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(men)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。
由于當時作(zuo)為(wei)(wei)原料的(de)(de)鉻鐵中(zhong)(zhong)碳的(de)(de)含量(liang)為(wei)(wei)8%~5%,偏高,而且進口的(de)(de)金屬鉻過于昂貴,所以(yi)吳海軍(jun)工廠獨自使(shi)用含有5%C的(de)(de)鉻鐵,利用轉(zhuan)(zhuan)爐把碳的(de)(de)含量(liang)降到0.3%,然(ran)后轉(zhuan)(zhuan)而利用電(dian)弧爐進行精煉來調整成(cheng)(cheng)分(fen),開發出(chu)了(le)(le)轉(zhuan)(zhuan)爐-電(dian)弧爐一體的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)制造(zao)法(fa),由此可以(yi)制造(zao)出(chu)如表2.2所示(shi)成(cheng)(cheng)分(fen)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(1919年(nian))。表2.2中(zhong)(zhong)也列出(chu)1913年(nian)Brearley 制造(zao)13Cr鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen),兩者除(chu)了(le)(le)鉻的(de)(de)含量(liang)有約1%的(de)(de)差異外,其余幾(ji)乎(hu)完全相同。1920年(nian)首次制造(zao)出(chu)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(13Cr鋼(gang)(gang)(gang))的(de)(de)渦輪(lun)(lun)葉(xie)片,1925年(nian)試制了(le)(le)18Cr-8Ni不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)旋轉(zhuan)(zhuan)盤(pan)。當時制作(zuo)船(chuan)舶用渦輪(lun)(lun)葉(xie)片時,主要使(shi)用磷青(qing)銅,但是在美國用磷青(qing)銅制造(zao)的(de)(de)葉(xie)片由于振動疲勞(lao)會(hui)發生折損事故(gu),于是人(ren)們(men)(men)以(yi)此為(wei)(wei)契機開始研究不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)作(zuo)為(wei)(wei)替代。與18Cr-8Ni進行比較,人(ren)們(men)(men)決定(ding)采(cai)用振動疲勞(lao)限較高的(de)(de)13Cr鋼(gang)(gang)(gang)。因此,日本海軍(jun)也模仿他們(men)(men)于1929年(nian)決定(ding)用13Cr鋼(gang)(gang)(gang)來進行制造(zao)。
在民間(jian),1918年(nian)(nian)八(ba)幡(fan)制(zhi)鐵所的(de)(de)(de)(de)(de)兒玉晉匡工(gong)程(cheng)師對英國的(de)(de)(de)(de)(de)13Cr不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)進(jin)行了(le)(le)分析,1920年(nian)(nian)該所試制(zhi)了(le)(le)13Cr不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),1923年(nian)(nian)由日(ri)(ri)本(ben)特殊鋼(gang)(gang)(gang)(gang)制(zhi)造了(le)(le)渦輪葉片用(yong)(yong)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)等(deng)等(deng),以13Cr不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)為(wei)中心進(jin)行了(le)(le)一系列(lie)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)研究、制(zhi)造活動。到大正(zheng)末(mo)年(nian)(nian)(1926年(nian)(nian))為(wei)止,有關13Cr不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)研究、制(zhi)造基本(ben)維持在日(ri)(ri)本(ben)國產(chan)水平。另(ling)一方面,關于(yu)奧氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),1928年(nian)(nian)德國Krupp公(gong)司把(ba)V2A用(yong)(yong)于(yu)軍用(yong)(yong)。王子火藥廠利(li)用(yong)(yong)進(jin)口(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)18Cr-8Ni 鋼(gang)(gang)(gang)(gang)制(zhi)造生(sheng)產(chan)硝酸的(de)(de)(de)(de)(de)設備等(deng)等(deng),主要使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)都是(shi)進(jin)口(kou)品,不(bu)(bu)(bu)(bu)過1927年(nian)(nian)左(zuo)右八(ba)幡(fan)制(zhi)鐵所也(ye)制(zhi)造了(le)(le)18Cr-8Ni不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)厚(hou)(hou)板,另(ling)外(wai)其(qi)他幾家公(gong)司也(ye)能夠制(zhi)造18Cr-8Ni不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。