耐候鋼， 即耐大氣腐蝕鋼，是介于普通鋼和不銹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(yōu)質(zhì)鋼的強(qiáng)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，涂裝性為普碳鋼的1.5~10倍。同時，它具有耐銹，使構(gòu)件抗腐蝕延壽、減薄降耗，省工節(jié)能等特點。 耐候鋼主要用于鐵道、車輛、橋梁、塔架、光伏、高速工程等長期暴露在大氣中使用的鋼結(jié)構(gòu)。用于制造集裝箱、鐵道車輛、石油井架、海港建筑、采油平臺及化工石油設(shè)備中含硫化氫腐蝕介質(zhì)的容器等結(jié)構(gòu)件。

　　耐候鋼概述

　　其特征在于：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，其余為Fe和微量元素。通過Cu、 Mn、Si、Al等合金化，并簡單調(diào)整普通低碳鋼(Q235鋼)的部分元素含量，在不需改變Q235鋼生產(chǎn)工藝條件下，就能生產(chǎn)出具有良好的耐大氣腐蝕性能、綜合機(jī)械性能的經(jīng)濟(jì)耐候鋼。

　　耐候鋼(即耐大氣腐蝕鋼)在融入現(xiàn)代冶金新機(jī)制、新技術(shù)和新工藝后得以可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新，屬世界超級鋼技術(shù)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(yōu)質(zhì)鋼的強(qiáng)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，涂裝性為普碳鋼的1.5~10倍，能減薄使用、裸露使用或簡化涂裝使用。該鋼種具有耐銹，使構(gòu)件抗腐蝕延壽、減薄降耗，省工節(jié)能的特性，使構(gòu)件制造者、使用者受益。耐候鋼產(chǎn)品供制造集裝箱、鐵道車輛、石油井架、海港建筑、采油平臺及化工石油設(shè)備中含硫化氫腐蝕介質(zhì)的容器等結(jié)構(gòu)件。

　　耐候鋼特點

　　指具有保護(hù)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(dá)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(qiáng)的保護(hù)膜，阻礙銹蝕往里擴(kuò)散和發(fā)展，保護(hù)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(jī)制、新技術(shù)、新工藝而使其持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)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(zhuǎn)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(nèi)，按常規(guī)工藝冶煉，出鋼后加入脫氧劑及合金，鋼水經(jīng)吹氬處理后，隨即進(jìn)行澆鑄，吹氬調(diào)溫后的鋼水經(jīng)連鑄機(jī)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。

　　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(jié)構(gòu)的維護(hù)費用，為解決外露無防護(hù)鋼結(jié)構(gòu)的防火防腐問題提供了新的解決方案, 如高壓電塔

　　二、耐火耐候鋼的制作安裝工藝與常規(guī)鋼材基本相同，設(shè)計方法亦與普通鋼結(jié)構(gòu)相同，但需要更多試驗驗證

　　三、高強(qiáng)度耐候鋼已在橋梁工程中推廣應(yīng)用，需要研究設(shè)計理論和方法

　　四、耐火耐候鋼也可運用于樓承板

　　發(fā)展規(guī)劃

　　耐候鋼，作為新一代先進(jìn)鋼鐵材料，耐大氣腐蝕性能為普通碳素鋼的2～5倍,并且使用時間愈長,耐蝕作用愈突出。由于具有耐銹、免涂裝、減薄降耗，省工節(jié)能等特點，可以應(yīng)用到建筑、車輛、橋梁、塔架等長期暴露在大氣中使用的鋼結(jié)構(gòu)，也可以用于制造集裝箱、鐵道車輛、石油井架、海港建筑、采油平臺等結(jié)構(gòu)件。

　　鋼鐵工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)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(shè)等方面凸顯。在美國、日本等發(fā)達(dá)國家，耐候鋼已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。我國耐候鋼起步較晚，但隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,耐候鋼的應(yīng)用已引起國內(nèi)有關(guān)部門的高度重視，所以耐候鋼及其防腐蝕的研發(fā)和升級，具有重要現(xiàn)實意義，同時也有利于促進(jìn)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的升級。

　　耐候鋼具有良好的耐大氣腐蝕性能，雖然應(yīng)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(hù)費用是耐候鋼的1.5-2倍。因此耐候鋼可減少環(huán)境污染，屬于節(jié)能減排重點推廣技術(shù)。國內(nèi)耐候鋼大都涂裝使用，其免涂裝和“以銹防銹”的設(shè)計初衷并沒有得到最大程度的發(fā)揮。在苛刻的服役環(huán)境下，耐候鋼存在銹層難以致密化，另外在服役初期，鋼結(jié)構(gòu)的外觀銹蝕呈現(xiàn)不均勻等相關(guān)問題，因此耐候鋼的應(yīng)用環(huán)境和表面處理技術(shù)一直困擾耐候鋼的應(yīng)用。

　　世博會中應(yīng)用

　　上海2010年世博會中的盧森堡大公國國家館，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(huán)境中，經(jīng)與空氣、雨水等作用，鋼材表面會自動形成抗腐蝕的保護(hù)層，無需涂漆保護(hù)，材料的壽命在80年以上。繼2004年同濟(jì)大學(xué)中法中心使用耐候鋼作為建筑外觀之后，盧森堡館再次使用。完工后的盧森堡館整體將呈現(xiàn)耐候鋼的天然原色，展館的內(nèi)墻則由冷杉木組成。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(shù)感十足，也諳和了環(huán)保和可持續(xù)的當(dāng)代理念。同時，這也刻畫出與鋼鐵密切相關(guān)的盧森堡形象———100多年來，盧森堡一直以精湛的煉鋼技術(shù)聞名于世，當(dāng)年巴黎建造埃菲爾鐵塔所用的鋼材，就來自于盧森堡。這次盧森堡館所用的耐候鋼，也將全部從盧森堡進(jìn)口。此外，建造整個盧森堡館的耐候鋼在展館拆除后可100%回收利用。

　　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制成。耐候鋼鋼板組成連綿不絕的波浪外墻,它代表了澳大利亞的海岸線，也體現(xiàn)了他們在鐵礦石方面的資源優(yōu)勢。耐候鋼的原料采自澳大利亞西部的礦山，由當(dāng)?shù)氐墓S生產(chǎn)。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(chǎn)自紅土地帶，由十多個集裝箱漂洋過海運來上海。里里外外，紅色不僅代表了自然，還將“工業(yè) ”和“城市”的概念體現(xiàn)出來了。