Кто и когда изобрел нержавеющую сталь

Нержавеющая сталь: кто и когда ее изобрел

Кто и когда изобрел нержавеющую сталь

Сто лет назад мир услышал о замечательном материале, который чрезвычайно широко применяется в самых различных областях нашей жизни, — нержавеющей стали.

Нержавеющая сталь: кто и когда ее изобрел

1915 год — мир узнал о нержавеющей стали

О технологических новинках публика часто узнает из средств массовой информации, однако такие сообщения обычно не опираются на дипломатические источники. 31 января 1915 года это правило было нарушено. Газета New York Times опубликовала небольшую заметку, озаглавленную A Non-Rusting Steel.

В газетном сообщении говорилось, что компания из британского города Шеффилда выпустила на рынок новый вид стали, «которая не поддается коррозии, не тускнеет и не покрывается пятнами». Производитель утверждал, что она чрезвычайно подходит для изготовления столовых приборов, поскольку изделия из нее хорошо моются и не теряют блеска при контакте даже с самой кислой пищей.

В качестве источника информации был назван американский консул в Шеффилде Джон Сэвидж. Вот так, без большого шума и с изрядным запозданием, мир узнал об изобретении нержавеющей стали.

Предки нержавейки

Вообще-то такую сталь выпускали в Европе и США еще до шеффилдских металлургов. Обычная сталь, сплав железа и углерода, легко покрывается пленкой оксида железа — то есть ржавеет.

К слову, именно это обстоятельство было одной из причин блестящего коммерческого успеха американского предпринимателя Кинга Кемпа Жиллетта, который придумал безопасную бритву. В 1903 году его фирма продала лишь 51 лезвие, в 1904-м — без малого 91 000, а к 1915 году общий объем продаж превысил 70 млн.

Жиллеттовские лезвия, на которые шла нелегированная сталь из бессемеровских конвертеров, быстро ржавели и тупились и потому требовали частой замены.

Любопытно, что рецепт борьбы с этой болезнью главного металла тогдашней индустрии был давно найден. В 1821 году французский геолог и горный инженер Пьер Бертье заметил, что сплавы железа с хромом обладают хорошей кислотоустойчивостью, и предложил делать из них кухонные и столовые ножи, вилки и ложки. Однако эта идея долго оставалась благим пожеланием, поскольку первые сплавы железа и хрома были очень хрупкими.

Лишь в начале XX века были изобретены рецептуры сплавов железа, способные претендовать на титул нержавеющей стали. Среди их авторов был один из пионеров американского автомобилестроения Элвуд Хейнс, который собирался использовать свой сплав для изготовления металлорежущего инструмента.

В 1912 году он подал заявку на соответствующий патент, который был получен лишь семью годами позже после длительных споров с Бюро патентов США.

Случайная находка

Но официальным родителем всем известной нержавейки стал человек, который ее вовсе не искал и создал лишь благодаря счастливому случаю. Этот жребий выпал на долю английского металлурга-самоучки Гарри Брирли, который в 1908 году возглавил небольшую лабораторию, учрежденную двумя шеффилдскими сталеплавильными компаниями.

В 1913 году он проводил исследования стальных сплавов, которые предполагалось использовать для изготовления ружейных стволов. Научное металловедение пребывало тогда в зачаточном состоянии, поэтому Брирли действовал методом проб и ошибок, проверяя на прочность и жароустойчивость сплавы с разными присадками.

Неудачные заготовки он попросту складывал в углу, и они там спокойно ржавели. Как-то он заметил, что отливка, извлеченная из электрической печи месяц назад, вовсе не выглядит ржавой, а блестит как новая. Этот сплав содержал 85,3% железа, 0,2% кремния, 0,44% марганца, 0,24% углерода и 12,8% хрома.

Он-то и стал первым в мире образцом той стали, о которой позднее сообщила газета New York Times. Он был выплавлен в августе 1913 года.

Лезвия для станков Gillette делали из твердой углеродистой стали. Они были не слишком долговечны, поскольку легко ржавели от постоянного воздействия влаги.

Ещё[h2]

Провал и успех[/h2]

Брирли заинтересовался необычной отливкой и вскоре выяснил, что она хорошо сопротивляется действию азотной кислоты. Хоть в качестве оружейной стали новый сплав успеха и не принес, Брирли понял, что этот материал найдет множество других применений.

Шеффилд с XVI столетия известен изделиями из металла, такими как ножи и столовые приборы, так что Брирли решил опробовать свой сплав в этом качестве. Однако двое местных фабрикантов, которым он отправил отливки, отнеслись к его предложению скептически.

Они сочли, что ножи из новой стали требуют больших трудозатрат для изготовления и закалки. Металлургические компании, в том числе и та, в которой работал Брирли, тоже не горели энтузиазмом.

Понятно, что и ножовщики, и производители металла опасались, что изделия из нержавеющей стали окажутся настолько долговечными, что рынок быстро насытится и спрос на них упадет. Поэтому вплоть до лета 1914 года все попытки Брирли убедить промышленников в перспективности нового сплава ни к чему путному не привели.

Но потом ему повезло. В середине лета судьба столкнула его со школьным товарищем Эрнестом Стюартом. Стюарт, сотрудник компании R. F. Mosley & Co, выпускавшей столовые приборы, поначалу вообще не поверил в реальность существования стали, которая неподвластна ржавчине, однако согласился в виде эксперимента изготовить из нее несколько ножей для сыра.

Изделия получились отменными, однако Стюарт счел эту затею неудачной, поскольку его инструменты при изготовлении этих ножей быстро тупились. Но в конце концов Стюарт и Брирли все-таки подобрали режим нагрева, при котором сталь поддавалась обработке и не становилась хрупкой после охлаждения.

В сентябре Стюарт сделал небольшую партию кухонных ножей, которые он раздал знакомым для тестирования с одним условием: он попросил вернуть их в случае появления на клинках ножей пятен или ржавчины. Но ни один нож так и не вернулся в его мастерскую, и вскоре шеффилдские фабриканты признали новую сталь.

Резцы и ножи

В августе 1915 года Брирли получил на свое изобретение патент в Канаде, в сентябре 1916 года — в США, затем и в нескольких европейских странах. Строго говоря, он патентовал даже не сам сплав, а лишь изготовленные из него ножи, вилки, ложки и прочие столовые приборы.

Хейнс опротестовал американский патент Брирли, ссылаясь на свой приоритет, но в конце концов стороны пришли к соглашению. Это сделало возможным учреждение в Питтсбурге совместной англо-американской корпорации The American Stainless Steel Company.

Но это уже совсем другая история.

Стоит отметить, что нержавеющая сталь Хейнса содержала куда больше углерода, нежели сталь Брирли, и потому имела иную кристаллическую структуру. Это и понятно: углерод обеспечивает твердость при закалке, а Хейнс стремился создать именно сплав для изготовления станочных резцов и фрез. Сейчас стали хейнсовского типа называют мартенситными, а стали, которые исторически восходят к сплаву Брирли, — ферритными (существуют и другие виды нержавеющих сталей).

Естественный вкус

Стюарт не только открыл путь к применению новой стали, но и нашел для нее общепринятое ныне англо-язычное название stainless steel, «сталь без пятен».

Если верить стандартному объяснению, оно пришло ему в голову, когда он окунул отполированную стальную пластинку в уксус и, глядя на результат, с удивлением произнес: «This steel stains less», то есть «На этой стали остается мало пятен».

Брирли называл свое детище несколько иначе — rustless steel, что соответствует русскоязычному термину «нержавеющая сталь». Кстати, заглавие заметки в New York Times возвещало о появлении именно нержавеющей (а не слаборжавеющей!) стали.

Секрет ее несложен. При достаточной концентрации хрома (не менее 10,5% и до 26% для особо агрессивных сред) на поверхности изделий из нержавейки формируется твердая прозрачная пленка оксида хрома Cr2O3, прочно сцепленная с металлом.