1931年(nian)(nian)作為(wei)朝日(ri)(ri)新聞社(she)創立50周年(nian)(nian)紀念(nian)工(gong)程(cheng),在大阪中之島建設10層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)朝日(ri)(ri)會館大廈(sha)(圖(tu)2.1)時,1~3層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)側壁(bi)面、窗框、裝飾窗、大門周圍(wei)及其(qi)他部(bu)分使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)都是(shi)日(ri)(ri)本(ben)國產(chan)18Cr-8Ni不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板,這就是(shi)當(dang)時民間(jian)使用(yong)(yong)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)例子。在川那邊制(zhi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)所和日(ri)(ri)本(ben)特殊鋼(gang)(gang)(gang)(gang)熔煉,在川崎(qi)造船所(現川崎(qi)制(zhi)鐵)軋(ya)成(cheng)厚(hou)(hou)3mm、寬1m的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板,這就是(shi)大廈(sha)的(de)(de)(de)(de)(de)一部(bu)分材料(liao),雖然只是(shi)一部(bu)分,但卻是(shi)日(ri)(ri)本(ben)第一次利(li)用(yong)(yong)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)進(jin)行的(de)(de)(de)(de)(de)大廈(sha)外(wai)部(bu)裝潢。到1932年(nian)(nian)日(ri)(ri)本(ben)國內也(ye)可以生(sheng)產(chan)工(gong)業(ye)低碳鉻鐵,不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)量隨之增加,軍隊及民間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)求擴大起來。
1931年創立了專門經營不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)日本(ben)金屬工(gong)(gong)業(ye),1934年該(gai)公司制造(zao)的(de)18Cr-8Ni不(bu)(bu)銹(xiu)鋼板(ban)用(yong)于(yu)陸軍王(wang)子(zi)火藥(yao)廠的(de)硝(xiao)酸(suan)(suan)生(sheng)產設備。另外(wai),制造(zao)特殊(shu)鋼、輕合金的(de)日本(ben)火工(gong)(gong)(以后的(de)日本(ben)冶金工(gong)(gong)業(ye))也(ye)從(cong)1936年開始(shi)著手(shou)(shou)制造(zao)18Cr-8Ni不(bu)(bu)銹(xiu)鋼。當時,肥(fei)料(liao)工(gong)(gong)業(ye)的(de)硝(xiao)酸(suan)(suan)、硫酸(suan)(suan)設備、紙漿工(gong)(gong)業(ye)的(de)亞硫酸(suan)(suan)裝置(zhi)等民(min)間生(sheng)產裝置(zhi),對18Cr-8Ni不(bu)(bu)銹(xiu)鋼也(ye)有所需求。此外(wai),當時作為(wei)不(bu)(bu)生(sheng)銹(xiu)金屬而被使用(yong)的(de)銅、黃銅,由于(yu)國際收支方面(mian)的(de)原因受到進(jin)口(kou)限制,作為(wei)其代用(yong)品,1934年,創立的(de)日本(ben)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼開始(shi)著手(shou)(shou)制造(zao)低廉的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼,即低C-13Cr不(bu)(bu)銹(xiu)鋼。而且樋口(kou)喜六利用(yong)之(zhi)前開發的(de)低碳(tan)鉻鐵制造(zao)法(鉻硅化(hua)物法),成功地從(cong)鉻礦石中直(zhi)接制造(zao)出C-13Cr不(bu)(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不銹鋼的研究-添(tian)加N2來改(gai)善材料質量 (日立制(zhi)作所)
2. 高強度(du)磁性接(jie)線-用于潛水艇發(fa)動機轉(zhuan)子(住友(you)電工)
3. 不銹鋼發條(tiao)鋼線(xian)-用于(yu)潛水艇機槍(qiang)發條(tiao)(住友電(dian)工)
4. 不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)條(日本不銹(xiu)鋼(gang))
5. 改善高鉻鋼的沖擊值(日本不銹鋼)
6. 18Cr鑄鋼的耐海水性(xing)-用(yong)于魚雷(日本不(bu)銹(xiu)鋼)
7. 耐(nai)鹽酸合金(日本電解制鐵所)
8. 高Cr不(bu)銹鋼(gang)板的電解酸洗(日本金屬工業)
9. 利用電弧爐(lu)生產低(di)碳不銹(xiu)鋼(日本金屬工業)