Ruostumaton teräs

Maailman ensimmäisen monikäyttöisen langattoman kaiuttimen syntytarina
Tämä on aito kertomus kerrottuna kehittämisen näkökulmasta ja siitä kuinka … Lue lisää

Rivett-trailers MightyDeck mallisarjan syntytarina
Tämän keksinnön synty lähti siitä, että minulla oli vanha Pe-tran … Lue lisää

Avarin tarina
Oivalluskeksintö Palataan esihistorialliseen maailmanaikaan, jolloin raahattavan ja myös kannettavan puhelimen … Lue lisää

Floreti-kukkatelineen tarina
Muutama vuosi sitten pääsiäisenä sain vienon kehoituksen vaimoltani: Siivoa keittiön pöytätaso. … Lue lisää
Varsinaisen ruostumattoman teräksen syntymisen mahdollisti ranskalainen kemisti Nicolas-Louis Vauquelin erottamalla puhtaan kromin malmista vuonna 1797. Pääasiallinen malmi kromin valmistuksessa on kromiitti, joka on mustanvälkehtivä kromia sisältävä mineraali. Sitä esiintyy erityisesti Etelä-Afrikassa, noin 61 {f593c6375b9a2fe636c9a4719f8de07f40968903e1ae214107c4d8ccadea3d29} koko maailman arvioiduista kromiittivaroista. Suomessa maailman kromiittivarannoista on 2,4 {f593c6375b9a2fe636c9a4719f8de07f40968903e1ae214107c4d8ccadea3d29}, mikä on Suomen kansantaloudelle merkittävä määrä. Kromi on laskennallisesti Suomen toiseksi tärkein metalli. Noin 80 {f593c6375b9a2fe636c9a4719f8de07f40968903e1ae214107c4d8ccadea3d29} kromituotannosta käytetään ruostumattoman teräksen valmistamiseen.
Kromi on siitä ihmeellinen materiaali, että se on huoneenlämpötilassa kiinteänä antiferromagneettinen ja yli 38°C lämpötilassa se muuttuu paramagneettiseksi. Kromi nimitys tulee kreikan kielen sanasta chrōma, joka tarkoittaa väriä. Kromin eri yhdisteet antavat useille jalokiville ja malmeille värikkään hohdon, kuuluisin ehkäpä rubiinin verenpunainen sävy.
Varsinaisten teräslaatujen keksiminen
Pian kromin löytämisen jälkeen havaittiin sen kestävän erittäin hyvin syövyttäviä aineita, mutta puhtaana se oli kuitenkin erittäin kovaa ja haurasta. Useat eri materiaalitutkijat havaitsivat kromin liukenevan hyvin teräkseen ja parantavan sen korroosionkestävyyttä. Vuonna 1821 ranskalainen Pierre Berthier julkaisi tutkimuksen kromiseosten korroosiokestävyydestä. Samaa asiaa ihmettelivät Englannissa herrat Stoddard ja Farraday. Vuonna 1872, John T. Woods ja John Clark patentoivat muutamia 30 — 35 {f593c6375b9a2fe636c9a4719f8de07f40968903e1ae214107c4d8ccadea3d29} kromia ja noin 2 {f593c6375b9a2fe636c9a4719f8de07f40968903e1ae214107c4d8ccadea3d29} volframia sisältäviä seoksia. Nämä olivat maailman ensimmäiset nimenomaan säänkestäviksi tarkoitetut seokset (nykyään säänkestävät teräkset sisältävät jotakuinkin 0,5 — 1 {f593c6375b9a2fe636c9a4719f8de07f40968903e1ae214107c4d8ccadea3d29} kromia). Vuonna 1875 ranskalainen tieteilijä Brustlein kertoi maailmalle, että rauta-kromi-seosten eräs tärkeimmistä ominaisuuksista on matala hiilipitoisuus. Tämä oli eräänlainen läpimurto ruostumattomien terästen historiassa.
