ما هو عصر الفولاذ المقاوم للصدأ 1.0؟

عصر الفولاذ المقاوم للصدأ 1.0 هي المرحلة الجنينية، والتي استمرت لأكثر من نصف قرن من أواخر القرن التاسع عشر إلى أوائل الخمسينيات. تشمل الإنجازات الرئيسية للمرحلة الجنينية للفولاذ المقاوم للصدأ ما يلي: اكتشاف الكروم، واكتشاف مبدأ فيلم تخميل الكروم للفولاذ المقاوم للصدأ، واختراع وتسمية الفولاذ المقاوم للصدأ التجاري، وبناء نظام تصنيف معادن الفولاذ المقاوم للصدأ، ومحاولة واختراق تطبيق الفولاذ المقاوم للصدأ. في المرحلة الجنينية للفولاذ المقاوم للصدأ، لعب علماء المعادن ورجال الأعمال المبتكرون دورًا رائدًا.

الكروم هو العنصر الحاسم في تحول سبائك الفولاذ إلى الفولاذ المقاوم للصدأ. في عام 1797، اكتشف الكيميائي الفرنسي لويس نيكولاس فاوكيلين أكسيد الكروم في خام الرصاص الأحمر من سيبيريا، وفي عام 1798 قام بفصل معدن جديد - الكروم. في عام 1908، نشر فيليب مونارتس من ألمانيا بحثًا في مجلة علم المعادن، استخدم فيه مصطلح "التخميل" لأول مرة، وأشار فيه إلى أهمية محتوى الكروم بنسبة 12%، وشرح المبدأ العلمي لماذا يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ "غير قابل للصدأ".

  يُعتقد عمومًا أن اكتشاف وتسمية الفولاذ المقاوم للصدأ التجاري قد اكتمل على يد البريطاني هاري برييرلي. ولد هاري برييرلي في شيفيلد، عاصمة المعادن في المملكة المتحدة، وكان كيميائيًا في فيرث، وهي شركة فولاذ محلية مهمة. في 20 أغسطس 1913، نظم هاري بيرلي إنتاج فرن من الفولاذ المقاوم للصدأ بمحتوى كروم 12.8% ومحتوى كربون 0.24%. كان هذا أول إنتاج تجاري حقيقي للفولاذ المقاوم للصدأ. في يونيو 1914، التقى هاري برييرلي بالصدفة بتاجر السكاكين ستيوارت وحاول إنتاج سكين الجبن. استخدم ستيوارت لأول مرة مصطلح "الفولاذ المقاوم للصدأ" والذي تم استخدامه على نطاق واسع لاحقًا. استخدم Firth Steel أيضًا نفس الاسم في إعلان عام 1915.

في عصر الفولاذ المقاوم للصدأ 1.0، نظرًا لأن تكنولوجيا الصهر كانت مركزة في أيدي المخترعين الأوائل ومصانع الفولاذ الأولى العاملة في إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ، وكانت محمية بشكل صارم بموجب قوانين براءات الاختراع، فقد تركز إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل أساسي في الفولاذ المقاوم للصدأ الثلاثة مسقط رأس المملكة المتحدة وألمانيا والولايات المتحدة. اخترع هاري برييرلي من شيفيلد بالمملكة المتحدة الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي (فولاذ السكين)، والذي تم إنتاجه لأول مرة بواسطة شركة فيرث ستيل. قام بينو شتراوس وإدوارد مورير من ألمانيا باختراع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المصنوع من الكروم والنيكل، وتقدما بطلب للحصول على براءة اختراع في عام 1912، وعرضا المنتجات ذات الصلة في معرض مالم.ö معرض في السويد عام 1914. إلوود هاينز من كومو، إنديانا، ال الولايات المتحدة، حصلت على براءة اختراع للفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي في عام 1919، واثنين من العلماء الأمريكيين الآخرين، فريدريك م. يعتبر بيكيت وكريستيان دانتسيزن مخترعي الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد التجاري. من أجل حل التداخل والنزاعات حول براءات اختراع الفولاذ المقاوم للصدأ، قام هاري بريرلي، وإلوود هاينز وفيرث ستيل، وبيت لحم ستيل، وكاربنتر ستيل، وكروسيبل ستيل، وميدفيل ستيل بتأسيس شركة قابضة لبراءات الاختراع، وهي شركة الصلب الأمريكية، في بيتسبرغ. ، الولايات المتحدة الأمريكية في عام 1918 لإدارة الاستخدام المصرح به لبراءات اختراع الفولاذ المقاوم للصدأ وتحصيل 20٪ من عائدات براءات الاختراع لمصانع الصلب.

