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(zao)以前,人們根據經驗知道,含銅(tong)多的(de)(de)鋼(gang)對大氣腐蝕具有優(you)異的(de)(de)耐(nai)蝕性。1916年(nian)ASTM進行了鋼(gang)鐵材料系統的(de)(de)暴曬(shai)試驗。當時在(zai)(zai)工(gong)業地(di)(di)(di)區、半田園地(di)(di)(di)區、海(hai)岸地(di)(di)(di)區進行了260種鋼(gang)的(de)(de)暴曬(shai)試驗,其(qi)結果表明,含銅(tong)鋼(gang)具有優(you)秀(xiu)的(de)(de)耐(nai)蝕性,并(bing)判明在(zai)(zai)含銅(tong)鋼(gang)中磷(lin)含量高的(de)(de)鋼(gang)更優(you)秀(xiu)。
以后(hou),U.S.Steel公司根據過去的(de)(de)經驗,對(dui)期待能(neng)夠(gou)提高耐候(hou)性的(de)(de)所有(you)的(de)(de)元素,通過改(gai)變(bian)其比例(li)和(he)組(zu)合(he)制成(cheng)材料后(hou),進行了(le)長期的(de)(de)暴曬試驗。結果確認,由Ni、Cr、Cu、P適當組(zu)合(he)的(de)(de)鋼具有(you)最優秀的(de)(de)耐候(hou)性。這就(jiu)是1933年(nian)市售的(de)(de)COR-TEN鋼,這成(cheng)為開(kai)發耐候(hou)低合(he)金鋼的(de)(de)起跑(pao)點。
受到這(zhe)種(zhong)COR-TEN鋼(gang)的(de)(de)開發刺激,以后不(bu)僅是美(mei)國(guo)(guo),而且在歐(ou)洲各國(guo)(guo)以及日本也(ye)相繼開發了(le)(le)許多同(tong)種(zhong)類的(de)(de)耐候鋼(gang)。然而這(zhe)些研究還發現(xian),為(wei)了(le)(le)提高(gao)耐候性所添加的(de)(de)元素同(tong)時也(ye)有增大(da)(da)機械強度的(de)(de)優點。近(jin)年來,隨著鋼(gang)鐵結構物(wu)的(de)(de)大(da)(da)型化,為(wei)了(le)(le)謀求輕量化把鋼(gang)材斷面(mian)變(bian)薄,這(zhe)樣高(gao)強度鋼(gang)蓬勃發展起來。但是把鋼(gang)材變(bian)薄,使用(yong)中(zhong)由腐蝕引起的(de)(de)斷面(mian)積減少,就成為(wei)了(le)(le)特別重要的(de)(de)問題,所以在這(zhe)種(zhong)情況下,耐候鋼(gang)的(de)(de)價值進一步被(bei)認識。
再者,雖然(ran)是耐(nai)候(hou)鋼,但是作為(wei)近代(dai)的(de)結構材(cai)料,其(qi)理所當然(ran)在強度、韌性(xing)、焊(han)接(jie)性(xing)、加工性(xing)、涂漆性(xing)等性(xing)能上也必(bi)須優秀,而(er)且(qie)并(bing)不(bu)意味(wei)著價(jia)格比(bi)碳素鋼高。把(ba)這些問題考慮在內,日(ri)本鋼鐵公司開(kai)發的(de)正在銷售的(de)耐(nai)候(hou)鋼被(bei)歸納在表1中,1968年(nian)(昭(zhao)和43年(nian)4月1日(ri))作為(wei)耐(nai)候(hou)性(xing)焊(han)接(jie)鋼已被(bei)制定為(wei)JIS標(biao)準,被(bei)列在表2中。
耐候(hou)(hou)鋼(gang)代(dai)替焊接結構鋼(gang)已廣泛地應用(yong)于(yu)鐵(tie)(tie)道(dao)(dao)車(che)(che)輛、汽車(che)(che)、工業機械、罐容(rong)器、橋梁、建(jian)筑物等在(zai)大氣(qi)中腐蝕有問題的(de)領(ling)域(yu)。鐵(tie)(tie)道(dao)(dao)車(che)(che)輛在(zai)美國和日本是(shi)最早(zao)采用(yong)耐候(hou)(hou)鋼(gang)的(de)領(ling)域(yu),這是(shi)由于(yu)耐候(hou)(hou)性優秀,能增加車(che)(che)輛的(de)使(shi)用(yong)壽命,減少維護費用(yong),同時強度也(ye)高,所以具有減輕車(che)(che)體(ti)重量(liang)、增加載(zai)重量(liang)的(de)兩方面的(de)優點(dian)。現在(zai)不僅(jin)是(shi)日本國鐵(tie)(tie),而且(qie)也(ye)在(zai)民(min)間企業或出口車(che)(che)輛上廣泛采用(yong)。
橋(qiao)梁材料板(ban)材較(jiao)厚,而(er)且要求韌性(xing)和焊接性(xing)好,所以用(yong)含有磷的(de)(de)(de)(de)耐候鋼(gang)是(shi)不適當的(de)(de)(de)(de),在開發(fa)了不含磷的(de)(de)(de)(de)耐候鋼(gang)后,在橋(qiao)梁上的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)急速發(fa)展(zhan),橋(qiao)梁與鐵道車輛(liang)同時(shi)成(cheng)為了耐候鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)主要用(yong)途。在建筑(zhu)上的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong),最近(jin)所謂的(de)(de)(de)(de)“裸(luo)使(shi)用(yong)”正(zheng)在被關(guan)注。它是(shi)利用(yong)了耐候鋼(gang)特有銹(xiu)呈現出(chu)來(lai)的(de)(de)(de)(de)漂亮穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)色調,在無涂漆的(de)(de)(de)(de)狀態下作為外裝(zhuang)材使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)。雖(sui)然銹(xiu)在穩(wen)定前有一段難看的(de)(de)(de)(de)時(shi)期(qi),可是(shi)作為100%發(fa)揮(hui)耐候鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)特性(xing)來(lai)說意義深遠,并且期(qi)待著今(jin)后不只在建筑(zhu)物也能(neng)在其他(ta)領域廣泛應(ying)用(yong)。而(er)且,通過特殊的(de)(de)(de)(de)表面處(chu)理,從初期(qi)開始就能(neng)形成(cheng)穩(wen)定銹(xiu)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)技(ji)術已經發(fa)展(zhan)起來(lai)了。照片3、照片4示出(chu)了這些例子。
另外,作為特殊的(de)用(yong)途(tu)來說,已經用(yong)于(yu)熱交(jiao)換器或(huo)煙(yan)道等,也用(yong)于(yu)發生硫酸(suan)露點(dian)腐蝕的(de)場所。但(dan)是最近發生了一(yi)些變化,該用(yong)途(tu)專用(yong)的(de)耐(nai)硫酸(suan)露點(dian)腐蝕鋼已經開發、銷售。