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標題: 僅厚0.015毫米,，用手一撕就會破的鋼鐵,，能當飛機的保命符？ [打印本頁]
作者: twq19810302    時間: 2023-12-22 11:04
標題: 僅厚0.015毫米，用手一撕就會破的鋼鐵,，能當飛機的保命符,？
本帖最后由 twq19810302 于 2023-12-22 11:05 編輯

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

手撕鋼工藝要求苛刻

2021年山西太鋼集團生產(chǎn)出了一種“手撕鋼”,，學名為不銹鋼箔材，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。也正是因為這樣的厚度,，手撕鋼能夠被多次對折而不斷裂,，可以直接用手像撕紙一樣撕開。



這種手撕鋼在國防,、醫(yī)療等多個領域,，都是萬金油一般的存在，因為我國之前沒有自主研發(fā)生產(chǎn)的能力,，每年還需花費上億美元從國外進口,。

1998年，中國就建設了精密帶鋼生產(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目,。
手撕鋼制造的原理其實并不復雜，它的過程只是將一塊厚鋼板通過設備壓擦成超薄的鋼箔,，聽起來就像是搟面團一樣簡單,。但實際上，制造不銹鋼箔并非易事,，它面臨著變態(tài)的技術要求,。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,，對晶粒度的控制同樣嚴格。例如,，對于厚度小于0.025毫米的不銹鋼帶材，晶粒度必須達到7~9級,，因為這直接影響到其拉伸強度,、韌性和塑性等機械性能。



由于鋼材的物理性質(zhì),，這個過程具有一定的困難,。

首先，在不銹鋼帶進行冷軋時,，經(jīng)過設備處理后會變得更加堅硬,。冷軋過程中的變形越大，加工硬化程度就越高,，因為分子之間的距離很難被壓縮,，這限制了鋼材的最小厚度。

第二個原因是,，在生產(chǎn)特定厚度規(guī)格的不銹鋼帶時,，厚度的變化會受到寬度的影響。當寬度增加時,，厚度的變化變得不均勻,，擠壓過程會產(chǎn)生復雜的內(nèi)部應力，可能導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，同時還要保證表面的光滑度和平整度,。因此,，在采購3毫米厚的鋼板時，對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)過程如此多艱

通過嚴格控制軋制過程以及采用特殊工藝，供應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輥可逆式冷軋機組,，該機組中裝有20個軋輥，一次進入可以連續(xù)進行20次壓制,。由于是冷軋工藝,，鋼箔在壓制后會變得硬，因此需要進行光亮退火處理,。
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)生化學反應。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,、光亮退火機組,、拉伸矯直機、準備機組,、橫切機組和脫脂機組等機組,。在這些機組中，研究人員設置了準備單元,，并通過刷油來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種,，加上錐度,、凸度等變量因素，操作人員需要從這上萬種輥系配比中不斷摸索,，才可能得出一個能夠軋制出手撕鋼的合適配比,。

技術研究往往就是這樣一場“拉鋸戰(zhàn)”，并不能指望一蹴而就,，無數(shù)次的退火實驗,，失敗的次數(shù)更是多的數(shù)不過來。然而,，研究人員還是憑借堅定的信念笑到了最后,。



2018年，我國終于生產(chǎn)出了世界上第一個厚度為0.02毫米的超薄手撕鋼,，一躍成為手撕鋼領域首屈一指的“大佬”,。但研究人員沒有就此止步，他們繼續(xù)經(jīng)過了1000多個日夜,，711次反復試驗后,，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,，可廣泛應用于高端制造領域和軍工航天業(yè),。

比如用這種手撕鋼可以制成一種即時加熱的新型復合材料，為飛機機翼快速除冰,，不僅大大降低了能耗,，還能減少飛機升空掛冰帶來的安全隱患,。

薄如蟬翼，但能做很多

手撕鋼極高的技術指標要求,，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，在多個領域得到廣泛應用,，如航空航天,、電子元件、精密加工等,。

如今山西太鋼集團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)鋼材板的價格大概是兩萬元,，而0.015毫米厚的手撕鋼一噸的售價是200萬元左右,。如此高昂的價格，并沒有對它的銷路有半分影響,，許多國際企業(yè)都爭相采購,。

比如我們都比較熟悉的蘋果公司。2015年,，國產(chǎn)精密不銹鋼帶鋼材料通過了蘋果公司的認證,，成為了制作蘋果Logo的材料。蘋果手機Logo之所以有一種似鏡面非鏡面的效果,，就是因為手撕鋼的材質(zhì)特性,。

精密不銹鋼帶鋼在未來的折疊屏手機上也有廣泛的應用前景。三星折疊屏手機的問世,，使折疊屏手機走進了大眾視野,。盡管目前手機市場主流還沒有折疊屏手機的一席之地，但各個手機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合，將使得手機屏幕能夠折疊約20萬次而不出現(xiàn)斷裂,。
這一技術的突破將為手機設計帶來巨大的創(chuàng)新空間,，用戶可以享受到更大屏幕的展示效果，同時又能夠在需要時將手機折疊成更小,、更便攜的尺寸,。

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

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



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



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