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耐候钢, 又称耐大气腐蚀钢, 是通过在普通钢中添加一定量的合金元素制成的一种低合金钢, 主要合金成分为Cu、P、Cr、Ni等元素。耐候钢的特点是能够抵御自然大气条件下的腐蚀。钢铁的锈蚀是钢结构损坏的主要原因之一,腐蚀损耗也是相当可观的,据报导北美每年因腐蚀损耗也是相当可观的,据报据报导北美每年因腐蚀损耗的钢占年产量的20%, 在加拿大每年腐蚀损失达到6亿美元。人们解决大型钢结构的防腐蚀问题的方法一般是加大腐蚀余量, 并涂以防锈油漆。前者会造成材料的浪费, 后者因为需要定期进行维护性重涂, 造成维护成本提高, 有时还会影响正常使用。还有一种方法是在结构中使用金属涂覆层进行保护, 主要是热浸镀或喷涂锌或铝, 利用镀层金属的阴极保护性能延长钢结构寿命。但应用金属涂覆层也存在着成本较高、污染环境、大型构件应用困难, 以及不易焊接等问题。
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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。
耐候钢,作为新一代先进钢铁材料,耐大气腐蚀性能为普通碳素钢的2~5倍,并且使用时间愈长,耐蚀作用愈突出。由于具有耐锈、免涂装、减薄降耗,省工节能等特点,可以应用到建筑、车辆、桥梁、塔架等长期暴露在大气中使用的钢结构,也可以用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台等结构件。
耐候钢板初期应用:在20世纪初,国外一些前卫的艺术家将钢材用于 雕塑创作。由于钢铁锈蚀是材料自身的一种自然状态,十分符合艺术表达的真 实性原则,久而久之,钢材成为现代景观造型艺术设计的材料之一。普通的钢 铁生锈之后,会逐渐腐蚀老化直至破损,而耐候钢的出现使得设计师有机会在 造型艺术创作中充分利用钢铁的锈蚀形态进行表达。耐候钢,即耐大气腐蚀钢 ,又叫考顿钢,它的特别之处在于,暴露在自然环境中,经与空气、雨水等作 用,钢材表面会自动形成抗腐蚀的保护层,无需涂漆保护,材料的寿命在80年 以上,是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列。
耐候钢因其独特的质感现在已经成熟的运用到景观设计、幕墙设计、 建筑设计等中成为现代设计不可或缺的设计元素。耐候钢表面是一层锈红色物 质,摸上去十分粗糙,质感十分特殊,同时耐候钢具有的形体塑造能力, 能创造出极为简洁的当代几何造型。耐候钢板会随着时间而发生变化,其色彩 受环境、气候影响变化较大,放置很久之后容易从鲜亮的红褐色变为暗淡的深 褐色,随着时光的老化,使得充满美感的耐候钢具有独特的色彩和质感。
耐候钢板1969年武钢、科学研究院、齐齐哈尔车辆厂曾共同研制09MnCuPTi钢用于制造铁路货车。1978年后,开始采用镍和铬等元素仿制国外耐大气腐蚀钢。宝钢耐候钢品种的开发始于车辆对钢材耐大气腐蚀的需求,宝钢一期工程1985年9月投产时,尽管还没有热轧和冷轧生产线,但耐候钢研制课题小组已开始组建,并与有关单位、车辆厂等建立了关系,了解需求、探讨发展、交流技术,共同开发耐候钢品种系列。1988~1990年,宝钢研制成功与日本耐候钢NAW系列相当的B490NQR,在工艺上采用了铁水预脱硫及钢水精炼等先进技术,使该品种有良好的韧性、延性、焊接性等,用作铁路货车的制造,获得成功。 几乎在同时,宝钢又开发出冷轧Cu2P耐候钢B460NQ,用作铁路客车车厢制造,获得成功。这两个品种的开发和使用成功,为宝钢产销研各部门积累了经验。根据对高耐候钢的需求,宝钢在1991~1994年研制了与美国Cor2TenA相对应的Cu2P2Cr2Ni系的高耐候钢,B480GNQR就是这一时期的产物。箱,获得成功。这一钢种终成为宝钢占领国内集装箱板市场、打破集装箱行业钢材依赖进口的高附加值产品。这时期还开发了CuPCrNi系的冷轧高耐候钢B450NQ,也成功用于铁道客车和地铁客车的制造,特别是成功用于长春客车厂中标的伊朗地铁车的车厢外板、顶板和地板。1990年之后,宝钢开始按照标准研制稀土处理的Cu2P系耐候钢09CuPTiRE,并为之专门开发了3台新型喂丝机及先进的喂丝工艺,经过1年多的努力,宝钢的09CuPTiRE钢以其良好的质量、稳定的性能得到了车辆厂的好评。
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