Она образует невидимый глазу защитный слой, который не растворяется в воде и препятствует окислению железа, а следовательно, не позволяет ему ржаветь. У этой пленки есть еще одно ценнейшее качество — она самовосстанавливается в поврежденных местах, поэтому ей не страшны царапины.

Столовые приборы из нержавейки приобрели огромную популярность еще и потому, что позволили избавиться от специфического привкуса, свойственного недорогой металлической посуде.

Слой оксида хрома предоставляет возможность наслаждаться естественным вкусом пищи, поскольку препятствует непосредственному контакту вкусовых сосочков языка с металлом. В общем, нержавеющая сталь, которую современная индустрия выпускает во множестве разновидностей — поистине замечательное случайное изобретение.

[h2]
Типы нержавейки[/h2]

Нержавеющие стали различаются свойствами, составом и назначением, но в целом их можно разделить на несколько основных групп по кристаллической структуре: ферритные, аустенитные, мартенситные и двухфазные (ферритно-аустенитные).

Ферритные нержавеющие — это хромистые (10−30% хрома) и низкоуглеродистые (менее 0,1%) стали. Они достаточно прочные, пластичные, относительно несложно обрабатываются и при этом дешевы, но не поддаются термической обработке (закаливанию).

Мартенситные нержавеющие — это хромистые (10−17% хрома) стали, содержащие до 1% углерода. Они хорошо поддаются термообработке (закаливанию и отпуску), что придает изделиям из таких сталей высокую твердость (из них делают ножи, подшипники, режущие инструменты). Мартенситные стали сложнее в обработке и из-за более низкого содержания хрома менее стойки к коррозии, чем ферритные.

Аустенитные нержавеющие стали — хромоникелевые. Они содержат 16−26% хрома и 6−12% никеля, а также углерод и молибден. По коррозионной стойкости превосходят ферритные и мартенситные стали и являются немагнитными. Высокую прочность получают при нагартовке (наклепе), при термообработке (закалке) их твердость уменьшается.

Двухфазные стали сочетают различные свойства ферритных и аустенитных сталей.

[h2]
Небесное железо[/h2]

Довольно часто можно встретить утверждение, что метеоритное железо не ржавеет. На самом деле это чистой воды миф. Железоникелевые метеориты имеют в своем составе около 10% никеля, но не содержат хрома, поэтому не обладают коррозионной стойкостью. В этом можно убедиться, посетив минералогический раздел какого-нибудь музея естественной истории.

Присмотревшись к образцам железоникелевых метеоритов (скажем, Сихотэ-Алиньского, который часто встречается в таких экспозициях), можно увидеть многочисленные следы ржавчины. А вот образец железоникелевого метеорита, купленный в магазине минералогических сувениров, скорее всего, действительно не будет ржаветь. Причина — в «предпродажной подготовке», которая заключается в покрытии образца густой защитной смазкой.

Стоит смыть эту смазку при помощи растворителя — и тогда влага и кислород атмосферы возьмут реванш.

Индийское чудо

Лезвия для станков Gillette делали из твердой углеродистой стали. Они были не слишком долговечны, поскольку легко ржавели от постоянного воздействия влаги. Ещё

Железная (Кутубова) колонна — одна из главных достопримечательностей Дели. Воздвигнутая в 415 году, она за 1600 лет почти не пострадала от коррозии — лишь на поверхности виднеются небольшие пятнышки ржавчины, в то время как обычные стальные изделия подобного размера за такое время почти полностью окисляются и рассыпаются в пыль.

В попытках объяснить этот феномен было выдвинуто множество гипотез: использование очень чистого или метеоритного железа, естественное азотирование поверхности, воронение, постоянная обработка маслом и даже естественное радиоактивное облучение, превратившее верхний слой в аморфное железо. Были попытки объяснить сохранность колонны и внешними факторами — в частности, очень сухим климатом.

Анализы показали, что колонна состоит из 99,7% железа и не содержит хрома, то есть не является нержавеющей в современном смысле слова.

Основная примесь в материале колонны — фосфор, и именно в этом, по мнению ученых, главная причина коррозионной стойкости.

На поверхности образуется слой фосфатов FePO4·H3PO4·4H2O толщиной менее 0,1 мм, причем, в отличие от ржавчины, которая рассыпается и не препятствует дальнейшему окислению, этот слой образует прочную защитную пленку, предотвращающую ржавение железа.

Источник: https://vilingstore.net/article/190632/nerzhaveyushhaya-stal-kto-i-kogda-ee-izobrel/

Когда появилась нержавеющая сталь

Кто и когда изобрел нержавеющую сталь

Представить современную жизнь без антикоррозийной стали невозможно. Разработка такого сплава позволила сделать качественный рывок не только в металлургии, но и во многих других сферах. Нержавеющие стали отличаются от классической тем, что содержат в составе кроме железа и углерода еще и хром. Именно добавление хрома придает сплаву антикоррозийные свойства.

Продукция из нержавеющей стали очень разнообразна. У любого производителя вы сможете найти широкий выбор изделий. Так, например, качественную продукцию, что подтверждают многочисленные отзывы, можно заказать в интернет-магазине БСМ – Металл.

Физические свойства

Нержавеющая сталь обрела высокую популярность не только благодаря антикоррозийным свойства, но также за счет разнообразия физических свойств. Современные коррозионностойкие стали производятся путем добавления к стали различных примесей.

От количества и типа примеси зависят физические свойства готовой стали. Следует отметить, что некоторые марки нержавеющей стали поддаются коррозии после длительного срока эксплуатации. Это связано с составом, то есть добавлением того или иного метала. Такой сплав имеет другие преимущества, которые нивелирует подверженность окислению.

Следует выделить основные физические свойства нержавеющей стали, которые качественно выделяют ее из ряда других металлов. К таким свойствам относятся:

  1. Высокая прочность. Изделия, изготовленные нержавейки отличаются повышенной прочностью в сравнении с аналогами. Благодаря устойчивости к физическим нагрузка, изделия не повреждаются и не теряют начальную форму. Качественная сталь сохраняет надежность более десяти лет.
  2. Устойчивость к агрессивной внешней среде. Подобная сталь практически не подвержена изменениям в связи с условиями окружающей среды. Это позволяет длительное время сохранять эксплуатационные свойства изделия.
  3. Жаропрочность. Изделия из нержавейки устойчивы к высоким температурам, даже при воздействии открытого огня. Также не меняя форму, размеры и свойства при значительных перепадах температур.
  4. Экологичность. Антикоррозийные свойства препятствуют процессу окисления. Кроме того, материал не содержит в составе вредных компонентов, поэтому широко применяется в пищевой промышленности.
  5. Антикоррозийные свойства. Главное свойство, которым обладает такая сталь, это препятствие возникновению ржавчины. Причем сплав не поддается коррозии даже после воздействия кислот или щелочей.
  6. Внешний вид. Внешний вид изделий из нержавейки качественно отличается от предметов из других материалов. Сталь имеет чистый, блестящий вид, который не меняется после длительного срока эксплуатации.
  7. Податливость. Подобный сплав легко обрабатывать, и изготовление из него предмета желаемой формы не составляет труда.

Выбор нержавейки с определенными физическими свойствами зависит от целей ее использования. На сегодняшний день, разнообразие компонентов для производства нержавеющей стали позволяет создать материал с необходимыми характеристиками.

Химический состав

Химический состав нержавеющей стали зависит от типа и марки сплава. Главными особенностями, которые характеризирует нержавейку, являются наличие в составе не менее 10,5% хрома и низкое содержание углерода. Углерод очень важен при изготовлении стали, так как он придает необходимую прочность. Процентная составляющая которого в антикоррозийном сплаве не должна превышать 1,2%.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как отличить олово от свинца

Также в состав нержавейки может включатся Титан, Фосфор, Молибден, Сера, Никель и Ниобий. В зависимости от химического состава, нержавейка делиться на несколько типов.

