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战前日本不锈钢发展状况
发布者:不锈钢管厂(www.zjhstg.com) 发布时间:2022/6/29 阅读:120

 如前所述,欧美发明现在概念上的不锈钢并用于工业制造是始于1912~1914年。日本于1915年前后就从欧美的文献上已经对不锈钢有所了解,横须贺海军工厂造机部曾经对不锈钢的排出阀门用材料进行过试制试验。可是,日本真正致力于研究、制造不锈钢的部分是吴海军工厂的制钢部,该工厂以大型特殊钢制品的制造为主,一直努力提高兵器用钢的性能和研究开发新材料。该部于1916年研制用于潜水艇炮身、炮架的材料,利用坩埚着手制造13Cr钢,从1918年开始转而使用埃鲁电弧炉进行生产,主要用于潜水艇10cm炮的旋转盘(舰载炮的底盘)。当时该部的不锈钢钢种的名称和规格成分如表2.1所示,该表中钢种的记号EB是取自 Ever Bright Steel的开头字母。

 

 由于当时作为原料的铬铁中碳的含量为8%~5%,偏高,而且进口的金属铬过于昂贵,所以吴海军工厂独自使用含有5%C的铬铁,利用转炉把碳的含量降到0.3%,然后转而利用电弧炉进行精炼来调整成分,开发出了转炉-电弧炉一体的不锈钢制造法,由此可以制造出如表2.2所示成分的不锈钢(1919年)。表2.2中也列出1913年Brearley 制造13Cr钢的成分,两者除了铬的含量有约1%的差异外,其余几乎完全相同。1920年首次制造出不锈钢(13Cr钢)的涡轮叶片,1925年试制了18Cr-8Ni不锈钢的旋转盘。当时制作船舶用涡轮叶片时,主要使用磷青铜,但是在美国用磷青铜制造的叶片由于振动疲劳会发生折损事故,于是人们以此为契机开始研究不锈钢作为替代。与18Cr-8Ni进行比较,人们决定采用振动疲劳限较高的13Cr钢。因此,日本海军也模仿他们于1929年决定用13Cr钢来进行制造。

 

 在民间,1918年八幡制铁所的儿玉晋匡工程师对英国的13Cr不锈钢进行了分析,1920年该所试制了13Cr不锈钢,1923年由日本特殊钢制造了涡轮叶片用不锈钢等等,以13Cr不锈钢为中心进行了一系列不锈钢的研究、制造活动。到大正末年(1926年)为止,有关13Cr不锈钢的研究、制造基本维持在日本国产水平。另一方面,关于奥氏体不锈钢,1928年德国Krupp公司把V2A用于军用。王子火药厂利用进口的18Cr-8Ni 钢制造生产硝酸的设备等等,主要使用的都是进口品,不过1927年左右八幡制铁所也制造了18Cr-8Ni不锈钢厚板,另外其他几家公司也能够制造18Cr-8Ni不锈钢。1931年作为朝日新闻社创立50周年纪念工程,在大阪中之岛建设10层的朝日会馆大厦(图2.1)时,1~3层的外侧壁面、窗框、装饰窗、大门周围及其他部分使用的都是日本国产18Cr-8Ni不锈钢板,这就是当时民间使用不锈钢的例子。在川那边制钢所和日本特殊钢熔炼,在川崎造船所(现川崎制铁)轧成厚3mm、宽1m的不锈钢板,这就是大厦的一部分材料,虽然只是一部分,但却是日本第一次利用不锈钢进行的大厦外部装潢。到1932年日本国内也可以生产工业低碳铬铁,不锈钢的产量随之增加,军队及民间的需求扩大起来。

 

 1931年创立了专门经营不锈钢的日本金属工业,1934年该公司制造的18Cr-8Ni不锈钢板用于陆军王子火药厂的硝酸生产设备。另外,制造特殊钢、轻合金的日本火工(以后的日本冶金工业)也从1936年开始着手制造18Cr-8Ni不锈钢。当时,肥料工业的硝酸、硫酸设备、纸浆工业的亚硫酸装置等民间生产装置,对18Cr-8Ni不锈钢也有所需求。此外,当时作为不生锈金属而被使用的铜、黄铜,由于国际收支方面的原因受到进口限制,作为其代用品,1934年,创立的日本不锈钢开始着手制造低廉的不锈钢,即低C-13Cr不锈钢。而且樋口喜六利用之前开发的低碳铬铁制造法(铬硅化物法),成功地从铬矿石中直接制造出C-13Cr不锈钢。

 

 战争期间,不锈钢主要用于飞机用耐热钢等方面,专门面向军用生产,产量也有所增加,从1936年的1864吨增加到1941年的8453吨,到战争结束前的1944年增至15781吨,可是,进入战时体制后,镍的获得变得十分困难,以至于1941年6月发出了镍禁止令。因此,军队和民间都盛行于开发无镍奥氏体不锈钢,以先行的德国Cr-Mn系和Cr-Mn-N系不锈钢为首,开发了Mn-Cr-V钢和Mn-Cr-V-N钢。在战争期间,海军命令特殊钢制造公司报告的研究内容(145项)中,关于不锈钢的有以下9项,其中有许多题目是关于Cr系不锈钢的。


1. 13Cr不锈钢的研究-添加N2来改善材料质量 (日立制作所)

2. 高强度磁性接线-用于潜水艇发动机转子(住友电工)

3. 不锈钢发条钢线-用于潜水艇机枪发条(住友电工)

4. 不锈钢焊条(日本不锈钢)

5. 改善高铬钢的冲击值(日本不锈钢)

6. 18Cr铸钢的耐海水性-用于鱼雷(日本不锈钢)

7. 耐盐酸合金(日本电解制铁所)

8. 高Cr不锈钢板的电解酸洗(日本金属工业)

9. 利用电弧炉生产低碳不锈钢(日本金属工业)

 

 
 

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