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不锈钢传奇:他战胜了铁锈,却险些败给贪婪 ​

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不锈钢传奇:他战胜了铁锈,却险些败给贪婪 ​

发布日期:2018-12-21 作者: 点击:

     1912年5月,布里尔利南下130英里,来到位于恩菲尔德的皇家小型武器厂,研究步枪枪管的锈蚀情况。他检查了这一问题,并在6月4日的笔记中写道:“也许应当对不同低碳高铬钢的腐蚀情况做些实验了……”次年,他花了大多数时间研究铬含量在6%~15%的坩埚钢,但都没有结果。直到1913年8月13日,也许是为了赌气,他尝试了电炉。第一次投料效果并不好,而8月20日第二次投料(1008号样品)的情况有所好转。钢材的配方是12.8%的铬、0.24%的碳、0.44%的锰和0.2%的硅。他铸造了一块3平方英寸的钢锭,然后卷成一根直径1.5英寸的钢管。卷制过程很轻松,这样他就制成了12根枪管,并送到了工厂里。

     布里尔利注意到,从这些已经提交的金属上切割下的样品,有着非常有趣的性质。他后来回忆的时候说,因为突然想起和妻子的一次约会,他将一些样品彻夜忘在水里,但次日早上发现它们居然没有生锈。他将样品抛光后进行研究,采用硝酸的乙醇溶液进行蚀刻,在显微镜下观察。然而它并没有被腐蚀,或者说腐蚀得非常慢,与醋和柠檬汁的反应过程也基本如此。他对比了碳钢的抛光样品和铬钢的抛光样品,惊讶地发现前者在十二天后出现锈迹,而后者依旧保持着光亮。

     布里尔利给他的老板发去了报告,然而大家都只关心武器,因而新的合金并未让任何人兴奋。布里尔利不愿放弃,又写了另一份报告递给布朗公司,将金属不会生锈的特征重重标记。结果,他们的反应与弗斯公司如出一辙。他建议说,这种金属也许非常适用于餐具,而当时的餐具主要由碳钢或标准银制造。(前者会生锈,他当然很清楚;后者很昂贵,而且还会变得黯淡,实际上是其中8%的铜发生腐蚀所致。)然而这次他收到的回应甚至连不冷不热都算不上。

     他依旧没有放弃。直到1913年底,他都没停止琢磨将新型合金用于餐具的事。他首先想到餐具其实并不奇怪,当他还是孩子的时候,就帮母亲做过很多家务活,所以他知道清洗并干燥刀叉和勺子是一件多么辛苦的事。而且自16世纪起,谢菲尔德也是餐具工业的中心。于是,他将样品递交给两家谢菲尔德的餐具商——乔治?易博森(George Ibberson)和詹姆斯?迪克逊(James Dixon)。几个月后,他收到一份反馈报告:这种钢不能锻造、打磨、硬化或抛光,也不能保持锋利,对于餐具而言毫无用处。易博森在回信中写道:“我们认为这种钢不适合作为餐具用钢”,餐具商们称布里尔利为“不能切的刀的发明人”。

     布里尔利仍不放弃,他认为餐具商们搞错了,并且言语很不礼貌。他建议他的老板们销售热处理后的刀片,但被否决了;他又建议申请专利,又被否决了。一次次的尝试让他变得令人讨厌。

如今很难想象,但其实不会生锈的钢就是一种矛盾,就像是不会碎的玻璃、不会腐朽的木头、不会沉没的船,或者不会被杀死的人。铁和钢都会生锈,它们的本性就是这样,每个人在成长过程中都会对此有着充分认识。就像布里尔利后来所写:“钢铁生锈已经被大家所接受,就像重力一样,没什么疑问,这就是大家都知道的铁的天性。人们不知道它的拉伸强度,也不知道它的原子量,但都知道它会生锈。”