Наиболее широко используемая – нержавейка группы А2. Группа А2 содержит в составе 10% никеля, 18% хрома и 0,05% углерода. Большую часть занимает основа, а именно железо с сопутствующими компонентами.

В состав сталей этой группы входят 0,05% углерода, 2% молибдена, 12% никеля и 17% хрома. Благодаря наличию в составе молибдена, сплав устойчив к воздействию кислоты, поэтому часто к нему применяется названия «кислостойкого».

Антикоррозийные стали группы А, благодаря химическому составу, легко поддаются сварке. Именно поэтому такой тип широко используется в промышленности. Из такой стали можно производить детали практически любой формы, с прочным соединением составных частей.

Особое внимание при производстве уделяется стали для пищевой промышленности. Коррозионностойкая сталь таком случае не должна содержать посторонних компонентов, которые могут негативно повлиять на вкусовые качества продуктов, а также примесей опасных для здоровья человека.

Сопротивления стали к коррозии зависит от количества хрома. Чем его составная часть больше, тем устойчивее сплав. Классическая нержавеющая сталь, используемая в обычных условиях, содержит не более 13% хрома. Для противостояния агрессивной среде доля хрома должно превышать 17%. Такой коррозионностойкий спав подходит для использования в кислотной среде.

Читать также:  Как просверлить каленый металл в домашних условиях

Высокоустойчивые сплавы сохраняют свои свойства даже в азотной кислоте 50% насыщенности. Для устойчивости против более сильных кислот, в составе увеличивают процент никеля и добавляют другие компоненты в малых количествах.

Классификация нержавеющих сталей

Классификация нержавеющих сталей разнится в зависимости от стран, но имеет общие принципы. Маркировка нержавейки осуществляется в зависимости от химического состава, свойств и внутренней структуры готового материала. Исходя из этого сталь делят на такие типы:

  1. Ферритные. Данная группа сталей характеризируется высоким содержанием хрома, обычно более 20%. Поэтому иногда этот тип называют хромистым. Такой химический состав способствует высокой устойчивости к агрессивной внешней среде. Сплавы этой группы обладают магнитными свойствами. Стали ферритной группы относительно дешевые, широко используются в промышленности, уступая лишь аустенитным.
  2. Аустенитные. Группа противокоррозионных сплавов, которые отличаются высоким содержанием хрома и никеля. За счет этого они отличаются повышенной прочностью и гибкостью в сравнении с аналогами. Также легко поддаются сварке и устойчивы к коррозии. Наиболее широко используемые в промышленности. Относятся к немагнитным металлам.
  3. Мартенситные. Особый тип нержавеющих сплавов. Отличается повышенной прочностью и износоустойчивостью. Не подвержены воздействию высоких температур, при этом содержат минимальную часть вредных компонентов, которые не выделяют паров при интенсивном нагреве. К этой группе относят жаропрочную коррозионностойкую сталь.
  4. Комбинированные. Особый тип стали, комбинирующий свойства вышеуказанных групп. Такие инновационные стали разрабатываются индивидуально в зависимости от требуемых заказчиком свойств. На сегодняшний день выделяют аустенитно-ферритные и аустенитно-мартенситные стали.

Детали из нержавеющей стали

В свою очередь, марки нержавеющей стали аустенитной группы делятся на 4 типа:

  1. А1 – сталь, содержащая в составе значительную часть серы, из-за чего более подвержена коррозии чем остальные.
  2. А2 – наиболее широко используемая марка. Легко поддается сварке без потери физических свойств. Морозостойкая, но подвержена коррозии в агрессивной кислой среде.
  3. А3 – производная от А2, но с добавлением стабилизирующих компонентов. Отличается повышенной устойчивостью к высокой температуре и кислой среде.
  4. А4 – сплав с добавление молибдена (до 3%). Характеризуется сопротивлением кислой среде. Широко используется в судостроении.
  5. А5 – схожа с маркой А4. Отличается лишь соотношением стабилизирующих компонентов. Производиться для повышенного сопротивления высоким температурам.

Виды нержавеющей стали не ограничиваются вышесказанными типами. Так как даже малейшее изменения процентного соотношения компонентов могут значительно повлиять на свойства стали.

Область применения нержавеющих сталей

С момента разработки, коррозионностойкие стали применялись только в высокотехнологичном производстве в таких сферах как авиастроение, атомная энергетика, нефтехимическое производство и машиностроении. На сегодняшний день нержавеющие стали широко используются в различных сферах нашей жизни.

Деталь автомобиля из нержавеющей стали

Выделим основные сферы использования нержавеющих сплавов:

  1. Машиностроение. Нержавейка массово используется для производства автомобилей, промышленных станков и различных агрегатов. Обычно применяются ферритные и аустенитные типы.
  2. Химическая промышленность. Химическая промышленность сопровождается использованием агрессивных веществ, для содержания которых требуется специальное оборудование. Для его производства применяют аустенитные сплавы. Производственные емкости, трубы и сосуды не подвергаются воздействию химикатов и не теряют эксплуатационных свойств.
  3. Энергетика. В сфере электроэнергетики используются только высокопрочные материалы, так как прочность и надежность рабочих узлов имеют особую важность.
  4. Целлюлозно-бумажная промышленность. Практически все оборудование в этой сфере изготавливается из высококачественной нержавейки.
  5. Пищевая промышленность. К производству, хранению и перевозки продуктов питания выставлены повышенные требования. Поэтому при изготовлении оборудования можно использовать только стекло, несколько видов пластика и нержавейки. Это обеспечивает повышенный уровень гигиены.

Читать также:  Железо для тороидального трансформатора

В пищевой промышленности обычно используется сплав с содержанием малого количества компонентов, так как оборудование не подвергается воздействию сверхвысоких температур и агрессивных веществ. Для холодильных установок применяют морозостойкие материалы.

  1. Авиационно-космическая сфера. Особые типы нержавейки стали применять для постройки самолетов, ракет и космических кораблей.
  2. Строительство. Нержавейка широко используется в строительстве и в дизайне. Такие листы не поддаются царапинам и не оставляют следов от рук.

Коррозионностойкие стали также применяется во многих сферах, благодаря разнообразию видов и свойств.

Источник: https://morflot.su/kogda-pojavilas-nerzhavejushhaja-stal/

Кто и когда изобрел нержавеющую сталь?

Кто и когда изобрел нержавеющую сталь

Нержавеющая сталь широко используется во многих областях повседневной жизни, впервые была представлена миру в 1915 году. Тогда была опубликована заметка в New York Times, где говорилось, что была изобретена сталь, которая сохраняет цвет, на ней не образуются пятна и ржавчина. В этой же заметке говорилось о том, что этот материал лучше всего применять для создания столовых приборов, ведь они не будут окисляться, контактируя с пищей и различными моющими средствами.

Предшественники нержавеющей стали

Нержавеющая сталь применялась во всем мире и до вышеуказанной заметки. Большим недостатком обычной стали являлось то, что она сравнительно быстро ржавеет. В 1821 Пьер Бертье заметил, что если железо сплавлять не с углеродом, а с хромом, то оно имеет большую устойчивость к кислотам. Но только в ХХ веке этот сплав получил широкое использование, ведь первые образцы были довольно хрупкими.

В 1912 году Элвуд Хейнс подал панент на изобретение нержавейки, из которой он хотел производить режущий металл инструмент.

Кто изобрел сталь

Официальным изобретателем является тот человек, которому не нужна была слава – Гарри Брирли, работавший металлургом без образования. С 1908 года он стал работать в лаборатории, в 1913 году производил испытания над сплавами из стали. Работая «в слепую» он пробовал и ошибался, а неудачные образцы просто складывал в угол, где они ржавели.

