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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,也是一個可融入現代冶金新機制、新技術、新工藝而使其持續發展和創新的鋼系。
耐候鋼制造工藝
耐候鋼一般采用精料入爐-冶煉(轉爐、電爐-微合金化處理-吹氬-LF精煉-低過熱度連鑄(喂入稀土絲)-控軋控冷等工藝路線。在冶煉時,廢鋼隨爐料一起加入爐內,按常規工藝冶煉,出鋼后加入脫氧劑及合金,鋼水經吹氬處理后,隨即進行澆鑄,吹氬調溫后的鋼水經連鑄機鑄成板坯。由于鋼中加入稀土元素,耐候鋼得到凈化,夾雜物含量大為減少
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上海2010年世博會中的盧森堡大公國館,該館主體建筑外觀整體呈銹色,因為建筑用料是一種名叫耐候鋼的特殊鋼材。耐候鋼又叫考頓鋼,它的特別之處在于,暴露在自然環境中,經與空氣、雨水等作用,鋼材表面會自動形成抗腐蝕的保護層,無需涂漆保護,材料的壽命在80年以上。
將鋼板用于建筑的外表面已有較長的歷史了,為提高鋼板的耐腐蝕性能,一般都在其外表面作各種涂裝處理如涂漆、搪瓷、鍍鋅等。從20世紀90年代開始,許多建筑師熱衷于追求鋼板的自然銹蝕變化效果將未處理耐候鋼板直接運用于外墻、頂棚、甚至屋面,鋼板在大氣環境中,表層逐漸氧化變色,雨水的流淌在鋼板表面甚至在與鋼板相接的墻體上留下了銹蝕的印跡,形成了一種特殊的效果。自然氣候引起的鋼板表面的變化體現了時間的印記,建筑如同生命體隨著時間而生長變化。這種特殊材料在建筑外表皮的運用可能和西方“工廠廢墟藝術”、“垃圾藝術”的出現也有一定關系,它對于傳統的設計思想可能是顛覆性的,就如同我國20世紀80年代開始引進的故意磨白、做舊、甚至磨損的牛仔褲對于人們的思想沖擊一樣
鋼鐵工業“十二五”發展規劃,顯示我國耐候鋼需求用量逐漸增多,在鐵路、公路、電力塔架建設等方面凸顯。在美國、日本等發達,耐候鋼已經得到了廣泛應用。我國耐候鋼起步較晚,但隨著國民經濟的迅速發展,耐候鋼的應用已引起國內有關部門的高度重視,所以耐候鋼及其防腐蝕的研發和升級,具有重要現實意義,同時也有利于促進鋼鐵行業產品結構的升級。
耐候鋼具有良好的耐大氣腐蝕性能,雖然應用耐候鋼前期的投資成本較普碳鋼略高,但是與普碳鋼表面噴涂防腐涂層等方法比較,普碳鋼的后期維護費用是耐候鋼的1.5-2倍。因此耐候鋼可減少環境污染,屬于節能減排重點推廣技術。國內耐候鋼大都涂裝使用,其免涂裝和“以銹防銹”的設計初衷并沒有得到大程度的發揮。在苛刻的服役環境下,耐候鋼存在銹層難以致密化,另外在服役初期,鋼結構的外觀銹蝕呈現不均勻等相關問題,因此耐候鋼的應用環境和表面處理技術一直困擾耐候鋼的應用。
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