지 않는게 아니라, 첨가했을 때 발생하는 취성 때문에 첨가를 회피하지요... (소위 수소 취성) <-- 수소를 첨가했을 때 뭔가 유리한 것이 있었다면 계속 첨가하고 있었을 겁니다.
  • 치하탕 2008/11/11 23:01 # 삭제 답글

    http://www.bekkoame.ne.jp/~bandaru/deta02d.htm

    강판에 표면침탄 저온 뜨임 처리를 해서
    담금질후의 팽창률이 표면과 내부의 팽창률이 달라 장갑내부에서 비틀림이 발생했다

    니켈 3~4% 함유 강제 규정이 다른 처막 요소와의 밸런스를 무너뜨려 장갑에 인성이 부족했다

    용접 과정에서 열응력과 강판 내부로의 수소 유입으로 멋대로 깨졌다
  • 떼굴 2008/11/11 23:41 # 답글

    리벳과 용접으로 만들어진 일본전차에 수소가 첨가한 강이라니(...) 애시당초 수소가 들어가면 용접할때 hair crack이라던가 bead crack이 생길텐데 -_-;

    ....저도 재료공학 학부생입니다.

  • 떼굴 2008/11/11 23:52 # 답글

    ice-flower like structure(선상조직) 이게 젤 큰 문제일듯. 기포가 들어가 충격에도 약하겠네요;
  • 배길수 2008/11/12 01:32 # 답글

    달려도 금이 가는 전차라니, 도자기 장인의 혼을 이런 데에...(...)
  • organizer 2008/11/12 02:37 # 답글

    수소를 의도적으로(?) 첨가한 것은 아닐 겁니다. 당시에도 세계 최첨단을 달리고 있었을 대일본 제국의 금속 공학적 지식을 얕보는 발언이라 생각합니다.

    첨부한 日國 링크를 보니, 대일본 제국군의 군 내부 규정은, 합금 내의 니켈 함유량(3.5 %)을 정해 놨었고, 더군다나 "軍規格の水素が拡散しやすい溶接方法"에 의해서 강판에 수소가 쉽사리 확산되었다고 하는군요. (수소가 강 내부에 확산되면... http://sus3041.web.infoseek.co.jp/contents/arm_var/aha.htm에 있는 내용과 비슷하게 그 부분만 날아가거나, 전체가 아주 박살이 나거나,,, 심지어 약한 충격으로도 전체 강판이 부서질 수도 있습니다.)

    대일본 제국군의 경우에도 "無知な官僚の作った規格は恐ろしい(-_-;)..."라고 하니,,,,,,,,,

    그 놈의 공무뭔(?)들의 무지/무능은 어딜 가나 - 알고 보면, 日國과 한쿡 외에는 없을 지도 모르겠습니다만 - 개끗발을 날리고 있군요...^^ <--- 대체 이 순간에 고명하신 대일본 제국의 교수님들은 아무 자문도 안 했을라나요..??
  • 2008/11/12 02:52 # 답글 비공개

    비공개 덧글입니다.
  • Orca 2008/11/12 09:09 # 답글

    제가 덧글을 달아주신 분들께는 일일이 답변을 드리고 싶은데...일단 이 건은 저도 정리가 완전하지는 않은 상태라 여기에 다시 요약을 해보겠습니다.

    일단 가장 궁금한 점은 일본 육군이 장갑판의 표면 경화를 위해 과연 일부러 '수소'를 첨가했는가 하는 점입니다.

    그래서 해결해야될 의문점은 크게 다음과 같은 것 같습니다.

    1. 과연 수소를 첨가하면 표면 경도가 향상되는가?

    2. 그렇다면 이를 위해서 일본 육군이 장갑재 성분 규격에 수소를 포함시킨 것이 사실인가?

    3. 티안무님 말씀처럼 수소를 1% 포함시키는게 가능한 일인가?


