盡管鋼鐵材料(liao)防銹(xiu)的方法(fa)很多(duo),但對要(yao)求材料(liao)整體都有防銹(xiu)性的某(mou)些機械零(ling)件、化(hua)工容器、生(sheng)活用品及其他(ta)特殊用品(如醫(yi)療用的針、手(shou)術(shu)刀(dao)具、鉗和(he)假牙等(deng))來說,添(tian)加合(he)金元素提高(gao)鋼鐵耐蝕性能的方法(fa)無疑是(shi)最吸引人的。

不銹鋼的誕生和大多數科研成果一樣,并非個別人的研究結果,而是許多冶金工作者長期努力、互相借鑒、不斷研究的結果。最后于上世紀初,在社會已具備一定的物質生產條件(主要是低碳鉻鐵的制成)以及理論研究已取得進展(主要是鐵鉻合金中碳對腐蝕性的影響),而產業部門又急需的情況下,不銹鋼材應運而生了。
從開(kai)始研究不銹鋼到初步研制成功經歷了整整一(yi)個世(shi)紀(ji)。不銹鋼的(de)研究和開(kai)發,大致可分(fen)為三個階段。從1797年(nian)到1878年(nian)這80多(duo)年(nian)時間,是不銹鋼探(tan)索(suo)的(de)第一(yi)階段。
最(zui)初研(yan)(yan)究者(zhe)已經發現,在(zai)某些(xie)條件下鉻能提高鋼(gang)的(de)耐(nai)(nai)蝕性能,并對此進行了研(yan)(yan)究。但(dan)是由于各種條件的(de)局限,許多人錯誤地認為(wei)鉻鋼(gang)的(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性差,其中就包括當時(shi)(shi)著名(ming)的(de)學者(zhe)。因此,當時(shi)(shi)對鐵(tie)鉻合金(jin)的(de)研(yan)(yan)究目(mu)標從耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性轉為(wei)提高機械(xie)性能,發展了一系列的(de)低鉻結構鋼(gang)、工(gong)具鋼(gang)。
1798年,研(yan)究者(zhe)開(kai)始了(le)從(cong)礦石還原(yuan)鉻的(de)(de)研(yan)究,并(bing)得(de)到一些結(jie)果。1820年,研(yan)究者(zhe)在還原(yuan)鉻礦石時成(cheng)功地加(jia)入鐵,制(zhi)(zhi)造(zao)出了(le)鐵鉻合金。1821年,世(shi)界上最早的(de)(de)鉻鐵出現(xian)了(le),這是(shi)研(yan)究者(zhe)用(yong)一種(zhong)復雜的(de)(de)氧化物還原(yuan)得(de)到的(de)(de)。這種(zhong)鉻鐵中僅含有17~60%的(de)(de)鉻而含有非常(chang)高的(de)(de)碳,很接(jie)近(jin)于(yu)現(xian)代特殊鋼精煉時所(suo)用(yong)的(de)(de)原(yuan)料。為了(le)考核其耐(nai)蝕性(xing),研(yan)究者(zhe)用(yong)這種(zhong)鉻鐵制(zhi)(zhi)造(zao)成(cheng)刀具,結(jie)果卻很不理想。盡管刀具非常(chang)硬,可(ke)是(shi)卻特別(bie)易生銹。顯然,這是(shi)由于(yu)合金中含鉻太低而含碳過高。

