合金和不锈钢哪个质量好

1.为什么要改变

1687年，英国伟大的科学家牛顿（Isaac Newton）在《自然哲学的数学原理》（Mathematical Principles of Natural Philosophy）一书中科学地阐明了力和惯性的物理概念，并解释了力和运动状态的关系：“一切物体总是保持原来的状态或匀速直线运动状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。”^［1］这就是牛顿第一定律，也称为惯性定律。此外，牛顿第三定律解释了作用力与反作用力的关系：“每一个作用力都对应着一个相等反向的反作用力，也就是说，两个物体彼此施加给对方的力总是大小相等、方向相反。”^［2］作用力和反作用力作用在两个物体上，产生的作用不能相互抵消。

人类的行为、思想与自然界物体的运动规律是如此的相似，当人们一旦适应某种环境、工作模式或方法时，就会形成“物体运动的惯性定律”，形成习惯性的行为、固守习惯性的思维，从而形成一种惯性的“惰性”，而这种惰性往往是负面的、消极的。当积极的力量（牛顿第三定律中的作用力）推动其发生改变、进步和改革时，第三定律的反作用力就会显现，各方面的阻力随之产生，甚至强大得坚若磐石。2009年，我到江苏一家公司出差时，听到这样一件事例：公司高薪聘请了一位专业技术能力非常强的质量工程师，以推动压铸产品的质量改进。这位工程师站在技术的前沿，按照行业较高的水准，根据自身的工作经验制订了全面的、严格的压铸件质量检验标准，以此推动压铸车间的技术改良和质量的提升。然而，这一举措却遭到了生产车间的强烈抵制，最后不得不被“开除”，离开了公司。在改变之初，由于知识、经验、背景和思维方式的相悖，固有的惰性往往会显示出强大的阻力，直至积极的力量说服、战胜消极的阻力为止。人类的社会活动与自然界的物理世界不同的是，已有的、消极的习惯累积的时间越久，越难克服。因此，在没有创新和改革推动下的“历史”悠久的公司、在同一环境下工作时间较长的人，对变化都有着强烈的抵触心理。不过，人类社会活动中的阻力（反作用力），随着人们对新知识和变化趋势理解的深入和认识的提高，可以主动地转化为作用力，即动力。现实中，习惯性的惰性和反作用力，渗透在我们的生活和工作中的各个角落。2009年，我在负责IQC（Incoming Quality control，来料质量控制）部门的第一个星期时，发现检验报告、记录和文件相互替代签字的现象严重，记录和报告中的错误百出，已经失去了应有的作用和意义。因此要求：“IQC的任何人不得代主管在检验报告或相关文件上签字，任何人不得互相代签字，每个人都要保证自己的工作效果和记录的准确。”检验员反驳道：“以前一直是这样做的，大家都是这样做的。”

以前一直是这样做的，大家都是这样做的，就是对的吗？就一定要视为标准或规则吗？

事例Ⅰ

因为专业的关系，上学期间我有机会到各个电厂进行学习和项目研究，电厂中复杂精密的仪表、人员倒班制的工作模式和浩浩荡荡的班车队伍给我留下了深刻的印象。2003年，我的老师在参加某个国际学术研讨会时，参观了美国的一家火电厂，回国之后给我们描述的情景是：所参观的火电厂，平时是没有人驻守的，全部是自动化控制。除了定期的设备维护检修之外，每隔一个月去查看是否有动物撞破电厂的铁丝防护网。我只是记住了这件事情，像其他人的和事对我们固有的思维影响很小一样，这件事并没有给我的思维带来多大的震撼。直到2007年，读到美国未来学家Warren G.Bennis关于工厂的论述，“未来的工厂只有两个员工，一个人和一只狗。人是用来喂狗的，而狗是防止人来触碰机器设备的”^［3］。同时，看到同事和国外客户带来的自动化生产视频，那些我们习惯性地认为只有人工才能加工和组装的传统的钣金零件、手机上微型喇叭等产品，竟然也可以全部实现自动化生产，我们才被惊得目瞪口呆。这不仅仅是一个技术问题、应用的可行性问题，更是一个敢于挑战和打破既有方式的想象力的问题。