كان الفولاذ المقاوم للصدأ في يوم من الأيام أحد أصعب السبائك في صهره وصقله. كانت تكلفة الإنتاج الإجمالية لصهر عناصر السبائك في المرحلة الجنينية للفولاذ المقاوم للصدأ مرتفعة، وكان سعرها أعلى بـ 15 مرة من سعر الفولاذ العادي. لذلك، في الأيام الأولى، تم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل أساسي لإنتاج المنتجات المدنية الأكثر روعة والمتانة، أو المعدات والمنتجات الخاصة التي تتطلب خصائص خاصة (مثل صمامات عادم محركات الطائرات). أدت حماية براءات الاختراع وارتفاع تكاليف الصهر إلى تجاوز إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ العالمي مليون طن في عام 1950.

قبل عام 1930، كان هناك ثلاثة أنواع فقط من الفولاذ المقاوم للصدأ: مارتنسيت، الأوستينيت، والفريت. في وقت لاحق، من أجل حل مشاكل التآكل بين الحبيبات والتآكل الإجهادي للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، اخترع علماء المعادن في شركة Avesta Ironworks في السويد الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج الذي يحتوي على هياكل مجهرية من الفريت والأوستينيت. أصبح هذا الفولاذ المقاوم للصدأ شائعًا تدريجيًا بعد السبعينيات مع تحسين عملية تكرير الفولاذ المقاوم للصدأ. في الأربعينيات من القرن العشرين، من أجل تحسين قوة الفولاذ المقاوم للصدأ، طورت شركات الصلب في لوكسمبورغ والولايات المتحدة الفولاذ المقاوم للصدأ المتصلب بالترسيب عن طريق إضافة عناصر صناعة السبائك مثل الموليبدينوم والتيتانيوم والتنغستن إلى الفولاذ المقاوم للصدأ مارتنسيت والأوستينيت.

في مرحلة التطبيق المبكرة للفولاذ المقاوم للصدأ، لعب بعض رواد الأعمال المغامرين دورًا رائدًا. قام والتر بيرسي كرايسلر، مؤسس شركة كرايسلر للسيارات، بتنظيم بناء أطول مبنى في العالم، مبنى كرايسلر، من عام 1928 إلى عام 1930، باستخدام سبيكة كروب V2A، التي تحتوي على 18٪ كروم و 8٪ نيكل. تمت تغطية تاج الهيكل الفولاذي لمبنى كرايسلر بـ 4500 لوح من الفولاذ المقاوم للصدأ تحتوي على النيكل، ويبلغ وزنها الإجمالي 27 طنًا. وبعد مرور أكثر من 100 عام، تمكن التاج المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ لمبنى كرايسلر من الصمود أمام التآكل الناجم عن الرياح والأمطار والدخان والغبار. وفي مجال التصنيع، قام إدوارد جوان بود، مؤسس شركة Budd Manufacturing Company، بتطوير تصنيع وتطبيق الفولاذ المقاوم للصدأ في عربات القطارات وهياكل السيارات والطائرات ومقطورات الشاحنات وغيرها من المنتجات المهمة. في مايو 1934، قامت شركة Budd Manufacturing Company بتسليم "Budd Manufacturing Company" "Budd Manufacturing Breeze" بهيكل من الفولاذ المقاوم للصدأ إلى شركة Chicago Burlington Quincy للسكك الحديدية، إيذانًا ببدء عصر أجسام القطارات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يجعل القطارات أكثر أمانًا ومقاومة للحريق، وأخف وزنًا، وأقوى، وأقل صيانة وإصلاحًا ، تكاليف تشغيل أقل، أكثر راحة وأسرع. وفي وقت لاحق، قام بدر بتوسيع مفهوم تطبيق الفولاذ المقاوم للصدأ ليشمل المزيد من المركبات.

في عصر الفولاذ المقاوم للصدأ 1.0، كان الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الذي يحتوي على 18% كروم و8% نيكل هو الدرجة الأكثر شيوعًا، لأن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المحتوي على النيكل أسهل في الصهر والمعالجة واللحام، كما أنه يتمتع بمقاومة للتآكل في معظم البيئات.