مقدمه:
در حالی که منشا دقیق فولاد همچنان یک راز باقی مانده است، با اعتباری که به آهنگران در فرهنگ های مختلف در طول تاریخ از جمله چین، هند، سریلانکا، خاورمیانه و بریتانیا در طول انقلاب صنعتی داده شده است، اختراع تصادفی ورق استیل روایتی جذاب است. در این مقاله به بررسی مختصری از روند اختراع ورق استیل پرداخته شده است.
اختراع ورق استیل:
اختراع ورق استیل به عنوان داستانی جذاب محصول سال ها آزمون و خطا و یک اتفاق کامل در صنعت فولاد است. فولاد ممکن است فوق‌العاده سخت باشد، اما این بدان معنا نیست که شکست ناپذیر است. هدف از این جمله این نیست که رفتار انعطاف‌پذیر و کششی فولاد را نادیده بگیریم، بلکه به دوام آن در کاربردهای مختلف قبل از شکست آن اشاره داریم.
فولاد اساساً با افزودن کربن به آهن ساخته می شود و آهن به ناچار زنگ می زند. برای سال‌های متمادی، متالوژیست‌ها در سراسر جهان تلاش کردند تا بر این مانع ناامیدکننده غلبه کنند. آزمايش با افزودن عناصر ديگر به آهن نسبتاً متداول بود و با موفقيت متوسطي همراه بود. با این حال، تا سال 1912 بود که یک روش قابل اعتماد برای تولید انبوه ورق استیل کشف شد که این اختراع کاملاً تصادفی بود.
البته، «مخترع» یک اصطلاح مبهم است، به ویژه در مورد چیزی که همه جا حاضر و ابتدایی است مانند فولاد. فولاد مقاوم در برابر خوردگی آلیاژی از آهن و کروم است که اولین بار در سال 1821 توسط پیر برتیه، متالورژیست فرانسوی، شناخته شد.
تاریخچه:
علیرغم این کشف، متالورژیست های آن زمان نتوانستند تعادلی بین کروم بالا و کربن کم که ورق استیل مدرن را تا این حد متاثر می کند، بیابند. محصولاتی که آنها تولید می کردند برای استفاده عملی بسیار شکننده بودند.
در سال 1872، دو انگلیسی به نام های کلارک و وودز ترکیبی از کروم (30 تا 35٪) و تنگستن (2٪) را ثبت اختراع کردند که آلیاژی بسیار نزدیک به معادل مدرن ورق استیل است. برای 40 سال بعد، پیشرفت‌های بیشتری در سراسر جهان انجام شد که هر کدام به رابطه کروم و فولاد و نتیجه ضد زنگ حاصل از ترکیب بین این دو اشاره کردند. با این حال، این تلاش ها خسته کننده بود و علیرغم ثبت اختراعات بسیاری که انجام شد، هیچ آلیاژی به تولید انبوه نرسید و به بازار عرضه نشد.
یافتن اولین نمونه آلیاژ زنگ نزن:
هری بریری در کارخانه تحقیقاتی براون-فرث در شهر صنعتی شفیلد انگلستان کار می کرد. در اینجا بود که او ساعت‌های بی‌شماری را صرف جستجوی آلیاژی قوی و مناسب برای لوله‌های تفنگ کرد که در آن زمان به آسانی فرسوده می‌شدند. این فرآیند، کار ساده ای نبود. تلاش‌های او ماه‌ها به طول انجامید و در حالی که انباشته ضایعات در کنار میز کارش زنگ زده بود، متوجه چیز عجیبی شد، و آن چیز عجیب حضور بشکه‌ای بود که در میان ضایعات آهن می‌درخشید.
او بشکه درخشان را از پشته زنگ زده بیرون کشید و آن را مطالعه کرد. این نمونه خاص تقریباً حاوی 12.8٪ کروم و 0.24٪ کربن بود. در ادامه تحقیقات لازم بود که برای بازرسی صحیح ریزساختار آلیاژها، نمونه ها صیقل داده شده و اچ شوند. این را می توان با قرار دادن آن در معرض محلول رقیق اسید نیتریک در الکل به دست آورد. با این حال، او مشاهده کرد که این نمونه در برابر حمله شیمیایی بسیار مقاوم است. در عرض سه هفته، او فرآیند سخت شدن آلیاژ را کامل کرد و نام این اختراع را "ورق استیل" گذاشت.
در آن زمان، شفیلد به دلیل تولید کارد و چنگال های باکیفیت شناخته شده بود و در این بازار، Brearly شرایط را برای اختراع خود مهیا دید و موقعیت و مکانی مناسب را برای اختراع خود به دست آورد. در آن زمان، کارد و چنگال معمولاً از فولاد یا نقره ساخته می شد. فولاد به راحتی زنگ می زد و برای جلوگیری از آلودگی باید دائما تمیز می شد. از سوی دیگر، نقره برای اکثر مردم بسیار گران بود.
Brearly با اختراع خود توانست به دوست قدیمی خود، ارنست استوارت، نزدیک شود. استوارت مدیر R.F Mosley در Portland Works یک کارخانه تولید کارد و چنگال در شفیلد بود. او آلیاژ Brearly را در محلول سرکه آزمایش کرد و هنگامی که بدون هیچ آسیبی سالم باقی ماند، آن را «ورق استیل» نامید.
این کشف دو سال بعد در مقاله ای در روزنامه نیویورک تایمز در ژانویه 1915 اعلام شد که این فلز را "زنگ نخورده، غیرقابل تغییر و لکه نخوردن" توصیف کرد. در همان سال، Brearly برای ثبت اختراع در ایالات متحده درخواست داد، اما متوجه شد که قبلاً یک پتنت توسط متالورژیست Elwood Haynes ثبت شده است.
هاینز و برلی سرمایه خود را جمع آوری کردند و اختراع خود را به سرمایه گذاران احتمالی بردند. آنها به زودی شرکت ورق استیل آمریکا را تشکیل دادند. تا سال 1929، بیش از 25000 تن ورق استیل تنها در ایالات متحده تولید و فروخته شد.
گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی