ステンレス鋼が発明されたのはいつですか?

ハリー・ブレアリーがステンレス鋼を発明

ハリー・ブレアリー

ハリー・ブレアリーがステンレス鋼を発明

今日、私たちはキッチン用品から建設機械、輸送機器まで、ほぼ毎日のようにステンレス製品を使用しています。 しかし、ステンレス鋼がいつ発明されたか知っていますか? ステンレス鋼が発明されたとき、世界はどのようなものでしたか? 当時の人々は、明日の世界で重要な役割を果たす革新的な素材を作成していることに気づいていましたか? これらの一見単純な質問には、多くの歴史的および技術的背景が含まれています。

ステンレス鋼が発明されたのはいつですか?

ステンレス鋼は、1913 年にイギリスの科学者、ハリー ブレアリーによって発明されました。 当時、彼は当時の英国の製造業で生じていた問題を解決するために、腐食に強い素材を探していました。 彼は鉄にクロムを加えて、今日ステンレス鋼として知られている新しい合金を作りました。 この発明は、現代のステンレス鋼工場に革命をもたらし、人々に強力で耐腐食性の材料を提供しました。

この記事では、ステンレス鋼の発明の歴史的背景と現代社会への影響を掘り下げ、現代世界で最も一般的な素材の XNUMX つになった経緯を探ります。

パート1

ステンレス鋼の発明の背景

PART TWO

ステンレス鋼の発明が当時の産業に与えた影響

第3部

ステンレス鋼と従来の鋼の違い

第四部

ステンレスの今後の展望

ステンレス鋼の発明の背景

ステンレス鋼の発明の背景は、19世紀初頭の産業革命にさかのぼることができます。 当時、産業や工場の急速な発展と都市化の加速に伴い、工場での鋼材の需要が高まっていました。 しかし、従来の鋼材には深刻な問題があり、環境腐食に脆弱です。 この問題は、海洋、化学、および食品産業で特に顕著でした。

そのため、科学者たちは、耐食性を備えた新しいタイプの鋼材を作成する方法を研究し始めました。 次の科学者は、ステンレス鋼の発明プロセスに多大な貢献をしました。

  • ステンレス鋼の開発を試みた最初の科学者は英国の化学者であり、 パーキンス、彼は19世紀初頭に染料に使用できる合成方法を発見しました。そこでは、使用される合成剤はステンレス鋼で一般的に使用されるクロメートです.
  • その後、ドイツの科学者 アウグスト・W・フォン・ホフマン 1861年、クロムには耐食性があることが発見され、その後の科学者はクロム含有合金の耐食性を探求するようになりました.
  • その後、ドイツの科学者 アルバート・フォン・オステン 1912年、クロムを含むステンレス鋼の開発に成功しました。これは、ステンレス鋼の発明の歴史における重要なマイルストーンのXNUMXつです。

この文脈で、英国の科学者ハリー・ブレアリーもステンレス鋼の発明に身を投じました。 Brearley は実験室で数多くの実験を行い、さまざまな異なる合金元素を追加して新しい材料を探索しようとしました。 彼の最初の目標は、銃身の耐久性と耐腐食性を向上させる方法を研究することでした。 しかし、研究が進むにつれ、鋼材自体に目を向けるようになり、新しいより良い鋼材を見つけようとしました。

ステンレス鋼中のクロム

継続的なテストの後、Brearley は、クロム含有量が 10.5% を超えると、鋼が腐食に耐えることができることを発見しました。 最後に、彼は鋼にクロムを添加する方法を発見し、1913年にステンレス鋼の発明が成功し、これが現代のステンレス鋼の感覚です. このステンレス鋼の発明は当時センセーションを巻き起こし、ステンレス鋼の時代の到来を告げただけでなく、科学者としてのブレアリーの評判を確立しました。 彼のステンレス鋼の発明は業界の不可欠な要素となり、人々の生産と生活に大きな影響を与えました。

ステンレス鋼の発明は科学技術のブレークスルーであり、クロムの化学的性質を利用して、酸素、水、酸などの腐食性物質による鋼の浸食を防ぐことに成功しました。 このステンレス鋼の発明により、通常の鋼にはない特性が生まれ、鋼材の適用範囲が大きく広がり、近代的なステンレス工場の発展が促進されました。

要するに、ステンレス鋼の発明は人間の産業の歴史における大きな成果であり、その適用範囲は拡大し続けており、現代社会の構築と発展に重要な役割を果たしてきました。

1913年のステンレス鋼の発明は、当時のステンレス鋼工場に大きな影響を与えました。 その時代、ステンレス工場の急速な発展は生産性と機会をもたらしましたが、鋼材の腐食の問題は人々を悩ませていました。 ステンレス鋼の発明はこの問題を解決し、産業部門に大きな改善をもたらしました。

ステンレス鋼の発明後の最初の数年間、工場はステンレス鋼を使用して耐久性があり、耐腐食性の機械や工具を製造し始め、生産効率と製品品質を大幅に改善しました. たとえば、化学、製紙、製薬、食品などの産業では、発明されたステンレス鋼は優れた耐食性のために広く使用されており、従来の鉄材料に取って代わる新しい材料となっています。 また、ステンレス鋼は靭性と強度に優れているため、航空機、自動車、船舶、その他の輸送部品の製造にも使用されています。 医療機器、食器、時計などの日用品を製造する工場でも、従来の金属材料が徐々にステンレス鋼に置き換わり始めました。 全体として、当時のステンレス鋼の適用範囲は比較的限られていましたが、産業工場での優れた性能と幅広い適用の見通しにより、人々はそれをさらに研究し、促進するようになりました.

