Гарри Брирли и изобретение нержавеющей стали

Введение

Английский изобретатель нержавеющей стали

Гарри Брирли (18 февраля 1871 – 14 июля 1948) был английским металлургом, которому приписывают изобретение "стали, не ржавеющей" (позже получившей название "нержавеющая сталь" в англоязычном мире). Работая в Шеффилде, он сделал доступные столовые приборы для широкой публики и способствовал расширению традиционной торговли столовыми приборами в городе.

Жизнь

Брэрли родился 18 февраля 1871 года в Шеффилде, Англия, в семье Джона Брэрли, сталелитейщика, и его жены Джейн Брэрли, урождённой Синиор. Он покинул школу Вудсайд в возрасте двенадцати лет и поступил на свою первую работу в качестве рабочего на сталелитейном заводе, где работал его отец, а затем получил должность общего помощника в химической лаборатории компании. 23 октября 1895 года он женился на Хелен Терезе Кранк (1874–1955). Брэрли умер 14 июля 1948 года в Торкее. 16 июля 1948 года его кремировали в крематории Эффорд, Эффорд, недалеко от Плимута. В 2013 году в рамках студенческого конкурса пивоварения Sheffield University Varsity Brewing Challenge, университет Шеффилда назвал своё пиво, сваренное компанией Thornbridge, Brearleys в память о 100-летии изобретения Гарри Брэрли нержавеющей стали.

Нержавеющая сталь

В неспокойные годы, непосредственно предшествовавшие Первой мировой войне, производство вооружений значительно возросло в Великобритании, но возникли практические проблемы из-за эрозии (чрезмерного износа) внутренних поверхностей орудийных стволов. Брэрли приступил к исследованию новых сталей, способных лучше противостоять эрозии, вызываемой высокими температурами (а не коррозии, как это часто указывается). Он начал изучать добавление хрома к стали, поскольку было известно, что это повышает температуру плавления материала по сравнению со стандартными углеродистыми сталями. Исследование было сосредоточено на количественной оценке влияния изменения содержания углерода (C, при концентрациях около 0,2 мас. %) и хрома (Cr, в диапазоне от 6 до 15 мас. %).

Случайное открытие

Для проведения металлографического анализа с целью изучения микроструктуры экспериментальных сплавов (основной фактор, определяющий механические свойства стали), было необходимо отполировать и протравить изготовленные металлические образцы. Для углеродистой стали достаточно разбавленного раствора азотной кислоты в спирте для получения необходимой протравки, но Брэрли обнаружил, что новые хромистые стали обладают высокой устойчивостью к химическому воздействию.

Разработка

Вероятно, именно воспитание Гарри Брирли в Шеффилде, городе, известном производством столовых приборов с XVI века, привело его к пониманию потенциала этих новых сталей не только для применения при высоких температурах, как это изначально предполагалось, но и для массового производства изделий, связанных с пищевой промышленностью, таких как столовые приборы, кастрюли и оборудование для переработки и т.д. До этого времени ножи из углеродистой стали были подвержены негигиеничной коррозии, если их не полировали регулярно, и для решения этой проблемы обычно были доступны лишь дорогие столовые приборы из стерлингового серебра или серебра с никелевым покрытием (EPNS). Учитывая это, Брирли расширил свои исследования, включив в них испытания пищевыми кислотами, такими как уксус и лимонный сок, с весьма обнадеживающими результатами. Первоначально Брирли назвал новый сплав "антикоррозийной сталью"; более благозвучное название "нержавеющая сталь" предложил Эрнест Стюарт из компании R. F. Mosley's, местного производителя столовых приборов на Portland Works, и оно в конечном итоге закрепилось, хотя Mosley's на протяжении многих лет использовал торговую марку "Rusnorstain". Сообщается, что первую настоящую нержавеющую сталь – железный сплав с содержанием 0,24 мас.% C и 12,8 мас.% Cr – Брирли получил в электрической печи 13 августа 1913 года. В 1920 году он был удостоен золотой медали Института железа и стали. Американское общество металлов указывает дату создания Брирли отливки № 1008 (12,8% хрома, 0,44% марганца, 0,2% кремния, 0,24% углерода и 85,32% железа) – 20 августа 1913 года. Практически все исследовательские проекты по дальнейшей разработке нержавеющих сталей были прерваны войной 1914–1918 годов, но усилия были возобновлены в 1920-х годах. Брирли покинул лаборатории Брауна и Фирта в 1915 году из-за разногласий по поводу патентных прав, но исследования продолжились под руководством его преемника, доктора В. Х. Хэтфилда. Именно Хэтфилду приписывают разработку в 1924 году нержавеющей стали, которая и сегодня, вероятно, является наиболее широко используемым сплавом этого типа, так называемой "18/8", которая, помимо хрома, содержит в своем составе никель (Ni) (18 мас.% Cr, 8 мас.% Ni).

It was probably Harry Brearley's upbringing in Sheffield, a city famous for the manufacture of cutlery since the 16th century, which led him to appreciate the potential of these new steels for applications not only in high temperature service, as originally envisioned, but also in the mass production of food related applications such as cutlery, saucepans and processing equipment etc. Up to that time carbon steel knives were prone to unhygienic rusting if they were not frequently polished and only expensive sterling silver or electroplated nickel silver (EPNS) cutlery was generally available to avoid such problems. With this in mind Brearley extended his examinations to include tests with food acids such as vinegar and lemon juice, with very promising results. Brearley initially called the new alloy "rustless steel"; the more euphonic "stainless steel" was suggested by Ernest Stuart of R. F. Mosley's, a local cutlery manufacturer at Portland Works, and eventually prevailed although Mosley's used the "Rusnorstain" trademark for many years. It is reported that the first true stainless steel, a 0.24 wt% C, 12.8 wt% Cr ferrous alloy, was produced by Brearley in an electric furnace on 13 August 1913. He was subsequently awarded the Iron and Steel Institute's Bessemer Gold Medal in 1920. The American Society for Metals gives the date for Brearley's creation of casting number 1008 (12.8% chromium, 0.44% manganese, 0.2% silicon, 0.24% carbon and 85.32% iron) as 20 August 1913. Virtually all research projects into the further development of stainless steels were interrupted by the 1914–18 War, but efforts were renewed in the 1920s. Brearley had left the Brown Firth Laboratories in 1915, following disagreements regarding patent rights, but the research continued under the direction of his successor, Dr. W. H. Hatfield. It is Hatfield who is credited with the development, in 1924, of a stainless steel which even today is probably the widest used alloy of this type, the so called "18/8", which in addition to chromium, includes nickel (Ni) in its composition (18wt% Cr, 8wt% Ni).

Мемориалы

42-футовая (13-метровая) муральная роспись Брэрли, посвященная 100-летию его изобретения нержавеющей стали, была заказана для боковой стены здания на улице Говард в Шеффилде и выполнена художницей Сарой Йейтс (известной также как "Faunagraphic").