     1914年6月,布里尔利与罗伯特?F.莫斯利餐具公司一位名叫欧内斯特?斯图尔特(Ernest Stuart)的经理接触,两人的耐心可谓旗鼓相当。布里尔利和斯图尔特曾经同校。斯图尔特对于不会生锈的钢是否存在表示怀疑,但他明白这种材料一定值得去尝试。当他在醋中测试样品后,谨慎地确认:“这种钢不会生锈。”斯图尔特是第一个称之为“不锈钢”的人。他带走了一小片样品,一周后又带回一些奶酪餐刀。他宣布这些刀不会生锈,但这些钢实在太硬,他那些磨刀工具全都因此哑火了。他咒骂一阵后,又再次尝试,这次做出的餐刀不仅非常硬,还非常脆。第三次试验时,布里尔利也应邀前往观摩,尽管他完全不懂刀具怎么制作,不过他清楚钢材硬化的温度,借此帮助生产了十二把刀。

     1914年10月2日,布里尔利确定除了餐具以外,这种新型的不锈钢还可以用于生产主轴、活塞、柱塞和阀门,于是又给他的老板们写了份报告。能在早期的这些发现者中脱颖而出,他凭借的大概就是近乎愚蠢的坚持。

     同一年,詹姆斯?泰勒从澳大利亚回国,并搬去与布里尔利夫妇住了一年——毫无疑问,这也平息了布里尔利的大部分怒火。

     此时,弗斯公司认识到,如果布里尔利的不锈钢应用于排气阀将会产生巨大的工业价值,并将它作为F.A.S.(Firth’s Aeroplane Steel,即弗斯飞机特制钢)打入市场。1914年,该公司生产了50吨这种钢材,而接下来两年则生产了超过1000吨。布里尔利也购买了十八根钢材,总计支出125英镑,其中6英镑15先令5便士由阿莫伽姆公司支付。(这一行为如果发生在两年后就是非法的,英国政府规定,为了应对第一次世界大战,所有铬钢都必须用于军事目的。)他用这些钢材制作了刀具赠送给自己和斯图尔特的朋友,并告诉他们,如果接触食物后生锈了就退还回来。没有刀具被退还,斯图尔特知道他已经看到未来,几周后又订购了七吨钢材。

     随着成功而来的是敌意,因为布里尔利的观念与弗斯公司背道而驰。弗斯将布里尔利除名,并以不锈钢发现者、发明者的姿态发布广告和海报,钢材的商标上也是如此标注。1915年发布的一则广告是这样写的:

弗斯公司

“不锈钢”

可用于餐具等用途

永不生锈、永不污损、永不暗淡

-

由此钢材制作的刀具

完全不会被食物中的酸或醋酸影响

是每个家务劳动者的福音

也值得商业领袖拥有

-

购买不锈钢刀具时

请认准弗斯商标

-

刀具架的日常维护

以及清洗机

如今都已不再必需

发明人兼独家制造商

谢菲尔德市托马斯?弗斯父子公司

     布里尔利对此多有怨言,他收到了一封满是挖苦的回信。不过他仍然坚持自己的态度。他告诉老板艾赛尔波特?沃斯滕霍姆(Ethelbert Wolstenholme),是他给弗斯公司创造了商业机会,并且早就达成共享所有发明的共识。但他同时也强调,弗斯公司这么做是错误的,迟早会付出代价。然而他被无视了,更别提和高层商谈解决之道了。出于愤怒与怀疑,他给老板写了一封用词严厉的信,由此得以和弗斯公司的三名董事磋商,但他们平静地告诉他,他在这个发明上毫无权利。几天后,也就是1914年12月27日,感觉被愚弄的他,禁不住愤懑以及更为强烈的伤心,同时是为了证明“工人远比老板更智慧”,他选择了离职。

