Сто років тому світ почув про чудовий матеріал, який надзвичайно широко застосовується в найрізноманітніших галузях нашого життя, - нержавіючої сталі.
Про технологічні новинки публіка часто дізнається із засобів масової інформації, проте такі повідомлення зазвичай не спираються на дипломатичні джерела. 31 січня 1915 року це правило було порушено. Газета New York Times опублікувала невелику замітку, названу A Non-Rusting Steel. У газетному повідомленні говорилося, що компанія з британського міста Шеффілда випустила на ринок новий вид сталі, «яка не піддається корозії, не тьмяніє і не покривається плямами».
Виробник стверджував, що вона надзвичайно підходить для виготовлення столових приладів, оскільки вироби з неї добре миються і не втрачають блиску при контакті навіть з самою кислою їжею. В якості джерела інформації був названий американський консул в Шеффілді Джон Севідж. Ось так, без великого шуму і з неабияким запізненням, світ дізнався про винахід нержавіючої сталі.
Типи нержавійки
Нержавіючі стали розрізняються властивостями, складом і призначенням, але в цілому їх можна розділити на кілька основних груп за кристалічною структурою: ферритні, аустенітні, мартенситні і двофазні (ферритно-аустенітні). Ферритні нержавіючі - це хромисті (10 − 30% хрому) і низьковуглецеві (менше 0,1%) сталі. Вони досить міцні, пластичні, відносно нескладно обробляються і при цьому дешеві, але не піддаються термічній обробці (загартовуванню). Мартенситні нержавіючі - це хромисті (10 − 17% хрому) сталі, що містять до 1% вуглецю. Вони добре піддаються термообробці (загартовуванню і відпуску), що надає виробам з таких сталей високу твердість (з них роблять ножі, підшипники, ріжучі інструменти). Мартенситні стали складнішими в обробці і через нижчий вміст хрому менш стійки до корозії, ніж ферритні. Аустенітні нержавіючі сталі - хромонікелеві. Вони містять 16-26% хрому і 6-12% нікелю, а також вуглець і молібден. За корозійною стійкістю перевершують ферритні і мартенситні сталі і є немагнітними. Високу міцність отримують при нагартуванні (наклепі), при термообробці (гартуванні) їх твердість зменшується. Двофазні сталі поєднують різні властивості ферритних і аустенітних сталей.
Предки нержавійки
Взагалі-то таку сталь випускали в Європі і США ще до шеффілдських металургів. Звичайна сталь, сплав заліза і вуглецю, легко покривається плівкою оксиду заліза - тобто іржавіє. До слова, саме ця обставина була однією з причин блискучого комерційного успіху американського підприємця Кінга Кемпа Жиллетта, який придумав безпечну бритву. У 1903 році його фірма продала лише 51 лезо, в 1916-му - без малого 91 000, а до 1915 року загальний обсяг продажів перевищив 70 млн. Жиллеттівські леза, на які йшла нелегована сталь з бессемерівських конвертерів, швидко іржавіли і тупилися і тому вимагали частої заміни. Цікаво, що рецепт боротьби з цією хворобою головного металу тодішньої індустрії був давно знайдений. У 1821 році французький геолог і гірський інженер П "єр Бертьє зауважив, що сплави заліза з кульгавом мають хорошу кислотостійкість, і запропонував робити з них кухонні та столові ножі, виделки і ложки. Однак ця ідея довго залишалася благим побажанням, оскільки перші сплави заліза і хрому були дуже крихкими. Лише на початку XX століття були винайдені рецептури сплавів заліза, здатні претендувати на титул нержавіючої сталі. Серед їхніх авторів був один з піонерів американського автомобілебудування Елвуд Хейнс, який збирався використовувати свій сплав для виготовлення металорізального інструменту. У 1912 році він подав заявку на відповідний патент, який був отриманий лише сімома роками пізніше після тривалих суперечок з Бюро патентів США.
Леза для верстатів Gillette робили з твердої вуглецевої сталі. Вони були не дуже довговічні, оскільки легко іржавіли від постійного впливу вологи.
Випадкова знахідка
Але офіційним батьком усім відомої нержавійки став чоловік, який її зовсім не шукав і створив лише завдяки щасливому випадку. Цей жереб випав на долю англійського металурга-самоучки Гаррі Брірлі, який у 1908 році очолив невелику лабораторію, засновану двома шеффілдськими сталеплавильними компаніями. У 1913 році він проводив дослідження сталевих сплавів, які передбачалося використовувати для виготовлення рушничних стовбурів. Наукове металознавство перебувало тоді в зародковому стані, тому Брірлі діяв методом проб і помилок, перевіряючи на міцність і жаропостійкість сплави з різними присадками. Невдалі заготовки він просто складав у кутку, і вони там спокійно іржавіли. Якось він помітив, що відливка, витягнута з електричної печі місяць тому, зовсім не виглядає іржавою, а блищить як нова. Цей сплав містив 85,3% заліза, 0,2% кремнію, 0,44% марганцю, 0,24% вуглецю і 12,8% хрому. Він і став першим у світі зразком тієї сталі, про яку пізніше повідомила газета New York Times. Його виплавили в серпні 1913 року.
А їдальні ножі виробництва однієї з компаній в Шеффілді, можливо, були не такими гострими, але зате добре чинили опір корозії.
Провал і успіх
Брірлі зацікавився незвичайною відливкою і незабаром з'ясував, що вона добре чинить опір дії азотної кислоти. Хоч в якості збройової стали новий сплав успіху і не приніс, Брірлі зрозумів, що цей матеріал знайде безліч інших застосувань. Шеффілд з XVI століття відомий виробами з металу, такими як ножі і столові прилади, так що Брірлі вирішив випробувати свій сплав в цій якості. Однак двоє місцевих фабрикантів, яким він відправив відливки, поставилися до його пропозиції скептично. Вони визнали, що ножі з нової сталі вимагають великих трудовитрат для виготовлення і гарту. Металургійні компанії, в тому числі і та, в якій працював Брірлі, теж не горіли ентузіазмом. Зрозуміло, що і ножувальники, і виробники металу побоювалися, що вироби з нержавіючої сталі виявляться настільки довговічними, що ринок швидко насититься і попит на них впаде. Тому аж до літа 1914 року всі спроби Брірлі переконати промисловців у перспективності нового сплаву ні до чого путнього не призвели.
Але потім йому пощастило. У середині літа доля зіштовхнула його зі шкільним товаришем Ернестом Стюартом. Стюарт, співробітник компанії R.F. Mosley & Co, яка випускала столові прилади, спочатку взагалі не повірив у реальність існування сталі, яка непідвладна іржі, проте погодився у вигляді експерименту виготовити з неї кілька ножів для сиру. Вироби вийшли відмінними, однак Стюарт визнав цю затію невдалою, оскільки його інструменти при виготовленні цих ножів швидко тупилися. Але зрештою Стюарт і Брірлі все-таки підібрали режим нагріву, при якому сталь піддавалася обробці і не ставала крихкою після охолодження. У вересні Стюарт зробив невелику партію кухонних ножів, які він роздав знайомим для тестиро "