耐候鋼一般是指耐蝕性優異的鋼,可是不包括像不銹鋼那樣的高合金鋼,即添加元素的總量在百分之幾以下比碳素鋼耐蝕性優秀的鋼。


 很早以前,人們根據(ju)經驗知道,含銅(tong)多(duo)的(de)鋼(gang)對大氣腐蝕(shi)具(ju)(ju)有優異的(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性。1916年ASTM進(jin)(jin)行(xing)了鋼(gang)鐵材料系統的(de)暴曬試驗。當時(shi)在工(gong)業地(di)區(qu)(qu)、半田園(yuan)地(di)區(qu)(qu)、海岸地(di)區(qu)(qu)進(jin)(jin)行(xing)了260種鋼(gang)的(de)暴曬試驗,其結果表明,含銅(tong)鋼(gang)具(ju)(ju)有優秀的(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性,并(bing)判明在含銅(tong)鋼(gang)中磷含量(liang)高的(de)鋼(gang)更優秀。


 以后,U.S.Steel公司根據過去的(de)經驗,對期待能(neng)夠(gou)提高耐候(hou)性的(de)所有(you)的(de)元素,通過改(gai)變其比例和組(zu)合制成材料后,進行了長期的(de)暴曬試(shi)驗。結果(guo)確認,由Ni、Cr、Cu、P適當組(zu)合的(de)鋼具(ju)有(you)最優秀的(de)耐候(hou)性。這就是1933年市售的(de)COR-TEN鋼,這成為開發耐候(hou)低合金鋼的(de)起跑(pao)點(dian)。


 受到這(zhe)種(zhong)COR-TEN鋼(gang)的(de)開發刺激(ji),以后不僅是美國,而且在(zai)(zai)歐洲(zhou)各國以及日本也相繼開發了(le)許多同種(zhong)類的(de)耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)。然而這(zhe)些研究(jiu)還發現(xian),為了(le)提高(gao)耐(nai)(nai)候(hou)性所(suo)添(tian)加的(de)元(yuan)素同時也有增大機(ji)械強度(du)的(de)優點。近年來(lai),隨著鋼(gang)鐵結(jie)構(gou)物的(de)大型化,為了(le)謀(mou)求(qiu)輕(qing)量化把(ba)鋼(gang)材斷(duan)(duan)面變薄(bo),這(zhe)樣高(gao)強度(du)鋼(gang)蓬勃發展起來(lai)。但是把(ba)鋼(gang)材變薄(bo),使用中由(you)腐蝕引起的(de)斷(duan)(duan)面積(ji)減少,就(jiu)成為了(le)特別重要的(de)問題,所(suo)以在(zai)(zai)這(zhe)種(zhong)情況下,耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)的(de)價值進一步(bu)被(bei)認識。



 再者,雖然(ran)是(shi)耐候(hou)鋼,但是(shi)作為(wei)近代的(de)結(jie)構(gou)材料(liao),其理(li)所(suo)當然(ran)在強度、韌性(xing)、焊(han)接性(xing)、加工性(xing)、涂漆性(xing)等性(xing)能上也必須(xu)優秀(xiu),而且并不(bu)意味著價格(ge)比碳素鋼高。把這些問(wen)題考慮在內,日(ri)本鋼鐵公司開發的(de)正在銷(xiao)售的(de)耐候(hou)鋼被歸納在表1中,1968年(nian)(昭和(he)43年(nian)4月1日(ri))作為(wei)耐候(hou)性(xing)焊(han)接鋼已(yi)被制定為(wei)JIS標準,被列在表2中。


表 2.jpg


 耐(nai)候(hou)鋼(gang)代(dai)替焊接(jie)結(jie)構鋼(gang)已(yi)廣泛地應用于鐵(tie)道車(che)輛、汽車(che)、工(gong)業(ye)機械、罐容(rong)器、橋(qiao)梁、建筑物等在(zai)大(da)氣(qi)中(zhong)腐蝕有問題的領域(yu)。鐵(tie)道車(che)輛在(zai)美國和日本是(shi)最早采用耐(nai)候(hou)鋼(gang)的領域(yu),這是(shi)由于耐(nai)候(hou)性優(you)(you)秀,能增(zeng)加車(che)輛的使用壽(shou)命,減少(shao)維護費(fei)用,同時強度也高,所以具有減輕車(che)體(ti)重量、增(zeng)加載重量的兩(liang)方(fang)面的優(you)(you)點。現在(zai)不僅(jin)是(shi)日本國鐵(tie),而(er)且也在(zai)民間企(qi)業(ye)或出(chu)口車(che)輛上廣泛采用。


 橋梁(liang)材料(liao)板材較(jiao)厚,而且(qie)要(yao)求韌(ren)性(xing)(xing)和焊(han)接性(xing)(xing)好,所以用(yong)(yong)含有磷的耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)(gang)是(shi)(shi)不適當的,在(zai)(zai)開發(fa)(fa)了(le)(le)(le)不含磷的耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)(gang)后(hou)(hou),在(zai)(zai)橋梁(liang)上(shang)(shang)的應用(yong)(yong)急速(su)發(fa)(fa)展,橋梁(liang)與鐵道車輛(liang)同(tong)時成為了(le)(le)(le)耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)(gang)的主要(yao)用(yong)(yong)途。在(zai)(zai)建(jian)筑上(shang)(shang)的應用(yong)(yong),最近所謂的“裸使用(yong)(yong)”正在(zai)(zai)被關注。它是(shi)(shi)利用(yong)(yong)了(le)(le)(le)耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)(gang)特(te)有銹呈現出來(lai)的漂亮穩定的色調,在(zai)(zai)無涂漆(qi)的狀態下作(zuo)為外裝材使用(yong)(yong)的。雖然銹在(zai)(zai)穩定前有一(yi)段難看的時期(qi),可是(shi)(shi)作(zuo)為100%發(fa)(fa)揮耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)(gang)的特(te)性(xing)(xing)來(lai)說意義(yi)深遠(yuan),并且(qie)期(qi)待著(zhu)今后(hou)(hou)不只在(zai)(zai)建(jian)筑物也能在(zai)(zai)其他(ta)領域廣泛應用(yong)(yong)。而且(qie),通過(guo)特(te)殊的表面處理,從初(chu)期(qi)開始就(jiu)能形成穩定銹層的技術已經發(fa)(fa)展起來(lai)了(le)(le)(le)。照片3、照片4示出了(le)(le)(le)這些例子。


照片 3.jpg


另(ling)外,作為特殊的(de)(de)用(yong)途來說,已經用(yong)于熱(re)交換器或煙道(dao)等,也用(yong)于發(fa)生硫(liu)酸(suan)露點腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)場(chang)所。但(dan)是最近發(fa)生了一些變化,該用(yong)途專用(yong)的(de)(de)耐(nai)硫(liu)酸(suan)露點腐(fu)蝕(shi)鋼已經開(kai)發(fa)、銷售。