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我國從60年代起也已經(jīng)開始大量研制耐候鋼板,自1965~1979年將多種含Cu及P、RE、Ti的低合金鋼在風沙干燥、工業(yè)大氣、潮濕都市、農(nóng)村等不同的環(huán)境下進行長達15年之久的大氣曝露試驗,取得了耐候鋼的手數(shù)據(jù)。1984年我國制定了耐大氣腐蝕鋼標準GB4171―84及GB4172―84,納入了高耐候性的3個牌號:09CuPCrNi―A、09CuPCrNi―B、09CuP和焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼的4個牌號:16CuCr、1MnCuCr、15MnCuCr、及15MnCuCr―QT。許多鋼廠也有不同的耐候鋼產(chǎn)品,如銨鋼的05CuPCrNi ,09CuPCrNi , 10CrNiCuP系列、武鋼的06CuPRE、05CuPCrNi、09CuPTiR、09CuPCrNi系列、寶鋼集團上海鋼鐵有限公司10PCuRE高耐候鋼等等。雖然我國耐候鋼的產(chǎn)品及研究也不少,但耐候鋼主要應(yīng)用于橋梁、鐵路客車、集裝箱、工程機械、海洋設(shè)施、海港建筑結(jié)構(gòu)等,用于建筑外墻面層幾乎還未出現(xiàn)。 耐候鋼在與大氣的接觸使用過程中,金屬基體表面形成致密的、粘附性好的非晶態(tài)氧化層保護膜,顏色由銹紅逐漸變成暗青、終成為暗紫色,并從此不再銹蝕穩(wěn)定下來,這層保護膜有效地阻擋了腐蝕的侵入,延長了構(gòu)件的使用壽命。國外某獨立的科研機構(gòu)將耐候鋼與普通碳鋼在不同環(huán)境中的耐腐蝕性能作了對比,顯示出耐腐鋼材的良好耐候性。高品質(zhì)的耐候鋼在海邊環(huán)境中16年后平均腐蝕深度約0.1~0.2mm,在工業(yè)區(qū)及鄉(xiāng)村大約為0.02~0.04mm。我國武漢鋼鐵公司也對其生產(chǎn)的耐候鋼進行的測試表明即使在海邊城市耐候鋼的平均腐蝕深度約0.02mm/年。即使考慮到其他非正常因素,一般認為,耐候鋼耐大氣腐蝕性能是一般結(jié)構(gòu)鋼的3~4倍,即使在裸裝使用條件下,其耐腐蝕性壽命也可達30年以上
特點及其制造工藝
【耐候鋼特點】指具有保護銹層耐大氣腐蝕,可用于制造車輛、橋梁、塔架、集裝箱等鋼結(jié)構(gòu)的低合金結(jié)構(gòu)鋼。與普碳鋼相比,耐候鋼在大氣中具有更優(yōu)良的抗蝕性能。與不銹鋼相比,耐候鋼只有微量的合金元素,諸如磷、銅、鉻、鎳、鉬、鈮、釩、鈦等,合金元素總量僅占百分之幾,而不像不銹鋼那樣,達到百分之十幾,因此價格較為低廉。
【耐候鋼原理】
鋼中加入磷、銅、鉻、鎳等微量元素后,使鋼材表面形成致密和附著性很強的保護膜,阻礙銹蝕往里擴散和發(fā)展,保護銹層下面的基體,以減緩其腐蝕速度。在銹層和基體之間形成的約50μm~100μm厚的非晶態(tài)尖晶石型氧化物層致密且與基體金屬黏附性好,由于這層致密氧化物膜的存在,阻止了大氣中氧和水向鋼鐵基體滲入,減緩了銹蝕向鋼鐵材料縱深發(fā)展,大大提高了鋼鐵材料的耐大氣腐蝕能力。耐候鋼是可減薄使用、裸露使用或簡化涂裝,而使制品抗蝕延壽、省工降耗、升級換代的鋼系,也是一個可融入現(xiàn)代冶金新機制、新技術(shù)、新工藝而使其持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新的鋼系
考慮到室外用板材的耐久年限,這種鋼板一般選擇高強度耐候鋼,它是針對鋼鐵在大氣中的腐蝕而推出的。與傳統(tǒng)鋼材的化學成分相比,這種耐候鋼是低合金鋼,含有合金總量低于3%的不同比例的鈮、鉬、磷、鈦、銅等元素。在所有的耐腐鋼中為建筑師所熟知的的可能是號稱Cor-Ten?(Corrosin Resistence-Tensile Strengh,意為耐腐蝕、高強度)系列的鋼材,它是美國鋼鐵業(yè)聯(lián)合會(USSC)耐候鋼材的注冊商標。其實早在20世紀30年代,美國就開展了低合金耐候鋼的研究,并于1933年取得了Cor-Ten耐腐鋼的專利權(quán),普遍應(yīng)用的Cor-Ten鋼分為以高磷銅加鉻、鎳為主的Cor-Ten A系列和以鉻錳合金化為主的Cor-Ten B系列。60年代耐候鋼不經(jīng)涂漆防腐而直接用于橋梁和建筑的技術(shù),在歐洲和日本都得到了廣泛的應(yīng)用。)
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