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中国攻克0.015毫米钢材,打破欧美技术垄断

综述

工业是一个国家的第二产业,代表着这个国家科技、能源与人才的情况,世界上的工业强国都具备以下特点:

首先是丰富的自然资源,这是工业的“粮食”,如果一个国家完全依靠进口能源维持本国的工业发展,那么时间一长就会被资源大国超越。

近些年日本制造走下神坛,其原因就是因为能源不足导致材料缩减,影响了本国的工业质量。其次就是有先进的科学技术,一切的工业发展都是建立在成熟的知识体系之上的。

中国攻克0.015毫米钢材,打破欧美技术垄断日本的工业区

比如德国就有专门为工业开设的院校,针对不同方向进行培养,为自己的体系全方位输送人才。最后就是稳定的社会环境,动荡不安不会为国家带来强盛的工业。

它只会让自己被动接受别人的工业产品,还是花高价购买的。我国经过40余年的发展,已经形成了完整的工业体系,并且一跃成为了世界经济大国。

并且自主研发攻克多种难关,解决了被西方国家长期卡脖子的困境。这其中就有一种神奇的材料——手撕钢。

中国攻克0.015毫米钢材,打破欧美技术垄断中国工业发展迅速

百炼成钢

钢是一种铁碳合金的称呼,含碳量在0.02%到2.11%之间,是一种历史悠久的金属,早在春秋战国时期,我国就有冶炼锻造钢的记载。

自然界中的铁矿石含有大量的铁和其他金属杂质,需要将其放入冶炼炉烧红,将里面的碳燃烧生成气体,再经过捶打排放出来。

常常需要往返数次才能将碳元素除掉大部分,达到钢的水平,因此有“百炼成钢”的说法。由于古人无法测定碳的含量,他们只能通过肉眼观察里面是否还有气泡,来判断冶炼情况。

中国攻克0.015毫米钢材,打破欧美技术垄断现代炼钢技术

我们常见的锻打之后,会将钢放入冷水里,这一步骤叫做淬火。通过温度的急剧下降,改变钢里面的组织。

钢自然冷却得到的是奥氏体,这种组织强度比较低,用来制作武器是不行的,经过淬火处理,可以得到马氏体,马氏体组织具有很高的强度与硬度。

古人经过长期的经验总结出了工艺方法,是当时世界上最先进的钢材技术。可惜这个技术没能走到近代,随着工业革命号角的吹响,钢的技术又上升了一个维度。

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“永葆青春”不锈钢

钢虽然被我国作为武器使用了2000多年,可它的防腐蚀性并不好,并且需要经常保养。同样的问题也出现在了第一次世界大战的战场上。

英国士兵们发现自己的枪膛因为经常磨损无法运回后方,因此军队急需一种耐磨的新材料。工程师布雷尔利被英国当局任命负责研究一种耐磨的钢材。

于是他试着在钢里面添加各种金属元素,一次它将铬加入到钢里面,试验后发现这块钢材并不耐磨,于是他便丢弃在了垃圾堆里。

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工人正在进行不锈钢焊接工作

很快布雷尔利把那块钢材忘得一干二净,直到有一天他的助手发现这块在垃圾堆里的钢材依旧闪闪发光,一点都没有被雨水腐蚀过的痕迹,连忙拿去给布雷尔利看,一种新的合金就此诞生。

早在1912年,德国的毛拉就发明出一种耐酸、耐腐蚀的合金材料,但是他自己并不知道有什么用处。布雷尔利灵机一动,既然它十分耐腐蚀,为什么不用来做餐具?

于是他在毛拉的基础上进行改良,最终获得了性能优越的钢材,将其命名为不锈钢。布雷尔利也被人们称为“不锈钢之父”。

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不锈钢抛光

很快不锈钢便在欧洲各国流传开来,除了应用在餐具上,它还被广泛用于管道铺设。20世纪40年代之后,对能源的渴求最后发展出石油产业,不锈钢管道在运输石油方面有着逆天的优势。

人们不用担心它被腐蚀,也不会与石油发生反应。此外不锈钢也不会畏惧环境的恶劣,能够在脏乱的环境下使用,很快它便被用于机械的制作,容易磨损的部位几乎都被不锈钢取代。

我国由于错过了不锈钢生产技术的浪潮,因此不锈钢生产技术在当时是远落后于世界平均水平的,新中国成立后,西方国家在多项工业技术上卡我们的脖子,导致我们自己的工业发展困难重重。

中国攻克0.015毫米钢材,打破欧美技术垄断不锈钢制成的石油管道

手撕钢

不锈钢在人们印象里是冰冷坚硬的,需要特制的切割工具才能将其割断,可是随着工业的发展,人们对于不锈钢的需求面开始扩大。

尤其电子、航天、仪器仪表等领域的兴起,坚硬的钢材不再适合这些精密的制造,人类需要更轻更薄的不锈钢材料。于是各国的研究方向变为了如何生产优良的不锈钢箔。

金属具有很良好的延展性,那是因为金属里存在金属键。

中国攻克0.015毫米钢材,打破欧美技术垄断手撕钢是一种全新的钢材

金属并不是我们想象的那样“坚硬”,它内部有许多自由电子,它们和排列成晶格状的金属离子之间存在静电吸引力,这个力就是金属键。

金属键是没有方向的,自由电子也可以运动。这就相当于金属内部有无数“滚珠”,它们一滚动,里面的金属原子也跟随运动,金属的形状也就改变了。

传统工艺是将金属进行冷加工捶打和轧制,适用于硬度较小的金属,比如金、铜、铝等。我们常说的不锈钢,尤其是马氏体不锈钢,具有很强的硬度和强度,加工难度远超于铝合金。

中国攻克0.015毫米钢材,打破欧美技术垄断手撕钢像纸一样可以直接撕开

当时对于不锈钢的加工多为热轧,生产出来的是钢板,那么如何将钢板再加工薄一点呢?