1822年,鉻鐵耐腐蝕(shi)性(xing)的(de)(de)第二次研(yan)(yan)究(jiu)開(kai)始了(le)。研(yan)(yan)究(jiu)者(zhe)們把含1%~3%鉻、1%~5%碳的(de)(de)鋼作為(wei)試樣材料,放在(zai)稀(xi)硫(liu)酸(suan)中,試驗(yan)了(le)鉻含量(liang)、酸(suan)濃度等對腐蝕(shi)性(xing)的(de)(de)影響(xiang),但仍(reng)未獲得結果(guo)。此后,研(yan)(yan)究(jiu)者(zhe)們轉向研(yan)(yan)究(jiu)鉻含量(liang)較高的(de)(de)鐵鉻合(he)金的(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)。
1838年(nian)(nian),有人(ren)提(ti)出“鉻(ge)含(han)(han)量增加(jia)時溶液中鐵鉻(ge)合金耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)增加(jia)”的報告。1872年(nian)(nian),研究者(zhe)提(ti)出含(han)(han)有30%~35%鉻(ge)的鐵,耐酸和耐蝕性(xing)(xing)顯著增加(jia)的論點。
但(dan)在同一(yi)時期(qi)也有人得出不同甚至(zhi)錯誤(wu)的(de)(de)(de)研(yan)究結果。1883年,有人從海(hai)水(shui)腐(fu)蝕(shi)試驗(yan)得出高(gao)(gao)鉻鐵抗蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)差(cha)的(de)(de)(de)錯誤(wu)結論。特別應該(gai)一(yi)提的(de)(de)(de)是(shi),1872年,英國人哈(ha)德(de)(de)菲(fei)爾德(de)(de)的(de)(de)(de)研(yan)究曾幾乎使鐵鉻合(he)金耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)研(yan)究工作完全中斷。這位發明(ming)高(gao)(gao)錳(meng)耐(nai)磨鋼(gang)和變壓(ya)器硅鋼(gang)的(de)(de)(de)著名冶金學(xue)家,用含(han)鉻17%、含(han)碳1%~2%的(de)(de)(de)鐵鉻合(he)金進行耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)試驗(yan),他(ta)誤(wu)認為硫(liu)酸是(shi)最典型(xing)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)劑,故以50%的(de)(de)(de)硫(liu)酸作為腐(fu)蝕(shi)液(ye),結果得出了鉻是(shi)鋼(gang)抗酸性(xing)(xing)(xing)惡化的(de)(de)(de)錯誤(wu)結論。
當時(shi)不(bu)能(neng)(neng)(neng)在不(bu)銹鋼研(yan)(yan)(yan)(yan)制方(fang)面取得突(tu)破的(de)原因主要是(shi): 1.當時(shi)所用的(de)鐵鉻合金含(han)碳(tan)過高(gao),影(ying)響了(le)鉻發揮提(ti)高(gao)抗腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)有(you)利(li)作(zuo)用;2.大部分研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)者所選的(de)鉻含(han)量低,低的(de)鉻含(han)量只(zhi)能(neng)(neng)(neng)改善熱處理性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),而不(bu)能(neng)(neng)(neng)提(ti)高(gao)抗蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing);3.當時(shi)金屬腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)方(fang)面的(de)理論研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)遠未成(cheng)熟(shu),這(zhe)導(dao)致對腐蝕(shi)(shi)(shi)及(ji)抗蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)看法絕對化,不(bu)少(shao)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)者試圖研(yan)(yan)(yan)(yan)制一種能(neng)(neng)(neng)耐(nai)各種酸、堿、鹽(yan)腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)類似鉑和金的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)合金,其結果當然是(shi)失敗的(de)。4.理論上的(de)不(bu)成(cheng)熟(shu)導(dao)致腐蝕(shi)(shi)(shi)試驗(yan)方(fang)法方(fang)面的(de)錯誤,這(zhe)就(jiu)掩蓋了(le)某些真是(shi)情況。
當時由于關(guan)于鉻(ge)對鋼抗蝕性的(de)作用的(de)研究受阻,故(gu)對鐵(tie)(tie)鉻(ge)合(he)金(jin)的(de)研究方向(xiang)轉向(xiang)了(le)機械性能,特(te)別(bie)是耐磨性能,而(er)鐵(tie)(tie)鉻(ge)合(he)金(jin)也(ye)確實在(zai)(zai)這方面獲得了(le)應用。1869年,建立了(le)鉻(ge)鋼工(gong)廠(chang),這是最(zui)早生產鉻(ge)鋼的(de)特(te)殊鋼廠(chang),專門(men)生產含0.5%鉻(ge)的(de)低(di)合(he)金(jin)鋼。在(zai)(zai)19世紀后期(qi),這樣的(de)廠(chang)商還是有(you)(you)好幾家,有(you)(you)的(de)生產軍工(gong)用品,有(you)(you)的(de)制造各種堅(jian)固而(er)美觀的(de)工(gong)具,鉻(ge)含量高低(di)不一,最(zui)多有(you)(you)達到25%的(de)。

高錳耐磨(mo)鋼(gang)(gang)含(han)碳1.0~1.3%,錳11~14%,為奧氏(shi)體鋼(gang)(gang),該鋼(gang)(gang)機械加工困難(nan),大(da)多鑄造成型,故(gu)典型牌號為ZGMn13。該種鋼(gang)(gang)在較強烈的沖擊摩擦條件下具有(you)高耐磨(mo)性和抗沖擊能(neng)力(li),且不會發(fa)生冷(leng)脆。高錳耐磨(mo)鋼(gang)(gang)主要(yao)作(zuo)鐵路道叉、坦克、拖拉(la)機履(lv)帶、碎石(shi)機顎板(ban)、挖掘機鏟斗斗齒以及(ji)防(fang)彈鋼(gang)(gang)板(ban)、保險箱鋼(gang)(gang)板(ban)等。


 
		