Мероприятия по повышению защищенности танка Т-54 осуществлялись не только за счет конструктивных изменений корпуса и башни машины, но и создания новых броневых материалов и совершенствования технологии изготовления броневой стали, вплоть до введения новых, более прогрессивных методов производства.
Надежность и конструктивная прочность65, а также эффективность вводимых конструктивных и технологических изменений проверялись путем снарядного обстрела корпуса с установленной на нем башней. Всего за время серийного производства танка Т-54 на НИИБТ полигоне было подвергнуто обстрелу 28 комплектов корпусов и башен производства заводов №183, №75 и №174, из них: десять - завода №183 (все выдержали испытания), девять - завода №75 (шесть не выдержали испытаний) и девять - завода №174 (один не прошел испытаний). Для завода №75 такое большое количество комплектов корпусов и башен, не выдержавших испытания, объяснялось характерными для этого завода производственными дефектами.
В целом испытания снарядным обстрелом показали высокую надежность броневой защиты танка Т-54. Так, например, башня не пробивалась 90- и 100-мм бронебойными снарядами при ее обстреле под курсовым углом 0°. Предел кондиционных поражений (ПКП)66 для башни (в области амбразуры) по 100-мм бронебойному тупоголовому снаряду составлял 1500-2100 м, а по 100-мм остроголовому снаряду - 600-2200 м. Такая большая разница в значениях ПКП свидетельствовала о неравнопрочности башни по высоте при обстреле данным типом снаряда. Наиболее высокая стойкость отмечалась в верхней зоне башни, имевшей большие углы наклона.
Ориентировочный ПКП для башни по 90-мм бронебойному снаряду типа М82 (начальная скорость 930 м/с) составлял 900-1400 м. Указанные значения ПКП соответствовали условиям обстрела по нормали к горизонтальной касательной, проведенной в точке попадания снаряда. В ходе обстрела при других условиях значения ПКП по дальности соответственно снижались.
Для производства корпусов и башен Т-54 использовалась высоколегированная сталь средней твердости. Носовая часть и борта корпуса изготавливались из катаных броневых листов, выполненных из стали 42СМ (М - модифицированная), корма и крыша - из стали 49С, днище - из стали 43ПСМ. Для соединения броневых листов корпуса применялись способы сварки с обработкой кромок «в четверть», «встык» и «в шип». Корпус башни отливался из броневой стали 74Л (хромоникельмолибденовая сталь с содержанием углерода 0,24-031 %), а ее вварные донный лист и крыша - из катаной брони марки 43ПСМ. Указанное содержание углерода и входящие в состав стали легирующие элементы понижали критическую скорость охлаждения корпуса башни, из-за чего эта сталь была склонна к закалке и глубокой прокаливаемости.
Недостаточной (в отдельных случаях - низкой) прочностью отличались сварные соединения основных броневых деталей корпуса и башни танка Т-54 производства 1948-1949 гг. Наряду с отдельными конструктивными недостатками, имевшими место в самих соединениях, большое влияние на снижение прочности соединений оказало применение неудачно выбранных электродов. Так, металл швов, выполненных аустенитными электродами марки ЭИ-319, обладал низкими качествами в результате большой склонности к образованию горячих трещин, а швы, соединявшие отдельные основные броневые детали корпуса, выполнявшиеся электродами УОНИ-13/50, характеризовались низкими свойствами сопротивляемости ударным нагрузкам.
Общие виды корпуса и башни танка Т-54 до испытаний обстрелом. НИИБТ полигон, сентябрь 1954 г.
65 Конструктивная прочность характеризует прочность соединения броневых деталей между собой, крепление вооружения, приборов и агрегатов, располагающихся внутри и снаружи корпуса и башни, а также надежность их работы при попадании в броневую защиту заданного количества снарядов.
66 Предел кондиционных поражений (ПКП) - экстремальное значение измеряемого в заданных условиях испытаний параметра, при котором на данной броневой преграде получены только кондиционные поражения: в виде трещин, выпуклостей, вмятин, сколов, параметры которых указаны в специальных технических условиях. Некондиционные поражения — разрушение броневой преграды в недопустимой степени, установленное в нормативно-технической документации. ПКП может быть выражен максимальной ударной скоростью снаряда, максимальной дальностью обстрела или подрыва, минимальным углом встречи с броневой преградой, минимальной толщиной преграды по нормали или в направлении касательной к траектории снаряда в точке попадания. Ранее использовался аналог ПКП - предел тыльной прочности (ПТП).