耐候鋼世博會(huì)中應(yīng)用

上海2010年世博會(huì)中的盧森堡大公國(guó)國(guó)家館，該館主體建筑外觀整體呈銹色，因?yàn)榻ㄖ昧鲜且环N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(huì)自動(dòng)形成抗腐蝕的保護(hù)層，無(wú)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(yíng)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(shí)，這也刻畫出與鋼鐵密切相關(guān)的盧森堡形象———100多年來(lái)，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(lái)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(gè)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(huì)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?cè)阼F礦石方面的資源優(yōu)勢(shì)。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(gè)集裝箱漂洋過(guò)海運(yùn)來(lái)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(lái)了。

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(shí)間愈長(zhǎng),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(diǎn)，可以應(yīng)用到建筑、車輛、橋梁、塔架等長(zhǎng)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(tái)等結(jié)構(gòu)件。

鋼鐵工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃，顯示我國(guó)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(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，耐候鋼已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。我國(guó)耐候鋼起步較晚，但隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,耐候鋼的應(yīng)用已引起國(guó)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(jí)，具有重要現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)也有利于促進(jìn)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的升級(jí)。

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(fèi)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(diǎn)推廣技術(shù)。國(guó)內(nèi)耐候鋼大都涂裝使用，其免涂裝和“以銹防銹”的設(shè)計(jì)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(wèn)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。

工程實(shí)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(fèi)用，為解決外露無(wú)防護(hù)鋼結(jié)構(gòu)的防火防腐問(wèn)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(jì)方法亦與普通鋼結(jié)構(gòu)相同，但需要更多試驗(yàn)驗(yàn)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(jì)理論和方法

四、耐火耐候鋼也可運(yùn)用于樓承板

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(guò)Cu、 Mn、Si、Al等合金化，并簡(jiǎn)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(jí)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(jiǎn)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(tái)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。

耐候鋼耐候鋼特點(diǎn)

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?jī)H占百分之幾，而不像不銹鋼那樣，達(dá)到百分之十幾，因此價(jià)格較為低廉。

耐候鋼耐候鋼原理

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(jiǎn)化涂裝，而使制品抗蝕延壽、省工降耗、升級(jí)換代的鋼系，也是一個(gè)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(guò)熱度連鑄(喂入稀土絲)-控軋控冷等工藝路線。在冶煉時(shí)，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。

耐候鋼板一高耐候鋼

高耐候性結(jié)構(gòu)鋼是在鋼中加入少量的銅、磷、鉻、鎳元素，使其在金屬集體表面上形成保護(hù)層，以提高鋼耐大氣腐蝕的性能，還可以加入少量的鉬、鈮、釩、鈦、鋯等元素，以細(xì)化晶粒，提高鋼材的力學(xué)性能，改善鋼的強(qiáng)韌性，降低脆性轉(zhuǎn)變溫度，使其具有較好的抗脆斷性能。

耐候鋼板二焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼

其加入鋼種的元素，除磷外，基本與高耐候性結(jié)構(gòu)鋼相同，其作用也與之相同，并改善焊接性能。