Сталеві вироби навіть на тлі активного поширення високоміцних пластиків зберігають свої позиції на ринку. Вуглецеві сплави з різними характеристиками використовуються в приладо- та автомобілебудуванні, будівництві та на виробництвах. Унікальне поєднання пружності та міцності робить матеріал вигідним з погляду тривалої експлуатації. Відповідно, вироби служать довше та дешевше обходяться в обслуговуванні. Але і це не всі переваги, які має сталь. Отримання сталі із застосуванням сучасних технологій дозволяє наділяти структуру металу та додатковими властивостями.
Загальні відомості про технології виробництва
Головне завдання технолога полягає у забезпеченні процесу, при якому в заготівлі зменшується вміст вуглецю та всіляких домішок, наприклад сірки та фосфору. Основою для заготівлі є чавун. Варто зазначити, що печі для виготовлення чавуну з'явилися ще в середньовіччі, тоді як перше отримання стали було реалізовано тільки в 1885 р., і до цього дня методи виробництва сплаву розвиваються і покращуються. Відмінності у підходах до процесу зумовлені переважно способом окислення вуглецю.
Як вихідний матеріал використовується ливарний чавун. Він може бути застосований у твердому чи розплавленому вигляді. Також можуть застосовуватися залізовмісні вироби, одержання яких здійснювалося шляхом прямого відновлення. Практично всі способи одержання сталі у тому чи іншому вигляді також передбачають процес рафінування від домішок. Наприклад, конвертерна технологія забезпечує їх видування киснем.
Конвертерний метод
При такому способі як основа може застосовуватися розплавлений чавун, а також домішки та відходи у вигляді руди, металевого брухту та флюсу. Стиснене повітря подається через технологічні отвори на підготовлену основу, сприяючи виконанню хімічних реакцій. Також у процесі бере участь тепловий вплив, при якому відбувається окислення кисню та домішок. Особливого значення мають і характеристики пічної споруди, в якій обробляється сталь. Отримання сталі може відбуватися в агрегатах з різним футеруванням - найбільш поширені способи захисту конструкцій вогнетривкою цеглою та доломітовою масою. За типом футерування конвертерний метод підрозділяється також на два інші способи: томасівський і безсемерівський.
Томасівський спосіб
Особливістю даного методу є ретельна переробка чавуну, що містить до 2% фосфорних домішок. Що стосується техніки футерування, то її реалізують із застосуванням і магнію. Завдяки цьому рішенню шлакоутворюючі елементи наділяються надмірною кількістю оксидів. Процес фосфорного горіння виступає одним із ключових джерел теплової енергії в даному випадку. До речі, згоряння 1% фосфорного наповнення збільшує температуру печі на 150 °C. Томасівські сплави відрізняються малим вмістом вуглецю і найчастіше застосовуються як технічний залізо. Надалі з нього виготовляють дріт, і т. п. Крім того, одержання сталі (чавунів) може застосовуватися для вироблення фосфористого шлаку з метою подальшого використання як добрива на ґрунтах з підвищеною кислотністю.
Безсемерівський спосіб
Цей спосіб передбачає переробку основ, в яких міститься невелика кількість сірки та фосфору. Але при цьому відзначається і високий вміст кремнію – близько 2%. У процесі продування насамперед відбувається окислення кремнію, що сприяє інтенсивному виділенню тепла. У результаті температура печі підвищується до 1600 °C. Окислення заліза відбувається також інтенсивно в міру згоряння вуглецю та кремнію. При безсемерівському способі отримання сталі передбачає повний перехід фосфору в сталь. Усі реакції у печі йдуть швидко – у середньому 15 хв. Пов'язано це з тим, що кисень, що видується через чавунну основу, вступає в реакції з відповідними речовинами по всьому об'єму. Готова сталь може містити високу концентрацію монооксиду заліза в розчиненому вигляді. Ця особливість відноситься до мінусів процесу, оскільки загальна якість металу знижується. З цієї причини технологи рекомендують перед розливом розкислювати сплави за допомогою спеціальних компонентів у вигляді феромарганцю, феросиліцію або алюмінію.
