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不锈钢材料的发展

发布时间:2020-06-06 11:32 访问次数:648
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不锈钢问世至今将近一个世纪,在20世纪初,正值冶金学领域各项发明最繁盛时期,基于对铬在钢中作用的认识的不断深入,冶金学家发明了不锈钢,结束了钢必然生锈的时代,是治金史上一项重大发明。

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不锈钢的发现和发展几乎是同时出现于欧洲几个国家,1904-1906年吉耶(W.Guilet)在法国首先对Fe-Ni-Cr合金的冶金学和力学性能进行了开创性的基础冶金研究。1909-1911年波特万(A.Portevin)在法国,1907-1909年吉森(W.Gissen)在英国分别发现了Fe-Cr和Fe-Cr-Ni合金的耐蚀性并完成了吉耶的研究工作。1908-1911年蒙纳尔茨(P.Monnartz)在德国揭示了钢的耐蚀性原理并提出了钝化概念,如临界铬含量、碳的作用、钼的影响等。随后在欧洲和美国,钢的不锈性的实用价值被确认,工业不锈钢牌号相继问世。

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1912-1914年布里尔利(H.Brearley)发明了含质量分数为12-13%Cr的马氏体不锈钢并获得专利;1911-1914年,F.Becket和C.Dantsijzen在美国发明了含质量分数为14-16%Cr,0.07-0.15C的铁素体不锈钢;1912-1914年E.Maurer和B.Strauss在德国发明了含质量分数为<1%C,15-20%Cr,<20%Ni的奥氏体不锈钢,在此基础上,B.Strauss在1929年取得低碳(质量分数0.1%C,18%Cr,8%Ni)Cr-Ni奥氏体不锈钢得专利权,即著名的18-8型不锈钢。为了解决18-8型奥氏体不锈钢的晶间腐蚀,德国的E.Houdreuot于1931年发明了含钛的18-8型不锈钢。在此期间还发明了铁素体-奥氏体双相不锈钢并提出超低碳不锈钢的概念(碳的质量分数≤0.03%)。

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1934年美国Folog获得了沉淀硬化不锈钢专利,但直到1945年美国钢铁公司(U.S.Steel)才成功的生产了Stainless W.,此时高强不锈钢的工业生产和应用才真正开始。1946年美国的R.Smithetal研制成功马氏体沉淀硬化不锈钢17-4PH,随后半奥氏体沉淀硬化不锈钢17-7PH和pH15-7Mo相继问世。至此,延续至今的马氏体、铁素体、奥氏体、α+γ双相以及沉淀硬化型等5类不锈钢已全部诞生。

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自20世纪40年代以后,随着化学加工工业的发展,特别是核燃料工业的兴起和新式武器装备的需求,极大的刺激了不锈钢的研究和开发,不过这些新型不锈钢均未脱离5类不锈钢的范围,例如相继问世的硝酸级、尿素级、核级、高钼、高硅奥氏体不锈钢、高氮不锈钢以及超级双相不锈钢、超级铁素体不锈钢、超级奥氏体不锈钢、马氏体时效不锈钢等。

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