Один из сплавов не покрылся ржавчиной через месяц, чем привлек внимание ученого. Именно об этой стали и упоминалось в газете позже. После своего открытия Брирли решил, что этот сплав сможет пригодиться во многих сферах жизни, поэтому начал обращаться в различные фабрики и даже небольшие мастерские.

Город Шефилд, в котором он находился, славился своими столовыми приборами и ножами, поэтому он решил для начала завоевать эту нишу. К сожалению, куда бы он ни обращался, никто не поддерживал его энтузиазм. Владельцы мастерских и фабрик думали о том, что на такую продукцию пойдут большие трудозатраты.

А изделия получатся настолько долговечными, что вскоре рынок заполнится, и больше не будет требовать новых изобретений.

До лета 1914 года Брирли не мог найти сообщника для изготовления ножей или столовых приборов, пока не встретился с Эрнестом Стюартом. На тот момент Эрнест работал с компании R.F. Mosley & Co и согласился принять сталь Брирли для тестирования.

Совместными усилиями до сентября они находили идеальную температуру и способ обработки данной стали, и изготовили первую партию ножей, которую раздали своим родственникам и знакомым. Использование ножей имело одно условие – если инструмент покроется ржавчиной, его нужно вернуть обратно.

Ни один из ножей так и не вернулся в мастерскую, и после этого остальные изготовители стали принимать нержавеющую сталь.

За 1915-1916 годы Брирли получал потенты в различных странах – Канаде, Америке, европейских странах. Хейнс уже имел патент в Америке, поэтому опротестовывал то, что изобрел Брирли. В конце концов, они смогли прийти к соглашению, что сделало возможным совместное открытие Англией и Америкой компании под названием The American Stainless Steel Company.

Статья подготовлена компанией ЮТМК.

Источник: https://worldnewsage.com/ru/zhizn/kto_i_kogda_izobrel_nerzhaveyushchuyu_stal_1490603101

Открытие стали

Удивительно, но сталь не считается изобретением Нового времени, о материале упоминается еще в древних трактатах.

Сталь во все времена считалась востребованным продуктом. Историю ее открытия можно условно разделить на три периода:

  • древние времена, когда появились сыродутные горны;
  • средние века, когда открыли переделочный процесс;
  • вторая половина XIX века. Этот период связан с началом производства литой стали.

Древние времена

Первые упоминания о получении стали были известны уже за 1000 лет до нашей эры. Китайские металлурги во II ст. до н.э. получали ее из чугуна. Этот метод получил название «сто очисток». Он заключался в многоразовом интенсивном обдувании воздухом расплавленного чугуна при его передвижении. Это приводило к уменьшению части углерода в металле и приближению свойств стали.

Открытие упоминается у трактате „Хайнаньцзи” (122 р. до Р.Х.). Надо отметить, что буквально до XIX века сталь почти не использовалась, потому что ее производство было очень трудоемким и дорогим.

Когда резко возрос спрос на дешевую сталь и у ученых появилась мысль найти ответ на вопрос «каким образом получить металл со свойствами железа в жидком виде, чтобы его можно было использовать для отливки?» — этим делом занялись серьезно. На решение данной проблемы с участием многих ученых-физиков ушли многие десятилетия.

До конца XVIII века процесс производства чугуна в мягкое ковкое железо осуществлялся исключительно в кричных горнах. Но этот способ переделки чугуна был очень трудоемок и сложен, требовал много затрат (на восстановление 1 кг железа уходило до 4 кг угля). Стал вопрос о необходимости поиска нового метода обработки чугуна.

Средние века

С 1742 года Бенджамин Хантсман начал выплавлять сталь не в открытой печи с древесным углем, а в нагреваемом тигле. Процесс получения стали получил название пудлингования. Основное отличие пудлинговой печи от кричного горна было в том, что допускалось использовать любое горючее топливо, а не только уголь. Например, можно было использовать неочищенный каменный уголь.

Также пудлинговая печь не требовала принудительного вдувания, а доступа воздуха и необходимой тяги добивались с помощью высокой трубы. Открытие нового метода позволило получать более дешевую сталь, а печи Хатсмана стали использовать по всему миру.

Но не все шло так гладко. Пудлинговые печи имели существенный недостаток: для равномерного восстановления железа приходилось периодически открывать печь и перемешивать чугун, а это была задача не из легких.

К тому же печь имела небольшие размеры, следовательно, за один раз обрабатывалось не много материала.

Вторая половина XIX века и современность

К середине XIX века пудлинговые печи перестали удовлетворять потребности промышленности. Многие ученые начали работать над вопросом замены технологии получения стали. Первым решить задачу удалось учёному из английского города Шеффилд Гарри Бреарли.

Его называют первооткрывателем «нержавеющей стали» и человеком, который заменил пудлинговую печь на доменную (сквозь массу бедного фосфором чугуна продувался сжатый воздух, который способствовал процессам окисления). В 1913 году он запатентовал самый первый вариант мартенситной стали. Именно она стала предшественником современной стали под маркой AISI 420. В 1878 г.

Сидни Гилкристу Томасу удалось изобрести «томасовский процесс» для удаления фосфорных примесей из железной руды в процессе плавки. Несмотря на это, первым ученым, кто задокументировал все положительные химические свойства нержавеющей стали, принято считать французского учёного и изобретателя Леона Джиллета.

В 1912 году Эдуард Маурэр и Бенно Штраус из немецкой компании «Krupp Iron Works» запатентовали первую аустенитную сталь, которая содержит 7% никеля и 21% хрома. Через 10 лет, в 1924 году,  Хартфилд (преемник Бреарли) запатентовал нержавеющую сталь под маркой 18-8 (18% хрома и 8% никеля). В это время появились кислородные конвертеры и электрические печи для выплавки стали.

В 1952 г.году в Австрии заработал первый в мире сталелитейный завод на основе ЛД-процесса, который заключался в удалении из чугуна примесей в конвертере продувкой техническим кислородом.

Менее чем за столетие нержавеющая сталь стала самым востребованным материалом промышленного производства. Сегодня существует около 100 типов нержавеющей стали с процентным содержанием хрома больше десяти.

Из этого материала изготовляют корпуса самолетов и поездов, мелкую бытовую технику и приборы, медицинскую технику и т.д.

Источник: http://www.phisiki.com/2012-02-28-10-51-54/55-otkritie-stali

Вся история стали — Технология — 2020

Джонатан Шифман

История стали начинается задолго до мостов, двутавровых балок и небоскребов. Это начинается в звездах.

Миллиарды лет до того, как люди шли по Земле — еще до того, как Земля появилась — сверкающие звезды слили атомы в железо и углерод. За бесчисленные космические взрывы и перерождения эти материалы нашли свой путь в астероиды и другие планетарные тела, которые врезались друг в друга, когда космический горшок шевелился. В конце концов, некоторые из этих камней и металлов сформировали Землю, где она будет определять судьбу одного конкретного вида ходячей обезьяны.

В день, потерянный для истории, некоторые случайные люди обнаружили блестящий метеорит, в основном железо и никель, который проник в атмосферу и врезался в землю. Так началась одержимость, охватившая виды.

На протяжении тысячелетий наши предки обрабатывали материал, открывая для себя лучшие способы извлечения железа из самой Земли и, в конечном итоге, выплавки его в сталь.

Мы будем сражаться за него, создавать и уничтожать нации с ним, развивать глобальную экономику с его помощью и использовать его для создания самых великих изобретений и структур, которые когда-либо знал мир.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как правильно использовать поисковый магнит

Металл с небес

У короля Тут был железный кинжал — заветный предмет в древнем мире, достойный немногих больше, чем фараон. Когда британский археолог Говард Картер нашел могилу Тутанхамона почти столетие назад и увидел этот объект, было ясно, что кинжал был особенным. В то время археологи не знали, что лезвие пришло из космоса.