Отримання в мартенівських печах
Якщо у випадку з конвертерним способом виготовлення металу передбачається забезпечення випалювання повітряним киснем, то мартенівський спосіб вимагає включення до технологічного процесу залізних руд та іржавого брухту. З цих матеріалів утворюється кисень оксиду заліза, який сприяє вигорянню вуглецю. Сама ж піч включає в основу конструкції плавильну ванну, яка закривається жароміцною цегляною стінкою. Також передбачається кілька камер регенераторів, які забезпечують попередній прогрів повітряної маси та газу. Регенеруючі блоки оснащуються спеціальними насадками, виконаними з вогнестійкої цегли.
Як і конвертери, мартенівські плавильники функціонують періодично. У міру закладання нових партій шихти, тобто чавунної основи, поетапно виготовляється і сталь. Одержання сталі відбувається повільно, оскільки переробка чавуну займає близько 7 год. Проте мартени дозволяють регулювати хімічні властивості сплаву шляхом внесення залізних добавок в різних пропорціях - для цього використовуються руда і брухт. На завершальній стадії формування металу робота печі зупиняється, зливають шлак, після чого додається розкислювач. До речі, у такій печі можна отримувати і
Електротермічний спосіб
На сьогоднішній день електротермічне отримання сталей вважається найефективнішим. Так, у порівнянні з мартенівськими печами та конвертером дана методика забезпечує можливість більш точного контролю якості сталі – у тому числі за рахунок регулювання хімічного складу. На окрему увагу заслуговує і взаємодія пічних камер з повітряним середовищем. Електротермічна технологія одержання сталі передбачає мінімальний доступ до повітря, зумовлюючи інші переваги. Наприклад, це дозволяє мінімізувати скупчення монооксиду заліза та сторонніх частинок у сплаві, а також забезпечувати більш ефективне вигоряння фосфору та сірки.
Високий температурний режим на рівні 1650 °C дає можливість виконувати плавку проблемних шлаків, які потребують термічної дії на підвищених потужностях. Також в електропечах можна здійснювати за рахунок тугоплавких металів, серед яких вольфрам та молібден. Однак є і серйозний недолік даного методу отримання сталей. Печі, що використовуються, вимагають великих обсягів енергії, що робить цей процес найдорожчим.
Залежність властивостей металу від елементної бази
Експлуатаційні якості стали визначаються набором хімічних елементів, якими був наділений сплав під час виготовлення. Одним з ключових компонентів, завдяки яким даний метал знаходить свої основні властивості у вигляді твердості та міцності, є вуглець. Чим він вищий, тим надійніша сталь. Марганець із кремнієм особливого впливу на якості матеріалу не надають, але їх використання необхідно у виготовленні деяких для виконання процесу розкислення. Негативний вплив на формування виробу надають сірка і фосфор. Залежно від цього, якою техніці виконувалося отримання, може мати різні концентрації даних елементів. У будь-якому випадку сірка підвищує ламкість металу, а також зменшує властивості міцності та пластичності. Фосфор, у свою чергу, наділяє сталь холодноламкістю, яка в процесі експлуатації може бути виражена крихкістю.
Техніки обробки сталей
Не завжди процес остаточного формування структури металу завершується після основного отримання. Надалі, з метою вдосконалення характеристик виробу можуть застосовуватися засоби додаткової обробки. До таких можна віднести деформаційні методи у вигляді кування, штампування та вальцювання. Це допомагає вже на етапі виробництва сформувати комплекс необхідних технічних властивостей, якими буде готова сталь. Отримання сталі на виході дає пластичну структуру, тому технології первинної переробки досить різноманітні. Так, крім деформування, можуть застосовуватися методи та нормалізації.
Висновок
Сталь асоціюється з надійністю та довговічністю. Що стосується якісними виробами цього виду такі характеристики виправдані. Наприклад, окремі марки забезпечують досить високі якості міцності та пружності. В залежності від того, за якою технологією виконувалося отримання, застосування сталі може бути орієнтоване на підтримку твердості, здатність витримувати динамічні навантаження і т. д. Найбільш вигідний з точки зору техніко-експлуатаційних властивостей метал дозволяє отримувати електротермічний спосіб. Але в той же час він є і найдорожчим, тому до цієї методики вдаються лише в особливих випадках – для створення спецсталів.
