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: 30. Уникальные: 29. Сегодня: 1.
Статьи
9 ноября 2019 года в Корпоративном Университете BI Group (г. Нур-Султан, Казахстан) прошло тематическое обучение инженерно-технических работников
Важным событием для компании NORDFOX стал выход на рынок Республики Беларусь
Чтобы ответить на вопрос клиента, инженеры BEST-Крепёж испытали на термостойкость кровельные шайбы с EPDM прокладкой
Давайте разберёмся вместе, что это за обозначение
Согласно ГОСТам к латуни относятся медно-цинковые сплавы с содержанием Zn от 5 до 45%. Крепёжные изделия из нержавеющих сталей массово производят из сплавов марок А2 и А4 по ГОСТ ISO 3506-2014
Можно ли заменять болты ДИН 931 (с неполной резьбой) на аналогичные болты с «полной» резьбой – DIN 933?
Новости
  • 01.06.2020 Новая школа в Подмосковье с вентилируемым фасадом
    Строительство школы на 275 мест в подмосковной Малаховке ведется без отставания от графика. Завершить строительство общеобразовательной школы на улице Пионерская планируется в августе 2020 года. В поселке Малаховка городского округа Люберцы продолжается...
  • 01.06.2020 В клубном доме Vitality приступили к устройству клинкерных фасадов
    Строительство велось высокими темпами: один этаж возводился в среднем за неделю. Строительная готовность объекта сегодня составляет 54%. Строители приступают к самому визуально приятному этапу – фасадным работам. В качестве основного фасадного материала...
  • 01.06.2020 «Генезис» открывает новую нишу на фоне пандемии
    Инжиниринговая компания «Генезис», специализировавшаяся на строительных модульных фасадах, на фоне пандемии коронавируса сумела найти новую востребованную нишу. Этот резидент кластера энергоэффективных технологий Фонда «Сколково» предлагает рынку мобильные...
  • 28.05.2020 Падение объема ввода жилья в апреле составило более 40%
    В апреле 2020-го объемы возведения многоквартирных домов в России снизились на 41,5 процента по отношению к показателю предыдущего месяца и на 36,5 процента по сравнению со значением за аналогичный период 2019-го. Масштабы строительного провала раскрыл...
  • 26.05.2020 ЖК «Доминант» в Перми: дом-символ с выразительным фасадом
    Официальный дилер компании ООО «ТД ЛТМ» - ООО Торговый дом «Студия Керамики» ведет поставку фиброцементных панелей LTM с типом покрытия Cynop, для обустройства фасада нового жилого комплекса «Доминант», строительство осуществляет застройщик «Талан». ЖК...
  • 25.05.2020 Выяснились причины пожара на фасаде в Шардже (ОАЭ)
    51-этажное жилое здание Abbco Tower в Шардже (ОАЭ) загорелось из-за непотушенного окурка и горючей облицовки из алюминиевых композитных панелей, такая информация поступила из арабских СМИ. Пожар произошел 5 мая 2020 года. Abbco Tower - это третий,...
  • 25.05.2020 Выдачу Техсвидетельств обещают ускорить
    Процесс получения технических свидетельств, являющихся важным инструментом быстрой интеграции новых материалов и технологий в строительную отрасль, станет еще более простым и прозрачным, обещают в Минстрое, анонсируя предлагаемые ведомством изменения...
  • 25.05.2020 В жилых комплексах Москвы возобновлены фасадные работы
    ГК «КОРТРОС» в столице возобновила строительные работы на трех объектах: ЖК «Headliner», ЖК «Bauman House» и ЖК «ILOVE». В первую очередь возобновлены работы по устройству фасадов, укладке монолитного бетона, строительству инженерных сетей. «Уже на...
Лучшие фасадные работы в России и в мире
Интеллектуальное здание-куб в Берлине Стеклянный, зеркальный, кубический фасад скрывает смарт начинку
Фасад лучшего небоскреба 2018 года Озелененные фасады - общемировой тренд
Водопад на фасаде небоскреба Водопад на китайском небоскребе высотой более 100 метров. И что из этого вышло
Бассейн в фасаде небоскреба Небоскреб на Гавайях вместил в себя несочетаемое
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