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)于當時(shi)作(zuo)為原料(liao)的(de)鉻鐵中碳的(de)含(han)(han)量為8%~5%,偏高,而(er)且(qie)進(jin)口的(de)金屬鉻過于昂貴,所以(yi)吳海(hai)軍(jun)工廠獨(du)自使(shi)用(yong)含(han)(han)有(you)5%C的(de)鉻鐵,利用(yong)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)把碳的(de)含(han)(han)量降(jiang)到0.3%,然后(hou)轉(zhuan)(zhuan)而(er)利用(yong)電弧(hu)爐(lu)進(jin)行精煉(lian)來調整(zheng)成(cheng)(cheng)分,開(kai)發出(chu)了轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)-電弧(hu)爐(lu)一體的(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)制(zhi)造(zao)法(fa),由(you)此可以(yi)制(zhi)造(zao)出(chu)如(ru)表(biao)2.2所示成(cheng)(cheng)分的(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(1919年)。表(biao)2.2中也列(lie)出(chu)1913年Brearley 制(zhi)造(zao)13Cr鋼(gang)(gang)(gang)的(de)成(cheng)(cheng)分,兩者除了鉻的(de)含(han)(han)量有(you)約1%的(de)差(cha)異(yi)外(wai),其余幾乎完全相同。1920年首次(ci)制(zhi)造(zao)出(chu)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(13Cr鋼(gang)(gang)(gang))的(de)渦輪(lun)葉片(pian),1925年試制(zhi)了18Cr-8Ni不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)旋轉(zhuan)(zhuan)盤。當時(shi)制(zhi)作(zuo)船舶用(yong)渦輪(lun)葉片(pian)時(shi),主要使(shi)用(yong)磷青銅(tong),但是(shi)(shi)在(zai)美國用(yong)磷青銅(tong)制(zhi)造(zao)的(de)葉片(pian)由(you)于振動疲勞會發生(sheng)折(zhe)損事故,于是(shi)(shi)人們(men)(men)以(yi)此為契機開(kai)始(shi)研究不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)作(zuo)為替代(dai)。與18Cr-8Ni進(jin)行比較,人們(men)(men)決(jue)定(ding)采用(yong)振動疲勞限較高的(de)13Cr鋼(gang)(gang)(gang)。因此,日本海(hai)軍(jun)也模仿(fang)他們(men)(men)于1929年決(jue)定(ding)用(yong)13Cr鋼(gang)(gang)(gang)來進(jin)行制(zhi)造(zao)。