*інформацію розміщено в ознайомлювальних цілях, щоб подякувати нам, поділіться посиланням на сторінку з друзями. Ви можете надіслати цікавий нашим читачам матеріал. Ми будемо раді відповісти на всі ваші запитання та пропозиції, а також почути критику та побажання за адресою [email protected]
Перша згадка про стали йде в далекі 8-12 століття до нашої ери. Вже тоді війська індійського царя Пора мали зброю міцну та гостру. Індійським майстрам вдалося отримати високовуглецеву сталь, названу булатом. Виготовлення її було складним та секрет виробництва залишився нерозкритим.
Сталь- Це сплав заліза з вуглецем. Завдяки вуглецю сталь стає твердою та міцною, в'язкість та пластичність заліза знижується. Відсоток вмісту вуглецю до 2,14.
У далекі часи люди знаходили метали у природі. Спочатку вони були лише прикрасою. Потім з'явилися мідні наконечники для копій та стріл. Залізо ж було на вагу золота до тих пір, поки людина не навчилася виплавляти його з руди в печах, започаткувавши залізний вік. Вже багатьма роками пізніше зуміли випускати нержавіючу сталь та металопрокат, дізнатися про вартість якого ви зможете перейшовши за посиланням http://www.allmetal.ru/ .
Ще давні металурги помітили, що властивості металу залежать від складу та його обробки. Тоді було помічено, якщо нагріти до червоного заліза, а потім охолодити у воді, то твердість металу підвищувалася. Таке загартування і зараз застосовується в обробці сталі. Тоді кожен майстер мав свій секрет загартування сталі, але пояснення, чому метал ставав міцнішим, не було.
Стародавні алхіміки намагалися описати процес металургії теоретично. У 13 столітті н. Алхімік Магнус зробив свій внесок, зробивши записи про перетворення заліза на сталь шляхом дистиляції водянистої частини та загартування. Він стверджував, що сталь стає білішою за рахунок відділення домішок, а також зазначив, що занадто міцний метал у результаті розсипається під молотом.
Вчені наступних століть продовжували шукати розгадку явищ, що відбуваються в металі. Зокрема, в Німеччині було видано книгу, де описувалися властивості сталі, які роблять її незамінною для різальних інструментів та знарядь. Помічено, що при розпалюванні та повільному охолодженні сталь ставала м'якою. А при швидкому охолодженні рідини метал ставав вкрай твердим і втрачав крихкість. Англійці довго зберігали таємницю загартування стали у розплавленому свинці чи олові.
Історія одержання сталі – це історія дослідів над металами, розуміння трансформації заліза. Вчені довго розгадували таємницю перетворення заліза на міцний сплав. Численні досліди давали то міцний, але тендітний метал, то м'який, гнутий і швидко тупий. 10 років знадобилося російському вченому Аносову П.П. для обґрунтування виробництва міцної якісної сталі. Шляхом спроб і помилок Аносов намагався розкрити таємницю булатної сталі.
Продовжувачем його ідей став Чернов Д.К., який описав перетворення руди на сталь із наукової точки зору. Він зумів відлити брусок високоякісної сталі та виготовити з нього булатні кинджали, описав процес у науковій праці. Важливим його відкриттям стало відкриття критичних точок сталі.
Нині залізняку виплавляють у величезних доменних печах на металургійних заводах. Руда перетворюється спочатку на чавун. Потім він плавиться в мартенах, перетворюючись на сталь. За цим процесом спостерігають кваліфіковані спеціалісти.
Сталлю називають залізовуглецеві сплави, з вмістом вуглецю до 2%.При виробництві сталі відбувається зниження вмісту вуглецю та домішок, присутніх у чавуні (Mn, Si, S, Р та ін.), за рахунок окислення киснем повітря та киснем, що міститься в руді. Зниженню вмісту вуглецю та домішок сприяє закис заліза FeO, який утворюється на початку плавки 2Fe+O 2 = 2FeO і далі C+FeO = CO+Fe. Так як зайвий закис заліза викликає крихкість сталі, виробляють розкислення рідкої сталі шляхом введення феросплавів (феромарганцю, феросиліцію, фероалюмінію) за такими схемами:
Mn + FeO-> MnO + Fe; Si + 2FeO->SiO 2 +2Fe; 2А1 + 3FeO->Al 2 O 3 +3Fe.
