快速卷簾門

人們對不鏽鋼都不會感到陌生，在日常生活中使用的茶杯，炒菜燒飯用的炊具及餐具，居室的裝飾窗，甚至身上掛著的鑰匙扣，企業的快速門，快速卷簾門，快速卷門，不少製品都是用不鏽鋼材料製成的。它是一種特殊材料，在現代化工業建設，化工設備，醫療，國防乃至航天飛船及尖端科技等各個領域都得到了廣泛應用。那麼，神通廣大的金屬材料 不鏽鋼是怎樣誕生的呢?

19世紀最偉大的發現之一是如何煉鋼。這種金屬是鐵和數量受一定控製的碳的混合物。它容易生產，而且非常堅硬。工程師們把鋼廣泛用在19世紀生產的許多新機器上。但是鋼有一個大問題，它容易生鏽。那些經持續敲打和暴露在濕氣中的工具，會很快腐蝕。隨著時間的推移，科學家們試圖通過使其他金屬與鋼相熔合，形成各種抗鏽合金，去尋找到解決這一問題的途徑。

我們知道冶煉鋼鐵需加人某種化學元素，依據其含量的比例，才能獲得人們所需的各種具有硬度，強度，韌性，塑性及耐磨，耐熱，耐酸等機械性能，物理性能和化學性能的金屬材料。布列爾帶領助手，進行多種配方的冶煉試驗，但煉出的鋼經測試檢驗都未能達到製造槍膛材料的規定要求。布列爾並不氣餒，重新研究與修正添加化學元素的配比，繼續進行製造槍膛用鋼的冶煉。

在第一次世界大戰前夕，嗆人的戰爭火藥味已彌漫歐陸大地，英國政府為實戰需要，決定研製一種耐磨，耐高溫的槍膛鋼材，以改進武器。於是，他們將冶煉鋼的任務交給了冶金專家亨利.布雷爾利(Harry Brearley)。

布列爾的冶煉試驗工作進程並不順利，一次又一次地失敗，他們將這些不符合要求的鋼塊都丟棄到試驗場的露天牆角邊。隨著時間的推移廢鋼也越堆越高，成了一座小山似的廢鋼歷經日曬雨淋，變得鏽跡斑斑。一天，試驗人員決定對這批廢棄試件進行清理。在搬運時，人們發現在這堆被腐蝕的鋼件中卻有幾塊廢鋼閃閃發亮。為什麼這幾塊鋼沒有出現鏽跡?布列爾檢起後反復觀察檢驗著，也感到詫異不解。為揭開這件怪事的謎團，他決定對這幾塊怪鋼進行研究。

布列爾仔細回憶，並反復查閱煉鋼試驗記錄，但試驗次數太多已追溯不到這幾塊鋼的確切冶煉時間與配方。為了查明它的化學元素成分含量，布列爾決定對它進行化驗。經檢測分析結果這是一塊鐵鉻合金，其含碳 0.24%，鉻12.8%。布列爾喜出望外，他繼續研究，進行水，酸，鹼等腐蝕性試驗。結果證明，他曾在冶煉試驗中產生的鐵鉻合金卻具有任何時候都不易鏽蝕的特點， 1912年不鏽鋼就此被發現了。

科學探索是充滿艱辛而又乏味的工作，同時也充滿了趣味性和偶然性。人們都說不鏽鋼是冶金專家布列爾歪打正著的一項"發明"，是研製槍膛鋼金屬材料而搞出的"副產品"。1915年，布列爾的不鏽鋼發現成果在美國取得了專利;1916年該成果又獲英國專利。此時，布列爾與莫斯勒合夥創辦了一家生產不鏽鋼餐具的工廠，將科技成果轉化為生產力。由於新穎的不鏽鋼餐具深受人們歡迎而風靡歐洲，後來又傳遍全世界。由此，布列爾也贏得極高的聲譽，他被尊稱為"不鏽鋼之父"。

然而，布列爾並不是不鏽鋼的第一個發現者。20世紀初，法國居耶和波魯茲兩位工程師已經發現鐵中摻入鉻之後的金屬具有光亮和可抗腐蝕性，因為當時不知道這種合金有何用處，便輕率地將它扔掉了。1912年，美國的赫莫斯也搞出了不鏽鋼。同時期的德國冶金專家舒特勞斯和毛勒亦發現在冶煉中加入鉻，鎳可製成不會生鏽的鋼材。他們的發現幾乎與英國的布列爾是站在同一起跑綫上，可是對觀察發現的奇異現象，他們都沒有問一個"為什麼?"卻在步入繼續研究的科學大門前停止了腳步，因而與首次發現不鏽鋼的榮譽桂冠和加以開發利用獲得巨大經濟效益擦肩而過。

由於所有的不鏽鋼都由其組成的元素成分含量決定，因此不是任何一種不鏽鋼都能抵抗各種介質侵襲腐蝕：通常所說的不鏽鋼隻能防御大氣暴露腐蝕(溫度，濕度，日照，降雨量及大氣汙物等的腐蝕)，且日久也會出現表麵泛色，甚至出現鏽跡。但這些瑕疵抹殺不了不鏽鋼業績的光輝，也動撼不了被奠定廣闊用途的地位。人們譽稱不鏽鋼，它是20世紀改變人類文明進程的一項重大科學發現。

