耐候鋼， 即耐大氣腐蝕鋼，是介於普通鋼和不鏽鋼之間的低合金鋼系列，耐候鋼由普碳鋼添加少量銅、鎳等耐腐蝕元素而成，具有優質鋼的強韌、塑延、成型、焊割、磨蝕、高溫、抗疲勞等特性；耐候性為普碳鋼的2~8倍，塗裝性為普碳鋼的1.5~10倍。同時，它具有耐銹，使構件抗腐蝕延壽、減薄降耗，省工節能等特點。 耐候鋼主要用於鐵道、車輛、橋樑、塔架、光伏、高速工程等長期暴露在大氣中使用的鋼結構。用於製造貨櫃、鐵道車輛、石油井架、海港建築、採油平台及化工石油設備中含硫化氫腐蝕介質的容器等結構件。
基本介紹
耐候鋼概述,耐候鋼特點,耐候鋼原理,耐候鋼製造工藝,耐候鋼運用,發展規劃,世博會中套用,
耐候鋼概述
其特徵在於：耐候鋼的合金成分及重量百分比含量為：C：≤0.12、Si：0.25～0.75、Mn：0.2～0.5、S ≤0.02、P：0.06~0.12、Cu：0.25～0.5、Cr：0.3~1.25、Ni：0.12~0.65，其餘為Fe和微量元素。通過Cu、 Mn、Si、Al等合金化，並簡單調整普通低碳鋼(Q235鋼)的部分元素含量，在不需改變Q235鋼生產工藝條件下，就能生產出具有良好的耐大氣腐蝕性能、綜合機械性能的經濟耐候鋼。
耐候鋼（即耐大氣腐蝕鋼）在融入現代冶金新機制、新技術和新工藝後得以可持續發展和創新，屬世界超級鋼技術前沿水平的系列鋼種之一。耐候鋼由普碳鋼添加少量銅、鎳等耐腐蝕元素而成，具有優質鋼的強韌、塑延、成型、焊割、磨蝕、高溫、疲勞等特性；耐候性為普碳鋼的2~8倍，塗裝性為普碳鋼的1.5~10倍，能減薄使用、裸露使用或簡化塗裝使用。該鋼種具有耐銹，使構件抗腐蝕延壽、減薄降耗，省工節能的特性，使構件製造者、使用者受益。耐候鋼產品供製造貨櫃、鐵道車輛、石油井架、海港建築、採油平台及化工石油設備中含硫化氫腐蝕介質的容器等結構件。
耐候鋼特點
指具有保護銹層耐大氣腐蝕，可用於製造車輛、橋樑、塔架、貨櫃等鋼結構的低合金結構鋼。與普碳鋼相比，耐候鋼在大氣中具有更優良的抗蝕性能。與不鏽鋼相比，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，而不像不鏽鋼那樣，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、鎳等微量元素後，使鋼材表面形成緻密和附著性很強的保護膜，阻礙鏽蝕往裡擴散和發展，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緻密且與基體金屬黏附性好，由於這層緻密氧化物膜的存在，阻止了大氣中氧和水向鋼鐵基體滲入，減緩了鏽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、裸露使用或簡化塗裝，而使製品抗蝕延壽、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。
耐候鋼製造工藝
耐候鋼一般採用精料入爐-冶煉(轉爐、電爐-微合金化處理-吹氬-LF精煉-低過熱度連鑄(餵入稀土絲)-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，出鋼後加入脫氧劑及合金，鋼水經吹氬處理後，隨即進行澆鑄，吹氬調溫後的鋼水經連鑄機鑄成板坯。由於鋼中加入稀土元素，耐候鋼得到淨化，夾雜物含量大為減少。
耐候鋼運用
工程實例
一、高性能耐候鋼和耐火鋼可減小鋼結構的維護費用，為解決外露無防護鋼結構的防火防腐問題提供了新的解決方案, 如高壓電塔
二、耐火耐候鋼的製作安裝工藝與常規鋼材基本相同，設計方法亦與普通鋼結構相同，但需要更多試驗驗證
三、高強度耐候鋼已在橋樑工程中推廣套用，需要研究設計理論和方法
四、耐火耐候鋼也可運用於樓承板
發展規劃
耐候鋼，作為新一代先進鋼鐵材料，耐大氣腐蝕性能為普通碳素鋼的2～5倍,並且使用時間愈長,耐蝕作用愈突出。由於具有耐銹、免塗裝、減薄降耗，省工節能等特點，可以套用到建築、車輛、橋樑、塔架等長期暴露在大氣中使用的鋼結構，也可以用於製造貨櫃、鐵道車輛、石油井架、海港建築、採油平台等結構件。
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、日本等已開發國家，耐候鋼已經得到了廣泛套用。我國耐候鋼起步較晚，但隨著國民經濟的迅速發展,耐候鋼的套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，同時也有利於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，雖然套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塗防腐塗層等方法比較，普碳鋼的後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，屬於節能減排重點推廣技術。國內耐候鋼大都塗裝使用，其免塗裝和“以銹防鏽”的設計初衷並沒有得到最大程度的發揮。在苛刻的服役環境下，耐候鋼存在銹層難以緻密化，另外在服役初期，鋼結構的外觀鏽蝕呈現不均勻等相關問題，因此耐候鋼的套用環境和表面處理技術一直困擾耐候鋼的套用。
世博會中套用
上海2010年世博會中的盧森堡大公國國家館，該館主體建築外觀整體呈銹色，因為建築用料是一種名叫耐候鋼的特殊鋼材。耐候鋼又叫考頓鋼，它的特別之處在於，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，無需塗漆保護，材料的壽命在80年以上。繼2004年同濟大學中法中心使用耐候鋼作為建築外觀之後，盧森堡館再次使用。完工後的盧森堡館整體將呈現耐候鋼的天然原色，展館的內牆則由冷杉木組成。新型的耐候鋼與自然的冷杉木，營造出雕塑式的古堡，不僅藝術感十足，也諳和了環保和可持續的當代理念。同時，這也刻畫出與鋼鐵密切相關的盧森堡形象———100多年來，盧森堡一直以精湛的煉鋼技術聞名於世，當年巴黎建造艾菲爾鐵塔所用的鋼材，就來自於盧森堡。這次盧森堡館所用的耐候鋼，也將全部從盧森堡進口。此外，建造整個盧森堡館的耐候鋼在展館拆除後可100%回收利用。
耐候鋼演變過程
耐候鋼演變過程上海2010年世博會中的澳大利亞館，就是用紅赭石色的耐候鋼材料製成。耐候鋼鋼板組成連綿不絕的波浪外牆,它代表了澳大利亞的海岸線，也體現了他們在鐵礦石方面的資源優勢。耐候鋼的原料采自澳大利亞西部的礦山，由當地的工廠生產。館方特意將天然的礦石繞著展館擺放了一圈。澳大利亞館周圍的地磚，都是紅色的，這些地磚原料也產自紅土地帶，由十多個貨櫃漂洋過海運來上海。里里外外，紅色不僅代表了自然，還將“工業 ”和“城市”的概念體現出來了。