事例Ⅱ

从小学开始，我们所接受的教育和熟背的爱迪生的名言，“天才是百分之一的灵感，加上百分之九十九的汗水”。似乎勤奋比灵感更重要，埋头苦干就可以获得成功。然而查阅一下和爱迪生“灵感和汗水”相关的原文著作才发现，这句话有其特定的语境和当时特定的环境，脱离这个背景去理解，意义大相径庭。“百分之九十九的汗水”是以“百分之一的灵感”和思考为前提的，没有灵感和思考指明目标和方向，任何努力和汗水都会陷入无止境的行动泥潭当中，更不可能成就世界上伟大的发明和发明家^{［14］［15］}。因此，先思考以决定方向和方法，再边行动边思考以修正试验、工作、方案实施的路线，其重要性是不言而喻的。然而在实际工作中，大部分时间、大部分人在遇到事情时都是不经过任何思考（哪怕是短短的几分钟）就去行动，结果总是达不到预期的目标和效果。卡尔·萨根（Carl Sagan）^［4］曾经说过，“科学，是一种思考方式而不仅仅是知识本身”。那么，我们的工作又何尝不是呢？

事例Ⅲ

在古埃及，雕刻和文字记载了一种神秘的动物，一半像斑马，一半像长颈鹿。当19世纪英国的商人发现这些雕刻时，他们将这种动物称为“非洲独角兽”，认为这是一种想象的动物。从生物学上讲是不可能存在的。然而，刚果流域土著人坚持说，他们确实曾在森林深处看见过这种动物。即使没有现代基因学的帮助，英国探险家也知道这是很荒唐的。长颈鹿不会同斑马交配，当然也生不出后代。许多年来，西方生物学家一直嘲笑这些土著人的无知和迷信。

1901年，勇敢无畏的哈利·约翰斯顿爵士（Harry Johnston）遇到一群被德国探险家绑架的侏儒土著人，约翰斯顿爵士在对这种暴行感到惊骇的同时，支付了一笔数额可观的金钱换得土著人的自由。出于感激，获得自由的土著人赠予他一些据称是“非洲独角兽”的皮毛和头骨。当他把这些皮毛和头骨带回欧洲后，人们认为他很可笑。

1918年，一只活的霍加!（Okapi），也就是“非洲独角兽”，在原始森林里被捕获。10年后第一只霍加!在比利时安特卫普市成功交配。因此神秘的霍加!不再神秘，在全世界的动物园中就可以看到。^［5］2008年9月11日，英国伦敦动物学会（ZSL）公布了在刚果民主共和国维龙加国家公园（Virunga National Park）的Watalinga森林拍摄到的野外霍加!影像资料。^［6］

我们也应该反省一下，在我们有限的知识和习惯性思维里，每天是不是也在嘲笑哪些无知的“土著人”呢？

事例Ⅳ

2010年，我在处理一个自攻螺丝组装滑丝的问题时，一个资深的工程师说道，“这个螺丝一看就是不锈铁的，不是不锈钢的，硬度不够，肯定有问题。”其他的工程师和供应商也附和着。暂且抛开这个问题本身，对“不锈铁”的说法很是吃惊，是自己学业不精，在学校里和书本里没有接触过这个知识点？还是技术发展太快，又出现新的材料？为什么这么多人使用这个叫法，而且语气还如此得斩钉截铁。不锈铁真的存在吗？

Fe-Fe₃C相图中（图1-1）不同成分的铁碳合金，在室温下将得到不同的显微组织，其性能也不同。通常根据相图中的P点和E点将铁碳合金分为工业纯铁、钢及白口铸铁三类。^［7］

（1）工业纯铁：工业纯铁是指室温下为铁素体和少量三次渗碳体的铁碳合金，P点以左（含碳量小于0.0218％）。

（2）钢：钢是指高温固态组织为单相固熔体的一类铁碳合金，P点成分与E点成分之间（含碳量为0.0218％～2.11％），具有良好的塑性，适于锻造、轧制等压力加工，根据室温组织的不同又分为三种：