用热轧钢卷为原料,经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧,其成品为轧硬卷,工序是热轧→酸洗→冷轧。

但这样依旧不够,生产出来的冷轧钢硬度很大,加工性能很差,只能进行90度以下的折叠。于是将冷轧钢放入炉内进行退火处理,缓慢加热到一定温度,消除里面的加工应力。从而降低不锈钢的硬度,改善加工性能。

没有退火的叫轧硬卷,一般无法折弯和拉伸。最初的不锈钢箔的厚度在0.2毫米,发达国家在不断改良中率先生产出了厚度在0.03毫米的不锈钢箔。由于可以直接用手撕碎,这类箔材又被称为“手撕钢”。

我国的突破

和当初的不锈钢一样,先行一步的西方国家对这项技术实行了封锁,想要手撕钢只能花高价进口,价格在黄金之上,我国每年需要花费上百亿进口。

我国的钢铁产业位居世界首位,可是对于钢铁的加工却长期依赖进口,西方国家花低价在我国进口钢材,然后运回他们国内进行加工。

再将这些加工的产品高价卖给中国,从中赚取了上千倍的利润。面对这样的不利局面,太原钢铁集团决定攻克手撕钢的技术难关,让中国的不锈钢产业再也不用受制于人。

太原钢铁早在1934年便成立,是我国的老牌钢铁基地,在几十年的发展中,逐渐将重心从铁矿冶炼转向了钢铁加工,并采购了一批先进的生产机器。

中国攻克0.015毫米钢材,打破欧美技术垄断太原钢铁集团

2016年,太原钢铁正式成立了“手撕钢项目”,目标是生产出厚度为0.015毫米,宽幅为600毫米的手撕钢。团队在原本的20锟架的冷轧带机器上进行试验。

按照冷轧、退火、去应力、表面光亮的工序,无数次进行加工。终于在经过700多次失败后,首次攻克0.015毫米的厚度,打破了欧美国家对这项技术的垄断,填补了我国这方面的空白。

中国制造的不锈钢箔不仅更薄,还因为价格便宜深受大部分国家的喜欢,很快便在国际上打开了市场,对西方国家造成冲击。

许多美国的企业更愿意来中国采购手撕钢,虽然美国自己产的手撕钢仍然还有一定的市场,可在未来我们也不是没可能用这个卡美国的脖子。

错过的两次工业革命

在18世纪的第一次工业革命时期,我国还处于封建王朝的统治,因为当时的信息并不发达,我们不知道亚欧大陆的另一端正在进行一场翻天覆地的变化。

第一次工业革命,欧洲爆发了发明和改良热潮,其中最跨越时代的产物便是蒸汽机,这是人类第一次用机械力来取代人力,开创了大规模生产的先河,工厂代替了原来效率低的手工业作坊。

而这个时候,我国还处在小农经济自耕自足的状态,从生产力上已经开始出现差距。很快,蒸汽机已经无法满足人类更大的能量需求。

19世纪中期过后,我们现在熟知的电气产品开始陆续出现雏形,同时出现的还有一个叫内燃机的发明物,在未来100年,人们会用它征服万水千山、惊涛骇浪甚至星辰大海。

中国攻克0.015毫米钢材,打破欧美技术垄断第二次工业革命模拟图

而此刻的我国,正被西方殖民者的坚船利炮摧残,被迫签订一个又一个不平等条约。在这样的情况下,腐朽的清王朝试图模仿西方先进的工业,实现自救,于是有了洋务运动。

洋务运动最后以失败告终,却将工业的种子引入了我国的土壤,在那之后,中国出现了各种意义上的工厂。洋务运动期间,清王朝派出了一批人才,用于学习西方先进的工业技术。

这些人成为了后世耳熟能详的工匠,比如詹天佑。然而洋务运动的本质还是由封建王朝主持,他们的本意也是为了巩固自己的统治,所学所用均不为民,失败是必然的结局。

中国攻克0.015毫米钢材,打破欧美技术垄断洋务运动绘图

我国的现代工业

新中国成立后,中国工业一改旧时代的颓废萎靡,立刻爆发出惊人的潜力。经过50多年的潜心钻研,我们攻克了一个又一个被西方国家把持垄断的技术,将自己从被动的局面转化为主动。

之后我们利用优势在一些领域取代西方国家,成为了世界的工业强国。中国的工业总产值已经超越了老牌工业国家美国,成为了世界第一工业体。

2017年的工业总产值更是美国、日本和德国的总和。那段因为错过工业革命而备受屈辱的历史已经成为了过去,未来的国际工业舞台属于中国。

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结语:

我国成功突破西方国家的技术封锁,自主研发的0.015毫米手撕钢成为世界新材料,并一举打破西方的垄断,成功拓展出市场。

这一次中国工业不仅没有错过发展浪潮,还力争成为行业的书写者,在未来占据一席之地。太原钢铁集团的研发人员发挥大国工匠精神。

前后历经700多次失败,最终将不锈钢箔的记录刷新到了极限,超越老牌工业国家,成为世界第一。

0.015毫米手撕钢的诞生,不仅填补了我们在材料上的空白,也为我国的航天、精密仪器等领域提供了发展原料,有了这些的加持,我们的工业还将在未来达到新高度,坐稳世界第一的位置。

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