En historia om rostfritt stål

Som med så många andra geniala uppfinningar skapades rostfritt stål genom en serie av parallella händelser. Beroende på vem som skriver historien och vad vi väljer att klassa som rostfritt stål finns det olika uppfattningar vem som faktiskt uppfann det. Den klassiska historien handlar om hur Harry Brearley i Sheffield i början på 1900-talet skapade rostfritt stål i ett misslyckat försök att ta fram bättre gevärspipor. Men det finns många andra som nog har skäl att ta åt sig äran.

En någorlunda rostfri historia

Faktum är att det rostfria stålets historia tar sin början i Tyskland redan på 1890-talet. Där utvecklade Hans Goldschmidt en process för att tillverka kolfritt krom. Mellan 1904–1911 lyckades sedan flera forskare, däribland fransmannen Leon Guillet, framställa kromhaltiga legeringar som idag skulle klassas som rostfria. Men det var först 1911, när Philip Monnartz upptäckte en tydlig och positiv koppling mellan stålets kromhalt och dess korrosionsbeständighet, som det rostfria stålet började få en teoretisk förklaring.

Gevärspipor och patent

Samtidigt satt engelsmannen Harry Brearley från Brown-Firth Research Laboratory i Sheffield och försökte framställa slitstarka gevärspipor genom att legera in 12 % krom i svart stål. Gevärspiporna gav inte den önskade motståndskraften, men i gengäld upptäckte Brearley att gevärspiporna var det enda i den fuktiga verkstaden som inte rostade. Upptäckten fick namnet stainless steel, som bäst översätts till fläckfritt stål. Brearley sökte patent 1915 och sålde sedan sitt rostfria stål under namnet ”Staybrite”.

Så vem var först?

Parallellt med att Harry Brearley höll på att experimentera med sina gevärspipor var det många andra som på olika sätt försökte ta fram rostfria legeringar. På andra sidan Atlanten i USA utvecklade Christian Dantsizen och Frederick Becket vid samma tidpunkt som Brearly en annan typ av rostfritt stål, nämligen ferritiskt. Redan 1912 ansökte en annan amerikan, Elwood Haynes, om patent på härdbart, martensitiskt rostfritt stål. Hans patent beviljades dock inte förrän 1919. I Tyskland hade en man vid namn Krupp 1912 fått patent på rostfritt stål med minst 8 % nickel i legeringen. Så vem var först egentligen? Eftersom Harry Brearley fick det första patentet 1915 är det många som tillskriver honom uppfinningen av det vi idag definierar som rostfritt stål. Men helt uppenbart var det många fler inblandade som kan ta åt sig en del av äran.

Krupp uppfann syrafast stål

Det rostfria stålets historia slutade dock inte där. I Tyskland fortsatte Krupp under 1920-talet med sina experiment och upptäckte att om man tillsatte små mängder molybden i austenitiskt stål ökade korrosionsbeständigheten markant. Idag kallar vi den här typen av legering för syrafast stål och den har blivit mycket vanlig i bland annat medicinsk utrustning.

Höga krav i marina miljöer gav oss duplex

Efterhand som det rostfria stålet användes allt mer upptäckte man också olika problem och svagheter med materialet, vilket ledde till att det utvecklades ytterligare. Att använda rostfritt i marina miljöer var till exempel problematiskt då saltvatten gav upphov till korrosion. Under 1940-talet insåg man att man genom att minska nickelinnehållet i stålet kunde strukturen förtunnas, vilket skapade en blandning av ferritiskt och austenitiskt stål, det som idag kallas duplexstål. På så vis kunde man öka motståndskraften mot korrosion och öka hårdheten. Den nya legeringen visade sig även ha en betydligt bättre motståndskraft mot spänningskorrosion vilket tidigare varit ett problem när man använde austenitiska stål i varma förhållanden.

Oljeindustrin gav upphov till superduplex och supersyrafast

Under 70-talet utvecklades olje- och gasindustrin i Nordsjön vilket skapade ett behov av ett rostfritt stål som både var starkt och hade extremt hög motståndskraft mot saltvatten och extrema miljöer. Det ledde till att bland annat Avesta Jernverk utvecklade en legering som kombinerade en högre andel molybden med kväve. Det resulterade i rostfria stålsorter som är nästan två gånger starkare än de mer vanliga stålsorterna, så kallad superduplex typ EN 1.4410 eller supersyrafast typ SMO.

Manganstål under kalla kriget

När andra världskriget tog slut övergick det ganska snabbt i det kalla kriget, något som kom att påverka världshandeln negativt – och i förlängningen även tillverkningen av rostfritt stål. Nickel, ett av de viktigaste legeringselementen i austenitiskt stål, bröts framför allt i östblocket och i synnerhet i Sovjetunionen. Av politiska skäl blev västvärlden tvungen att leta efter alternativa austenitbildare. Det gav upphov till utvecklingen av en rad nya austenitiska legeringar, varav mangan (Mn) och kväve (nitrogen, N) delvis kom att ersätta det dyra och ”fientligt producerade” nicklet. Samtliga manganlegerade stål återfinns idag i AISI-systemets 200-klass och i EN-systemet under beteckningar som 1.4371.

Skenande nickelpriser

Efter Sovjetunionens fall användes manganstål inte särskilt mycket i Europa, men nickelprisets våldsamma utveckling under 2005–2007 fick intresset att väckas till liv på nytt. På bara ett par år steg nickelpriserna från 10 000 till 55 000 dollar per ton och priset på nickelhaltigt stål ökade kraftigt. Det ledde till att AISI 200-stålen fick en viss renässans, men i takt med att nickelpriset åter sjönk så svalnade intresset på nytt.
Allt talar för att det rostfria stålet fortsätter sin framgångsrika resa även i framtiden. Nya spännande legeringar kommer sannolikt att ge upphov till nya kvaliteter med oanade egenskaper. Politiska och ekonomiska realiteter kommer att påverka utvecklingen och användningen. Kanske kommer den ökade elbilsförsäljningen att leda till ökad efterfrågan på nickel (Läs mer om nickel och elbilar här). Batteriet i en Tesla Model S innehåller uppskattningsvis 63 kilo nickel. Framtidens batteri kommer sannolikt innehålla ännu större andel nickel. En utveckling som säkerligen kommer att påverka rostfritt stål på ett eller annat sätt.
Så vem vet, kanske finns det helt nya stålsorter på marknaden om ytterligare 100 år.

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *

12 − 4 =