05.12.2019

Нержавеющая сталь в историческом контексте

История человечества тесно связана с историей материалов и их прочностью

Новые материалы со временем меняли жизнь людей. Главные материалы, повлиявшие на человеческую историю это камень, бронза, железо, полимеры. Первые из них дали названия целым эпохам развития человечества.

Сегодня мы поговорим о нержавеющей стали, нашедшей широкое применение в машино- и приборостроении, производстве трубы нержавейки, в пищевой промышленности, бытовых изделиях, медицине, архитектуре, искусстве.

Отличительные особенности нержавеющей стали заключаются в высокой устойчивости к коррозии в атмосфере и агрессивных средах по сравнению с обычной сталью.

Хронология событий предшествующая появлению нержавеющей стали:

1820-1821 годы - способность сплава железа с хромом сопротивляться кислотной коррозии заметили Майкл Фарадей и Пьер Бертье. Но они не смогли получить сплав с высоким содержанием хрома, так как ещё не знали о роли низкого содержания углерода.

1858 год - Мюшетт получил сталь, содержащую 1,85 % углерода, 9 % вольфрама и 2,5 % марганца. Данная сталь разрабатывалась для изготовления резцов металлообрабатывающих станков. В 1871 году началось промышленное производство этих сталей.

1913 год - Гарри Брирли в процессе экспериментов со свойствами сплавов обнаружил способность стали с высоким содержанием хрома сопротивляться кислотной коррозии.

Коррозийная стойкость у нержавеющей стали образуется благодаря тому, что на хромсодержащей поверхности, контактирующей с агрессивной средой, формируется тонкая плёнка нерастворимых окислов. При этом на антикоррозирующие свойства влияет состояние поверхности материала, отсутствие внутренних напряжений и кристаллических дефектов.

Существует интересное правило ^N/₈, для выбора антикоррозийного сплава. Если к железу добавлять металл устойчивый против коррозии, например хром, то защитное действие проявляется скачкообразно при добавлении ¹/₈, ²/₈,…, ^N/₈ моль второго металла.

Помимо хрома нержавеющая сталь содержит элементы, сопутствующие железу в сплавах (углерод, кремний, марганец, сера, фосфор) и элементы для придания стали необходимых физико-механических свойств и стойкости против коррозии (никель, марганец, титан, ниобий, кобальт, молибден).

Нержавеющая сталь применяется как в литом состоянии, так и в деформированном.

По прогнозам объём выплавки нержавеющей стали в 2019 году в мире достигнет максимального уровня в 52,1 млн. тонн. Это составит 3% рост по отношению к предыдущему рекорду, достигнутому в 2018 году.

Злыгостев А.С.