Оксиди, що утворилися, спливають і видаляються разом зі шлаком.
Залежно від рівня закінченості розкислення розрізняють спокійну сталь (си), тобто. найбільш розкислену. Така сталь у злитку має щільну та однорідну будову, більш якісна та дорога; киплячу сталь (кп), в якій процес розкислення пройшов не до кінця, в ній є бульбашки газу, які залишаються в прокаті. Кипляча сталь зварюється, задовільно обробляється, але при температурі 10 ° С виявляє крихкість. Кипляча сталь дешевша за спокійну. Напівспокійна сталь (пс) за властивостями займає проміжне положення між (сп) і (кп).
Виплавку сталі здійснюють у мартенівських печах, у конвертерах та електропечах.
Мартенівський спосіб
Схема роботи мартену A. Вдування газоповітряної суміші B. Теплообмінник (нагрів) C. Рідкий чавун D. Горн E. Теплообмінник (охолодження) F. Вихлоп згорілих газів
У процесі виробництва стали мартенівським способом, бере участь спеціальна відбивна піч. Для того, щоб нагріти сталь до потрібної температури (2000 градусів), в піч вводять додаткове тепло за допомогою регенераторів. Це тепло отримують за рахунок спалювання палива у струмені нагрітого повітря. Паливом служить газ (суміш доменного, коксувального та генераторного). Обов'язкова умова палива має повністю згоряти у робочому просторі. Особливістю мартенівського способу виробництва сталі те, що кількість кисню, що подається в піч, перевищує необхідний рівень. Це дозволяє створити вплив на метал окисної атмосфери. Сировина (чавун, залізний та сталевий брухт) занурюється в піч, де піддається плавленню протягом 4...6 або 8...12 годин. Продуктивність печі за одну плавку до 900 т. У процесі плавлення є можливість перевіряти якість металу шляхом взяття проби. У мартенівській печі можна отримувати спеціальні сорти сталі. Для цього у сировину вводять необхідні домішки.
У мартенівських печах (9.3) крім чавуну може бути проведена переплавка металевого брухту, руди та флюсу. У мартенівських печах (9.3) може бути виконана переплавка металевого брухту (до 60...70%), можливі автоматизація процесу плавки, підвищена точність хімічного складу сталі. Недоліки плавки сталі в мартенівських печах: періодичність процесу плавки, складність обладнання, більш висока вартість сталі, що виплавляється. Для інтенсифікації виробництва сталі в мартенівських печах широко застосовують кисень, що забезпечує підвищення продуктивності печей на 25...30 %. сусідню, а потім відбувається зміна напряму потоку, теплоти.
Мартенівський спосіб виробництва сталі, найбільш поширений (90%), полягає в отриманні сталі в мартенівській печі шляхом переплавлення чавуну та брухту металів. При нагріванні від газу, що згорає в печі, відбувається вигоряння кремнію, марганцю та вуглецю. Процес триває кілька годин, що дає можливість лабораторії визначати хімічний склад сталі, що виплавляється, в різні періоди плавки і отримувати сталь будь-якої якості. Місткість мартенівських печей досягає 500т.
Усі знають, що майже три чверті періодичної системи хімічних елементів Д.І. Менделєєва складають метали. Місце металів у світі – одне з центральних, а значення їх для сучасної людини важко переоцінити. Здавалося б, людина знає про метали все, для неї в цій галузі не залишилося жодних таємниць, але дозвольте нам, співробітникам компанії «Метал-СК», яка давно й успішно займається металопрокатом, у цьому засумніватися і познайомити вас із деякими таємницями з історії використання людиною металів. Давайте заглянемо в загадкові глибини історії людства, адже саме там ще молоде плем'я людей познайомилося з металами, відкрило деякі чарівні властивості, дізналося, як можна змусити його приносити користь. Однак коли саме це сталося і як саме – це найбільший секрет та найголовніша таємниця металів, які марно намагається розгадати.