     哈里?布里尔利当时并不知道,1913年8月20日,他在弗斯公司的电炉中铸造出来的并不是什么新东西,在这之前至少有十个人已经发现了类似材料,并且至少有六个人曾经描述过,甚至还有一个人非常合理地解释过。就在布里尔利研究期间,有人为之申请专利并尝试商业化,在英格兰、法国、德国、波兰、瑞典和美国,至少有二十位科学家在研究铬、镍及碳含量不同的合金钢。而法拉第早在将近一个世纪前就开始尝试了,所以布里尔利探索的并不是一片未知领域。他之所以被认为是不锈钢的发现者,很大程度上是因为幸运,而他之所以能成为不锈钢之父则主要因为他的坚持。

     不锈钢和威士忌一样,是很多物质构成的混合物。一位名叫利昂?吉约特(Léon Guillet)的法国人在1904年就开发出了五种,却没有注意到它们的防腐蚀性能。1906年他又开发出了两种,同样没能注意到这一点。1908年,德国人菲利普?莫纳茨(Philip Monnartz)投入了更多精力,并在三年后发表论文描述他的合金,宣称在添加了铬之后,腐蚀现象急剧下降,并认为这种现象是钝化。一年后,德国钢铁公司克虏伯低调地提交了专利《高度防腐物品的加工方法》。该工厂有两名冶炼师自1908年起开始测试镍铬钢材,他们制造的一种合金直到现在仍是世界上使用最为普遍的。这种钢材最初叫作V2A合金,并以“尼罗斯塔”(Nirosta)的商标打入市场,到了1914年时其产量就以吨计了。但即便如此,也没能让克虏伯成为第一个进军不锈钢行业的厂家。

     1908年,克虏伯公司老板的千金柏莎?克虏伯(Bertha Krupp)委托生产了一艘长达154英尺的钢架纵帆船,作为与波伦—哈尔巴赫伯爵(Count Bohlen und Halbach)结婚的嫁妆。她支付了相当于如今450万美元的费用,奢侈地给这艘191吨的“日耳曼尼亚号”装上白松木甲板。帆船的桅杆用的是俄勒冈松木,船首斜桅长达26英尺。船帆也是当时最高端的,总面积达到1.5万平方尺,配有一间豪华的宴会厅。帆船的外壳则被漆成优雅的白色,由镍铬钢制造。

    在这对夫妇驾驶着帆船结束蜜月旅行之后,来自英国的一个团队驾驶着这艘船在考兹(英国城市)赢得了1908年的“恺撒杯”帆船比赛,比第二名整整领先了十五分钟,并在怀特岛绕圈赛中创造了纪录,平均速度达到13.1节。之后,“日耳曼尼亚号”成了“恺撒杯”的常客,赢得一次又一次的奖杯,直到1915年10月28日在南安普顿,作为第一次世界大战首批战俘之一被虏获。英格兰人并不知道,这艘战利品上有好几吨新型不锈钢。而同时,布里尔利以自己名义申请的专利也获得授权。

     早期的合金铁匠很难将他们的发现商业化。罗伯特?哈德菲尔德(Robert Hadfield)第一次将真正具有商业价值的合金生产出来,并称之为“哈德菲尔德锰钢”,但也是直到十年后才开始量产。1882年9月7日,他在实验室报告中描述了这种合金的特殊性能:很软,但也很有韧性,回火后会变得更软,韧性也更强;尽管含有80%的铁,却没有磁性。这让哈德菲尔德非常震惊,并写道:“超强的韧性!即便用16磅的力锤击,也很难将它破坏……太棒了,万岁!”这种钢不适合用于工具或马蹄,也不适用于火钳或车轮,哈德菲尔德在信中和他的美国客户打赌:“这种材料用途十分广泛,但人们现在还不清楚,而发明家们又带有很多偏见。”十年后,他最终赢得了赌局,它是理想的铁轨材料。它的耐久性几乎可以达到碳钢的50倍,并成为重机车铁轨的标准用钢。1884年,哈德菲尔德又发现了一种硅钢,情况几乎与之前的一样。而这一次,他足足等了二十年才盼来商业上的应用。