表 2.jpg


  在(zai)民間(jian),1918年(nian)八(ba)幡制(zhi)(zhi)鐵所(suo)(suo)的(de)(de)(de)(de)(de)兒玉晉匡工程(cheng)(cheng)師對英(ying)國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)13Cr不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)進(jin)行(xing)了(le)分(fen)(fen)析(xi),1920年(nian)該所(suo)(suo)試制(zhi)(zhi)了(le)13Cr不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),1923年(nian)由日(ri)本(ben)特(te)殊鋼(gang)(gang)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)了(le)渦(wo)輪葉片用(yong)(yong)(yong)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)等(deng)等(deng),以13Cr不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)為中心進(jin)行(xing)了(le)一(yi)(yi)系列不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)研究、制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)活動。到大(da)(da)正末(mo)年(nian)(1926年(nian))為止,有關13Cr不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)研究、制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)基本(ben)維持在(zai)日(ri)本(ben)國(guo)產(chan)(chan)水平。另(ling)一(yi)(yi)方面,關于奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),1928年(nian)德國(guo)Krupp公司把V2A用(yong)(yong)(yong)于軍用(yong)(yong)(yong)。王子火藥廠利(li)用(yong)(yong)(yong)進(jin)口(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)18Cr-8Ni 鋼(gang)(gang)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)生產(chan)(chan)硝酸的(de)(de)(de)(de)(de)設備等(deng)等(deng),主要(yao)使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)都是進(jin)口(kou)品,不(bu)(bu)(bu)過1927年(nian)左右(you)八(ba)幡制(zhi)(zhi)鐵所(suo)(suo)也(ye)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)了(le)18Cr-8Ni不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)厚(hou)板(ban)(ban),另(ling)外(wai)其他幾(ji)家(jia)公司也(ye)能夠制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)18Cr-8Ni不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。1931年(nian)作(zuo)為朝日(ri)新聞(wen)社創立50周(zhou)(zhou)年(nian)紀念工程(cheng)(cheng),在(zai)大(da)(da)阪(ban)中之島(dao)建設10層的(de)(de)(de)(de)(de)朝日(ri)會館大(da)(da)廈(圖2.1)時(shi)(shi),1~3層的(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)側壁(bi)面、窗(chuang)框(kuang)、裝飾窗(chuang)、大(da)(da)門周(zhou)(zhou)圍及其他部(bu)分(fen)(fen)使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)都是日(ri)本(ben)國(guo)產(chan)(chan)18Cr-8Ni不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban),這就是當(dang)時(shi)(shi)民間(jian)使用(yong)(yong)(yong)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)例(li)子。在(zai)川(chuan)那邊制(zhi)(zhi)鋼(gang)(gang)所(suo)(suo)和日(ri)本(ben)特(te)殊鋼(gang)(gang)熔煉,在(zai)川(chuan)崎造(zao)(zao)船(chuan)所(suo)(suo)(現川(chuan)崎制(zhi)(zhi)鐵)軋成(cheng)厚(hou)3mm、寬(kuan)1m的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban),這就是大(da)(da)廈的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)部(bu)分(fen)(fen)材料(liao),雖然只是一(yi)(yi)部(bu)分(fen)(fen),但(dan)卻是日(ri)本(ben)第一(yi)(yi)次利(li)用(yong)(yong)(yong)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)進(jin)行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)廈外(wai)部(bu)裝潢。到1932年(nian)日(ri)本(ben)國(guo)內也(ye)可以生產(chan)(chan)工業低碳鉻(ge)鐵,不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)量隨之增加,軍隊及民間(jian)的(de)(de)(de)(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)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)日本(ben)(ben)金(jin)(jin)屬(shu)工業(ye),1934年(nian)(nian)該公司制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)的(de)(de)(de)(de)18Cr-8Ni不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)板用(yong)(yong)于(yu)陸軍王子火(huo)藥廠(chang)的(de)(de)(de)(de)硝酸(suan)生產設備(bei)。另外(wai),制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)特(te)殊(shu)鋼(gang)(gang)(gang)、輕(qing)合金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)日本(ben)(ben)火(huo)工(以(yi)后的(de)(de)(de)(de)日本(ben)(ben)冶金(jin)(jin)工業(ye))也從1936年(nian)(nian)開始(shi)著(zhu)手制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)18Cr-8Ni不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。當時,肥料工業(ye)的(de)(de)(de)(de)硝酸(suan)、硫(liu)酸(suan)設備(bei)、紙漿(jiang)工業(ye)的(de)(de)(de)(de)亞硫(liu)酸(suan)裝置(zhi)等(deng)民間生產裝置(zhi),對(dui)18Cr-8Ni不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)也有所需求。此外(wai),當時作為不(bu)(bu)生銹(xiu)金(jin)(jin)屬(shu)而被使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)銅、黃銅,由于(yu)國際收支方(fang)面的(de)(de)(de)(de)原因受到(dao)進口(kou)限(xian)制(zhi)(zhi),作為其代用(yong)(yong)品,1934年(nian)(nian),創立的(de)(de)(de)(de)日本(ben)(ben)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)開始(shi)著(zhu)手制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)低廉的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),即低C-13Cr不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。而且樋(tong)口(kou)喜六利用(yong)(yong)之前開發的(de)(de)(de)(de)低碳鉻鐵制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)法(鉻硅(gui)化(hua)物法),成功地從鉻礦石中直接制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)出C-13Cr不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(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不銹鋼的研究(jiu)-添(tian)加N2來改(gai)善材料質量 (日立制作所)


2. 高(gao)強度磁性接線-用(yong)于潛水艇發動機轉(zhuan)子(住友電工(gong))


3. 不(bu)銹鋼發條(tiao)鋼線-用于潛(qian)水(shui)艇機槍(qiang)發條(tiao)(住友(you)電工)


4. 不銹鋼焊條(日本不銹鋼)


5. 改(gai)善高鉻鋼(gang)的沖擊值(日本不銹(xiu)鋼(gang))


6. 18Cr鑄鋼的耐海水性-用于魚雷(日(ri)本不銹鋼)


7. 耐(nai)鹽酸合金(日本電(dian)解制鐵所(suo))


8. 高Cr不銹鋼板的電解酸洗(日本金屬工業)


9. 利用電弧爐生(sheng)產(chan)低碳不銹鋼(日本(ben)金屬工業)