a）亚共析钢，是P点成分与S点成分之间（含碳量为0.0218％～0.77％）的铁碳合金。室温组织为铁素体＋珠光体，随含碳量的增加，组织中珠光体的量会增多。

b）共析钢，是S点成分（含碳量为0.77％）的铁碳合金，室温组织全部是珠光体的铁碳合金。

c）过共析钢，是S点成分与E点成分之间（含碳量为0.77％～2.11％）的铁碳合金。室温组织为珠光体＋渗碳体。

（3）白口铸铁：白口铸铁是指E点成分以右（含碳量为2.11％～6.69％）的铁碳合金。有较低的熔点，流动性好，便于铸造，脆性大。根据室温组织的不同又分为三种：

a）亚共晶白口铸铁，是E点成分与C点成分之间（含碳量为2.11％～4.3％）的铁碳合金。室温组织为低温莱氏体＋珠光体＋二次渗碳体。

b）共晶白口铸铁，是C点成分（含碳量为4.3％）的铁碳合金。室温组织为低温莱氏体。

c）过共晶白口铸铁，是C点成分以右（含碳量为4.3％～6.69％）的铁碳合金。室温组织为低温莱氏体＋一次渗碳体。

图1-1　简化的Fe-Fe₃C相图^［7］

图1-1中①～⑦的7条垂直线，分别是工业纯铁、钢和白口铸铁三类铁碳合金中的典型合金所在位置。

铸铁是含碳量大于2.11％，一般为2.5％～5.0％并且含有较多的Si、Mn、S、P等元素的多元铁碳合金。它与钢相比，虽然抗拉强度、塑性、韧性较低，但具有优良的铸造性能、切削加工性、减震性、耐磨性等，生产成本也较低，因此在工业上得到了广泛的应用。按重量计算，汽车、拖拉机中铸铁零件约占50％～70％，机床中约占60％～90％。

在钢中加入合金元素后，钢的基本组元铁和碳与加入的合金元素会发生交互作用，使α-Fe与γ-Fe存在范围发生变化，Fe-Fe₃C相图中相变温度、共析成分发生变化，改变了钢的组织结构和性能。根据电化学腐蚀的基本原理，不锈钢中加入的主要的合金元素为Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、Nb、Mn、N等，提高不锈钢在大气和一般介质中高耐腐蚀性，按照微观组织的不同，可分为：

·马氏体不锈钢。常用马氏体不锈钢的含碳量为0.1％～0.45％，含铬量为12％～14％，属于铬不锈钢。

·铁素体不锈钢。这类钢从室温加热到高温960℃～1 100℃，都不发生相变，其显微组织始终是单相铁素体组织，因此被称为铁素体不锈钢。常用的铁素体不锈钢的含碳量较低，低于0.15％，含铬量为12％～32％。铁素体型不锈钢主要用于对力学性能要求不高而耐蚀要求高的环境下，例如化工设备、容器、管道和用于硝酸和氮肥等化工生产的结构件。

·奥氏体不锈钢。在含Cr18％的钢中加入8％～11％Ni，就是18"8型的奥氏体不锈钢。钢中还常加入Ti或Nb，以防止晶间腐蚀。由于含有较高的铬和镍，并呈单相奥氏体组织，因而奥氏体不锈钢具有比铬不锈钢更高的化学稳定性及耐蚀性，是目前应用最多的一类不锈钢。

·奥氏体和铁素体双相不锈钢。这类钢是在18"8型钢的基础上，提高铬含量或加入其他铁素体形成元素时，不锈钢便由奥氏体和铁素体两相形成复相材料，不仅克服了奥氏体不锈钢抗应力腐蚀差的缺点，而且还具有提高抗晶间腐蚀性能及焊缝热裂性的作用。

也许，有人将价格相对较低的部分铁素体和马氏体型组织的不锈钢称作“不锈铁”，但是通过对合金形成的理论分析，同时参照不锈钢的化学成分、力学性能的对比^［16］，以及GB/T20878-2007不锈钢和耐热钢牌号及各国不锈钢和耐热钢牌号对照表来看，理论的、科学的“不锈铁”的说法并不存在。这种名称的形成，必定有其特定的环境和原因。对于长期工作在机械领域的技术人员和工程师，也人云亦云，就失去了作为工程师的严谨性和负责任的态度，也是一种习惯性惰性的体现。

