僅厚0.015毫米，用手一撕就會(huì)破的鋼鐵，能當(dāng)飛機(jī)的保命符？

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鋼鐵在很多人眼里都是堅(jiān)不可摧的存在，但你知道嗎，有一種鋼用手就能撕開(kāi)，還是打造“國(guó)之大器”的不二之選？

手撕鋼工藝要求苛刻

2021年山西太鋼集團(tuán)生產(chǎn)出了一種“手撕鋼”，學(xué)名為不銹鋼箔材，屬于精密不銹鋼帶鋼的一種。厚度僅為0.015毫米，是A4紙的四分之一。也正是因?yàn)檫@樣的厚度，手撕鋼能夠被多次對(duì)折而不斷裂，可以直接用手像撕紙一樣撕開(kāi)。

這種手撕鋼在國(guó)防、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域，都是萬(wàn)金油一般的存在，因?yàn)槲覈?guó)之前沒(méi)有自主研發(fā)生產(chǎn)的能力，每年還需花費(fèi)上億美元從國(guó)外進(jìn)口。

1998年，中國(guó)就建設(shè)了精密帶鋼生產(chǎn)線。但是在2012年之前，最多都只能軋出0.1~0.5毫米的鋼板。直到2016年，山西太鋼才正式成立了手撕鋼項(xiàng)目。
手撕鋼制造的原理其實(shí)并不復(fù)雜，它的過(guò)程只是將一塊厚鋼板通過(guò)設(shè)備壓擦成超薄的鋼箔，聽(tīng)起來(lái)就像是搟面團(tuán)一樣簡(jiǎn)單。但實(shí)際上，制造不銹鋼箔并非易事，它面臨著變態(tài)的技術(shù)要求。厚度精度的要求必須控制在0.001毫米以內(nèi)，而寬度精度需要在0.1毫米范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。

此外，表面粗糙度的要求也極高，對(duì)晶粒度的控制同樣嚴(yán)格。例如，對(duì)于厚度小于0.025毫米的不銹鋼帶材，晶粒度必須達(dá)到7~9級(jí)，因?yàn)檫@直接影響到其拉伸強(qiáng)度、韌性和塑性等機(jī)械性能。

由于鋼材的物理性質(zhì)，這個(gè)過(guò)程具有一定的困難。

首先，在不銹鋼帶進(jìn)行冷軋時(shí)，經(jīng)過(guò)設(shè)備處理后會(huì)變得更加堅(jiān)硬。冷軋過(guò)程中的變形越大，加工硬化程度就越高，因?yàn)榉肿又�間的距離很難被壓縮，這限制了鋼材的最小厚度。

第二個(gè)原因是，在生產(chǎn)特定厚度規(guī)格的不銹鋼帶時(shí)，厚度的變化會(huì)受到寬度的影響。當(dāng)寬度增加時(shí)，厚度的變化變得不均勻，擠壓過(guò)程會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的內(nèi)部應(yīng)力，可能導(dǎo)致鋼箔的厚度差異和失效。
此外，生產(chǎn)超薄鋼箔需要確保其厚度和寬度的均勻性，同時(shí)還要保證表面的光滑度和平整度。因此，在采購(gòu)3毫米厚的鋼板時(shí)，對(duì)冶金和加工的要求非常高，不能有任何劃痕或損傷。

手撕鋼生產(chǎn)過(guò)程如此多艱

通過(guò)嚴(yán)格控制軋制過(guò)程以及采用特殊工藝，供應(yīng)商可以降低手撕鋼的缺陷率。目前常用的工藝方法是采用20輥可逆式冷軋機(jī)組，該機(jī)組中裝有20個(gè)軋輥，一次進(jìn)入可以連續(xù)進(jìn)行20次壓制。由于是冷軋工藝，鋼箔在壓制后會(huì)變得硬，因此需要進(jìn)行光亮退火處理。
光亮退火處理是指將鋼箔放入加熱裝置中加熱，然后在密閉空間中自然降溫，避免與空氣中的各種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這種處理可以使鋼箔變得更加軟性，便于連續(xù)冷軋。

為了提高不銹鋼的冷軋成材率，工藝流程包括軋機(jī)、光亮退火機(jī)組、拉伸矯直機(jī)、準(zhǔn)備機(jī)組、橫切機(jī)組和脫脂機(jī)組等機(jī)組。在這些機(jī)組中，研究人員設(shè)置了準(zhǔn)備單元，并通過(guò)刷油來(lái)提高軋件的表面光潔度，以確保表面質(zhì)量的光滑。
更重要的是，軋輥每軋一次，就要重新配比一次，這其中的排列組合有成千上萬(wàn)種，加上錐度、凸度等變量因素，操作人員需要從這上萬(wàn)種輥系配比中不斷摸索，才可能得出一個(gè)能夠軋制出手撕鋼的合適配比。

