戰(zhàn)爭(zhēng)期間,日本民間對(duì)不銹鋼的需求幾乎沒(méi)有,飛機(jī)、艦艇、火藥設(shè)備以及其他有關(guān)軍需的產(chǎn)品占了絕大多數(shù),戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束前雖然其產(chǎn)量達(dá)到最高峰,可是隨著戰(zhàn)爭(zhēng)的結(jié)束,軍隊(duì)需求消失,于是產(chǎn)量急速下降。戰(zhàn)后的不銹鋼界沒(méi)有獲得來(lái)自政府的補(bǔ)償金,其復(fù)興大幅度延遲。當(dāng)時(shí),由于其他工業(yè)的復(fù)興也有所延遲,所以對(duì)不銹鋼的需求只來(lái)自面向駐軍的廚房用品、西餐餐具、鍋等等。不過(guò)伴隨著食品的增產(chǎn),出現(xiàn)了面向硫酸銨工廠的18Cr-8Ni不銹鋼,1950年熱軋鋼材的產(chǎn)量恢復(fù)到4600噸。1953年以后,對(duì)化學(xué)纖維、尿素、奶酪工廠、石油化工等生產(chǎn)用品的需求以及對(duì)西餐餐具、廚房用品等消費(fèi)用品的需求都急速提升,1954年產(chǎn)量超過(guò)了戰(zhàn)前的最高水平,此后如圖2.2所示一直急速增長(zhǎng)。1959年設(shè)立了日本不銹鋼協(xié)會(huì),整個(gè)行業(yè)都努力開(kāi)拓不銹鋼的需求,為今后的擴(kuò)大需求做出了貢獻(xiàn)。而且,1958年以后各不銹鋼生產(chǎn)廠家都紛紛設(shè)置了用于制造寬幅帶的森吉米爾軋機(jī),由于板材的批量生產(chǎn)成為可能,并且成本大幅度減少,所以除產(chǎn)業(yè)器械以外,對(duì)用于持久耐用消費(fèi)品的不銹鋼的需求加速增長(zhǎng)。從20世紀(jì)60年代后半期開(kāi)始出現(xiàn)了防公害器械,特別是排煙脫硫裝置和汽車排氣凈化氣裝置等新型需求,而且1975年以后與建筑相關(guān)連的需求進(jìn)一步擴(kuò)大,其用途呈現(xiàn)多樣化趨勢(shì)。
1955年以后,日本以及主要不銹鋼生產(chǎn)國(guó)的不銹鋼粗鋼產(chǎn)量的推移情況如圖2.3所示。日本1958年的產(chǎn)量約為10萬(wàn)噸,伴隨森吉米爾軋機(jī)的開(kāi)動(dòng),從1960年開(kāi)始產(chǎn)量急劇增加,1961年超過(guò)了歐洲各國(guó)位居世界第二位,1970年生產(chǎn)了160萬(wàn)噸多,超過(guò)美國(guó)一躍成為最大的生產(chǎn)國(guó),從此一直保持產(chǎn)量第一。不過(guò)國(guó)外產(chǎn)量的增長(zhǎng)也是十分顯著的,如圖2.3所示,從1985年前后開(kāi)始,被分類于“其他”各國(guó)的增幅非常明顯,另外進(jìn)入90年代后韓國(guó)的產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)。1997年西方各國(guó)的不銹鋼粗鋼產(chǎn)量達(dá)到1603.5萬(wàn)噸,日本達(dá)到362.6萬(wàn)噸,均達(dá)到了歷史最高紀(jì)錄,不過(guò)日本所占的市場(chǎng)份額1982年達(dá)到最高峰,為35%,此后一直呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。此外,在日本,不銹鋼對(duì)全部鋼鐵的比率1951年僅為0.09%,此后漸漸增長(zhǎng),1970年為1.6%,1990年為2.6%,1998年達(dá)到3.1%。
圖2.4 把不銹鋼板的用途進(jìn)行了分類,顯示了1969年以后日本國(guó)內(nèi)需求量的推移情況。各種用途的增長(zhǎng)均十分明顯,80年代后半期以后的增幅尤其顯著,其中又以建設(shè)及運(yùn)輸器械(主要是汽車)的增長(zhǎng)最為引人注目。
1. 主要制造技術(shù)發(fā)展