ステンレス列車

ステンレス鋼の発明により、工場はより耐久性と信頼性の高い材料と製品をより効率的に生産できるようになり、当時の社会により多くの利便性と経済的利益がもたらされました。 同時に、ステンレス鋼の発明は、材料科学と関連する工場の研究に新しいアイデアと方向性をもたらし、科学と技術の進歩のための新しい分野を切り開きました。

ハリー・ブレアリーがステンレス鋼を発明した後、人々は高温合金、高強度合金などの特殊な特性を持つ他の合金材料の研究と開発を始めました。これらの新しい材料の発明と応用は、航空宇宙、軍事の開発を促進しました。 、原子力産業、およびその他の工場。 さらに、ステンレス鋼の防食特性は、人々に材料の耐食性を研究するよう促し、防食材料の研究と応用を促進しています。 したがって、ステンレス鋼の発明は、材料科学および関連分野に新しいアイデアと方向性を提供し、材料科学と技術の進歩を促進しました。

ステンレス鋼と従来の鋼の違い

ステンレス鋼と従来の鋼の主な違いは、合金元素の添加です。 従来のスチールには炭素が多く含まれており、サビや腐食が発生しやすくなっています。 一方、ステンレス鋼の発明により、鋼の表面を腐食から保護する緻密な酸化膜を形成できるクロム、ニッケル、モリブデンなどの合金元素が追加されました。 ステンレス鋼工場はまた、高品質のステンレス鋼製品を生産するために最新の設備と技術を採用しています。 これらの利点により、ステンレス鋼は多くの分野で従来の鋼に取って代わることができました

ステンレス鋼中のクロム

具体的には、クロムはステンレス鋼の発明において最も重要な合金元素の XNUMX つであり、酸素と反応して緻密な酸化クロム膜を形成し、鋼表面のさらなる腐食を防止します。 さらに、ステンレス鋼は、他の元素を添加することによって化学的および物理的に修飾することができます。 たとえば、コバルト、ニッケル、モリブデン、銅などの元素は、ステンレス鋼の強度と耐摩耗性を向上させることができます。 チタンやニオブなどの元素は、ステンレス鋼の耐食性を向上させることができます。 したがって、ステンレス鋼の種類によって、特性と用途が異なります。

ステンレス鋼と従来鋼の性能の違い

防食性能に関するステンレス鋼と従来の鋼の違いは、主に次の側面に反映されています。

合金元素: ステンレス鋼にはクロムと他の合金元素 (ニッケル、モリブデンなど) が多く含まれており、これらの合金元素は緻密な酸化皮膜層を形成し、酸素、水などによる金属表面の浸食を効果的に防ぎます。化学薬品。

フェライトとオーステナイト:ステンレス鋼はフェライトとオーステナイトの比率が異なるため、通常の鋼とは結晶構造が異なります。 この結晶構造により、ステンレス鋼の耐食性が向上します。

表面処理:研磨などの処理を施したステンレス鋼の表面は、より滑らかな表面を形成することができ、表面はより腐食しにくくなります。

アプリケーション分野: ステンレス鋼は、製薬、食品加工、化学産業などの耐食性が必要な分野で広く使用されていますが、従来の鋼は主に建設、機械製造などの分野で使用されています。

また、ステンレス鋼と従来の鋼とでは、強度や硬度にも若干の違いがあります。 ステンレス鋼は、普通の鋼に比べて強度と硬度が高くなります。 これは、ステンレス鋼にクロム、ニッケル、モリブデンなどのさまざまな合金元素が添加されているためです。これらの合金元素の添加により、ステンレス鋼の強度と硬度が向上し、耐食性が低下することはありません。 さらに、ステンレス鋼は高い延性と靭性も備えているため、破損や破砕することなく応力や変形に耐えることができます。

対照的に、従来の鋼は強度と硬さが劣りますが、機械加工性と展性が優れています。 従来の鋼は、必要な合金元素が少なく、製造プロセスが比較的単純であるため、製造コストも比較的安価です。 しかし、従来の鋼は耐食性が悪く、酸化や腐食を受けやすく、特殊な環境では使用できませんでした。