За переказами, перше залізо дісталося людям із неба. Воно містилося у метеоритах. Це підтверджується словами, що позначають у різних мовах залізо – в давньоєгипетському залізо називається «вааепере», в перекладі «народжене на небі», а в давньокоптському його називають «каменем неба». Проте бентежить рідкість залізних метеоритів у природі, що значно знижує ймовірність їх знахідок давньою людиною. Вчені схиляються до земного походження заліза, яке підтверджує вкрай рідкісне знаходження в природі самородків.
Найдавніші вироби з металів знайшли на місці поселень, що існували близько восьми тисяч років тому! Спочатку людина просто знайшла деякі метали, які зустрічаються в природі в природному, або самородному стані - золото, срібло, мідь. Вони загадково блищали, тішили око і тому їх використовували для виготовлення прикрас. Однак незабаром самородну мідь людина застосовуватиме і як матеріал для різних знарядь: рибальських гачків, наконечників стріл та копій.
А як же людина почала добувати метал із каменю? Як уперше виник видобуток руди? О, це трапилося не відразу, і не без допомоги божественних сил, які в даному випадку становили вогонь. Стародавні божества захищали людей, але й самі потребували захисту. Щоб вогонь не згас, його обставляли камінням, а серед цього каміння траплялися й шматки мідної руди. Під впливом магічних сил вогню руда розплавлялася і перетворювалася на мідь. Довго не помічав цих чарівних перетворень стародавня людина, але нарешті помітив і став спеціально завантажувати мідну руду в багаття, щоб одержати метал. Мідь, виплавлена з руди, виявилася міцнішою, ніж самородна, щоправда, все ще поступалася по фортеці каменю - надто вона була м'яка. Набагато міцнішим виявився сплав міді з оловом – бронза. Знаряддя із бронзи поступово витіснили аналогічні мідні.
Довгий час залізо цінувалося нарівні із золотом, бо його було так само мало. Але зрештою людина відкрила відносно дешеве виробництво заліза – виплавку його із руди у металургійних печах. На землі настав залізний вік, який триває досі.
А тепер звернемося до іншої таємниці: коли людина дізналася, чому виходять метали. Так, людина спочатку дізналася, як виходять метали, але ще довго після цього не могла зрозуміти, чому. Людина не могла зрозуміти всіх трансформацій заліза: іноді воно виходило твердим, але тендітним, а іноді, навпаки, занадто м'яким, але знаряддя з нього гнуться, сплющуються і швидко тупляться. Таким чином, історія видобутку руди – це історія різних дослідів, які проводилися з металами та тривали до останньої чверті ХІХ століття. Саме тоді російський вчений П.П. Аносов науково обґрунтував виробництво сталі. Йому на це знадобилося 10 років.
У нашому XXI столітті сталь одержують на спеціально обладнаних металургійних заводах. Де спочатку залізну руду розплавляють у величезних доменних печах, у яких вона перетворюється на чавун. Чавун, у свою чергу, розплавляють, але вже в мартенах, конвекторах або електропечах, і тоді він перетворюється на сталь. Над цим чарівним перетворенням «чаклують» фахівці різного профілю: агломератники, інженери-металурги, конверторники, обпалювачі, плавильники, розливники, стропальники, які легко керують різними металургійними агрегатами.
А як отримували сталь тоді, коли не було цього арсеналу розумних машин? На Сході, як, втім, і в Єгипті, і на Британських островах, і в Стародавній Елладі, і в Стародавній Русі, виплавляли сталь із ретельно підготовленої залізняку в невеликих судинах з глини (тиглях). Залізну руду попередньо подрібнювали на дрібні шматочки, потім обпалювали ці шматочки на багатті. У процесі вигоряли сірка, фосфор та інші речовини, які, зустрічаючись у руді, погіршують властивості металу. Стародавні майстри про існування всіх цих речовин та їх вплив на метал, звичайно, не здогадувалися, просто, на підставі досвіду вони знали, що з подрібненої та обпаленої руди виходить сталь краще.
Після завершення випалення руду засипали в тигель, причому засипали пошарово з порошком з деревного вугілля; шарів, як правило, робили 10-12 (шар вугілля – шар руди – шар вугілля). Вугілля у разі грав роль теплового носія, оскільки він горів і розплавляв руду. Для того щоб горіння було інтенсивнішим, в основі тигля існував отвір, куди нагнітали повітря за допомогою великого шкіряного хутра. Таким чином у тиглі створювалася висока температура, під впливом якої розплавлялася руда, а вуглець, який і складає вугілля, вилучав з руди кисень, і вона перетворювалася на залізо. Металл-СК і цим займається.
