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,，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(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(gè)領(lǐng)域，都是萬金油一般的存在,，因?yàn)槲覈�之前沒有自主研發(fā)生產(chǎn)的能力,，每年還需花費(fèi)上億美元從國外進(jìn)口。

1998年,，中國就建設(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,，它的過程只是將一塊厚鋼板通過設(shè)備壓擦成超薄的鋼箔,，聽起來就像是搟面團(tuán)一樣簡單,。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，對晶粒度的控制同樣嚴(yán)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(dá)到7~9級,，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)過設(shè)備處理后會(huì)變得更加堅(jiān)硬,。冷軋過程中的變形越大，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3毫米厚的鋼板時(shí)，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(yán)格控制軋制過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(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“拉鋸戰(zhàn)”,，并不能指望一蹴而就,，無數(shù)次的退火實(shí)驗(yàn)，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(jiān)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(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”。但研究人員沒有就此止步,，他們繼續(xù)經(jīng)過了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)格大概是兩萬元,，而0.015毫米厚的手撕鋼一噸的售價(jià)是200萬元左右,。如此高昂的價(jià)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(rèn)證,，成為了制作蘋果Logo的材料。蘋果手機(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)市場主流還沒有折疊屏手機(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)研究的開端,。我國科研人員將繼續(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,，我們有理由相信我國將在新材料、新技術(shù)以及新裝備等方面取得更多突破,。

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