История создания нержавеющих сталей

История создания нержавеющих сталей

Этой статьей команда инженеров BEST-Крепёж открывает серию публикаций на интернет-портале fasad-rus.ru

Согласно ГОСТ 5632-2014: «коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали и сплавы: Стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой), межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением и др.»

Впервые мир узнал о появлении нержавеющей стали в 1915 году из неприметной статьи в журнале New York Times под названием A Non-Rusting Steel. В ней сообщалось, что в английском городе Шеффилд некая компания выпустила на рынок совершенно новую по своим свойствам сталь, «которая не поддается коррозии, не тускнеет и не покрывается пятнами». В статье писали, что она наилучшим образом подходит для производства столовых приборов. Изделия из новой стали отлично отмываются и не теряют своего блеска при контакте даже с самыми кислыми продуктами.

Вот так, абсолютно незаметно без особого внимания, мир узнал о революции в металлургии – изобретении нержавеющей стали.

Однако, сплавы железа, не подверженного коррозии, не сразу открылись человеку. Попытки получения коррозионно-стойких сталей предпринимались задолго до этого. Ещё в 1820 году английские экспериментаторы Джеймс Стоддард и Майкл Фарадей начали проводить эксперименты с легированием стали, в том числе и хромом. Почти одновременно с ними французский ученый-металлург Пьер Бертье в 1821 году обратил внимание на необыкновенные свойства железо-хромистых сплавов. Они отличались отличной стойкостью к воздействию некоторых кислот и атмосферного воздуха. Поэтому П.Бертье предложил использовать сплав железа с хромом для изготовления столовых приборов. К сожалению, кроме требуемой коррозионной стойкости, полученный им материал отличался чрезвычайной хрупкостью. Это создавало трудности в его обработке. И новые сплавы французского металлурга так и не нашли практического применения в массовом производстве.

Повышенная хрупкость предложенного П.Бертье сплава обусловлена высоким содержанием углерода, который попадал в сталь вместе с хромом в процессе легирования. Металлургия первой половины 19-го века не располагала технологией получения свободного от углерода хрома.

В 1856 г. Анри Сент-Клер Девиль впервые обосновал возможность восстановления оксидов менее активных металлов порошками алюминия. Применимость этого способа для восстановления оксида хрома была доказана в 1859 г. одновременно немецким химиком Фридрихом Вёлером и академиком Петербургской академии наук Николаем Николаевичем Бекетовым. Однако промышленное освоение этого процесса остановилось до момента относительно дешевого способа производства алюминия.

И уже в 1895 году немецкий ученый Ганс Гольдшмидт разработал технологию получения низкоуглеродистого хрома – алюминотермию, а в 1898 году освоил алюминотермический процесс в промышленных масштабах. Его открытие дало возможность многим ученым-металлургам возобновить эксперименты со сплавами железа и низкоуглеродистого хрома. С тех пор и по сей день процесс алюмотермии принято называть «Реакцией Гольдшмидта» или «Процессом Гольдшмидта».

коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали и сплавы: Стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой), межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением и др. ...

В результате этого в начале 20-го века из разных уголков мира независимо друг от друга начали появляться новости о совершенно новых сплавах железа, которые можно причислить к коррозионно-стойким сталям.

Так с 1904 по 1911 год французский ученый Леон Гийе изучает и публикует ряд статей о свойствах низкоуглеродистых сплавах железа, хрома и никеля. В этих работах он дал описание сплавам, близким по составу к современным коррозионно-стойким сталям марок А410, А420, А442, А446 и А440 по AISI (American Iron and Steel Institute – американский институт стали и сплавов).

В 1911 году в немецком журнале Metallurgie появляется ряд статей под авторством Филиппа Моннарца. В них он раскрывал суть своих исследований в области нержавеющих сплавов железа,

проводимых им с 1908 года. В этих работах Моннарц дал ответ на ряд фундаментальных вопросов по коррозионной стойкости хромистых сталей.

Во-первых, он определил минимальное содержание хрома в стали, равное 12%, которое обеспечивает ее стойкость к воздействию азотной кислоты, а также окружающего воздуха.

Во-вторых, он был первым, кто объяснил коррозионную стойкость железо-хромистых сплавов наличием на их поверхности тонкого, но очень плотного слоя оксидов хрома Cr2O3, которые образуются в результате окисления кислородом воздуха. Этот слой по своей природе является самовосстанавливающимся. Поэтому стали с содержанием хрома выше 12% даже после механического повреждения сохраняют свойство сопротивляться коррозии.

В-третьих, Ф. Моннарц указал на необходимость низкого содержания углерода. Он объяснил, что углерод связывает хром в карбиды. И по своим химическим свойствам они уже не могут участвовать в образовании защитной оксидной пленки. Тем самым углерод снижает коррозионную стойкость сталей. Для предотвращения его негативного влияния Ф.Моннарц предлагал внедрять в сталь такие легирующие элементы как: титан, ниобий, ванадий, вольфрам или молибден. Последнему учёный придавал наибольшее значение. Моннарц отметил, что содержание 2-3% молибдена в сталях с 12% хрома значительно увеличивает их коррозионную стойкость.