      商业成功需要科学与市场相结合,优秀的炼钢师不仅需要识别新型合金当下的价值,更需要判断潜在的应用方向。克虏伯公司的本诺?斯特劳斯(Benno Strauss)谈起他的不锈钢,就认为其可以用于管道、餐具、医用设备和镜子。他和布里尔利一样专注,而后者发现自己的不锈钢适用于主轴、活塞、柱塞和阀门。他也知道如果无法命名为V2A合金,那就称为“尼罗斯塔”,其余炼钢师也如此跟风。最初的合金都是用发现者的名字命名,比如哈德菲尔德锰钢、R.穆希特特钢(R.Mushet’s Special Steel)、弗斯飞机特制钢,后来发现者们在命名时,开始在商标中体现其最普遍的用途,如Rezistal 、Neva-Stain 、Staybrite 、Nonesuch 、Enduro 、Nirosta 、Rusnorstain 。在命名自己发现的合金时,布里尔利还真是需要请教斯图尔特,后者命名的F.A.S显然胜过D.G.S,听起来更奇妙,事实上也是如此。

     布里尔利辞职后一个月,他发明不锈钢的消息传到了美国。在1915年1月31日,《纽约时报》刊发了这一发现:

不会生锈的钢


谢菲尔德市发明了餐具专用钢

     据谢菲尔德的市长约翰?M.萨维奇(John M.Savage)的消息,这座城市中的一家公司近日宣布发现了一种“不锈钢”,不会生锈、污损或失去光泽。据称,这种钢特别适用于制造餐具,原始的光泽在使用后仍能保持,即便是与酸性食物接触也是如此,用完只需简单清洗即可。

     萨维奇在《商业报告》中写道:“据称,这种钢可以保持锋利的边缘,与最好的双重剪切钢材相当,因为不生锈的性质是材料本身的特性,没有经过额外的处理。因此刀具可以放在一块‘钢’上,或直接用一般的清洗机或磨刀石打理,就能重新变得锋利。据推测,它将可能是一些餐具大客户的福音,比如旅馆、蒸汽船和餐馆等。

     “这种钢的价格是每磅26美分,大约是同类钢材的两倍。它的加工成本也更高,因此这种新发明的研发及实际应用的成本,估算下来是现在的两倍。不过,消费者因此节省的劳动力成本,完全可以在第一年内抵消其总成本的增加部分。”

这也是布里尔利被认为是不锈钢发明人的另一个原因:《纽约时报》的记者并没有阅读有关冶金贸易的杂志,根本不知道莫纳茨和斯特劳斯。

     美国的第一块“布里尔利”不锈钢在三十一天后被铸造出来,并直接被送到了刀具加工商手中。

不久后,一位名叫约翰?梅达克斯(John Maddocks)的陌生人出现在布里尔利的门前。七十五岁的他来自伦敦,穿着讲究,他说自己看到了不锈钢的未来前景。他表示自己在申请专利方面很有经验,并许诺让布里尔利获得美国专利。不过布里尔利必须先确定赋予不锈钢特殊性能的化学配方的分量,也就是说他需要一间实验室,而弗斯公司已经不会提供帮助。

    1915年3月29日,布里尔利提出专利申请,但由于英国至少有七家公司在生产不锈钢,他的申请被驳回了。再次申请时,他特别提出,这是一种“明显提升餐具性能的新型钢材”,金属中含有9%~16%的铬以及少于0.7%的碳。

    这是布里尔利人生中非常繁忙的一段时光。5月,他成为布朗贝利钢铁厂(Brown Bayley’s Steelworks)的生产经理。同一年年底,这家从未成功销售过钢铁合金的公司,开始全力生产并销售飞机发动机的机轴。加入公司六个月后,布里尔利受邀成为公司董事。三年后他放弃续任,以便将更多精力放在比经营更有挑战的工作上,比如研究车轴、弹簧、方钢和曲轴。