Надалі глиняні тиглі змінилися на невеликі печі-домниці, які давали вже більше металу. Однак на Сході зберігали дуже довго вірність саме тому способу створення сталі, який потребував використання тигля. Можливо, тому для східного майстра отримання заліза ще не кінцевий результат. Кінцевим результатом була булатна сталь, відома і шанована в усьому світі, бо жодна інша не могла зрівнятися з нею у твердості та водночас гнучкості. Секрет виготовлення булатної сталі передавався від батька до сина і не зберігся. Але відомо, що після отримання заліза майстер діставав з затишних куточків чудодійні рослини (давні майстри були впевнені, що соки рослин, володіючи міцністю, гнучкістю, в'язкістю, передають ці властивості металу) і кидав з отвір тигля, але головне – у тій пропорції, яка була відома лише йому. І ось, рослини згоряли, дійсно передаючи свою чарівну властивість залізу, перетворюючи його на сталь. Напевно вдалося встановити, що разом із корінцями та листям майстра додавали в метал графітовий порошок, звичайно, лише у певних пропорціях. І не знали мудрі майстри, що саме графіт, який вони вважали матеріалом скоріше допоміжним, перетворював залізо на сталь. Справа в тому, що графіт - це чистий вуглець, що грає одну з основних ролей у виробництві металу. Перше найважливіше правило металургії – лише сплав вважається сталлю, у якому кількість вуглецю вбирається у двох відсотків. Друге найважливіше правило - чим більше вуглецю, тим сталь міцніша, але менш пластична, і навпаки.
Ось так, аж до середини минулого століття, шляхом підбору точної кількості вуглецю і вирішувалося найскладніше завдання суміщення у металі двох протилежностей – міцності та пластичності. Отже, вирішальну користь графіту доведено. А як же бути з квіточками, корінцями? Їхня користь у чому? У тому, що вони містять безліч різних неорганічних речовин: залізо, молібден, ванадій. Ось ці речовини по-різному впливали на сталь, надаючи їй особливих унікальних властивостей. Говорячи про стародавнє виробництво сталі, не можна не торкнутися такого важливого моменту, як її загартування. Це найбільш таємничий, найбільш хвилюючий момент виготовлення особливого роду сталі. Загартування було винайдено в Стародавньому Єгипті, де майстри, бажаючи швидко охолодити відкований виріб, занурювали його в дуже холодну воду, і в результаті зазначили, що після цієї процедури метал стає набагато міцнішим.
Помилково вважали древні люди, що загартування безпосередньо залежить від якостей рідини, які занурювали розпечений метал. Але це помилковість породила безліч фантастичних, витончених експериментів. Так, у Багдаді охолоджували метал, встромляючи його в м'язисте тіло раба, який мав передати свою силу зброї. У Середньовіччі був відомий рецепт загартування сталі, головним інгредієнтом у якому була сеча рудого хлопчика. Скажіть, темні забобони? І будете праві. Просто, клинки дійсно краще гартуються в крові або сечі, ніж у простій колодязній воді, бо цей процес в ідеалі повинен проходити повільно, що й виходить у розчинах солей. Або якщо клинок охолоджується на вітрі, як гартували сталь у стародавньому Дамаску.
А як тоді бути з сучасними методами? У чому їхня привабливість? Зокрема приватного знання над міфопоетичним, який відрізняє сучасну металургію від стародавньої, але зовсім не виключає її краси. Це підтверджує і злагоджена чітка робота компанії "Метал-СК", де кожна деталь, виготовлена з металу, розрахована до дрібниць і прекрасна у своїй бездоганності. Так, у світі багато що вирішують математичні формули, числові залежності, точні обчислення. Так, ще на папері можна заздалегідь передбачити властивості, які матиме сталь в результаті, попередньо розрахувавши всю технологію її виготовлення. Тому сучасна металопромисловість вражає величезним асортиментом сталей: надміцні, зносостійкі, жароміцні, кислототривкі. Такий підхід отримав назву композиційної, а вчені-металурги – композиторів. Адже і справді, якщо знаменитий афоризм називає архітектуру «музикою, застиглою в камені», то багато металевих виробів інакше, як музикою, що застигла в металі, і не назвеш.
