如前所述,歐美發明現在概念上的不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(fa)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


   由于(yu)當時作(zuo)為原(yuan)料的(de)(de)(de)(de)(de)鉻鐵(tie)(tie)中碳的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)為8%~5%,偏(pian)高,而(er)且進(jin)(jin)口(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)金屬鉻過于(yu)昂貴,所以吳海軍(jun)工廠(chang)獨自使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)含(han)有(you)5%C的(de)(de)(de)(de)(de)鉻鐵(tie)(tie),利用(yong)(yong)(yong)(yong)轉爐(lu)把碳的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)降(jiang)到0.3%,然(ran)后(hou)轉而(er)利用(yong)(yong)(yong)(yong)電弧爐(lu)進(jin)(jin)行(xing)精煉(lian)來調整(zheng)成分(fen),開發出了轉爐(lu)-電弧爐(lu)一(yi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)制造(zao)法,由此可以制造(zao)出如表2.2所示成分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(1919年)。表2.2中也列出1913年Brearley 制造(zao)13Cr鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)成分(fen),兩者除了鉻的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)有(you)約1%的(de)(de)(de)(de)(de)差異外,其余幾乎完全(quan)相同。1920年首(shou)次制造(zao)出不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(13Cr鋼(gang)(gang))的(de)(de)(de)(de)(de)渦輪(lun)葉(xie)片(pian)(pian),1925年試制了18Cr-8Ni不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)旋轉盤。當時制作(zuo)船舶用(yong)(yong)(yong)(yong)渦輪(lun)葉(xie)片(pian)(pian)時,主要使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)磷(lin)青銅(tong),但是在美國(guo)用(yong)(yong)(yong)(yong)磷(lin)青銅(tong)制造(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)葉(xie)片(pian)(pian)由于(yu)振動疲勞會發生折損(sun)事故,于(yu)是人(ren)們(men)以此為契機開始研究(jiu)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)作(zuo)為替代。與18Cr-8Ni進(jin)(jin)行(xing)比較(jiao),人(ren)們(men)決定采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)振動疲勞限較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)13Cr鋼(gang)(gang)。因此,日(ri)本海軍(jun)也模(mo)仿他們(men)于(yu)1929年決定用(yong)(yong)(yong)(yong)13Cr鋼(gang)(gang)來進(jin)(jin)行(xing)制造(zao)。


表 2.jpg


  在(zai)民間,1918年(nian)(nian)(nian)八(ba)(ba)幡制(zhi)(zhi)鐵(tie)所(suo)(suo)的(de)(de)兒(er)玉晉(jin)匡工程師對(dui)英國(guo)(guo)的(de)(de)13Cr不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)進(jin)行(xing)了(le)(le)分(fen)(fen)析,1920年(nian)(nian)(nian)該(gai)所(suo)(suo)試制(zhi)(zhi)了(le)(le)13Cr不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),1923年(nian)(nian)(nian)由日(ri)本(ben)特殊鋼(gang)(gang)(gang)(gang)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)了(le)(le)渦輪葉片(pian)用(yong)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)等(deng)等(deng),以(yi)13Cr不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)為(wei)中心(xin)進(jin)行(xing)了(le)(le)一系列不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)研究(jiu)、制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)活動。到大(da)(da)正末(mo)年(nian)(nian)(nian)(1926年(nian)(nian)(nian))為(wei)止,有關13Cr不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)研究(jiu)、制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)基本(ben)維持(chi)在(zai)日(ri)本(ben)國(guo)(guo)產(chan)水平。另一方(fang)面,關于奧氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),1928年(nian)(nian)(nian)德國(guo)(guo)Krupp公司把V2A用(yong)于軍用(yong)。王子火藥廠利用(yong)進(jin)口(kou)(kou)的(de)(de)18Cr-8Ni 鋼(gang)(gang)(gang)(gang)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)生(sheng)產(chan)硝酸(suan)的(de)(de)設備等(deng)等(deng),主要(yao)使(shi)(shi)用(yong)的(de)(de)都是進(jin)口(kou)(kou)品,不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)過1927年(nian)(nian)(nian)左右八(ba)(ba)幡制(zhi)(zhi)鐵(tie)所(suo)(suo)也(ye)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)了(le)(le)18Cr-8Ni不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)厚板(ban),另外(wai)其他幾家公司也(ye)能夠制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)18Cr-8Ni不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。1931年(nian)(nian)(nian)作為(wei)朝(chao)日(ri)新聞社創立50周(zhou)年(nian)(nian)(nian)紀(ji)念工程,在(zai)大(da)(da)阪中之(zhi)島建設10層的(de)(de)朝(chao)日(ri)會館大(da)(da)廈(圖2.1)時(shi),1~3層的(de)(de)外(wai)側(ce)壁面、窗框、裝飾窗、大(da)(da)門周(zhou)圍(wei)及(ji)其他部(bu)(bu)分(fen)(fen)使(shi)(shi)用(yong)的(de)(de)都是日(ri)本(ben)國(guo)(guo)產(chan)18Cr-8Ni不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban),這就是當時(shi)民間使(shi)(shi)用(yong)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)例子。在(zai)川那邊制(zhi)(zhi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)所(suo)(suo)和(he)日(ri)本(ben)特殊鋼(gang)(gang)(gang)(gang)熔煉,在(zai)川崎造(zao)(zao)船所(suo)(suo)(現(xian)川崎制(zhi)(zhi)鐵(tie))軋(ya)成厚3mm、寬1m的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban),這就是大(da)(da)廈的(de)(de)一部(bu)(bu)分(fen)(fen)材料,雖然只(zhi)是一部(bu)(bu)分(fen)(fen),但卻是日(ri)本(ben)第一次利用(yong)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)進(jin)行(xing)的(de)(de)大(da)(da)廈外(wai)部(bu)(bu)裝潢(huang)。到1932年(nian)(nian)(nian)日(ri)本(ben)國(guo)(guo)內也(ye)可以(yi)生(sheng)產(chan)工業低碳鉻鐵(tie),不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)產(chan)量隨之(zhi)增加(jia),軍隊(dui)及(ji)民間的(de)(de)需求擴大(da)(da)起來。


