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不銹鋼發(fā)展歷史
日期：2024-12-25 12:17
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摘要：
不銹鋼發(fā)展歷史
中華名族是世界上*早冶鐵煉鋼的國(guó)家，我們的祖先遠(yuǎn)在三千年前就掌握了一些冶鐵、煉鋼、鑄鍛和熱處理的技藝，比歐洲各國(guó)要早1700多年，對(duì)世界文明與人類進(jìn)步作出過(guò)重要的貢獻(xiàn)。
鋼鐵對(duì)于現(xiàn)代化的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國(guó)防乃至人民生活來(lái)說(shuō)，已成為*基本、*重要的材料。當(dāng)前，盡管各種新型的無(wú)機(jī)材料和有機(jī)合成材料已得到很大發(fā)展。但從生產(chǎn)成本、廣泛的適用性能等方面來(lái)看，它們還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能取代鋼鐵。因此鋼鐵的生產(chǎn)能力仍不失為衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)力的重要標(biāo)志之一。
鋼鐵材料之所以得到如此廣泛的應(yīng)用是因?yàn)殍F礦礦藏集中，貯藏量大，開(kāi)采、冶煉比較經(jīng)濟(jì)，鋼鐵半成品冷、熱變形能力強(qiáng)。制成品具有優(yōu)良的力學(xué)性能（強(qiáng)度，塑性及抗沖擊能力）和加工性能（切削，焊接、冷變形等）。但是與硅酸材料、高分子合成材料及某些有色金屬相比，它的*大的缺點(diǎn)是：在大氣或酸、堿、鹽等各種介質(zhì)條件下，易于因腐蝕而失重?fù)p耗，乃至完全破壞。
鋼鐵對(duì)于現(xiàn)代化的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國(guó)防乃至人民生活來(lái)說(shuō)，已成為*基本、*重要的材料。當(dāng)前，盡管各種新型的無(wú)機(jī)材料和有機(jī)合成材料已得到很大發(fā)展。但從生產(chǎn)成本、廣泛的適用性能等方面來(lái)看，它們還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能取代鋼鐵。因此鋼鐵的生產(chǎn)能力仍不失為衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)力的重要標(biāo)志之一。
鋼鐵材料之所以得到如此廣泛的應(yīng)用是因?yàn)殍F礦礦藏集中，貯藏量大，開(kāi)采、冶煉比較經(jīng)濟(jì)，鋼鐵半成品冷、熱變形能力強(qiáng)。制成品具有優(yōu)良的力學(xué)性能（強(qiáng)度，塑性及抗沖擊能力）和加工性能（切削，焊接、冷變形等）。但是與硅酸材料、高分子合成材料及某些有色金屬相比，它的*大的缺點(diǎn)是：在大氣或酸、堿、鹽等各種介質(zhì)條件下，易于因腐蝕而失重?fù)p耗，乃至完全破壞。
1．不銹鋼的研究與開(kāi)發(fā)
盡管鋼鐵材料防銹的方法很多，但對(duì)要求材料整體都有防蝕性的某些機(jī)械零件、化工容器、生活用品及其它特殊用品（如醫(yī)療用的針、手術(shù)刀具，鉗和假牙等）來(lái)說(shuō)．添加合金元素提高鋼鐵耐腐蝕性能的方法無(wú)疑是*吸引人的。不銹鋼的誕生和大多數(shù)科研成果一樣，并非個(gè)別人的研究結(jié)果，而是許多冶金工作者長(zhǎng)期努力、互相借鑒，不斷研究的結(jié)果。*后于本世紀(jì)初，在社會(huì)已具有一定的物質(zhì)生產(chǎn)條件（主要是低碳鉻鐵的制成）以及理論研究已取得進(jìn)展（主要是鐵鉻合金中碳耐腐燭性的影響），而產(chǎn)業(yè)部門(mén)又急需的情況下，不銹鋼才應(yīng)運(yùn)而生了。從開(kāi)始研究不銹鋼到初步研制成攻（1797～1910年）經(jīng)歷了整整一個(gè)世紀(jì)。
在本世紀(jì)初，由于理論的進(jìn)展和工業(yè)發(fā)展的需要，幾乎在同時(shí)好幾個(gè)國(guó)家都研制成功了不銹鋼。
1913年H.Brearley 在研制艦載炮炮筒用鋼時(shí)發(fā)明了可硬化的不銹鋼，并發(fā)表了題為《耐蝕性取決于熱處理和合金成分范圍》的論文。從此可硬化的鐵－鉻－碳合金作為實(shí)用性的不銹鋼而誕生了。這就是具有淬硬性的那一系列被稱為“馬氏體類不銹鋼”的不銹鋼。他們的研究結(jié)果表明，這種鋼的成分范圍是：C<0.70% Cr=9-16%，其中0.35%C,13%Cr的鋼主要用于制作刀具，即現(xiàn)在的3Cr13（AISI420）鋼。