Политехнический университет Милана

Железо, которое поступает из метеоритов, имеет более высокое содержание никеля, чем железо, выкопанное из земли и выплавленное людьми. За годы, прошедшие после большого открытия Картера, исследователи обнаружили, что не только кинжал короля Тута, но и практически все предметы из железа, относящиеся к бронзовому веку, были изготовлены из железа, упавшего с неба.

Нашим предкам этот экзотический сплав, должно быть, казался отправленным сущностями за пределами нашего понимания. Древние египтяне называли это бизнес-н-пт , В Шумере это было известно как ан-бар , Оба переводятся как «металл с небес». Железо-никелевый сплав был гибким и легко вбивался в форму, не ломаясь. Но было крайне ограниченное количество, доставляемое на Землю только случайными внеземными путями, что делало этот металл богов более ценным, чем драгоценные камни или золото.

Прошли тысячи лет, прежде чем люди начали смотреть под ноги. Около 2500 г. до н.э. соплеменники на Ближнем Востоке обнаружили еще один источник темного металлического материала, спрятанного под землей. Он выглядел так же, как металл с небес — и так было, но что-то было по-другому.

Железо было смешано с камнями и минералами, смешанными в руду. Извлечение железной руды не было похоже на то, чтобы собирать случайные кусочки золота или серебра.

Убрать железо из подземных сфер было искушением духовного мира, поэтому, согласно книге 1956 года, первые шахтеры проводили ритуалы, чтобы успокоить высшие силы, прежде чем выкопать руду. Кузница и Тигель .

Но вытащить железную руду с Земли было только полдела. Древнему миру понадобилось еще 700 лет, чтобы понять, как отделить драгоценный металл от его руды. Только тогда бронзовый век действительно закончится и начнется железный век.

Долгий путь к первой стали

Чтобы узнать сталь, мы должны сначала понять железо, потому что металлы — это почти одно и то же. Сталь содержит железо с концентрацией от 98 до 99 процентов и более. Остальное — это углерод — небольшая добавка, которая существенно влияет на свойства металла. В веках и тысячелетиях до прорывов, которые строили небоскребы, цивилизации настраивались и обрабатывались плавкой, чтобы железо становилось все ближе к стали.

Около 1800 г. до н.э. люди на Черном море, называемые Чалибами, хотели изготовить металл, более прочный, чем бронза, — то, что можно было бы использовать для изготовления непревзойденного оружия. Они помещали железные руды в очаги, забивали их и увольняли для смягчения. Повторив этот процесс несколько раз, Чалибы вытащили из кузницы крепкое железное оружие.

Майкл Стиллвелл

То, что сделали чалибы, называется кованым железом, одним из нескольких основных предшественников современной стали. Вскоре они присоединились к воинственным хеттам, создав одну из самых могущественных армий в древней истории. Ни одно национальное оружие не соответствовало хеттскому мечу или колеснице.

Другой младший брат Стила, так сказать, чугун, который был впервые изготовлен в древнем Китае. Начиная примерно с 500 г. до н.э., китайские металлисты строили печи высотой в семь футов, чтобы сжигать большие количества железа и дерева. Материал выплавляли в жидкость и разливали в резные формы, принимая форму кулинарных инструментов и статуй.

Однако ни кованый, ни чугун не был идеальной смесью. Кованое железо в Чалибах содержало только 0,8% углерода, поэтому оно не обладало прочностью на разрыв стали.

Китайский чугун с содержанием углерода от 2 до 4 процентов был более хрупким, чем сталь. Кузнецы Черного моря в конце концов начали вставлять железные прутья в груды раскаленного белого угля, которые создавали кованое железо, покрытое сталью.

Но у общества в Южной Азии была лучшая идея. Индия будет производить первую настоящую сталь.

Источник: https://ru.sciencetis.com/83729-history-of-steel-29

Пищевая нержавейка: история и время появления, описание и свойства, популярные марки и сфера применения

В это трудно поверить, но нержавеющая сталь была изобретена лишь во второй половине XIX века. В течение тысяч лет до этого человечество не могло справиться с явлением коррозии.

Открытие способности сплавов железа и хрома сопротивляться воздействию кислот не сразу изменило промышленность. Первыми стальными нержавеющими изделиями стали столовые приборы, которые производились как конкуренты традиционным серебряным.

Для того чтобы новый материал начали использовать не только для изготовления вилок и ножей, потребовалось немало лет.

Как уже было сказано, первое применение нержавеющая сталь нашла на кухне и в столовых. С тех пор она зарекомендовала себя в качестве универсального материала для почти всех сфер, связанных с обработкой и хранением пищевых продуктов. Но из более 200 сортов нержавеющих сталей не каждую называют «пищевой сталью».

Дело в том, что сам термин «пищевая» не является стандартом или маркой, а лишь отражает возможный способ применения материала. В широком спектре существующих нержавеек каждая из них обладает уникальным набором качеств таких как коррозионная стойкость, механические характеристики, восприимчивость к обработке, свариваемость, цена, термоустойчивость.

С гигиенической точки зрения, для материалов, контактирующих с продуктами, важны следующие свойства:

  1. Нетоксичность;
  2. Химическая нейтральность;
  3. Устойчивость к коррозии;
  4. Гладкая поверхность;
  5. Отсутствие пор и впитывающей способности;
  6. Высокая прочность;
  7. Лёгкая очищаемость.

Кроме того, эти свойства материала не должны быть нарушены после переработки его в изделие и во время эксплуатации. Практически все существующие нержавеющие стали не оказывают никакого воздействия на продукты питания и питьевую воду при контакте. Но применение той или иной марки ограничивается такими показателями как температура, продолжительность взаимодействия, тип продуктов. И конечно же, стоимость самого материала и его обработки.

Марки сталей и сфера применения

Ниже приведён перечень некоторых известных марок пищевых нержавеющих сталей.

AISI 304

AISI 304 (12Х18Н10) — самый применяемый для контактов с продуктами сплав. Классическая «нержавейка пищевая». Марка стали AISI 304 содержит около 0,05% углерода, 18% хрома и 8% никеля. Обладает отличной коррозионной стойкостью к щелочам, атмосферной влажности и природной воде, нечувствительна к слабым органическим и многим неорганическим кислотам. Имеет иммунитет к стерилизующим растворам, термоустойчива.

Благодаря пластичности и хорошей свариваемости получила самый широкий диапазон применения. Все эти качества при относительно низкой цене делают AISI 304 лучшим выбором для конструкторов и дизайнеров. Есть и существенные недостатки у материала: не рекомендована для применения в средах с большой концентрацией хлоридов, имеет свойство тускнеть в процессе эксплуатации.

Сфера применения:

  1. Кухонная утварь и посуда;
  2. Кухонные раковины и столешницы;
  3. Молочные контейнеры;
  4. Пивные резервуары и бочки;
  5. Оборудование для общепита;
  6. Машины и механизмы для производства продуктов питания.

AISI 316

После нержавеющей стали марки 304, марка AISI 316 (03Х17Н14М2), пожалуй, является самой распространённой. Обе относятся к аустенитным, немагнитным и термически нетвердеющим.

Главное отличие 316 от 304 — добавление молибдена до 2%. Последний повышает стойкость хромоникелевого сплава, позволяя выдерживать воздействие многих растворителей и промышленных веществ, в частности, диоксида серы.

И главное — молибден является ингибитором для точечной коррозии, вызванной хлоридами.

Растворы хлоридов реагируют с хромом и образуют соединения с ним, оставляя железо беззащитным перед окислителями. В результате на поверхности нержавеющей стали появляются раковины.

Вероятность такой точечной коррозии повышается при высоких температурах, большой концентрации хлоридов и низком pH. При правильном совпадении перечисленных факторов сосуд из материала AISI 304 может быть повреждён за несколько часов.

Благодаря молибдену стойкость к агрессивной среде вообще и к точечной коррозии в частности у AISI 316 значительно выше.

