耐候鋼一般是指耐蝕性優異的鋼,可是不包括像不(bu)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(qian),人們根據(ju)經驗知道(dao),含(han)銅多的(de)(de)鋼對大氣(qi)腐蝕(shi)具有優(you)(you)異的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性。1916年ASTM進行了鋼鐵材料系統的(de)(de)暴(bao)曬(shai)試驗。當(dang)時在工業地區(qu)、半田園地區(qu)、海岸(an)地區(qu)進行了260種鋼的(de)(de)暴(bao)曬(shai)試驗,其(qi)結(jie)果(guo)表明(ming),含(han)銅鋼具有優(you)(you)秀(xiu)的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性,并(bing)判明(ming)在含(han)銅鋼中磷含(han)量高的(de)(de)鋼更優(you)(you)秀(xiu)。
以后(hou),U.S.Steel公司根據過去的(de)經驗,對(dui)期待能(neng)夠提高耐(nai)候性(xing)的(de)所有(you)的(de)元素(su),通(tong)過改變(bian)其比例和組(zu)合制成材料后(hou),進行(xing)了長期的(de)暴(bao)曬試驗。結果確認,由Ni、Cr、Cu、P適當(dang)組(zu)合的(de)鋼(gang)具有(you)最優秀(xiu)的(de)耐(nai)候性(xing)。這就是1933年市售的(de)COR-TEN鋼(gang),這成為開(kai)發耐(nai)候低合金鋼(gang)的(de)起跑點(dian)。
受到這(zhe)種(zhong)COR-TEN鋼的(de)(de)開發(fa)刺(ci)激,以(yi)后不僅(jin)是(shi)美國,而且(qie)在(zai)歐洲各國以(yi)及(ji)日(ri)本也相繼開發(fa)了許多(duo)同種(zhong)類的(de)(de)耐候(hou)(hou)鋼。然(ran)而這(zhe)些研究還發(fa)現,為了提高(gao)耐候(hou)(hou)性所添加(jia)的(de)(de)元素(su)同時(shi)也有增大機(ji)械強度(du)的(de)(de)優點。近年來(lai),隨著鋼鐵結構物的(de)(de)大型化(hua)(hua),為了謀求輕量化(hua)(hua)把鋼材斷面變(bian)薄,這(zhe)樣高(gao)強度(du)鋼蓬勃發(fa)展(zhan)起來(lai)。但是(shi)把鋼材變(bian)薄,使用中由腐(fu)蝕引起的(de)(de)斷面積減(jian)少,就成為了特別重要的(de)(de)問題,所以(yi)在(zai)這(zhe)種(zhong)情況(kuang)下,耐候(hou)(hou)鋼的(de)(de)價值進一步(bu)被(bei)認識。
再者(zhe),雖然(ran)是(shi)耐(nai)候鋼(gang)(gang),但是(shi)作(zuo)為(wei)(wei)近代的結(jie)構材料,其(qi)理所當然(ran)在(zai)(zai)強度(du)、韌(ren)性、焊接(jie)性、加工性、涂漆性等性能上也(ye)必須優秀(xiu),而(er)且(qie)并不(bu)意味著價格(ge)比碳素鋼(gang)(gang)高。把這(zhe)些(xie)問題考慮在(zai)(zai)內(nei),日(ri)本(ben)鋼(gang)(gang)鐵公(gong)司開(kai)發的正在(zai)(zai)銷(xiao)售(shou)的耐(nai)候鋼(gang)(gang)被歸納(na)在(zai)(zai)表1中,1968年(昭和(he)43年4月1日(ri))作(zuo)為(wei)(wei)耐(nai)候性焊接(jie)鋼(gang)(gang)已被制定為(wei)(wei)JIS標準(zhun),被列在(zai)(zai)表2中。
耐(nai)候鋼代替(ti)焊接(jie)結構鋼已(yi)廣泛(fan)地應(ying)用于(yu)鐵道(dao)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)、汽車(che)(che)、工業機械、罐容器、橋梁(liang)、建筑(zhu)物等(deng)在大氣中(zhong)腐蝕有(you)問題(ti)的領(ling)域。鐵道(dao)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)在美國和日本是最早采用耐(nai)候鋼的領(ling)域,這是由于(yu)耐(nai)候性優秀,能(neng)增加車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)的使用壽命(ming),減(jian)少維護費用,同時(shi)強度也高,所以具(ju)有(you)減(jian)輕車(che)(che)體重(zhong)量(liang)、增加載重(zhong)量(liang)的兩方面的優點。現在不僅是日本國鐵,而且也在民間企業或出口車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)上廣泛(fan)采用。
橋梁材料板材較(jiao)厚,而且(qie)要求韌性(xing)和焊接性(xing)好,所(suo)以用(yong)含(han)有(you)磷的(de)(de)耐候鋼是(shi)不適當的(de)(de),在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)開發(fa)了(le)(le)不含(han)磷的(de)(de)耐候鋼后,在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)橋梁上的(de)(de)應用(yong)急速發(fa)展,橋梁與鐵(tie)道車輛同時(shi)成為(wei)了(le)(le)耐候鋼的(de)(de)主要用(yong)途。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)建(jian)筑(zhu)上的(de)(de)應用(yong),最近所(suo)謂的(de)(de)“裸(luo)使用(yong)”正在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)被(bei)關(guan)注。它是(shi)利(li)用(yong)了(le)(le)耐候鋼特有(you)銹呈現出來(lai)的(de)(de)漂亮穩(wen)定(ding)的(de)(de)色調,在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)無涂漆的(de)(de)狀態(tai)下(xia)作為(wei)外(wai)裝(zhuang)材使用(yong)的(de)(de)。雖(sui)然(ran)銹在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)穩(wen)定(ding)前有(you)一段(duan)難看的(de)(de)時(shi)期(qi)(qi)(qi),可(ke)是(shi)作為(wei)100%發(fa)揮耐候鋼的(de)(de)特性(xing)來(lai)說意義深遠(yuan),并且(qie)期(qi)(qi)(qi)待(dai)著今后不只(zhi)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)建(jian)筑(zhu)物也能在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)其他(ta)領域(yu)廣泛應用(yong)。而且(qie),通過特殊的(de)(de)表面(mian)處理,從初期(qi)(qi)(qi)開始就能形成穩(wen)定(ding)銹層的(de)(de)技(ji)術已經發(fa)展起來(lai)了(le)(le)。照片(pian)3、照片(pian)4示出了(le)(le)這些例子。
另外(wai),作為特殊的(de)用(yong)途來說,已(yi)(yi)經用(yong)于(yu)熱(re)交(jiao)換(huan)器或(huo)煙道等,也用(yong)于(yu)發生(sheng)硫(liu)酸(suan)露點(dian)腐蝕的(de)場(chang)所。但是最近發生(sheng)了一些變(bian)化,該用(yong)途專用(yong)的(de)耐硫(liu)酸(suan)露點(dian)腐蝕鋼已(yi)(yi)經開發、銷售。