劉 博

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 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，涂裝性為普碳鋼的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(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構。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備中含硫化氫腐蝕介質的容器等結構件。

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、綜合機械性能的經(jīng)濟耐候鋼。

耐候鋼特點

指具有保護銹層耐大氣腐蝕，可用于制造車輛、橋梁、塔架、集裝箱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(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的保護膜，阻礙銹蝕往里擴散和發(fā)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(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)代冶金新機制、新技術、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(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，隨即進行澆鑄，吹氬調溫后的鋼水經(jīng)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。

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、耐火耐候鋼的制作安裝工藝與常規(guī)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梁工程中推廣應用，需要研究設計理論和方法

四、耐火耐候鋼也可運用于樓承板

耐候鋼，作為新一代*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，可以應用到建筑、車輛、橋梁、塔架等長期暴露在大氣中使用的鋼結構，也可以用于制造集裝箱、鐵道車輛、石油井架、海港建筑、采油平臺等結構件。

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、電力塔架建設等方面凸顯。在美國、日本等發(fā)達國家，耐候鋼已經(jīng)得到了廣泛應用。我國耐候鋼起步較晚，但隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)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(fā)和升級，具有重要現(xiàn)實意義，同時也有利于促進鋼鐵行業(yè)產(chǎn)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(huán)境污染，屬于節(jié)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 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，鋼結構的外觀銹蝕呈現(xiàn)不均勻等相關問題，因此耐候鋼的應用環(huán)境和表面處理技術一直困擾耐候鋼的應用。