Области использования:

  1. Емкости с рассолами и морской водой;
  2. Оборудование для хранения вина;
  3. Контейнеры для хранения солёной пищи;
  4. Элементы в производстве джемов и пектина;
  5. Оборудование для производства фруктовых соков.

AISI 430

AISI 430 (08Х17) — ещё одна известная «пищевая нержавейка». Относится к магнитным сталям с низким содержанием углерода. Обладает хорошей коррозионной стойкостью в умеренно агрессивных средах и трудноокисляема при повышенных температурах.

Сталь очень прочная, обрабатывается различными способами деформации, но имеет ограниченную свариваемость, поэтому не используется в сварных изделиях для динамических или ударно нагруженных конструкций.

Будучи ферритным материалом AISI 430 подвержена хрупкому разрушению при минусовых температурах и поэтому неприменима в криогенных условиях.

Поскольку сплав не содержит никель и молибден, стоимость его ниже, чем у 300-й серии. AISI 430 представляет собой простую антикоррозионную и жаропрочную марку стали, которая находит применение в тех областях, где встречаются несложные агрессивные условия и требуется сохранить сопротивляемость к ним при умеренном повышении температур:

  1. Кухонная посуда и утварь;
  2. Мойки и столы;
  3. Детали машин для виноделия;
  4. Технологическое оборудование для пищевого производства.

Описанные три марки пищевых нержавеющих сталей кроме универсальности обладают ещё одним немаловажным качеством — низкой ценой, чем и завоевали свою популярность. Более половины всего мирового ассортимента приходится на стали 304, 316 и 430. Кроме них существует великое множество сплавов с уникальными свойствами, способных удовлетворить самые сложные требования конструкторов.

Сферы применения пищевой нержавеющей стали

Источник: https://tokar.guru/metally/svoystva-i-sfery-primeneniya-pischevoy-nerzhaveyuschey-stali.html

Никелированная сталь или нержавейка что лучше?

Сталь, обладающая антикоррозионными свойствами, активно используется во многих сферах деятельности; такую высокую популярность она снискала потому, что обладает качествами, которые недостижимы для многих других металлических сплавов.

Первые марки нержавеющей стали появились в 1913 году, когда Гарри Бреарли изобрел сплав, обладающий исключительной устойчивостью к образованию и развитию коррозии.

Именно с этого момента, который стал важнейшей вехой в развитии металлургической и многих других отраслей промышленности во всем мире, и начинается история нержавейки, активно и успешно используемой человеком уже более 100 лет.

Готовые рулоны нержавеющей стали

Что мы знаем о нержавеющей стали?

Коррозионностойкая сталь или нержавейка — это сплав, состоящий из железа и углерода, дополнительно обогащенный специальными элементами, придающими ему высокую устойчивость к негативным факторам внешней среды. Основным из таких элементов является хром. В составе нержавеющей стали его содержится не менее 10,5%. Хром, кроме антикоррозионных свойств, придает таким сплавам еще целый ряд положительных характеристик:

  • хорошую обрабатываемость методом холодной формовки;
  • исключительную прочность;
  • способность получать надежные соединения методом сварки;
  • возможность долгой эксплуатации без потери своих характеристик;
  • привлекательный внешний вид.

Хром, содержащийся в нержавеющей стали в достаточно больших количествах, способствует формированию поверхностной оксидной пленки. Именно она и защищает металл от коррозии.

Сталь листовая нержавеющая

Различные марки (виды) нержавеющей стали, а их на сегодняшний день создано более 250-ти, содержат в своем химическом составе как хром, так и ряд других легирующих добавок, наиболее распространенными из которых являются никель, титан, молибден, ниобий и кобальт. Естественно, что стали с разными пропорциями легирующих элементов в своем составе, отличаются различными характеристиками и областями применения.

Как и в сплавах любого другого типа, обязательным элементом в составе нержавеющей стали является углерод. Именно этот элемент и придает полученному металлическому сплаву твердость и прочность.

Сегодня без использования нержавеющей стали невозможно представить себе практически ни одну отрасль промышленности.

Марки этого сплава, все из которых отличает способность успешно эксплуатироваться даже в самых агрессивных средах, используются для производства столовых приборов и медицинских инструментов, емкостей для пищевых жидкостей и продуктов, труб для транспортировки агрессивных сред, бытовой техники, а также многого другого.

Прутки из нержавеющей стали

Виды и классификация нержавейки

Марки (виды) нержавеющей стали подразделяются на несколько категорий, Каждая из них характеризуется определенным химическим составом и внутренней структурой материала. Каждая из этих категорий сталей отличается определенными техническими и эксплуатационными характеристиками, которые и определяют области их использования. В современной промышленности используются коррозионностойкие стали следующих категорий.

Хромистые стали с ферритной внутренней структурой

Такие сплавы, в составе которых содержится достаточно большое количество хрома (около 20%), преимущественно используются на предприятиях тяжелой промышленности и для производства элементов отопительных систем.

Отличает их не только исключительная коррозионноустойчивость, но и хорошая способность к намагничиванию.

По уровню востребованности эти стали сопоставимы со сплавами с аустенитной структурой, но при этом они стоят значительно дешевле.

Марки нержавейки с аустенитной внутренней структурой

Такие сплавы, в составе которых хрома и никеля содержится до 33%, являются наиболее используемыми во всем мире (70%) типами нержавеющих сталей. Отличаются они как исключительной коррозионной устойчивостью, так и высокими прочностными показателями.

Нержавеющие стали с мартенситной и ферритно-мартенситной структурой

Они характеризуются игольчатой углеродной структурой, что и делает их самыми прочными из всех типов нержавеющих сплавов. Кроме того, нержавеющие стали данной категории очень устойчивы к износу и могут эксплуатироваться при высоких температурах. В их составе, что также важно, содержится минимальное количество вредных примесей.

Марки нержавейки с комбинированной структурой

Такие стали, которые могут иметь аустенитно-ферритную или аустенитно-мартенситную структуру, являются продуктом применения инновационных технологий и оптимально сочетают все преимущества сплавов других типов.

Знать структуру определенной марки нержавейки, которая и формирует ее основные характеристики, важно для того, чтобы оптимально подбирать ее для решения требуемых задач.

Посуда из нержавеющей стали

Расшифровка марок нержавеющей стали

Для того чтобы правильно подобрать марку коррозионностойкой стали для реализации тех или иных целей, удобнее всего воспользоваться специальными справочниками.

В них приведена информация обо всех возможных вариантах обозначения таких сплавов в различных странах мира. Среди огромного разнообразия марок, можно выделить те, которые получили наибольшее распространение среди специалистов во многих странах мира.

К ним можно отнести следующие марки нержавеющих сталей с аустенитной структурой.

  • 10Х13Н17М3Т, 10Х13Н17М2Т: отличает эти марки, кроме исключительной коррозионной и термической устойчивости, хорошая способность образовывать сварные соединения. Благодаря таким качествам, изделия из сплавов данных марок могут успешно эксплуатироваться в условиях повышенных температур и контактировать даже с очень агрессивными средами. Составными элементами таких сплавов, которые и определяют их уникальные характеристики, являются: хром (16-18%), молибден (2-3%), никель (12-14%), углерод (0,1%), кремний (0,8%), медь (0,3%), титан (0,7%), марганец (2%), сера (0,02%), фосфор (0,035%). В других странах эти марки обозначаются иначе, в частности: в Китае — OCr18Ni12Mo2Ti, в Японии — SUS316Ti, в США — 316Ti, во Франции — Z6CNDT17-12.
  • 08Х18Н10, 08Х18Н9: данные марки стали используются для производства труб различных сечений, элементов печного оборудования, на предприятиях химической промышленности. В состав таких сталей входят: хром (17-19%), титан (0,5%), никель (8-10%), углерод (0,8%).
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как отличить белое золото от подделки

Воздуховоды из нержавеющей стали

  • 10Х23Н18: нержавеющие стали данной марки относятся к категории жаропрочных. При их использовании следует иметь в виду, что при выполнении их отпуска они могут становиться хрупкими. В состав сталей данной марки входят: хром (22-25%), никель (17-20%), марганец (2%), кремний (1%).
  • 08Х18Н10Т: изделия из нержавейки данной марки хорошо свариваются даже без предварительного подогрева и не утрачивают своей коррозионностойкости даже при высоких температурах. Недостаточно высокая прочность, которой отличаются стали данной марки, легко улучшается путем их термической обработки, которую рекомендует выполнять и ГОСТ 5632-72.
  • 06ХН28МДТ: уникальная марка стали, сварные конструкции из которой способны успешно эксплуатироваться даже в очень агрессивных средах. Состав данной марки коррозионностойкой стали включает в себя: хром (22-25%), никель (26-29%), медь (2,5-3,5%).
  • 12Х18Н10Т: изделия из данной марки стали, отличающейся высокой термической устойчивостью и исключительной ударной вязкостью, преимущественно используются на предприятиях по переработке нефти, в химической, целлюлозно-бумажной промышленности, а также в строительстве.