事例Ⅴ

PPAP与质量是什么关系呢？

生产件批准程序PPAP（production part approval process）是美国三大汽车公司——克莱斯勒、福特和通用——开发的供应商质量管理工具之一^［8］，将产品的质量控制移至大规模生产之前，是一种有效的、针对采购的物料和零件进行验证的方式，以确保供应商已经正确理解客户工程设计记录和规范的所有要求，并且生产过程具备持续稳定满足这些要求的能力。PPAP已经推广至几乎所有的企业，在保留核心思想和内容的条件下，根据产品的特点，开发了适合自身实际情况的不同版本和要求的PPAP。

无论是汽车行业、电子工业还是医疗器械等行业，在零件的核可确认过程中，PPAP已经是必要的要求。由于公司程序文件或制度的要求，许多工程师和供应商的相关人员都在为PPAP而奋战。PPAP中与生产和质量的稳定性密切相关的就是FMEA（Failure Mode Effect Analysis）和Control Plan（控制计划），然而在实际的生产运作过程中，PPAP文件（不是PPAP理念）与产品的质量和稳定性存在必然的联系吗？

表1-1　供应商的能力水平、PPAP和质量稳定性的关系

以工作经验的数据来看，大部分时候供应商只提供了PPAP文件或者例子，然而质量问题和异常现象仍不断地发生。PPAP文件与生产、质量高度正相关的A类供应商所占比例非常少，大部分企业都处于B类和C类的水平，都是为了满足客户的文件要求而在编写FMEA和相应的控制计划。特别是C类供应商，因自身的能力水平有限，PPAP的工具并没有带来生产效率和质量上的提高，反而由于制作相应的文件而耗费大量的时间，影响了正常的工作秩序，导致PPAP与质量水平呈负相关。显而易见，大家都知道什么是对与错，然而在实际的工作中，我们还在一味地要求“PPAP的文件形式”，以便存档和证明工作正在进行，却没有问什么才是PPAP的目的？什么是“PPAP的思想和内容”？对于B、C类供应商是否可以带着“PPAP的思想”，现场查看潜在的风险、改进生产工艺和质量控制手段，以简单、有效、可行的方式去“体现PPAP”，完善PPAP。当已发生过的问题和潜在的风险在生产现场一步一步得到解决和控制时，专业的、有效的FMEA和控制计划自然就会完成，何必一定要求那个PPAP的形式与格式？

事例Ⅵ

2010年9月，在某个供应商质量管理评审月会上，供应商报告该公司生产线的良率连续四个月稳步上升，但是并不清楚采取了什么样的有效措施使各个工序的合格率提高了。于是要求：“需要提供一个8D报告，分析良率提升的根本原因是什么。”供应商惊讶地问：“其他的客户只有遇到质量问题或者结果不好时才会开8D，合格率提升是好事，为什么还要交8D报告？”我回答：“8D报告是为了解决问题而发明的，不能习惯性地将它与贬义的事情相关联，它只是一个质量工具。如果合格率的提升有事实依据，如改进了生产工艺、升级了设备的精度、增加了防呆夹具、增加了防止外观划伤的防护措施等，那是好事情。如果我们不清楚原因，那么就应该使用8D这个工具去分析，到底是检验设备的失效不能查出问题；还是检验员不称职，放松了检验标准；还是有其他生产工艺的原因。产品以海运的方式运到客户端，再到生产线上使用，要两个月或更长的时间，如果事实不清楚，等问题发生了，一切都晚了。有根据的变好是值得庆祝的事情，无根据的变好，未必是好事情。”

古希腊哲学家Heraclitus曾经说过：“世界上任何事物都是在变化的，唯一不变的事物就是变化本身。”^{［9］［10］}姑且不管这句话本身在哲学上是否存在矛盾，但是这个伟大的哲学思想至少向我们传达了一个动态的意识，环境时时刻刻在变化，如果我们还在坚持固有的思想意识和行为方式，是不可能适应环境的发展，更不用说去改变环境，创造环境。社会时刻在进步，这是不可辩驳的事实，企业和个人也需要变革和突破，默守成规只能被后进者所淘汰。要么是自我主动变革、突破，要么就是等待、坐以待毙。

我们已经习惯了、甚至是麻木了，不停地开会、不停地发邮件、不停地打电话、僵化地填写着各种各样的报告、机械地作业、呆板地重复着固有的试验，是不是我们也应该反思一下，这样做的目的是什么？什么是最有效的方法？