Створення нержавіючої сталі
Можливо, як тільки ви почуєте це питання, на вашому обличчі з'явиться усмішка і ви скажете собі: Це Гаррі Брайрлі! Безперечно, це він». Звичайно, насправді все може бути не так просто.
З самого світанку людства люди наввипередки намагалися відкрити нові технології, стати першими, чиє ім'я буде пов'язане з відкриттям. І хоча за мільйони років ми значно розвинулися, у нас все ще є бажання бути першими в чомусь.
Деякі люди, звичайно, часто намагаються видати чуже відкриття за своє власне. Звичайно, частина відкриттів робляться групами, або різні люди роблять їх одночасно. Але доки хтось один не зможе довести, що саме він щось відкрив, завжди знайдуться охочі це оскаржити.
Отже, нержавіюча сталь...
Перша проблема з визначенням поняття "винахідник" полягає в тому, що не до кінця зрозуміло, хто ним вважається. Чи має це бути та людина, яка першою задокументувала явище винаходу? Запатентував? Чи той, хто, власне, щось винайшов? Друга проблема - те, що визначення нержавіючої сталідо 1911 року було остаточно сформульовано. Тому, мабуть, не варто враховувати ті хромово-алюмінієві сплави, які містять необхідні 10,5% хрому.
"Винахідники" нержавійкиоголошувалися в різних країнах: у Британії, Німеччині, Франції, Польщі, США і навіть у Швеції.
Все почалося завдяки англійцям Стоддарду і Фарадею та французу П'єру Бертьєблизько 1820-1821 років. Ці вчені, крім іншого, помітили, що сплави заліза з хромом були стійкі до впливу деяких кислот. Однак вони проводили випробування тільки зі сплавами з малою часткою хрому. Спроби зробити метали з більшою його часткою провалилися через те, що вчені не розуміли важливості малого вмісту вуглецю.
У 1872 році інша пара британських вчених, Вудс та Кларк, подали запит на патент на сплав заліза, стійкий до погодних умов та кислот, що містить 30-35% хрому та 2% вольфраму. Незважаючи на це вони не зайнялися створенням цього сплаву. Це почав лише в 1875 році француз на ім'я Брюстлейнякий зрозумів важливість малого вмісту вуглецю для успішного виробництва нержавіючої сталі. Він встановив, що відсоток вуглецю не повинен перевищувати 0,15%.
Протягом наступних 20 років тривав процес застою у дослідженні способів виробництва нержавіючої сталі, коли ніхто з вчених у цьому не досяг успіху.
Тільки в 1895 року Ганс Гольдшмідтз Німеччини розробив процес алюміній для виробництва хрому, що не містить вуглець. Тоді виробництво нержавіючої сталі стало можливим.
У 1904 році французький вчений Леон Гуллітпровів глибоке дослідження різних залізохромових сплавів. Його робота поклала основу тому, що зараз відомо як стандарти нержавіючої сталі 410, 420, 442, 446 та 440 за стандартом AISI (Американського інституту сталі та сплавів).
У 1909 році британець Гіссенопублікував роботу з вивчення нікелево-хромових сплавів. Тоді ж мешканець Франції А. Портевінвивчав те, що зараз називається нержавіючою сталлю стандарту 430 AISI.
Тільки в 1911 німці П. Моннарці В. Борчерсвстановили взаємозв'язок між вмістом хрому та стійкості до корозії. Вони помітили, що за наявності щонайменше 10,5% хрому у сплаві стійкість до неї значно збільшується. Також вони опублікували роботи щодо впливу молібдену на стійкість до корозії.
І тут в історії винаходу нержавійкиз'являється нове ім'я. Гаррі Брайрлі, народжений в Шеффілді в Англії в 1871 році. Він був призначений провідним дослідником у фірмі Brown Firth Laboratories у 1908 році. У 1912 році він отримав від невеликої фірми, що виробляє зброю, замовлення на знаходження способу продовжити термін життя стволів зброї, вироблених цією фірмою. Проблема полягала в тому, що вони руйнувалися надто швидко через ерозію. Брайрлі поставив собі за мету створити сталь, стійку до ерозії, а не до корозії. Поки він експериментував, Брайрлі створив кілька видів сплавів, що містять від 6% до 15% хрому та різні частки вуглецю.