1911年C.Dantsizen在從事電阻絲研究時(shí)研制了一種鉻含量同Brearley鋼相同。但碳含量較低并具有極低硬度的材料。1914年，他提出鋼的成分范圍應(yīng)為： 0．07～0．15%C， 14～46%Cr，這是一種低碳鐵素體Cr13系不銹鋼，其成分與目前的1Cr13相似。
1924年 F.M.B.eeket研制了一種含鉻量更高（含 25～27%Cr）的不銹鋼，相當(dāng)于目前的鐵素體不銹耐酸鋼（AISI 446）。在此同時(shí)，與鉻－鐵系不銹鋼組織完全不同的鐵一鉻－鎳系不銹鋼也得到了發(fā)展。
1909～1912年，E.Maurez和 B. Stauss在研究熱電偶保護(hù)套管用鋼時(shí)，對(duì)高鉻鋼及鉻－鎳鋼進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果在1912年將耐蝕性很高的鉻－鎳不銹鋼商品化。他們將高鉻的馬氏體系不銹鋼命名為“V1M”，而將奧氏體系的命名為“V2A”。后者就是今天的18－8型不銹鋼的雛型，當(dāng)時(shí)它的成分范圍是：0.25%C，20%Cr和7%Ni。后來(lái)通過(guò)對(duì)V2A鋼的耐蝕性、加工性和機(jī)械性能不斷進(jìn)行研究，使之發(fā)展成為現(xiàn)在的 1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti鋼（AISI 302、 304）。
1910～1914年，作為現(xiàn)代不銹鋼基礎(chǔ)的1Cr13～4Cr13， Cr17-Cr28， 18－8等馬氏體、鐵素體和奧氏體不銹鋼都先后問(wèn)世，可以說(shuō)經(jīng)歷了一百多年的研究，人類終于找到了具有工業(yè)實(shí)用性的不銹鋼雛型。從此以后，不銹鋼的研究只是在腐蝕理論方面不斷深入，并按日益增多的使用要求，對(duì)成分作了適當(dāng)調(diào)整，從而又發(fā)展了不少新的鋼種，因此可以認(rèn)為，不銹鋼誕生于1910～1914年，而這以后的 70年，只是在此基礎(chǔ)上不斷發(fā)展完善。
2.不銹鋼鋼種的發(fā)展
1910～1914年誕生的組織分別為馬氏體、鐵素體和奧氏體的不銹鋼，從化學(xué)成分來(lái)看，主要屬Fe-Cr和 Fe-Cr-Ni兩大體系。從**次世界大戰(zhàn)結(jié)束到**次世界大戰(zhàn)結(jié)束的近三十年中（即1919年至1945年）。隨著各種工業(yè)的發(fā)展，不銹鋼為適應(yīng)工作條件而發(fā)生了分化，即在原來(lái)兩大體系三種組織狀態(tài)的基礎(chǔ)上，通過(guò)增減碳含量和添加多種其它的合金元素而衍生出了許多新型的不銹鋼。從二次大站結(jié)束直至目前為止的三十多年中，主要為適應(yīng)抗海水或鹽類腐燭，吸收Y射線及中子、獲得超高強(qiáng)度、節(jié)約鎳等需要而發(fā)展了抗點(diǎn)蝕不銹鋼、原子能工業(yè)用不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼和錳氮代鎳不銹鋼。近年來(lái)．為了解決奧氏體不銹鋼的晶間腐燭和應(yīng)力腐蝕問(wèn)題，又分別發(fā)展了超低碳不銹鋼和超純鐵素體不銹鋼。目前，已投入市場(chǎng)的不銹鋼的品種已達(dá)到230種以上，經(jīng)常使用的也有近50種，其中約有80%是奧氏體不銹鋼（18鉻－8鎳）的衍生物，而其余20%則是由13鉻鋼演變而成的。關(guān)于不銹鋼鋼種的*主要的研究和發(fā)展是集中在兩個(gè)方面：
◆ **個(gè)方面是改善鋼的耐腐蝕性，其中對(duì)18-8鋼晶間腐燭問(wèn)題的研究，不僅發(fā)展了鋼種，提出了解決這個(gè)間題的工藝方法。還促進(jìn)了有關(guān)不銹鋼的鈍化和腐蝕機(jī)理的研究。
◆**個(gè)方面是發(fā)展高強(qiáng)度不銹鋼（即沉淀硬化不銹鋼），這種鋼是二次大戰(zhàn)后隨著航空、航天和火箭技術(shù)的進(jìn)展而發(fā)展起來(lái)的。其中半奧氏體沉淀硬化不銹鋼具有優(yōu)異的工藝性能（17-7PH類），固溶處理后極易加工成形，且隨后的強(qiáng)化熱處理（時(shí)效處理）溫度不高。變形很小，在美國(guó)這種鋼多用于航空結(jié)構(gòu)，并已大量生產(chǎn)，各國(guó)也都有類似鋼種投入使用。
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