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耐候钢, 即耐大气腐蚀钢,是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列,耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成,具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性;耐候性为普碳钢的2~8倍,涂装性为普碳钢的1.5~10倍。同时,它具有耐锈,使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗,省工节能等特点。 耐候钢主要用于铁道、车辆、桥梁、塔架等长期暴露在大气中使用的钢结构。用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。
其特征在于:耐候钢的合金成分及重量百分比含量为:C:0.12~0.21、Si:0.2~2.0、Mn:0.7~2.0、S ≤0.036、P≤0.034、Cu:0.10~0.40、Al<0.2,其余为Fe和量杂质。通过Cu、 Mn、Si、Al等合金化,并简单调整普通低碳钢(Q235钢)的部分元素含量,在不需改变Q235钢生产工艺条件下,就能生产出具有良好的耐大气腐蚀性能、综合机械性能的经济耐候钢。
与普碳钢相比,耐候钢在大气中具有更优良的抗蚀性能。与不锈钢相比,耐候钢只有量的合金元素,诸如磷、铜、铬、镍、钼、铌、钒、钛等,合金元素总量仅占百分之几,而不像不锈钢那样,达到百分之十几,因此价格较为低廉。
耐候钢加入磷、铜、铬、镍等量元素后,使钢材表面形成致密和附着性很强的保护膜,阻碍锈蚀往里扩散和发展,保护锈层下面的基体,以减缓其腐蚀速度。在锈层和基体之间形成的约50μm~100μm厚的非晶态尖晶石型氧化物层致密且与基体金属黏附性好,由于这层致密氧化物膜的存在,阻止了大气中氧和水向钢铁基体渗入,减缓了锈蚀向钢铁材料纵深发展,大大提高了钢铁材料的耐大气腐蚀能力。耐候钢是可减薄使用、裸露使用或简化涂装,而使制品抗蚀延寿、省工降耗、升级换代的钢系,也是一个可融入现代冶金新机制、新技术、新工艺而使其持续发展和创新的钢系。
耐候钢制造工艺:耐候钢一般采用精料入炉-冶炼(转炉、电炉-微合金化处理-吹氩-LF精炼-低过热度连铸(喂入稀土丝)-控轧控冷等工艺路线。在冶炼时,废钢随炉料一起加入炉内,按常规工艺冶炼,出钢后加入脱氧剂及合金,钢水经吹氩处理后,随即进行浇铸,吹氩调温后的钢水经连铸机铸成板坯。由于钢中加入稀土元素,耐候钢得到净化,夹杂物含量大为减少。耐侯钢焊接性如果使用无抗大气腐蚀的填充金属则应该确保焊缝本身是耐候的。在焊接之前,应该将已形成的表面层至接头边缘10mm到20mm的距离。焊接钢材级别S355J0WP和S355J2WP采用的磷含量很高时,应该采用特殊的措施
耐侯钢运用:高性能耐候钢和耐火钢可减小钢结构的维护费用,为解决外露无防护钢结构的防火防腐问题提供了新的解决方案,如高压电塔;耐火耐候钢的制作安装工艺与常规钢材基本相同,设计方法亦与普通钢结构相同,但需要更多试验验证;度耐候钢已在桥梁工程中推广应用,需要研究设计理论和方法;耐火耐候钢也可运用于楼承板.
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耐候锈红钢在景观中的应用:景观雕塑利用锈蚀钢的可塑性及自然腐蚀性,给人锈迹斑斑的感觉,使作品“锈”色可餐。它具有突出的视觉表现力。耐候钢板作为一种引导与标识。锈蚀钢板会随着时间而发生变化。其色彩明度和饱和度比一般的构筑物材料要高,因此在园林绿植背景下容易突显出来。此外,钢板锈蚀产生的粗糙表面使其构筑物更富体积感和质量感。这种景观兼具外观与气候的适应性,可回收利用,不仅艺术感十足,也谙和了环保和可持续的当代理念。
地面铺装利用钢材本身的腐蚀性,在大气环境中形成一种特殊的色彩,这种独特的色彩和质感融于与其他石材中,不同材质的完美结合,体现了较强的美学及工程应用价值。它有很强的形体塑造能力。如同其他金属材料,锈蚀钢板比较容易塑造成丰富变化的形状,并能保持极好的整体性,这一点是木材、石材以及混凝土都很难达到的。侧壁、挡墙韩国首尔西部湖畔公园,利用塑造的钢板作为种植池的侧壁挡板,选用极为简洁的当代几何造型,充满体积感和重量感,随着时光老化,在绿化背景的衬托下突现出别样的艺术魅力,它还具有鲜明的空间界定能力。由于钢板的强度与韧度很大,不如砖石材料因结构导致的厚度限制那么多。因此可以利用很薄的钢板对空间进行非常清晰、准确地分隔,使场地变得简练而明快,又充满了力量。
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