如前所述,歐美發明現在概念上的不(bu)銹鋼并用于工業制造是始于1912~1914年。日本于1915年前后就從歐美的文獻上已經對不銹鋼有所了解,橫須賀海軍工廠造機部曾經對不銹鋼的排出閥門用材料進行過試制試驗。可是,日本真正致力于研究、制造不銹鋼的部分是吳海軍工廠的制鋼部,該工廠以大型特殊鋼制品的制造為主,一直努力提高兵器用鋼的性能和研究開發新材料。該部于1916年研制用于潛水艇炮身、炮架的材料,利用坩堝著手制造13Cr鋼,從1918年開始轉而使用埃魯電弧爐進行生產,主要用于潛水艇10cm炮的旋轉盤(艦載炮的底盤)。當時該部的不銹鋼鋼種的名稱和規格成分如表2.1所示,該表中鋼種的記號EB是取自 Ever Bright Steel的開頭字母。


表 2.jpg


   由(you)(you)于當(dang)(dang)時(shi)作為原(yuan)料的(de)(de)鉻(ge)鐵(tie)中(zhong)碳的(de)(de)含量(liang)(liang)為8%~5%,偏高,而且進(jin)口的(de)(de)金屬鉻(ge)過于昂(ang)貴,所以(yi)吳海軍工廠(chang)獨(du)自使用(yong)(yong)含有(you)5%C的(de)(de)鉻(ge)鐵(tie),利(li)(li)用(yong)(yong)轉爐(lu)(lu)把碳的(de)(de)含量(liang)(liang)降(jiang)到0.3%,然后轉而利(li)(li)用(yong)(yong)電(dian)(dian)弧(hu)爐(lu)(lu)進(jin)行精煉(lian)來(lai)調整成分,開(kai)(kai)發(fa)出(chu)了轉爐(lu)(lu)-電(dian)(dian)弧(hu)爐(lu)(lu)一體的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)制(zhi)(zhi)造(zao)法(fa),由(you)(you)此可(ke)以(yi)制(zhi)(zhi)造(zao)出(chu)如表2.2所示成分的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(1919年(nian))。表2.2中(zhong)也(ye)列出(chu)1913年(nian)Brearley 制(zhi)(zhi)造(zao)13Cr鋼(gang)的(de)(de)成分,兩者除了鉻(ge)的(de)(de)含量(liang)(liang)有(you)約1%的(de)(de)差異外,其(qi)余幾(ji)乎完(wan)全(quan)相同。1920年(nian)首次(ci)制(zhi)(zhi)造(zao)出(chu)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(13Cr鋼(gang))的(de)(de)渦(wo)輪(lun)葉(xie)片(pian),1925年(nian)試制(zhi)(zhi)了18Cr-8Ni不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)旋轉盤。當(dang)(dang)時(shi)制(zhi)(zhi)作船舶用(yong)(yong)渦(wo)輪(lun)葉(xie)片(pian)時(shi),主要使用(yong)(yong)磷青銅(tong),但(dan)是(shi)在美國用(yong)(yong)磷青銅(tong)制(zhi)(zhi)造(zao)的(de)(de)葉(xie)片(pian)由(you)(you)于振(zhen)動疲勞(lao)會(hui)發(fa)生折損事故,于是(shi)人(ren)們以(yi)此為契(qi)機開(kai)(kai)始(shi)研究(jiu)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)作為替(ti)代。與18Cr-8Ni進(jin)行比(bi)較(jiao),人(ren)們決定(ding)采用(yong)(yong)振(zhen)動疲勞(lao)限較(jiao)高的(de)(de)13Cr鋼(gang)。因此,日本海軍也(ye)模仿(fang)他們于1929年(nian)決定(ding)用(yong)(yong)13Cr鋼(gang)來(lai)進(jin)行制(zhi)(zhi)造(zao)。