В Германии, уже в 1912 году, Бенно, директор научно-исследовательского института концерна Krupp Iron Works (г.Эссен), совместно с инженер Эдуардом Маурером запатентовали первую аустенитную хромоникелевую сталь, легированную хромом (21% Cr) и никелем (7% Ni).

Тем не менее, официально принято считать, что массовое признание в мире нержавеющим сталям подарил английский металлург, сын рабочего сталевара – Гарри Бреарли. В 1908 он был приглашён возглавить научно-исследовательскую Лабораторию Брауна Фирта (Brown Firth Laboratories), только что образованную в г. Шеффилд. Она была учреждена шеффелдскими сталеплавильными компаниями: John Brown & Company и Thomas Firth & Sons. Работа Г.Бреарли была связана с изготовлением ружейных стволов. В Великобритании резко увеличилось производство оружия – страна готовилась к войне. Но изготовленные стволы имели ограниченный ресурс. Используемые для этого стали обладали хрупкостью и начинали корродировать при экстремально высоких температурах от выстрелов.

Бреарли пытался найти новые сплавы, которые бы удовлетворяли заданным свойствам: прочность и коррозионная стойкость при длительном воздействии высоких температур. Металловедение того времени, как наука, пребывала в зачаточном состоянии. В эпоху информационного вакуума Гарри, как и многие другие, действовал интуитивно: методом проб и ошибок. Упорно и методично исследовал влияние различных добавок на прочность и жароустойчивость низкоуглеродистых сталей с содержанием хрома (Cr) от 6 до 15%. Тем временем в углу скопилась уже груда ржавых несостоявшихся образцов. Он обратил внимание, что некоторые из них сохранили свой первоначальный вид. И это при том, что в ходе своих исследований он травил отполированные образцы спиртовым раствором азотной кислоты – они всё равно не покрывались следами коррозии, а оставались блестящими, как и прежде. Это была сталь с содержанием углерода (С) 0,24%, легированная: хромом (12,8% Cr), марганцем (0,44% Mn), кремнием (0,2% Si) и др. Сплав того образца в итоге лёг в основу патента 1913 года Гарри Бреарли на Non-Rusting steel (дословно: нержавеющая сталь, англ.). В настоящий момент эта сталь имеет номер А420 по AISI и относится к мартенситным коррозионностойким сталям.

При том что, по своим свойствам полученный сплав абсолютно не соответствовал требованиям «оружейной стали», Бреарли осознавал, что коррозионная стойкость и хорошая обрабатываемость нового материала найдут применение в других областях металлургии. Город Шеффилд с XVI столетия славился своими металлическим столовыми приборами. Поэтому ничего удивительного в том, что Гарри решил использовать свою сталь для производства ножей, вилок и другой кухонной утвари. Местные фабриканты не оценили его предложения в силу, как им показалось, значительных трудозатрат для производства изделий из нового сплава. Волею судьбы в 1914 Гарри Бреали встретился со своим школьным товарищем, Эрнестом Стюартом, сотрудником мануфактуры R.F. Mosley's, специализирующейся на изготовлении столовых приборов. Именно последний предложил термин Stainless Steel, дословно с английского: «сталь без коррозии» или коррозионно-стойкая сталь. Правда стоит отметить, что Э.Стюарт не сразу

поверил в существование такого сплава, но согласился изготовить несколько образцов ножей. После нескольких экспериментов Бреарли и Стюарт подобрали необходимые термические режимы, при которых сталь поддавалась обработке, а ножи не были хрупкими после охлаждения.

Первыми клиентами стали близкие и знакомые друзья, которым были розданы экспериментальные ножи с одним лишь условием. Они должны были вернуть их обратно, если на лезвиях появятся следы коррозии. Ни один нож так и не вернули. Позднее, в 1915 году в New York Times была опубликована ничем неприметная статья под названием A Non-Rusting Steel.

Спустя почти 10 лет, в 1924 году, один из последователей Гарри Бреарли – Вильям Х.Хатфилд запатентовал хромоникелевую сталь (18% Cr и 8% Ni), близкую по содержанию химических элементов и своим свойствам к аустенитным сталям марки А2 по ГОСТ ISO 3506 или А304 по AISI.

Этой статьей команда инженеров BEST-Крепёж открывает серию публикаций на интернет-портале fasad-rus.ru.

Необычный формат будет интересен, и даже полезен, многим читателям. Регулярные статьи будут знакомить Вас как с техническими аспектами нержавеющего крепежа, так и с нюансами общего их бытового применения.

За 14 лет работы компании BEST-Крепёж в наш технический отдел поступило множество разнообразных, порой весьма интересных и непростых, вопросов. Мы отобрали наиболее достойные Вашего внимания. Ответы на них могут быть полезны всем, кто так или иначе связан с нержавеющим крепежом и такелажными изделиями.

