仅厚0.015毫米，用手一撕就会破的钢铁，能当飞机的保命符？

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钢铁在很多人眼里都是坚不可摧的存在，但你知道吗，有一种钢用手就能撕开，还是打造“国之大器”的不二之选？

手撕钢工艺要求苛刻

2021年山西太钢集团生产出了一种“手撕钢”，学名为不锈钢箔材，属于精密不锈钢带钢的一种。厚度仅为0.015毫米，是A4纸的四分之一。也正是因为这样的厚度，手撕钢能够被多次对折而不断裂，可以直接用手像撕纸一样撕开。

这种手撕钢在国防、医疗等多个领域，都是万金油一般的存在，因为我国之前没有自主研发生产的能力，每年还需花费上亿美元从国外进口。

1998年，中国就建设了精密带钢生产线。但是在2012年之前，最多都只能轧出0.1~0.5毫米的钢板。直到2016年，山西太钢才正式成立了手撕钢项目。
手撕钢制造的原理其实并不复杂，它的过程只是将一块厚钢板通过设备压擦成超薄的钢箔，听起来就像是擀面团一样简单。但实际上，制造不锈钢箔并非易事，它面临着变态的技术要求。厚度精度的要求必须控制在0.001毫米以内，而宽度精度需要在0.1毫米范围内保持稳定。

此外，表面粗糙度的要求也极高，对晶粒度的控制同样严格。例如，对于厚度小于0.025毫米的不锈钢带材，晶粒度必须达到7~9级，因为这直接影响到其拉伸强度、韧性和塑性等机械性能。

由于钢材的物理性质，这个过程具有一定的困难。

首先，在不锈钢带进行冷轧时，经过设备处理后会变得更加坚硬。冷轧过程中的变形越大，加工硬化程度就越高，因为分子之间的距离很难被压缩，这限制了钢材的最小厚度。

第二个原因是，在生产特定厚度规格的不锈钢带时，厚度的变化会受到宽度的影响。当宽度增加时，厚度的变化变得不均匀，挤压过程会产生复杂的内部应力，可能导致钢箔的厚度差异和失效。
此外，生产超薄钢箔需要确保其厚度和宽度的均匀性，同时还要保证表面的光滑度和平整度。因此，在采购3毫米厚的钢板时，对冶金和加工的要求非常高，不能有任何划痕或损伤。

手撕钢生产过程如此多艰

通过严格控制轧制过程以及采用特殊工艺，供应商可以降低手撕钢的缺陷率。目前常用的工艺方法是采用20辊可逆式冷轧机组，该机组中装有20个轧辊，一次进入可以连续进行20次压制。由于是冷轧工艺，钢箔在压制后会变得硬，因此需要进行光亮退火处理。
光亮退火处理是指将钢箔放入加热装置中加热，然后在密闭空间中自然降温，避免与空气中的各种气体发生化学反应。这种处理可以使钢箔变得更加软性，便于连续冷轧。

为了提高不锈钢的冷轧成材率，工艺流程包括轧机、光亮退火机组、拉伸矫直机、准备机组、横切机组和脱脂机组等机组。在这些机组中，研究人员设置了准备单元，并通过刷油来提高轧件的表面光洁度，以确保表面质量的光滑。
更重要的是，轧辊每轧一次，就要重新配比一次，这其中的排列组合有成千上万种，加上锥度、凸度等变量因素，操作人员需要从这上万种辊系配比中不断摸索，才可能得出一个能够轧制出手撕钢的合适配比。

技术研究往往就是这样一场“拉锯战”，并不能指望一蹴而就，无数次的退火实验，失败的次数更是多的数不过来。然而，研究人员还是凭借坚定的信念笑到了最后。

2018年，我国终于生产出了世界上第一个厚度为0.02毫米的超薄手撕钢，一跃成为手撕钢领域首屈一指的“大佬”。但研究人员没有就此止步，他们继续经过了1000多个日夜，711次反复试验后，成功做到了将钢材压成了0.015毫米的箔材。这是世界上最薄的不锈钢，可广泛应用于高端制造领域和军工航天业。

比如用这种手撕钢可以制成一种即时加热的新型复合材料，为飞机机翼快速除冰，不仅大大降低了能耗，还能减少飞机升空挂冰带来的安全隐患。

薄如蝉翼，但能做很多

手撕钢极高的技术指标要求，也使得其在性能上表现出色。尤其是其耐腐蚀性和稳定的理化特性，在多个领域得到广泛应用，如航空航天、电子元件、精密加工等。

如今山西太钢集团是全球唯一可批量化生产宽幅超薄不锈钢精密带钢的企业，一吨常规钢材板的价格大概是两万元，而0.015毫米厚的手撕钢一吨的售价是200万元左右。如此高昂的价格，并没有对它的销路有半分影响，许多国际企业都争相采购。

比如我们都比较熟悉的苹果公司。2015年，国产精密不锈钢带钢材料通过了苹果公司的认证，成为了制作苹果Logo的材料。苹果手机Logo之所以有一种似镜面非镜面的效果，就是因为手撕钢的材质特性。

精密不锈钢带钢在未来的折叠屏手机上也有广泛的应用前景。三星折叠屏手机的问世，使折叠屏手机走进了大众视野。尽管目前手机市场主流还没有折叠屏手机的一席之地，但各个手机制造商都在积极研发，并投入大量精力。这种精密带钢与柔性屏幕的完美结合，将使得手机屏幕能够折叠约20万次而不出现断裂。
这一技术的突破将为手机设计带来巨大的创新空间，用户可以享受到更大屏幕的展示效果，同时又能够在需要时将手机折叠成更小、更便携的尺寸。

在航空航天领域，手撕钢的高强度和轻量化优势使其成为理想的材料选择，可以用于制造轻质、高强度的航空部件，有效提高航空飞行速度和减少燃油消耗。

除此之外，手撕钢还在诸多领域中发挥着重要作用。在建筑领域，手撕钢可用于制造建筑结构材料，例如桥梁、高楼大厦和钢结构屋顶。在医疗器械领域，手撕钢可用于刀片、钳子和外科手术器械等医疗设备的制造。在纺织品领域，手撕钢可以用于制造纤维和布料，提高纺织品的强度和耐用性。

手撕钢的出现只是材料科学研究的开端。我国科研人员将继续致力于推动材料科学领域的研究，创造更多世界领先水平的高性能材料。未来，我们有理由相信我国将在新材料、新技术以及新装备等方面取得更多突破。

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