    혹시 이 의문을 해결하는데 도움이 될만한 정보 및 지식이 있으신 분들은 괜찮으시다면 부탁드립니다...^^;;
  • 치하탕 2008/11/12 18:53 # 삭제

    http://sus3041.web.infoseek.co.jp/contents/arm_var/arm_data.htm#arm_data1

    이 표를 보면 수소는 변수가 아님을 알 수 있슴

    애초에 수소를 넣었다는 소스부터 증명할 필요가 있슴
  • Orca 2008/11/12 18:58 #

    아 예 치하탕님 말씀이 맞습니다...그래서 2번도 알아봐야죠...과연 일본 육군이 의도적으로 수소를 첨가시키려고 했는가의 여부....^^
  • 2008/11/12 15:38 # 답글 비공개

    비공개 덧글입니다.
  • Orca 2008/11/12 18:41 #

    알려주셔서 감사합니다.....일단 표면 경도가 올라가는 것으로 추측해도 되겠군요...

    2,3 번 같은 경우는 일본 육군의 장갑판 재료 성분 규격만 찾으면 해결 될텐데 좀 구하기 어렵네요.....ㅎㅎㅎ
  • Orca 2008/11/12 18:59 # 답글

    DCinside 2차 세계대전 갤러리에서 횡천 님이 남겨주신 내용은 다음과 같습니다.


    "Orca님아 제강기술 전반에 걸쳐서 강재의 기계적 성질을 향상시키기 위해서 처리과정에서 수소를 첨가하였다는 이야기는 금시 초문이고, 당시 일본 군부에서 수소첨가하여 일정 비율이상의 수소를 함유토록 지시하였다는 것도 신뢰성이 떨어지는 내용입니다. 수소는 강에 침투하는 경우 균열을 일으켜 소위 "수소취성(hydrogen embrittlement)"으로 문제가 된다는 것은 학계 뿐만 아니라 산업계에서도 널리 알려져 있는 상식이며, 수소 자체가 가벼운 원소이고, 확산속도도 빠르기 때문에 검출하기 분석하는 것도 어렵고.... 아마도... 일본자료 원문을 (짧은 실력으로) 잘못 읽어서 탄소함유량(Carbon content)을 수소로 오해한 것으로 생각됩니다. (탄소함유량은 기계적 성질과 밀접한 관계를 가지고 있지요."
  • 2008/11/12 21:32 # 답글 비공개

    비공개 덧글입니다.
  • 티안무 2008/11/13 00:38 # 답글

    이거 제가 예전 글을 작성할 때 실수한 것 같군요 -ㅅ-;;

    다시 찾아보니 용접방식에 수소가 확산되기 쉬웠다는 내용은 찾아볼 수 있지만 수소 1% 규격은 다시 찾아봐도 보이지 않으니 자료 취합 중에 잘못 본 모양입니다 OTL

    아마 크롬의 다량함유로 수소가 퍼지기 쉬웠다는 부분에서 크롬을 수소로 바꿔 적은 것 같군요 -ㅅ-;;
  • Orca 2008/11/13 00:51 #

    아 예...일단 그렇게 된거로군요...

    그럼 죄송한데 말씀하신 부분의 자료 내용을 전달해 주실 수 있으신가요?

    비공개로 적으신 걸로 보아 본인을 공개하고 싶으신 것 같지 않으니 제가 대신이나마 정리해서
    포스팅 등으로 올리는 것도 좋을 듯 합니다.

    머 어차피 같은 취미를 가진 분들께 바른 내용을 전달해 드리는게 의미 있는 일이될테니 말입니다...^^;;
  • 티안무 2008/11/13 10:56 #

    헐, 저 비공개 아닙니다만 ^^;;

    그리고 이 관련내용은 치하 관련 포스팅에 있습니다. 이것도 수정해야 하겠군요.

    http://kbjmkr.egloos.com/1792136
  • Orca 2008/11/13 22:34 #

    어이쿠 이런 바로 위의 분이랑 착각했습니다...-_-;;

    그럼 저도 이만...ㅎㅎㅎ
  • 2008/11/14 00:46 # 답글 비공개

    비공개 덧글입니다.
  • Orca 2008/11/14 01:45 #

    아 예...알겠습니다...감사합니다...^^
  • 멍청한 북극토끼 2016/02/20 22:38 # 답글

    저 오래전 글이긴 하지만 15mm 장갑판에 37mm를 발사한 실험에서 37mm의 탄종이 무엇이였는지, 탄속이 어느정도인지 알 수 있나요?

    그리고 왼쪽이 1종, 오른쪽이 2종인가요?

    잘 안보이는데 관통된 것인지 알려주실 수 있나요?

    대답해 주시면 감사하겠습니다.
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