Когда изобрели нержавеющую сталь

Многие считают, что изобретение нержавеющей стали, а также начало применения ее в металлургии и других отраслях промышленности, произошло в 1913 году и принадлежит английскому ученому Гарри Бреарли. Действительно, изобретение нового вида стали произошло в начале 20 века, в период, отмеченный небывалым развитием промышленности. Однако еще в 1904 году французским ученым и изобретателем Леоном Джиллетом была представлена сталь, химические свойства которой отличались устойчивостью к коррозии.

А в 1913 году англичанином Гарри Бреарли была запатентована мартенситная сталь, имеющую высокое содержание хрома и отличающаяся хорошей устойчивостью к коррозии в атмосферных условиях. Впоследствии на основе мартенситной стали начали производить современную нержавеющую сталь марки AISI 420.

Автором термина «нержавеющая сталь» является Эрнест Стюарт – один из производителей, которым Гарри Бреарли отправил образцы ножей из изобретенной им устойчивой к коррозии стали. Решение отправить образцы продукции из инновационного материала было принятоГарри Бреарли вследствие того, что промышленники длительное время отказывались использовать новый вид стали в своем производстве.

Массово продукция из нержавеющей стали начала выпускаться в 1914 году. Изначально это были ножи, выпускаемые компаниями «Томас Фирт и сыновья», а также «Джордж Ибберсон и Ко». На этих ножах действительно не образовывалась ржавчина, однако они довольно быстро затуплялись. Из-за такой особенности продукции Бреарли стали называть не изобретателем нержавеющей стали, а человеком, который придумал «не режущие» ножи.

Нержавеющая сталь приобрела широкую известность лишь через десятилетие, когда Хартфилд (преемник Гарри Бреарли) запатентовал марку стали 18-8 с. Сталь этой марки отличалась содержанием 18 % хрома и 8 % никеля. Кроме того, Хартфилдом была запатентована марка стали AISI 321, содержащая титан, а также AISI 316, в которой вместо титана содержался молибден. Такие изменения в составе нержавеющей стали позволили значительно улучшить ее технические характеристики и с успехом применять ее во многих отраслях промышленности.

В современном мире нержавеющая сталь имеет славу наиболее практичного и долговечного металла, что обуславливает практически безграничное его применение. Сейчас ассортимент нержавеющей стали насчитывает более сотни разнообразных марок, содержание хрома в которых превышает 10 %.

За одно столетие с момента своего изобретения нержавеющая сталь заслуженно стала одним из наиболее востребованных материалов, имеющим большую популярность в промышленности. Из различных марок нержавеющей стали в наши дни ведется изготовление различных деталей механизмов и корпусов транспортных средств (автомобилей, поездов, самолетов), а также бытовой техники и медицинского оборудования. Эти и многие другие изделия из нержавеющей стали окружают современного человека.

Читайте также:  Как пользоваться газовой сваркой

Главное меню

Открытие стали
Истории некоторых открытий

Удивительно, но сталь не считается изобретением Нового времени, о материале упоминается еще в древних трактатах.

Сталь во все времена считалась востребованным продуктом. Историю ее открытия можно условно разделить на три периода:

  • древние времена, когда появились сыродутные горны;
  • средние века, когда открыли переделочный процесс;
  • вторая половина XIX века. Этот период связан с началом производства литой стали.

Древние времена

Первые упоминания о получении стали были известны уже за 1000 лет до нашей эры. Китайские металлурги во II ст. до н.э. получали ее из чугуна. Этот метод получил название "сто очисток". Он заключался в многоразовом интенсивном обдувании воздухом расплавленного чугуна при его передвижении. Это приводило к уменьшению части углерода в металле и приближению свойств стали. Открытие упоминается у трактате „Хайнаньцзи” (122 р. до Р.Х.). Надо отметить, что буквально до XIX века сталь почти не использовалась, потому что ее производство было очень трудоемким и дорогим.

Когда резко возрос спрос на дешевую сталь и у ученых появилась мысль найти ответ на вопрос "каким образом получить металл со свойствами железа в жидком виде, чтобы его можно было использовать для отливки?" – этим делом занялись серьезно. На решение данной проблемы с участием многих ученых-физиков ушли многие десятилетия.

До конца XVIII века процесс производства чугуна в мягкое ковкое железо осуществлялся исключительно в кричных горнах. Но этот способ переделки чугуна был очень трудоемок и сложен, требовал много затрат (на восстановление 1 кг железа уходило до 4 кг угля). Стал вопрос о необходимости поиска нового метода обработки чугуна.

Средние века

С 1742 года Бенджамин Хантсман начал выплавлять сталь не в открытой печи с древесным углем, а в нагреваемом тигле. Процесс получения стали получил название пудлингования. Основное отличие пудлинговой печи от кричного горна было в том, что допускалось использовать любое горючее топливо, а не только уголь. Например, можно было использовать неочищенный каменный уголь. Также пудлинговая печь не требовала принудительного вдувания, а доступа воздуха и необходимой тяги добивались с помощью высокой трубы. Открытие нового метода позволило получать более дешевую сталь, а печи Хатсмана стали использовать по всему миру.

Но не все шло так гладко. Пудлинговые печи имели существенный недостаток: для равномерного восстановления железа приходилось периодически открывать печь и перемешивать чугун, а это была задача не из легких. К тому же печь имела небольшие размеры, следовательно, за один раз обрабатывалось не много материала.