    1916年9月5日,布里尔利的专利获得授权,专利号为1197256。1917年7月,他与弗斯公司达成和解,共同成立弗斯-布里尔利不锈钢联合经营公司。弗斯公司向布里尔利支付一万英镑和一半股权以用于共享专利权。此举获利甚丰,让弗斯公司安然度过了大萧条时期(大萧条时期是1929~1933年,而专利的保护期是十七年,布里尔利在1916年获得专利授权,收益期截至1933年)。布里尔利还进行了一点报复,要求所有使用这种合金的刀刃都要署上自己的名字,也就是弗斯-布里尔利不锈钢。

    布里尔利将不锈钢商业化,离不开其努力与他人的帮助。他的一位商业伙伴说过的话非常恰当:布里尔利知道所有关于不锈钢的事,唯独不知道怎么去推广。他实际想说的是,布里尔利知道将不锈钢如何市场化之外的所有事。

    1917年7月底,埃尔伍德?海恩斯(Elwood Haynes)告诉布里尔利,让他不要太急功近利。海恩斯是印第安纳州科科莫的一名富商,在政治与公共事务上很活跃,胡子长得跟挡风玻璃似的。他经营着科科莫天然气公司,监督建造了美国第一条长输天然气主管道,设计了美国第一辆真正意义上的汽车,并成立公司进行销售;他还成立了司太立公司(Stellite),专门销售自己发明的合金,并且因此成为巨富。他也参与竞选美国参议员(作为禁酒主义者),并在几年后被选举为基督教青年会(YMCA)主席。海恩斯不想销售不锈钢,他实在太忙了,但他追求这一发现的荣誉。

    当十六岁的布里尔利还在学习代数时,海恩斯就已经在研究应用在餐具上的抗腐蚀合金了。而在布里尔利通过显微镜观察并一无所获前的一年多,他就已经用铬钢合金制作出凿子、机械零件和火花塞。此外,他比布里尔利早十七天提交专利申请,也就是说他的权利要求从法律上讲是优先的。美国专利局在1917年7月31日为海恩斯启动了抵触审查程序。

    海恩斯的专利最终在1919年4月1日被确认,专利保护的铬含量在8%~60%的钢材——范围大得惊人——然而这也没什么关系。相比于诉讼程序,弗斯-布里尔利不锈钢联合经营公司更倾向于跟海恩斯还有其他五家美国不锈钢公司(伯利恒、卡朋特、科鲁西伯、米德瓦尔和弗斯-施特林,最后一家是弗斯公司在匹兹堡的分公司)合作共享利益,而这是1918年发生的事。经过15年的发展,尽管不锈钢的成本是碳钢的四倍,但商业上的发展还是如星火燎原。自1923年到1933年间,不锈钢在美国市场上的年均增长速度达到了28%。

    1920年,当卢德伦钢铁公司(Ludlum Steel Co.)开始销售不锈钢时,美国公司提出了控告,法庭最终查封了卢德伦销售不锈钢餐具的利润。到了1933年,当美国罗斯特利斯钢铁公司(Rustless Iron Corp.)开始销售不锈钢时,美国公司再次提出控告,但这次法院却认为没有侵权。法院的裁定具有历史意义:“数千次的实验和测试,以及多样化的成就,使钢铁冶炼成为一个高度发展的巨大领域。在该领域的任何方面,任何人都只有列举明确证据,证明某种发现或发明在此之前不存在,才能享有对此技术的独占权。”不同于《纽约时报》,法院知悉吉约特、莫纳茨、斯特劳斯等人,也感谢布里尔利证实了这一点。美国公司继续上诉,又再次被驳回。这一次,法院的陈词更为直白,其中说到,如果美国的不锈钢公司所拥有的专利,只是保护特殊类型的不锈钢餐具,而不是所有工业的不锈钢,那就太荒谬了。

    没有人知道布里尔利是否觉得得到了维护,但他确实很乐意看到弗斯公司的贪婪被遏制的局面。


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