我们称之为不锈钢的材料(通常也称为“Inox”或“Rostfrei”)是21世纪生活的一个共同特征,我们中很少有人没有见过或处理过由其制成的物品。但我们当中有多少人真正知道不锈钢是什么?
“不锈钢”一词是在这些餐具用钢的开发早期创造的。它被用作这些钢的通用名称,现在涵盖了用于耐腐蚀或抗氧化应用的各种钢类型和等级。
不锈钢是铬含量至少为10.5%的铁合金。添加其他合金元素以增强其结构和性能,如成形性、强度和低温韧性。
这些金属包括:
还添加了非金属添加剂,主要有:
不锈钢的历史
一些耐腐蚀的铁制品从古代流传下来。一个著名的(非常大的)例子是德里的铁柱,由库马拉·古普塔一世在公元400年左右下令修建。然而,与不锈钢不同的是,这些人工制品的耐用性并不是因为铬,而是因为它们的磷含量高,再加上当地有利的天气条件,促进了氧化铁和磷酸盐的固体保护钝化层的形成,而不是大多数铁制品上形成的非保护性开裂锈层。
1821年,法国冶金学家皮埃尔·伯蒂耶首次认识到铁铬合金的耐腐蚀性,他指出了铁铬合金的耐酸腐蚀性,并建议将其用于餐具中。然而,19世纪的冶金学家无法生产出大多数现代不锈钢中的低碳和高铬的组合,而且他们能生产的高铬合金太脆,没有实际意义。
这种情况在19世纪90年代末发生了变化,当时德国的汉斯·戈德施密特(Hans Goldschmidt)开发了一种生产无碳铬的铝热(铝热剂)工艺。1904年1911年,几位研究人员,特别是法国的利昂·吉列特,制备了今天被认为是不锈钢的合金。1911年,德国的菲利普·蒙纳茨(Philip Monnartz)报告了铬含量与这些合金耐腐蚀性之间的关系。
钢1913年,他在寻找一种用于枪管的耐腐蚀合金时,发现了一种马氏体不锈钢合金,并将其工业化。然而,德国克虏伯钢铁厂(Krupp Iron Works)和美国(Christian Dantsizen和弗雷德里克·贝克特(Frederick Becket)也在同时进行类似的工业开发,德国的Eduard Maurer和Benno Strauss正在开发奥氏体合金(21%铬,7%镍),美国的Christian Dantsizen和Frederick Becket正在将铁素体不锈钢工业化。
目前仍在使用的大多数标准等级是在1913年至1935年间在英国、德国、美国和法国发明的。一旦这些标准等级被接受,重点就转移到寻找更便宜的大规模生产方法,并将不锈钢作为一个概念推广使用。
这往往会扼杀新年级的发展。然而,第二次世界大战后,喷气式飞机需要具有更好重量强度比的新等级,这导致沉淀硬化等级的发展,如17:4 PH。从1970年代起,双相不锈钢开始开发。与20世纪20年代开发的牌号相比,这些牌号的耐腐蚀性和强度都要大得多,是不锈钢越来越多使用的未来。