表 2.jpg


  在(zai)民(min)間,1918年(nian)(nian)(nian)八(ba)幡制(zhi)鐵所(suo)(suo)的(de)(de)兒(er)玉(yu)晉匡(kuang)工(gong)程(cheng)師對英(ying)國(guo)的(de)(de)13Cr不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)進(jin)行(xing)了分(fen)析,1920年(nian)(nian)(nian)該所(suo)(suo)試制(zhi)了13Cr不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),1923年(nian)(nian)(nian)由(you)日(ri)(ri)(ri)本特殊(shu)鋼(gang)(gang)(gang)制(zhi)造(zao)(zao)(zao)(zao)了渦輪葉片用(yong)(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)等等,以(yi)13Cr不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)為中(zhong)心(xin)進(jin)行(xing)了一(yi)(yi)(yi)系列不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)研(yan)究、制(zhi)造(zao)(zao)(zao)(zao)活(huo)動。到(dao)(dao)大(da)(da)(da)正末年(nian)(nian)(nian)(1926年(nian)(nian)(nian))為止,有(you)關13Cr不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)研(yan)究、制(zhi)造(zao)(zao)(zao)(zao)基(ji)本維(wei)持在(zai)日(ri)(ri)(ri)本國(guo)產水平(ping)。另一(yi)(yi)(yi)方(fang)面(mian),關于奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),1928年(nian)(nian)(nian)德國(guo)Krupp公(gong)司把(ba)V2A用(yong)(yong)(yong)于軍用(yong)(yong)(yong)。王子火藥廠(chang)利用(yong)(yong)(yong)進(jin)口的(de)(de)18Cr-8Ni 鋼(gang)(gang)(gang)制(zhi)造(zao)(zao)(zao)(zao)生產硝酸(suan)的(de)(de)設備(bei)等等,主(zhu)要(yao)使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)都是(shi)進(jin)口品,不(bu)過1927年(nian)(nian)(nian)左右八(ba)幡制(zhi)鐵所(suo)(suo)也制(zhi)造(zao)(zao)(zao)(zao)了18Cr-8Ni不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)厚板(ban),另外其他幾家(jia)公(gong)司也能夠制(zhi)造(zao)(zao)(zao)(zao)18Cr-8Ni不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。1931年(nian)(nian)(nian)作為朝日(ri)(ri)(ri)新(xin)聞社創(chuang)立50周年(nian)(nian)(nian)紀(ji)念工(gong)程(cheng),在(zai)大(da)(da)(da)阪中(zhong)之島建設10層(ceng)的(de)(de)朝日(ri)(ri)(ri)會館大(da)(da)(da)廈(sha)(sha)(sha)(圖2.1)時,1~3層(ceng)的(de)(de)外側壁面(mian)、窗框、裝(zhuang)飾窗、大(da)(da)(da)門周圍及(ji)(ji)其他部分(fen)使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)都是(shi)日(ri)(ri)(ri)本國(guo)產18Cr-8Ni不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban),這就(jiu)是(shi)當時民(min)間使用(yong)(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)例子。在(zai)川那(nei)邊制(zhi)鋼(gang)(gang)(gang)所(suo)(suo)和日(ri)(ri)(ri)本特殊(shu)鋼(gang)(gang)(gang)熔煉,在(zai)川崎造(zao)(zao)(zao)(zao)船所(suo)(suo)(現川崎制(zhi)鐵)軋成厚3mm、寬1m的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban),這就(jiu)是(shi)大(da)(da)(da)廈(sha)(sha)(sha)的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)部分(fen)材(cai)料,雖然(ran)只是(shi)一(yi)(yi)(yi)部分(fen),但卻是(shi)日(ri)(ri)(ri)本第一(yi)(yi)(yi)次利用(yong)(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)進(jin)行(xing)的(de)(de)大(da)(da)(da)廈(sha)(sha)(sha)外部裝(zhuang)潢(huang)。到(dao)(dao)1932年(nian)(nian)(nian)日(ri)(ri)(ri)本國(guo)內也可以(yi)生產工(gong)業低碳(tan)鉻(ge)鐵,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)產量(liang)隨之增(zeng)加(jia),軍隊及(ji)(ji)民(min)間的(de)(de)需求擴大(da)(da)(da)起來。