13 серпня 1913 року Брайрлістворив сталь із вмістом 12,8% хрому та 0,24% вуглецю, яка вважається першою у світі нержавіючою сталлю. Сам процес виявлення їм подібних властивостей отриманого сплаву точно невідомий. Найпоширеніша версія полягає в тому, що він, подібно до Олександра Флемінга через 20 років після цього, викинув отриману сталь і випадково помітив її стійкість до руйнування. Зрозуміло, ймовірність правдивості цієї історії не стовідсоткова.
Інший варіант історії, ймовірніший, але менш цікавий, стверджує, що Брайрлі перевіряв отриманий метал на стійкість до хімічного впливу за допомогою азотної кислоти. Помітивши стійкість до неї, він почав перевіряти вплив інших пошкоджуючих речовин – оцту та лимонного соку. Він був уражений тому, що і в цьому випадку його сплави були стійкі до цих речовин і зрозумів, що його винахід знайде широке застосування в галузі столових приладів.
На жаль, роботодавців Гаррі не вразила його знахідка, через що йому довелося звернутися до місцевого виробника столових приладів - фірми R. F. Mosley. Він звернувся до свого друга дитинства Ернеста Стюарта, який працював в іншій компанії з виробництва столових приладів, яка називалася Mosley's Portland Works. Брайрлі зробив це тому, що зустрів деякі труднощі у виробництві лез для ножів. За три тижні Стюарт довів процес до досконалості. Гаррі Брайрлі хотів назвати свій винахід «безржавчинною сталлю», проте прижилася назва «нержавіюча сталь», яку вигадав Ернест Стюарт.
Так Гаррі Брайрлі і винайшов нержавіючу сталь...Ось тільки тут є ще щось, що варто згадати.
У 1908 в цю «перегонку винаходу» вступили німці. Фірма «Krupp Iron Works» виготовила хромово-нікелеву сталь для корпусу яхти під назвою «Повня». Яхта мала дуже довгу історію і тепер знаходиться на морському дні біля західних берегів Флориди. Чи матеріал корпусу яхти містив необхідні 10,5% хрому - невідомо. Працівники фірми, що конструювала яхту, Едвард Маурер та Бенно Штраус, впродовж 1912-1914 років працювали над сталями, що містять<1% углерода, <20% никеля и 15-40% хрома.
Також незадоволені тим, що Європа отримає першість у цьому питанні, на протистояння вступили США. По-перше, Елвуд Хайнс, засмучений своєю іржавою бритвою, поставив собі за мету створити сталь, стійку до корозії, яку він нібито створив у 1911 році. Інші два американці, Беккет і Дентізен, працювали над створенням нержавіючої сталі, що містить 14-16% хрому і 0,07-0,15% вуглецю в 1911-1914 роках.
У 1912 роціполяк Макс Майєрманн, за чутками, створив першу нержавіючу сталь, яку він представив на виставці Adria у Відні в 1913 році.
Також зовсім недавно була виявлена стаття зі шведської мисливської крамниці, яка описує сталь, схожу на нержавіюча стальяк матеріал для зброї. Звучить знайомо, чи не так? Звичайно, правдивість статті може бути піддана сумніву, проте це не завадило шведам заявити про те, що нержавіюча сталь - їх винахід.
Так і відбувався винахід нержавіючої сталі. Звичайно, досі точаться суперечки про те, хто ж це зробив насправді, але поки що перший, чий винахід був зафіксований - Гаррі Брайрлі. Тому він і вважається справжнім винахідником. Проте дослідження інших вчених, згаданих у статті, також, безсумнівно, дуже важливі.
У нашому Інтернет-магазині ви знайдете широкий асортимент прутків та найвищої якості. Консультанти нашої фірми з радістю дадуть відповіді на всі питання, що вас цікавлять, допоможуть з вибором і здійсненням максимально швидкої доставки - телефонуйте, пишіть, заїжджайте.