История разработки нержавеющих сталей

Краткая история нержавеющих сталей.

В 1821 г. французский исследователь Berthier экспериментировал с добавками хрома к стали.

В 1897 г. немецкий исследователь Goldschmidt разработал технологию производства низкоуглеродистых хромистых сталей.

В 1904-1909 гг. во Франции и Германии произведены стали с содержанием 13 и 17 % хрома.

В 1913 г. 20 августа английский исследователь Brearly отлил первый коммерческий слиток № 1008 на фирме Thomas Firth and Sons. Химический состав слитка, %: углерод — 0,24; кремний — 0,20; марганец — 0,44; хром — 12,86.

В 1916 г. 5 сентября получен патент США 1, 197,256 для сталей, содержащих хрома от 9,0 до 16,0 % и углерода — менее 0,7 %.

Введение хрома в сталь и обнаружение его благоприятного воздействия на сопротивление коррозии принадлежит французскому исследователю Berthier, который в 1821 г. получил сталь с содержанием 1,5 % хрома и рекомендовал ее для производства столовых приборов. Однако ранние эксперименты показали, что с увеличением содержания хрома способность сталей к формообразованию резко ухудшается из-за высокого содержания углерода, и интерес к ним упал до начала двадцатого столетия. Интерес к коррозионно-стойким сталям возобновился в период с 1900 по 1915 г., и ряд металлургов получили финансирование для разработки коррозионно-стойких сплавов. Очевидно, катализатором для возобновления этих разработок послужило развитие в 1897 г, в Германии метода получения низкоуглеродистых хромсодержащих сталей. Вскоре после этого Guillet, Portevin и Giesen опубликовали работы, описывающие микроструктуру и свойства нержавеющих сталей с содержанием 13 % хрома в мартенситных и 17 % — в ферритных сталях. В 1909 г. Guillet также опубликовал результаты исследования хромоникелевых сталей, которые были предшественниками аустенитных нержавеющих сталей. Другим движущим фактором для широкого распространения производства нержавеющих сталей явилось усовершенствование электродуговой плавящей печи в 1899 г. французским исследователем Heroult.

Эти лабораторные исследования инициировали значительный интерес к коррозионно-стойким сталям для развития производственной деятельности, и с 1910 по 1915 г. были приложены значительные усилия, чтобы использовать их в коммерческих целях. Первое упоминание о коммерческих нержавеющих сталях приписывается Harry Brearly. Родом из бедной рабочей семьи, он с 12 лет начал работать в фирме Thomas Firth and Sons (Англия) в качестве мойщика посуды химической лаборатории. В 1907 г. в возрасте 36 лет он был назначен главой научно-исследовательских лабораторий. В мае 1912 г. Brearly посетил Малую королевскую военную фабрику в Энфилде, чтобы исследовать причину разрушения подвергнувшихся коррозии оружейных стволов, которые были изготовлены из стали с 5%-ным содержанием хрома. Он пришел к выводу, что можно решить проблему коррозии, повышая содержание хрома. Сначала он отливает две плавки сталей с содержанием хрома 10 и 15 % при номинальном содержании углерода 0,30%. Обе стали были неудачными из-за чрезмерно высокого содержания углерода. Однако в августе 1913 г. приемлемый слиток был отлит и имел химический состав, %: хром — 12,86, углерод — 0,24, кремний — 0,20 и марганец — 0,44. Этот материал был использован для производства 12 орудийных стволов, но новые стволы не показали ожидаемых результатов. Часть этого материала пошла на изготовление лезвий для столовых приборов, и с этого времени начался век нержавеющих сталей.

Первый слиток нержавеющей стали в США был отлит 3 марта 1915 г. в Питсбурге в фирме Firth Sterling Ltd. Это в конечном итоге привело к выдаче патента США 1,197,256 Brearly на ножевую сталь, в котором был приведен ряд сплавов, содержащих от 9 до 16 % хрома и менее 0,7 % углерода. Вскоре стали, производимые по этому патенту, были названы фирсовыми нержавеющими сталями (Firth Stainless).

Несмотря на то, что Brearly широко известен как "изобретатель нержавеющей стали", запатентовавший свое изобретение в 1915 г., его разработка была бы невозможна без инновационных исследований во Франции и Германии в предыдущие десятилетия. Следует также признать работы других современников Brearly, включая американских исследователей Dansitzen и Becket (ферритные стали) и немецких исследователей Maurer и Strauss (аустенитные стали).