縱觀戰(zhàn)后不銹鋼技術(shù)、設(shè)備的發(fā)展,1948年左右有關(guān)氧氣煉鋼法的技術(shù)信息傳入日本,各個(gè)廠家都進(jìn)行了研究,此方法首先在美國(guó)被開(kāi)發(fā)并從1946年左右開(kāi)始投入使用。此方法利用電弧爐把鉻的損耗限定到最小進(jìn)行脫碳。到1950年,此技術(shù)已經(jīng)可以應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn),對(duì)實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)低碳不銹鋼、廢料利用、增大爐容量來(lái)提高生產(chǎn)都做出了巨大貢獻(xiàn)。在引入爐外精煉法之前,此方法一直是不銹鋼精煉法的主流。
1958~1964年各不銹鋼生產(chǎn)廠家都設(shè)置了用于軋制寬幅帶的森吉米爾軋機(jī),有助于實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)精度較高的板帶材,大幅度降低了成本。此外,1960年八幡制鐵所研制了不銹鋼用立式連鑄機(jī),以此為開(kāi)端,1965年各公司都相繼安裝了連續(xù)鑄造設(shè)備,簡(jiǎn)化了工序,提高了成品率。
在精煉領(lǐng)域,各公司盛行引入爐外精煉法,其中也包括VOD(真空氧氣脫碳)法及AOD(氬氧脫碳)法。也就是說(shuō),各公司從1969年開(kāi)始引進(jìn)了德國(guó)的Witten公司開(kāi)發(fā)的VOD法,從1971年開(kāi)始引進(jìn)了美國(guó)的Union Carbide公司開(kāi)發(fā)的AOD法。這對(duì)生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量的提高,特別是對(duì)不銹鋼實(shí)現(xiàn)低碳、低氮化,做出了巨大貢獻(xiàn);同時(shí),如后面所講到的,這對(duì)于擴(kuò)大鐵素體不銹鋼的需求也發(fā)揮了巨大作用。此后,雖然控制、管理等周邊技術(shù)也獲得了長(zhǎng)足發(fā)展,可是制造技術(shù)本身并沒(méi)有產(chǎn)生劃時(shí)代的變化。我們期待在不久的將來(lái),薄帶連鑄技術(shù)能夠投入實(shí)際應(yīng)用。
2. 鋼種的發(fā)展
回顧不銹鋼鋼種的發(fā)展,可以知道戰(zhàn)爭(zhēng)剛剛結(jié)束的時(shí)候,人們致力于生產(chǎn)現(xiàn)有的歐美的不銹鋼鋼種。20世紀(jì)50年代開(kāi)始研制用于化學(xué)工業(yè)的耐酸性奧氏體不銹鋼,改善耐晶間腐蝕性,能夠制造美國(guó)戰(zhàn)爭(zhēng)期間開(kāi)發(fā)的沉淀硬化體不銹鋼,并且完成了對(duì)其性質(zhì)的研究。進(jìn)入20世紀(jì)60年代以后,在提高性能,特別是耐腐蝕性方面,日本針對(duì)經(jīng)常發(fā)生的應(yīng)力腐蝕和點(diǎn)腐蝕現(xiàn)象,展開(kāi)對(duì)不銹鋼的研究,也開(kāi)發(fā)出了日本自己的鋼種。
20世紀(jì)70年代以后,由于引入了前面提到的爐外精煉法,鐵素體不銹鋼的品質(zhì)獲得特別提高,鐵素體不銹鋼作為工業(yè)材料開(kāi)始嶄露頭角,誕生了多種新型鋼種。另外,奧氏體及奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼方面,也是由于爐外精煉法的引入,低碳、高鉻化變得容易。而且利用AOD使氮的添加也容易起來(lái),所以如后所述,也開(kāi)發(fā)了多種新鋼種。20世紀(jì)70年代以后,不銹鋼被用于各種用途,除耐腐蝕性以外,還實(shí)現(xiàn)了對(duì)強(qiáng)度、成形性、焊接性、切削性的改良,開(kāi)發(fā)了多種鋼種。其中一部分在以后的JIS修訂中被標(biāo)準(zhǔn)化,其余的作為各公司自己的鋼種大多數(shù)都已被發(fā)表。