Таблица соответствий основных марок нержавеющих сталей и химический состав

К маркам нержавеющей стали с мартенситной структурой относятся: 40Х13, 20Х13, 12Х13, 30Х13.

Изделия из данных марок нержавейки нельзя соединять методом сваривания, из них, в основном, изготавливают режущий и измерительный инструмент, рессорные элементы.

Большими преимуществами таких изделий является практически полное отсутствие в них внутренних дефектов (флокенов), к тому же, они не становятся более хрупкими после выполнения отпуска.

К коррозионностойким сталям с ферритной структурой относятся: 08Х17, 08Х18Т1, 08Х13. Из стали данных марок не рекомендуется изготавливать детали, которые будут испытывать значительные ударные нагрузки и эксплуатироваться при пониженных температурах.

Для того чтобы разобраться в качественном и количественном составе нержавеющей стали, достаточно расшифровать ее марку. Алгоритм такой расшифровки достаточно прост:

  • по первому числу, стоящему в марке стали, определяют количественное содержание в ней основного после железа элемента — углерода (исчисляется в сотых долях процента);
  • содержание в составе стали других элементов (исчисляются в целых процентах), определяют по цифрам, стоящим за литерами, которыми такие элементы и обозначают (Х — хром, Н — никель, М — молибден и т.д.).

Широкий ассортимент марок нержавеющей стали позволяет найти оптимальный для себя вариант. Следует учитывать, что отдельные виды нержавейки могу взаимозаменяться в определенных пределах. Если при выборе стали возникли трудности, нужно обращаться к техническим консультантам специализированных фирм.

Источник: https://varimtutru.com/nikelirovannaya-stal-ili-nerzhaveyka-chto-luchshe/

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь — это сплав железа с углеродом к которому добавлен некий химический элемент, повышающий устойчивость стали к самопроизвольному разрушению, т.е. к разным видам коррозии. Нержавейка бывает трёх типов:

  1. коррозионостойкая;
  2. жаростойкая;
  3. жаропрочная.

По химическому составу, т.е. в зависимости от того, что добавили в сталь для повышения коррозионной стойкости, нержавейка делится также на три типа. Различают:

  1. хромистую,
  2. хромоникелевую
  3. хромомарганцевоникелевую нержавеющую сталь.

История изобретения нержавеющей стали

В начале XX века английский ученый-экспериментатор Гарри Бреарли заметил, что металл, который включает в свой состав хром, не поддается коррозии и не ржавеет. Этот ученый оформил патент на материал, который назвал мартенситная сталь.

Специалисты знают ее теперь, как сталь марки AISI420. До Гарри Бреарли проводилось множестов работ по поиску нержавеющего металла.

Большой вклад в эти исследования внесли немецкий ученый Моннартц Филлип и француз Джиллет Леон, которые старались изобрести различные виды нержавеющей стали.

Гарри Бреарли (18.02.1871 – 14.07.1948)

Нержавеющая сталь — применение

Нержавеющая сталь изменила многие сферы производства, которые испытали в связи с этим разнообразные изменения и подъем своей деятельности. Практичный и долговечный металл получил огромное признание в медицине и в пищевой промышленности. В пищевой промышленности все оборудование обязательно делается из нержавеющего металла. Ну, а с такими мелочами, как вилки, ложки, ножи – человек сталкивается по несколько раз на день.

Посуда из нержавеющей стали

В современной архитектуре, в строительстве, невозможно обойтись без элементов, изготовленных из нержавеющей стали. В любом интерьере, если присутствует данный металл, дизайн будет гармоничный и фантастический. Нержавейка отлично сочетается с такими материалами, как кирпич, камень, стекло.

Данный металл не только удобен в долгой эксплуатации, но и своим красивым блеском придает постройке красивый внешний вид. Очень популярно нержавеющую сталь использовать для изделий декора в торговых центрах, ресторанах, кафе.

Такие фрагменты объектам придают солидный, стабильный и надежный статус, а также практичны, так как металл не поддается коррозии.

Нержавеющая сталь, благодаря своей стойкости к воздействию агрессивной среды, находит свое применение в химической промышленности в машиностроении, при производстве разнообразных механических узлов и агрегатов.

Емкости из нержавеющей стали на производстве

Источник: http://www.alto-lab.ru/for-housewives/nerzhaveyushhaya-stal/

Марки нержавеющей стали — классификация, расшифровка

Сталь, обладающая антикоррозионными свойствами, активно используется во многих сферах деятельности; такую высокую популярность она снискала потому, что обладает качествами, которые недостижимы для многих других металлических сплавов.

Первые марки нержавеющей стали появились в 1913 году, когда Гарри Бреарли изобрел сплав, обладающий исключительной устойчивостью к образованию и развитию коррозии.

Именно с этого момента, который стал важнейшей вехой в развитии металлургической и многих других отраслей промышленности во всем мире, и начинается история нержавейки, активно и успешно используемой человеком уже более 100 лет.

Готовые рулоны нержавеющей стали

История нержавеющей стали | Появление нержавейки в промышленности

История нержавеющей стали началась более двух веков назад, в 1797 году, когда ученый-химик Воклен, исследуя свойства хрома, обнаружил уникальную особенность данного металла – чрезвычайную устойчивость к воздействию кислоты. Прошло много лет, прежде чем это важное открытие нашло практическое применение в самых разных сферах нашей жизни.

Версия основная — официальная

Официальным создателем нержавейки считается металлург Гарри Бреарли (Брирли) – английский исследователь, возглавлявший в начале 20 века лабораторию по изучению металлов. Деятельность лаборатории курировали сталеплавильные компании Шеффилда, первостепенной целью которых было изучение стальных сплавов, предназначавшихся для отливки оружейных стволов.

Пытаясь создать сплав с высокими прочностными и жаростойкими характеристиками, Бреарли добавлял к железу различные присадки и опытным способом исследовал получившиеся свойства металла. Неудачные образцы складировались тут же в лаборатории и со временем ржавели. Однажды ученый заметил, что одна из заготовок, отлитая больше месяца назад, не покрылась ржавчиной, а сохранила свой первоначальный блеск.

Этот состав, открытый случайно, и был взят за основу современных нержавеющих сплавов. В его состав входило железо, хром, марганец, углерод и кремний. Именно Гарри Бреарли в 1913 г. получил патент на первый мартенситный сплав, ставший предшественником современной марки AISI 420.

Другие исследователи нержавеющих металлов

Но не все согласны с первенством Бреарли в истории изобретения нержавейки. В 1821 г. французский исследователь Пьер Бертье доказал, что добавление никеля в состав сплава делает его устойчивым к ржавчине. Правда, у этого предшественника нержавейки выявилась другая проблема.

