Сталь Мюшета , также известная как специальная сталь Роберта Мюшета , а во времена ее использования — самозакаливающаяся сталь и сталь, закаливающаяся на воздухе , [1] считается как первой инструментальной сталью , так и первой сталью, закаливающейся на воздухе . [2] Она была изобретена в 1868 году Робертом Форестером Мюшетом . До появления стали Мюшета сталь приходилось закаливать для ее закалки. [1] Позднее это привело к открытию быстрорежущей стали . [3]
В 1868 году Мюшету было поручено изготовить по контракту новый тип литой стали, изобретенный производителем из Глазго. Литая сталь оказалась слишком хрупкой, чтобы быть пригодной для режущих инструментов, но это подтолкнуло Мюшета к экспериментам с различными новыми сплавами. Тигельная сталь, изготовленная из вольфрамовой руды и железной руды, богатой марганцем, оказалась более устойчивой к режущей кромке, чем любая углеродистая сталь . Дополнительным свойством, которое было совершенно неожиданным в то время, было то, что этот новый сплав затвердевал, если его оставляли охлаждаться на воздухе после ковки, а не требовалось закалки . [ 4] : 195
Мушет решил сохранить состав и способ производства нового сплава в коммерческой тайне, а не патентовать ни то, ни другое. Ингредиенты закупались через посредников, чтобы скрыть связь между сплавом и его ингредиентами. Смешивание производилось Мушетом и несколькими доверенными людьми на его сталелитейном заводе Dean Forest, а ингредиенты обозначались кодовыми словами. Затем смешанные ингредиенты отправлялись в бочках в Samuel Osborn & Company в Шеффилде для плавки. Хотя состав сплава был проанализирован, процесс производства остается секретом. [4] : 195
Химический состав стали Mushet был различным; вольфрам был основным легирующим компонентом, который варьировался от 4 до 12%, в то время как марганец (2–4%) и углерод (1,5–2,5%) были вторичными легирующими компонентами. Типичные образцы содержат 9% вольфрама, 2,5% марганца и 1,85% углерода. [2]
Сталь мушет была тверже, чем стандартная закаленная в воде сталь. Было обнаружено, что сталь мушет лучше всего закалять, подвергая ее воздействию струи воздуха после ковки . [1]
Сталь мушета немагнитна. [2] [ почему? ]
Сталь Mushet в основном использовалась в станках из-за ее способности сохранять твердость при высоких температурах. В 1894 году Фредерик Уинслоу Тейлор провел сравнительные испытания обработки стали Mushet и высокоуглеродистой инструментальной стали . Он обнаружил, что она может резать на 41–47% быстрее поковки из твердой стали для шин и примерно на 90% быстрее мягкие стали . Он также обнаружил, что если в качестве смазочно-охлаждающей жидкости использовать струю воды, скорость резки можно увеличить на 30%. После публикации результатов испытаний Тейлора Mushet и другие самозакаливающиеся стали стали стали популярными в станках. [3] До испытаний Тейлора сталь Mushet часто использовалась просто для увеличения времени между повторными заточками, выполнения более крупных разрезов или обработки более твердых материалов. [1] [2]
В 1899 и 1900 годах [5] Тейлор и Монсел Уайт экспериментировали с процессами закалки стали Мушет и других самозакаливающихся сталей. Они обнаружили, что если сталь нагреть почти до точки плавления, то получится более прочный металл. Металл сохранит свою твердость до красного каления . Этот тип закаленной самозакаливающейся стали стал первой быстрорежущей сталью. [3]