技術(shù)研究往往就是這樣一場(chǎng)“拉鋸戰(zhàn)”，并不能指望一蹴而就，無(wú)數(shù)次的退火實(shí)驗(yàn)，失敗的次數(shù)更是多的數(shù)不過(guò)來(lái)。然而，研究人員還是憑借堅(jiān)定的信念笑到了最后。

2018年，我國(guó)終于生產(chǎn)出了世界上第一個(gè)厚度為0.02毫米的超薄手撕鋼，一躍成為手撕鋼領(lǐng)域首屈一指的“大佬”。但研究人員沒(méi)有就此止步，他們繼續(xù)經(jīng)過(guò)了1000多個(gè)日夜，711次反復(fù)試驗(yàn)后，成功做到了將鋼材壓成了0.015毫米的箔材。這是世界上最薄的不銹鋼，可廣泛應(yīng)用于高端制造領(lǐng)域和軍工航天業(yè)。

比如用這種手撕鋼可以制成一種即時(shí)加熱的新型復(fù)合材料，為飛機(jī)機(jī)翼快速除冰，不僅大大降低了能耗，還能減少飛機(jī)升空掛冰帶來(lái)的安全隱患。

薄如蟬翼，但能做很多

手撕鋼極高的技術(shù)指標(biāo)要求，也使得其在性能上表現(xiàn)出色。尤其是其耐腐蝕性和穩(wěn)定的理化特性，在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如航空航天、電子元件、精密加工等。

如今山西太鋼集團(tuán)是全球唯一可批量化生產(chǎn)寬幅超薄不銹鋼精密帶鋼的企業(yè)，一噸常規(guī)鋼材板的價(jià)格大概是兩萬(wàn)元，而0.015毫米厚的手撕鋼一噸的售價(jià)是200萬(wàn)元左右。如此高昂的價(jià)格，并沒(méi)有對(duì)它的銷路有半分影響，許多國(guó)際企業(yè)都爭(zhēng)相采購(gòu)。

比如我們都比較熟悉的蘋(píng)果公司。2015年，國(guó)產(chǎn)精密不銹鋼帶鋼材料通過(guò)了蘋(píng)果公司的認(rèn)證，成為了制作蘋(píng)果Logo的材料。蘋(píng)果手機(jī)Logo之所以有一種似鏡面非鏡面的效果，就是因?yàn)槭炙轰摰牟馁|(zhì)特性。

精密不銹鋼帶鋼在未來(lái)的折疊屏手機(jī)上也有廣泛的應(yīng)用前景。三星折疊屏手機(jī)的問(wèn)世，使折疊屏手機(jī)走進(jìn)了大眾視野。盡管目前手機(jī)市場(chǎng)主流還沒(méi)有折疊屏手機(jī)的一席之地，但各個(gè)手機(jī)制造商都在積極研發(fā)，并投入大量精力。這種精密帶鋼與柔性屏幕的完美結(jié)合，將使得手機(jī)屏幕能夠折疊約20萬(wàn)次而不出現(xiàn)斷裂。
這一技術(shù)的突破將為手機(jī)設(shè)計(jì)帶來(lái)巨大的創(chuàng)新空間，用戶可以享受到更大屏幕的展示效果，同時(shí)又能夠在需要時(shí)將手機(jī)折疊成更小、更便攜的尺寸。

在航空航天領(lǐng)域，手撕鋼的高強(qiáng)度和輕量化優(yōu)勢(shì)使其成為理想的材料選擇，可以用于制造輕質(zhì)、高強(qiáng)度的航空部件，有效提高航空飛行速度和減少燃油消耗。

除此之外，手撕鋼還在諸多領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。在建筑領(lǐng)域，手撕鋼可用于制造建筑結(jié)構(gòu)材料，例如橋梁、高樓大廈和鋼結(jié)構(gòu)屋頂。在醫(yī)療器械領(lǐng)域，手撕鋼可用于刀片、鉗子和外科手術(shù)器械等醫(yī)療設(shè)備的制造。在紡織品領(lǐng)域，手撕鋼可以用于制造纖維和布料，提高紡織品的強(qiáng)度和耐用性。

手撕鋼的出現(xiàn)只是材料科學(xué)研究的開(kāi)端。我國(guó)科研人員將繼續(xù)致力于推動(dòng)材料科學(xué)領(lǐng)域的研究，創(chuàng)造更多世界領(lǐng)先水平的高性能材料。未來(lái)，我們有理由相信我國(guó)將在新材料、新技術(shù)以及新裝備等方面取得更多突破。

聯(lián)合艦隊(duì)

洗腦的又來(lái)了

happilly

這個(gè)厲害

LatersM

冷軋機(jī)用的誰(shuí)家的？

fanxx2000