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纪念合金钢诞生200周年
作者:admin    发布日期:2020/5/18     关注次数:      二维码分享
合金钢(alloy steel)就是钢里除铁、碳外,加入其他的合金元素。根据添加元素的不同,并采取适当的加工工艺,可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。据上海大学材料科学与工程学院院长董瀚在中国冶金材料大讲堂的介绍,自从1820年开始,法拉第首次提出了向钢中添加某些元素来增强性能的概念以来,合金钢的发展距今已有200年的历史。
法拉第——合金钢之父
迈克尔·法拉第,电磁感应之父,电学之父,交流电之父,发明了人类第一台发电机,同时他也是合金钢之父!尽管未发展出有实际用途的钢种,但是法拉第被认为是合金钢发展的先驱。
1820-1822年,法拉第往熔化的钢液里分别加入铬、镍、铂、铭、铜、金、银、铂,然后测试加入这些元素之后,钢铁性能的变化。其中加入铂金的实验,钢铁含铂量高达2.5%
法拉第制作的合金钢,含铬量为2.3%,含镍量为2.2%,含铂量为2.5%,含锗量为1.6%,含铜量为2.79%,含银量为1%。有的合金钢中还同时加入了0.75%的金和2.1%的镍,所有的合金钢中都含有0.75%至1.5%的碳。
法拉第把他冶炼合金钢的研究成果写成了论文,在1822年提交给英国皇家学会,其中比较重要的论文是1822年发表的《关于合金钢》。和论文一起交给皇家学会的,还有79块合金钢样品。他炼制的合金钢当中没有用到锰。这是因为直到1819年,法拉第才从矿物中提取到锰,可能是由于当时获得锰比较困难,而没有使用锰来炼制合金钢。

法拉第是第一个系统研究合金钢并取得成就的科学家,他提出了向钢中添加某些元素来增强性能的概念。当初拿到他合金钢样品的sheiffeld冶炼厂,后来发明了锰钢和硅钢,从而促进了钢铁冶金的全面发展。

合金钢发展简史

1820-1822年,法拉第往熔化的钢液里分别加入铬、镍、铂、铭、铜、金、银、铂,然后测试加入这些元素之后,钢铁性能的变化。
1868年,未解决碳素工具钢速度慢和温度低的问题,英国人马希特(R.F.Mushet)研制出高碳高钨自淬火刀具钢。进过进一步改进,发展处来大量使用的W18Cr4V1高速钢(1906年),现在大量应用的是M2型高速钢。
1870年在美国用铬钢(1.5~2.0%Cr)在密西西比河上建造了跨度为 158.5米的大桥;稍后,一些工业国家改用镍钢(3.5%Ni)建造大跨度的桥梁,或用于修造军舰。
1882年,英国的Hadfield——现代合金钢的奠基人,通过研究Si、Mn对钢的影响,研制出高碳高锰奥氏体耐磨钢,成分至今未变的Hadfield钢,于1892年应用于电车轨道道岔。
1884年,Hadfield又发明了硅钢(功能钢铁材料),并在1903年制出第一台铁损小的变压器,
1901年在西欧出现了高碳铬滚动轴承钢。
1910年又发展出了18W-4Cr-1V型的高速工具钢,进一步把切削速度提高到30米/分。
20世纪20年代以后,不锈钢和耐热钢在这段期间问世了。
1920年德国人毛雷尔 (E.Maurer) 发明了18-8型不锈耐酸钢。
1929年在美国出现了Fe-Cr-Al电阻丝。
1939年德国在动力工业开始使用奥氏体耐热钢。
第二次世界大战以后至60年代,主要是发展高强度钢和超高强度钢的时代,由于航空工业和火箭技术发展的需要,出现了许多高强度钢和超高强度钢新钢种,如沉淀硬化型高强度不锈钢和各种低合金高强度钢等是其代表性的钢种。60年代以后,许多冶金新技术,特别是炉外精炼技术被普遍采用,合金钢开始向高纯度、高精度和超低碳的方向发展,又出现了马氏体时效钢、超纯铁素体不锈钢等新钢种。
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