圖 1.jpg


  1931年(nian)創立了(le)專門(men)經營(ying)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)日(ri)(ri)本金(jin)屬工(gong)業,1934年(nian)該公(gong)司制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)的(de)(de)(de)18Cr-8Ni不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)板用于陸(lu)軍王(wang)子火(huo)藥(yao)廠的(de)(de)(de)硝酸生(sheng)產設(she)備。另外,制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)特殊鋼(gang)(gang)、輕合金(jin)的(de)(de)(de)日(ri)(ri)本火(huo)工(gong)(以后的(de)(de)(de)日(ri)(ri)本冶金(jin)工(gong)業)也(ye)從1936年(nian)開(kai)始著(zhu)手制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)18Cr-8Ni不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。當時(shi),肥(fei)料(liao)工(gong)業的(de)(de)(de)硝酸、硫酸設(she)備、紙漿工(gong)業的(de)(de)(de)亞硫酸裝(zhuang)置等民間(jian)生(sheng)產裝(zhuang)置,對18Cr-8Ni不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)也(ye)有所需求(qiu)。此外,當時(shi)作(zuo)為(wei)不生(sheng)銹(xiu)(xiu)(xiu)金(jin)屬而被使(shi)用的(de)(de)(de)銅(tong)、黃銅(tong),由于國際收支方面的(de)(de)(de)原因受到進口(kou)限制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),作(zuo)為(wei)其代用品,1934年(nian),創立的(de)(de)(de)日(ri)(ri)本不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)開(kai)始著(zhu)手制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)低廉的(de)(de)(de)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),即低C-13Cr不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。而且樋口(kou)喜六利用之(zhi)前(qian)開(kai)發的(de)(de)(de)低碳鉻鐵制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)法(fa)(鉻硅化物法(fa)),成(cheng)功地從鉻礦石中(zhong)直(zhi)接制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)出C-13Cr不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。


  戰爭期間,不銹鋼主要用于飛機用耐熱(re)鋼(gang)等方面,專門面向軍用生產,產量也有所增加,從1936年的1864噸增加到1941年的8453噸,到戰爭結束前的1944年增至15781噸,可是,進入戰時體制后,鎳的獲得變得十分困難,以至于1941年6月發出了鎳禁止令。因此,軍隊和民間都盛行于開發無鎳奧氏體不銹鋼,以先行的德國Cr-Mn系和Cr-Mn-N系不銹鋼為首,開發了Mn-Cr-V鋼和Mn-Cr-V-N鋼。在戰爭期間,海軍命令特殊鋼制造公司報告的研究內容(145項)中,關于不銹鋼的有以下9項,其中有許多題目是關于Cr系不銹鋼的。


1. 13Cr不(bu)銹鋼的研究-添加N2來(lai)改善材料質量 (日立制(zhi)作所)


2. 高強度磁性(xing)接線-用于潛水艇發動機轉子(zi)(住(zhu)友(you)電工)


3. 不(bu)銹鋼(gang)發條鋼(gang)線(xian)-用(yong)于(yu)潛水艇機槍發條(住友電工)


4. 不(bu)(bu)銹(xiu)鋼焊條(tiao)(日本不(bu)(bu)銹(xiu)鋼)


5. 改善(shan)高鉻鋼(gang)的沖擊值(日本不銹鋼(gang))


6. 18Cr鑄鋼的(de)耐(nai)海水(shui)性-用于(yu)魚雷(日本不銹鋼)


7. 耐(nai)鹽(yan)酸(suan)合金(日本電解制鐵所(suo))


8. 高Cr不銹鋼板的電解酸洗(日本金屬工業)


9. 利用電弧爐(lu)生產低(di)碳不(bu)銹鋼(日(ri)本(ben)金屬(shu)工業(ye))