Вторая половина XIX века и современность

К середине XIX века пудлинговые печи перестали удовлетворять потребности промышленности. Многие ученые начали работать над вопросом замены технологии получения стали. Первым решить задачу удалось учёному из английского города Шеффилд Гарри Бреарли. Его называют первооткрывателем "нержавеющей стали" и человеком, который заменил пудлинговую печь на доменную (сквозь массу бедного фосфором чугуна продувался сжатый воздух, который способствовал процессам окисления). В 1913 году он запатентовал самый первый вариант мартенситной стали. Именно она стала предшественником современной стали под маркой AISI 420. В 1878 г. Сидни Гилкристу Томасу удалось изобрести "томасовский процесс" для удаления фосфорных примесей из железной руды в процессе плавки. Несмотря на это, первым ученым, кто задокументировал все положительные химические свойства нержавеющей стали, принято считать французского учёного и изобретателя Леона Джиллета.

В 1912 году Эдуард Маурэр и Бенно Штраус из немецкой компании "Krupp Iron Works" запатентовали первую аустенитную сталь, которая содержит 7% никеля и 21% хрома. Через 10 лет, в 1924 году, Хартфилд (преемник Бреарли) запатентовал нержавеющую сталь под маркой 18-8 (18% хрома и 8% никеля). В это время появились кислородные конвертеры и электрические печи для выплавки стали.

В 1952 г.году в Австрии заработал первый в мире сталелитейный завод на основе ЛД-процесса, который заключался в удалении из чугуна примесей в конвертере продувкой техническим кислородом.

Менее чем за столетие нержавеющая сталь стала самым востребованным материалом промышленного производства. Сегодня существует около 100 типов нержавеющей стали с процентным содержанием хрома больше десяти. Из этого материала изготовляют корпуса самолетов и поездов, мелкую бытовую технику и приборы, медицинскую технику и т.д.

Современная история нержавеющей стали начинается в 1797 год, когда в горах России французский химик Воклен обнаружил залежи хрома. Проведя исследования, Луи Никола Воклен обнаружил, что хром имеет свойство сопротивляться кислоте.

Нержавеющий металл известен с древности. Образцы изделий, устойчивых к ржавлению, найдены при раскопках на территориях Индии и Египта и датируются тысячелетиями до нашей эры. Но обычно изобретателем нержавеющей стали называют английского ученого, изобретателя и инженера Гарри Бреарли, который опытным путем установил, что если к обычной стали добавить не менее 11% хрома, получается сплав c повышенной температурой плавления, который не тускнеет и не ржавеет. Исследовательская лаборатория под руководством Бреарли во время Первой мировой войны была занята поиском способа защиты стволов винтовок от эрозии. В ходе экспериментов, пробуя создавать новые сплавы и заметил, что те металлосоединения, в которых присутствует хром, долгое время остаются сверкающими и блестящими, будто только после производства и полировки. Такие сплавы были неподатливы ржавчине, их не портили кислоты. В 1913 году Гарри Бреарли запатентовал первую мартенситную сталь, являющуюся предшественником нынешней стали под маркой AISI 420.
На самом же деле, химические свойства стали, устойчивой к коррозии, представил французский ученый-изобретатель Леон Джиллет в 1904 году. А Филипп Моннартц из Германии опубликовал результаты исследований по коррозийной стойкости нержавеющей стали в 1911 году. В 1912 году Эдуард Маурэр и Бенно Штраус из компании «Krupp Iron Works» запатентовали первую аустенитную нержавеющую сталь с содержанием 21% хрома и 7% никеля.
Нескольких лет производители не соглашались использовать нержавейку, и Бреарли решил изготовить несколько ножей на пробу производителям. Среди них оказался Эрнест Стюарт, которому принадлежит название – “нержавеющая сталь”.
В 1914 году компанией “Джордж Ибберсон & Ко” впервые запущены в производство ножи из нержавеющей стали, однако изделия не обрели популярность: их качество и внешний вид оставляли желать лучшего.
В 1924 году была запатентована сталь 18-8, содержащая 18% хрома и 8% никеля. Эта аустенитная нержавеющая сталь обрела популярность и начала широко применяться не только для производства посуды, но и в других отраслях, например, при строительстве одних из первых самолетов с металлическими фюзеляжами.
С годами применение нержавейки становилось пищевая промышленность, медицина, архитектура, электроэнергетика, машиностроение, нефтехимическая промышленность – трудно в современном мире найти сферу, в которой бы не использовалась нержавеющая сталь. Существует несколько десятков разновидностей металлопроката нержавейки, обладающих различными качествами – в зависимости от требований отрасли. Нужно ли для каких-то целей нержавеющую трубу купить, перфорированный лист или иной профиль – сегодня это не представляет сложности.

В наши дни нержавеющей сталью называет любой вид стали с содержанием хрома от 11% до 18%, который способствует образованию самообновляющейся пленки окиси хрома на уровне атомов вокруг стали. Именно эта пленка и придает стали коррозийную стойкость.
Применение нержавеющей на сегодняшний день не знает границ: ее используют практически во всех сферах деятельности человека от тяжелого машиностроения до электроники. “Нержавейка” – прекрасный материалом для производства оборудования для профессиональной кухни, ведь помимо прочности обладает такими свойствами, как гигиеничность и экологичность. Блеск нержавеющего металла привлекает современных архитекторов, дизайнеров, скульпторов. Произведения архитектурного искусства, созданные из нержавейки, отличаются своеобразной изысканностью и украшают многие города мира.

Читайте также:  Как правильно научиться варить инверторной сваркой