Pari vuosikymmentä myöhemmin saksalainen Hans Goldschmidt esitteli alumiinioksidipelkistyksen, jolla saatiin hiilipitoisuus riittävän alhaiseksi, alle Brustlein esittämän 0,15 {f593c6375b9a2fe636c9a4719f8de07f40968903e1ae214107c4d8ccadea3d29}. Tämän jälkeen alkoi tapahtua ja useat materiaalitieteilijät julkaisivat tutkimuksia liittyen rauta-kromi ja rauta-kromi-nikkeli ‑seoksiin. Näitä olivat esimerkiksi ranskalaiset Leon Alexandre Guillet ja Albert Portevin sekä englantilainen W. Giesen. Käytännössä vuosien 1904 — 1909 aikana oli kehitetty kolme neljästä nykyisistä ruostumattomien terästen luokista; ferriittiset, austeniittiset ja martensiittiset laadut. Teräksiä valmistettiin kuitenkin vain tutkimusolosuhteissa. Vuonna 1911 saksalaiset P. Monnartz and W. Borchers saivat selville maagisen, itsekorjautuvalle passiivikalvolle tärkeän, 10,5 {f593c6375b9a2fe636c9a4719f8de07f40968903e1ae214107c4d8ccadea3d29} kromipitoisuusrajan ja he hakivatkin Saksassa huomiolleen patentin. Samat henkilöt tajusivat myös molybdeenin parantavan korroosionkestoa huomattavasti.
Myöhemmin on väitetty, että useat tutkijat USA:ssa (Elwood Haynes: ruostumaton partahöylä 1911), Saksassa (Krupp Works ‑telakka rakensi The Half Moon nimisen laivan rungon ruostumattomasta teräksestä 1908), ja esimerkiksi Puolassa (Max Mauermann esitteli oman versionsa ruostumattomasta teräksestä vuonna 1913 Wienissä) ovat keksineet ruostumattoman teräksen. Jopa ruotsalaiset ovat yrittäneet omia sen keksimistä itselleen.
Vuonna 1913 Sheffieldistä kotoisin ollut herrasmiesmetallurgi, Harry Brarley, oli mukana luomassa ensimmäisiä ruostumattomasta teräksestä teollisesti sarjassa tuotettuja veitsiä. Laatu, jota veitsiin käytettiin, syntyi oikeastaan vahingossa Brearleyn kehittäessä parempaa materiaalia kiväärien piippuihin. Keksitty ruostumaton laatu sisälsi 12,8 {f593c6375b9a2fe636c9a4719f8de07f40968903e1ae214107c4d8ccadea3d29} kromia ja 0,24 {f593c6375b9a2fe636c9a4719f8de07f40968903e1ae214107c4d8ccadea3d29} hiiltä (martensiittinen laatu). Samoihin aikoihin Saksassa valmistettiin teollisesti ensimmäiset austeniittiset laadut (Benno Strauss & Eduard Maurer) ja USA:ssa ensimmäiset ferriittiset laadut (Frederick Becket & Christian Dantsizen). Ehkä hieman yllättävääkin, mutta ensimmäiset teolliseen käyttöön valmistetut laadut ovat säilyneet lähes muuttumattomana tähän päivään asti (myös maailman ylivoimaisesti käytetyimmät laadut AISI 304 ja AISI 316). Viimeinen neljästä ruostumattomien terästen pääryhmästä, duplex-teräs, kehitettiin Ruotsissa vuonna 1930 paperiteollisuuden tarpeisiin (keksijänä J. Hochmann). Maailman ensimmäiset duplex-valut tehtiin Suomessa samana vuonna. Duplex-teräkset ovat kuitenkin kehittyneet huomattavasti 80 vuoden aikana, eikä ensimmäisiä keksittyjä laatuja oikeastaan enää käytetä.
Kuten yllä kirjoitetun perusteella voi päätellä, ruostumattomalle teräkselle ei ole yksiselitteistä keksijää, mutta niiden isänä pidetään nykyään, syystä tai toisesta, kuitenkin Harry Brearlya. Vuosi oli 1913, joten onneksi olkoon 100-vuotias ruostumaton teräs!