在金屬材料學中，不鏽鋼屬特殊性能鋼，它主要用作在特殊環境下的製品構件或工作零件。那麼，不鏽鋼的奧秘在哪裏呢?原來具有特殊物理和化學性能的不鏽鋼，在冶煉中加入合金元素，如其中有鉬，鈦，銅，鑽，鎳，铌，錳和碳等元素，但鉻化學成分含量須確保在12.0%- 19.0%範圍內。根據所加的合金元素，不鏽鋼分為鉻不鏽鋼和鎳鉻不鏽鋼;按照不鏽鋼的金相組織特點又可分為馬氏體型，鐵素體型，奧氏體型和沉澱硬化型。隨著科學技術日新月異的發展，至今不鏽鋼類型牌號已達100多種，例如不僅具有能在空氣中耐鏽蝕，還具有耐酸功能，這類不鏽鋼被稱作耐酸鋼。

而日後其它研究者發現，為增強不鏽鋼的延展性和可成型性，將不鏽鋼都加入鎳以達此功效。而為降低成本研究者之後又得到標準的不鏽鋼其鉻含量可少於原先14%但不得少於10.5%。最後研究出其質精純，表麵亮度佳#304(沿習了日本的不鏽鋼產品編號)即是18-10，18即表示此不鏽鋼中含鉻18%，10即表示此不鏽鋼中含鎳10%，而其餘72%即為鐵的含量。

不鏽鋼的發明是世界冶金史上的一項重大成就。20世紀初，吉耶(L.B.Guillet)於1904年 1906年和波特萬(A.M.Portevin)於1909 1911年在法國;吉森(W.Giesen)於1907 1909年在英國分別發現了Fe Cr和Fe Cr-Ni合金的耐腐蝕性能。蒙納爾茨(P.Monnartz)於1908-1911年在德國提出了不鏽性和鈍化理論的許多觀點。工業用不鏽鋼的發明者有：布裏爾利(H.Brearly)1912 1913年在英國開發了含Cr12% 13%的馬氏體不鏽鋼;丹齊曾(C.Dantsizen)1911 1914年在美國開發了含Cr14% 16%，C 0.07% 0.15%的鐵素體不鏽鋼;毛雷爾(E.Maurer)和施特勞斯(B.Strauss)1912 1914年在德國開發了含C<1%，Cr 15% 40%，Ni<20%的奧氏體不鏽鋼。1929年，施特勞斯(B.Strauss)取得了低碳18-8(Cr-18%，Ni-8%)不鏽鋼的專利權。為了解決18-8鋼的敏化態晶間腐蝕，1931年德國的霍德魯特(E.Houdreuot)發明了含Ti的18-8不鏽鋼(相當於現在的1Cr18Ni9Ti或AISI 321)。幾乎與此同時，在法國的Unieux實驗室發現了奧氏體不鏽鋼中含有鐵素體時，鋼的耐晶間腐蝕性能會得到明顯改善，從而開發了γ+α雙相不鏽鋼。1946年，美國的史密斯埃塔爾(R.Smithetal)研製了馬氏體沉澱硬化型不鏽鋼17-4PH;隨後既具有高強度又可進行冷加工成形的半奧氏體沉澱硬化不鏽鋼17-7PH和PH15-7Mo等相繼問世。至此，不鏽鋼家族中的主要鋼類，即馬氏體，鐵素體，奧氏體，α+γ雙相以及沉澱硬化型等不鏽鋼種便基本齊全了，且一直延續到現在。當然，40-50年代，節Ni的Cr-Mn-N和Cr-Mn-Ni-N不鏽鋼，超低碳(C≤0.03%)奧氏體不鏽鋼;60年代，γ:α近於1的α+γ雙相不鏽鋼和C+N≤150ppm的高純鐵素體不鏽鋼以及馬氏體時效不鏽鋼的出現，雖然也屬於不鏽鋼領域內的重大進展，但是，這些新鋼種本質上仍屬於前述五大類不鏽鋼，僅僅是具體鋼類中某些鋼種的新發展。不鏽鋼中，除C，Cr,Ni等元素外，根據不同用途對性能的要求，進一步用Mo,Cu,Si,N,Mn,Nb,Ti等元素合金化或進一步降低鋼中的C,Si,Mn,S,P等元素，又研製出許多新鋼種。例如，為解決氯化物的點蝕，縫隙腐蝕用的高純，高鉻鉬鐵素體不鏽鋼00Cr25Ni4Mo4，,00Cr29Mo4Ni2,00Cr30Mo2和高Mo含N的Cr-Ni雙相不鏽鋼00Cr25Ni7Mo3N，00Cr25Ni7Mo3CuN等;為提高低碳，超低碳Cr-Ni奧氏體不鏽鋼的強度和耐蝕性而出現的控氮不鏽鋼;為提高Cr-Ni奧氏體不鏽鋼耐局部腐蝕性能並抑製鋼中金屬間相的析出而研製的高Cr，Mo且高氮量的超級奧氏體不鏽鋼，如00Cr25Ni20Mo6CuN，00Cr24Ni22Mo7Mn3CuN;為耐發煙硝酸以及耐濃硫酸(93% 98%)而發展的高矽(Si 6%)不鏽鋼。此外還有一些專用不鏽鋼問世，例如核能級，硝酸級，尿素級，食品級不鏽鋼等等。據統計，世界範圍內已納入各種標準(包括廠標)的牌號已有百餘種，而未納標的非標準牌號就更多了。盡管如此，目前各工業先進國家大量生產和廣泛應用的不鏽鋼牌號，僅限於馬氏體，鐵素體和奧氏體類的近十幾個牌號。

如今使用的各種不鏽鋼有100多種類型，具有鉻，鎳和其他金屬的不同比例。所有這些鋼都有著獨特的性能，例如寒冷時也容易成形，或者具有抗撞擊，抗鐵鏽的能力。

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