Приглашаем читателей задавать свои вопросы, касающиеся свойств нержавеющих сталей и крепёжных изделий, на сайте BEST-Крепёж в разделе Справочник.

И, возможно, ответ именно на Ваш вопрос окажется в нашей следующей публикации.

Ваш нержавеющий партнёр,

BEST-Крепёж
Телефон:+7 (495) 902-65-09
Компания BEST-Крепёж www.best-krepeg.ru

Просмотры: 2708. Уникальные: 373. Сегодня: 4.
Статьи
Нержавеющий крепёж из коррозионно-стойких сталей марок А2 и А4 по ГОСТ ISO 3506: болты, винты и гайки, саморезы и вытяжные заклёпки, повсеместно используют при монтаже фасадных систем
Нержавеющий болты притягивают магнитик. Что делать, если "технадзор" не принимает работы?
Этой статьей команда инженеров BEST-Крепёж открывает серию публикаций на интернет-портале fasad-rus.ru
Компания Hilti предоставляет великолепный продукт и лучшие комплексные решения ваших задач при проектировании, строительстве или эксплуатации зданий и сооружений
В данной статье рассмотрены аспекты применения навесных вентилируемых фасадов
Выбор наружного облицовочного материала вентилируемого фасада – важная задача, ведь это определяет внешний облик здания
Новости
  • 21.02.2018 Дилерство
    Компания "Кронос Фасад" рада Вам сообщить о том, что заключили официальное дилерство с компанией ООО "Сириус". Компания ООО «Сириус» является крупным производителем навесных алюминиевых вентилируемых фасадных систем на Урале. Производство ведется...
  • 17.02.2018 Ветроустойчивость фасадов Астаны
    Сильный ветер можно не только взять под контроль с помощью грамотного градостроительства, но и экономить на нем. О том, как это сделать, рассказал заместитель руководителя центра урбанистики города Астаны (Казахстан) Асхат Садуов. «На определенной...
  • 05.02.2018 Фиброцементные панели Cynop для фасада новой поликлиники
    Завершается строительство новой поликлиники в Балашихе, мкр. Гагарина. Площадь здания составляет более 10 тыс. кв.м. В настоящее время компания «Академия Фасада» выполнила работы по обустройству навесного вентилируемого фасада фиброцементными панелями...
  • 03.02.2018 Количество застройщиков-банкротов увеличилось вдвое
    Количество застройщиков-банкротов за девять месяцев удвоилось. Совокупный объем незавершенного строительства вырос более чем на 70%. Количество застройщиков, имеющих запись в Едином федеральном реестре сведений о банкротстве (ЕФРСБ), за последние девять...
  • 02.02.2018 Разъяснения по поводу пожара на фасаде ТЦ «Галерея», Краснодар
    27 января 2018 г. произошел пожар в ТЦ «Галерея» в Краснодаре. Строительство данного торгового комплекса осуществлялось в две очереди в период с 2007 по 2014 годы. Пожар произошел в здании на въезде в парковку на пересечении улиц им. Головатова и ул.Красная,...
  • 27.01.2018 Масштабные проверки фасадов из композитных панелей в Тюмени
    В Тюмени продолжается масштабная проверка зданий, фасады которых облицованы композитными материалами. Первый этап проверки продлится до 31 января. Только в Ленинском и Восточном округах Тюмени специалисты обследуют 100 объектов. Чтобы точно удостовериться...
  • 27.01.2018 Фиброцементные панели «Волна» прошли испытания на сейсмостойкость
    Фиброцементные фасадные материалы производства ООО «Комбинат «Волна» (дочернее общество АО «ХК «Сибцем») – плиты «Виколор» и «Сайдинг-Виколор» – успешно прошли испытания на сейсмостойкость. Тестирование навесных фасадных систем (далее – НФС), облицованных...
  • 18.01.2018 ЖК «Маяковский» - один из лучших строительных объектов Москвы -2017
    Жилой Комплекс «Маяковский» расположен в Северном административном округе Москвы. Общая площадь застройки составляет 107 000 кв.м. Масштабный проект предусматривает строительство трех 36 этажных башен, поставленных на стилобат со смещением, так, что...
Лучшие фасадные работы в России и в мире
Мохнатый фасад микро-офиса Натуральная щетина в фасаде
Фасады без углов в Apple Campus 2 В 2017 году был реализован масштабный проект кампуса компании Aplpe спроектированный Foster + Partners
Цинк на фасаде снова в моде Лауреат нескольких американских премий в области архитектурного дизайна облачен в цинк
Многоуровневый сад на крыше В Гонконге начато строительство здания с многоуровневым садом на крыше
БЫСТРАЯ ПОДПИСКА НА НОВОСТИ


Эпицентр фасадного рынка
Тел: +7 495 374-8905
info[собака]odfevents.ru

  • Регистрация
  • Авторизация
  • .............................
  • Присоединяйтесь
    к нам в соцсетях:
  • .............................
  • Яндекс.Метрика