圖 1.jpg


  1931年(nian)(nian)創立了專門經營不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)日(ri)(ri)本金(jin)屬(shu)工(gong)(gong)業(ye),1934年(nian)(nian)該公(gong)司制造(zao)的(de)(de)(de)18Cr-8Ni不(bu)銹(xiu)鋼板(ban)用(yong)于陸軍(jun)王子火(huo)藥廠(chang)的(de)(de)(de)硝(xiao)酸(suan)(suan)生(sheng)(sheng)產設備。另外(wai),制造(zao)特殊(shu)鋼、輕(qing)合金(jin)的(de)(de)(de)日(ri)(ri)本火(huo)工(gong)(gong)(以后的(de)(de)(de)日(ri)(ri)本冶金(jin)工(gong)(gong)業(ye))也(ye)從1936年(nian)(nian)開(kai)始(shi)著(zhu)手制造(zao)18Cr-8Ni不(bu)銹(xiu)鋼。當(dang)(dang)時,肥料工(gong)(gong)業(ye)的(de)(de)(de)硝(xiao)酸(suan)(suan)、硫酸(suan)(suan)設備、紙漿(jiang)工(gong)(gong)業(ye)的(de)(de)(de)亞(ya)硫酸(suan)(suan)裝置等民間生(sheng)(sheng)產裝置,對18Cr-8Ni不(bu)銹(xiu)鋼也(ye)有所需求(qiu)。此外(wai),當(dang)(dang)時作為不(bu)生(sheng)(sheng)銹(xiu)金(jin)屬(shu)而被使用(yong)的(de)(de)(de)銅、黃銅,由于國際(ji)收支方面的(de)(de)(de)原因受到進(jin)口限(xian)制,作為其(qi)代用(yong)品,1934年(nian)(nian),創立的(de)(de)(de)日(ri)(ri)本不(bu)銹(xiu)鋼開(kai)始(shi)著(zhu)手制造(zao)低(di)廉的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼,即低(di)C-13Cr不(bu)銹(xiu)鋼。而且樋口喜六利用(yong)之前開(kai)發的(de)(de)(de)低(di)碳鉻鐵制造(zao)法(鉻硅化物(wu)法),成(cheng)功地從鉻礦石中直接制造(zao)出(chu)C-13Cr不(bu)銹(xiu)鋼。


  戰爭期間,不銹鋼主要用于飛機用耐熱鋼等方面,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來改善材料質量 (日立制作所)


2. 高強度磁性接線-用(yong)于潛水艇發動機轉子(住友(you)電工)


3. 不銹(xiu)鋼發(fa)條鋼線-用于(yu)潛水艇機槍發(fa)條(住友電工)


4. 不(bu)銹鋼焊條(日本(ben)不(bu)銹鋼)


5. 改善高鉻鋼的沖擊值(zhi)(日(ri)本不銹鋼)


6. 18Cr鑄鋼的耐(nai)海水性-用于魚雷(日本(ben)不銹鋼)


7. 耐(nai)鹽酸合金(jin)(日(ri)本電(dian)解制(zhi)鐵所)


8. 高Cr不銹鋼板的電解酸洗(日本金屬工業)


9. 利用電弧爐生產低碳(tan)不(bu)銹鋼(gang)(日本(ben)金屬(shu)工(gong)業)