ステンレス鋼と従来の鋼は、熱膨張係数の点でも異なります。 熱膨張係数は、物体の温度が変化したときの長さ、面積、体積などの物理量の変化率です。 ステンレス鋼にはクロムやニッケルなどの元素が含まれているため、熱膨張係数が比較的小さく、温度変化による形状や寸法の変化が少なくなります。 対照的に、従来の鋼は熱膨張係数が比較的大きいため、温度が変化したときの形状とサイズの変化が大きくなります。

この特性により、ステンレス鋼は、化学、航空宇宙、原子力産業などの高温または低温環境での使用により適しています。 これらのアプリケーションシナリオでは、温度変化が大きく、ステンレス鋼の低熱膨張係数により、温度変化による形状と寸法の変化を抑えることができるため、機器とコンポーネントの安定性と信頼性が向上します。

ステンレス鋼と普通鋼では、溶接性能も異なります。 ステンレス鋼は多くの合金元素が添加されているため、普通鋼よりも融点が高く、熱伝導率が低いため、溶接温度が高くなり、溶接時間が長くなります。 同時に、ステンレス鋼は溶接中に酸化しやすいため、溶接部での酸化や割れなどの欠陥を回避するために、不活性ガス シールド溶接などの特別な溶接方法と設備を使用する必要があります。 また、ステンレス鋼の熱影響部(Heat-Affected Zone、HAZ)は普通鋼よりも脆性破壊しやすいため、溶接時の溶接温度と溶接速度を制御して脆性破壊の問題を回避する必要があります。 .

衛生性能に関するステンレス鋼と従来の鋼の違いは、主に次の側面で明らかになります。

ステンレススチールの表面は滑らかで、バリがなく、掃除や消毒が簡単で、細菌やウイルスを繁殖させません。 従来のスチール製の表面にはバリや隆起がある場合がありますが、完全な洗浄効果を達成することは困難です。

ステンレス鋼はクロムやその他の元素が添加されており、緻密な酸化保護膜を形成し、ある程度の耐食性を備えており、さまざまな環境に長時間さらされて滑らかで平らな表面を維持できます。 従来のスチールはこの酸化保護膜がなく、錆びやすく、腐食しやすく、衛生に影響を与えます。

ステンレス鋼は耐食性が高く、さまざまな強酸、強アルカリ、その他の腐食性媒体に耐えることができ、二次汚染を引き起こしません。 また、強酸、強アルカリ、およびその他の腐食性媒体と接触する従来の鋼は、腐食、二次汚染の傾向があります。

要約すると、ステンレス鋼は衛生性能に明らかな利点があり、製薬、食品、医療機器、その他の分野で広く使用されており、公衆衛生を保護するための重要な材料のXNUMXつになっています。

ステンレスの今後の展望

技術の継続的な発展と用途の拡大により、ステンレス鋼の発明には非常に幅広い展望があります。 工場、建設、運輸、エネルギーなどの分野でのステンレス鋼の需要は今後も拡大し、ステンレス鋼工場は生産効率と品質を向上させ、コストを削減するために、より高度な生産技術と設備を採用するようになります。 以下は、今後のステンレス鋼の発展の見通しです。

応用分野の継続的な拡大

世界経済の継続的な発展に伴い、ステンレス鋼の適用分野も拡大しています。 ステンレス鋼は、建設、自動車、エレクトロニクス、化学、医療、食品加工、その他多くの分野で広く使用されており、将来的にはさらに多くの分野で使用されます。

新しいステンレス鋼の研究開発

科学者は、さまざまな用途のニーズを満たすために、新しいステンレス鋼を絶えず研究および開発しています。 これらの新しいステンレス鋼は、より優れた性能と幅広い用途を持ち、ステンレス鋼産業の発展に新たな機会をもたらします。

環境意識の向上

環境保護に対する人々の意識が高まるにつれて、リサイクル可能な材料としてのステンレス鋼がより注目され、応用されるようになります。 将来、ステンレス鋼工場は環境保護にもっと注意を払い、リサイクルと再利用を強化します。

3D印刷技術

3D 印刷技術の継続的な開発に伴い、ステンレス鋼の 3D 印刷技術も進歩しています。 将来的には、ステンレス鋼工場の 3D プリント技術により、より精密で複雑な構造を製造できるようになり、ものづくりの発展に新たな変化がもたらされるでしょう。

結論

人類の発展の歴史において、ステンレス鋼は間違いなく革新的な素材です。 その姿は人々の鉄鋼に対する理解を大きく変え、近代産業の急速な発展にも貢献してきました。 ステンレス鋼は優れた性能を有するだけでなく、建設、航空、エネルギー、医療など、さまざまな分野で広く使用されています。同時に、ステンレス鋼の発明は、材料科学および関連分野にも新しい状況をもたらしました。 、科学技術の進歩のための新しい分野を切り開きます。 ステンレス鋼工場は、ステンレス鋼産業の継続的な発展と革新を促進し、将来ますます重要な役割を果たすでしょう。 今後の発展において、ステンレス鋼は引き続き重要な役割を果たし、人類の進歩と発展により大きな貢献をすることが期待できます。