Материал получался очень хрупким, что являлось серьезным недостатком для его использования. В дальнейшем над первоначальным рецептом работал ряд авторов.

Один из них – Элвуд Хейнс подал документы для получения патента на год раньше Бреарли, но смог получить его только спустя семь лет.

В 1904 году Джиллет в производстве бритвы использовал сплав, химические свойства которого хорошо противостояли коррозийным процессам. Немецкий ученый Филипп Моннартц в 1911 г. опубликовал свои результаты изучения коррозионностойкой стали. Э. Маурэр и Б. Штраус в 1912 г. получили патент на аустенитный нержавеющий состав с высоким содержанием хрома и никеля.

Тем не менее, Бреарли был признан основоположником и главным исследователем дальнейших теоретических и практических разработок в области нержавейки.

Вывод нержавейки на массовый рынок

Бреарли продолжил свои опыты с необычной заготовкой и выяснил, что получившийся состав устойчив к воздействию кислот. Несомненно, у новой стали был большой потенциал. Несмотря на то, что в оружейном производстве применения она не нашла, ее успешно можно было использовать в других сферах.

Ученый предложил ведущим металлургическим компаниям использовать прокат с новыми химическими свойствами для изготовления столовых приборов, но не встретил заинтересованности со стороны производителей. Они считали материал бесперспективным, дорогим в производстве и отказались изготавливать продукцию и продвигать ее на рынке. Дальнейшая судьба нержавейки оказалась под большим вопросом.

Но через год Э. Стюарт, сотрудник компании, производящей столовые приборы, согласился в качестве эксперимента выпустить пробную партию ножей. Продукция получила высокую оценку среди потребителей и, после усовершенствования технологии изготовления, компания Шеффилда признала хорошие перспективы нового изобретения на рынке.

Производство набирало обороты. Всего через несколько лет на изобретение были получены патенты в Европе, США и Канаде. В результате сотрудничества Бреарли и Хейнса была создана международная корпорация по производству и изготовлению продукции из мартенситных и ферритных нержавеющих сталей.

Популяризация нержавеющих сплавов

Широкую известность среди мировой общественности нержавеющая сталь получила чуть более 100 лет назад, после выхода заметки в New York Times о технологическом прорыве, совершенном компанией Шеффилда. По заявлению британского производителя, новый вид изделий не подвержен коррозии, не теряет первоначального блеска под воздействием воды и кислот, не покрывается пятнами и не тускнеет со временем.

Изначально новый сплав предназначался для изготовления столовых приборов, но уже через несколько лет стал использоваться в самых разных отраслях промышленности и машиностроения.

Типы нержавеющих сталей

В результате многочисленных экспериментов с базовым химическим составом и соотношением присадок были выделены основные группы сплавов:

  • Ферритные – низкоуглеродные, с большим содержанием хрома (до 30%), пластичные и легкие в обработке.
  • Мартенситные – хромисто-углеродные составы, обладающие высокой прочностью.
  • Аустенитные (хромо-никелевые) – немагнитные сплавы, по антикоррозийным свойствам превосходящие ферритные и мартенситные.
  • Комбинированные – сочетающие свойства аустенитных и ферритных сталей.

Нержавеющая сталь сегодня – основные сферы использования

Современную жизнь сложно представить без нержавейки. Когда нержавеющая сталь появилась в промышленности, это упростило многие технологические процессы и помогло модернизировать производство, вывести его совершенно на новый уровень развития.

Пищевая промышленность

Долговечный и практичный металл получил широкое распространение в пищевой промышленности. Оборудование, производственные линии, емкости и резервуары для транспортировки и хранения продукции, столовые приборы и посуда – роль нержавейки в этой сфере, действительно, огромна.

Медицина

В медицине нержавейка решила проблемы обработки и гигиеничности инструментов и рабочих поверхностей. Она используется при изготовлении медицинского оборудования и мебели, расходных материалов, инструментов.

Машиностроение

Основное назначение коррозионностойкой стали в данной отрасли – производство деталей, устройств и агрегатов для станкостроения, транспортного машиностроения, нужд промышленности.

Химическая промышленность

В нефтехимической промышленности коррозионностойкие стали используют в производстве реакторов, труб, агрегатов, узлов, конструкций, резервуаров, к которым предъявляются высокие требования прочности и стойкости к агрессивным средам.

Архитектура и строительство

В архитектуре и строительстве из нержавеющих сплавов изготавливаются элементы декора и отделки, опорные конструкции. Материал великолепно сочетается с деревом, стеклом, камнем и в любом интерьере будет смотреться превосходно.

Космос и авиация

В авиационно-космической промышленности материал незаменим для создания специального оборудования, приборов, деталей.

С годами возможности использования антикоррозийных сплавов только расширяются. Правильно подобранные и обработанные металлоизделия – идеальный материал для длительного и беспроблемного использования. В настоящее время существуют десятки разновидностей металлопроката нержавейки, свойства которого определяются требованиями соответствующей отрасли.

Источник: https://indust.by/info/articles/metalloprokat/istoriya-nerzhaveyushchey-stali/

История создания нержавеющей стали

20.11.14 г.

Сегодня мы расскажем вам про историю создания одного из самых популярных материалов на мировом рынке металлопроката – нержавеющей стали. Мысль о том, как устранить самую главную беду любого металлического сплава, будоражила умы изобретателей и фантазеров не одно столетие. Предпринимались самые смелые попытки, однако хоть сколько-нибудь близко к решению проблемы подойти удалось только во второй половине 19 века.

Сразу стоит сказать, что близки к решению этой задачи были ученые и инженеры из самых разных стран, и до сих пор вопрос о том, кому удалось первому, окончательно не закрыт. Поэтому мы постараемся упомянуть в нашем очерке все наиболее успешные попытки, а право решать оставим читателю.

Первые успехи

Начать стоит, пожалуй, с англичан Стоддарда и Фарадея, а также их французского коллеги Пьера Бертьё. Они заметили, что добавление хрома в железо делает сплав устойчивым к воздействию кислот. Первоначальные опыты не увенчались успехом из-за того, что изобретатели долго не решались увеличить дозу хрома, а затем окончательно прекратились из-за чрезмерного содержания углерода в сплаве.

Вышеописанную ошибку удалось исправить только спустя полстолетия, в начале 70-х гг. 19 века.

Сделали это британцы Вудс и Кларк, которые запатентовали сплав, состоящий на треть из хрома, а развил успех француз Брюстлейн, который первым установил, что процентное содержание углерода в сплаве не должно превышать отметки в 0,15.

Впрочем, данный вывод остался исключительно на бумаге. Физически добиться этого удалось только в 1895 году немецкому изобретателю Гансу Гольдшмиту, который впервые осуществил процесс алюминотермии.

Далее изобретения посыпались, как из лукошка.

1904 г. – получены первые сплавы, совпадающие с некоторыми современными стандартами (Л. Гуллит);

1909 г. – появилась нержавеющая сталь, имеющая сегодня стандарт 430 (А. Портевин);

1911 г. – впервые выведена формула с содержанием хрома в 10,5%.

Изобретение Гарри Брайрли

Историю изобретения нержавеющей стали нельзя рассказывать без упоминания имени Гарри Брайрли. В 1912 году этот британский инженер получил заказ на изобретение способа продления жизни оружейных стволов. И свои эксперименты Гарри начинал, преследуя цель победить эрозию, а не коррозию.

Как и во многих других историях о великих изобретениях, в дело вмешался случай. 13.08.1913 г. британец получил сплав с 12,8% хрома при 0,24% углерода. По легенде, недовольный результатом инженер просто выбросил образец и только спустя время обратил внимание, что он не подвергается процессу коррозии.

Тем не менее, большинством ученых именно этот день считается датой изобретения «нержавейки».

Источник: http://ntc-bulat.ru/history-steel

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Металлы и их обработка
-- Сайдб лев (липк) -->
Как убрать ржавчину с вещей

Закрыть