耐候钢

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的顯微組織

肥粒鐵(α-Fe)
奥氏体(γ-Fe)
马氏体
波來鐵(88%肥粒鐵,12%碳化三铁)
變韌鐵
粒滴斑鐵(肥粒鐵及碳化三铁
的共晶混合物,含碳量4.3%)
碳化三铁(Fe3C)
β铁(β-Fe)
ε铁(ε-Fe)

坩埚钢
碳鋼(含量≤2.1%)
彈簧鋼(低或無合金
合金鋼(含有碳以外的元素)

马氏体时效钢(含鎳)
不鏽鋼(含鉻量≥10.5%)
耐候钢
工具鋼(工具用的合金鋼)
其他含鐵材料

鑄鐵(含碳量>2.1%)

白鑄鐵
灰鑄鐵
可鍛鑄鐵
球墨鑄鐵
蠕墨铸铁
锻铁(含有熔渣)
雕塑家里查·塞拉使用耐候钢為素材的作品—Fulcrum 1987,位於倫敦利物浦街車站,約高16.7公尺。

耐候钢(Weathering steel)是一类合金钢,在室外曝露几年后能在表面形成一层相对比较致密的锈层,因而不需要涂油漆保护。耐候鋼以Corrosion resistance(耐蝕) 及 tensile strength(拉伸強度)縮寫而為商標名的COR-TEN最為人所知,故英文常以"Corten Steel"代稱耐候鋼。 COR-TEN的商標目前由美國鋼鐵公司所持有。[1] 美鋼2003年時把端切鋼板事業賣給國際鋼鐵集團英语International Steel Group(該集團2006年被收購成為後來的安賽樂米塔爾),但美鋼仍然有在販賣COR-TEN牌子的耐候鋼板材及片材。[2]

特性[编辑]

耐候鋼之所以耐候,肇於特別設計的化學組成、化學成分分佈,使之得以在環境天候的影響下於材料表面形成保護層,而比多數鋼種(當然不鏽鋼又另當別論)來得耐蝕耐候。

耐候鋼中特別設計的合金元素分佈提供保護層,進而產生緩蝕效果。耐候鋼表面的保護層會隨天候影響緩慢地增長再生。簡言之,該鋼種就是靠表面產生鏽皮來形成保護層。[3]

Cor-ten耐候鋼其中數種規格等級的化學組成(以%為單位,省略鐵元素成分)[4]
規格等級
Cor-ten A 0.12 0.25–0.75 0.20–0.50 0.01–0.20 0.030 0.50–1.25 0.25–0.55 0.65
Cor-ten B 0.16 0.30–0.50 0.80–1.25 0.030 0.030 0.40–0.65 0.25–0.40 0.02–0.10 0.40

耐候鋼的機械性質取決於合金配方和材料厚度。[5][6]

ASTM A 242[编辑]

對原始的A 242合金而言,經過中低度軋延成型的工件或厚度為0.75英寸(19毫米)板材,其降伏強度為50千英磅每平方英寸(340百萬帕斯卡),極限抗拉強度[7]為70千英磅每平方英寸(480百萬帕斯卡)。同樣的A 242合金,經過中度重量軋延成型的工件或厚度為0.75~1英寸(19~25毫米)板材,其降伏強度為46千英磅每平方英寸(320百萬帕斯卡),極限抗拉強度為67千英磅每平方英寸(460百萬帕斯卡)。而對同樣的合金,但厚達1.5~4英寸(38~102毫米)的軋製部分或板材,其降伏強度為42千英磅每平方英寸(290百萬帕斯卡),極限抗拉強度為63千英磅每平方英寸(430百萬帕斯卡)。

ASTM A 588[编辑]

A 588 合金而言,對所有軋延加工成型的型鋼及厚度達4英寸(100毫米)的板材 ,其降伏強度為50千英磅每平方英寸(340百萬帕斯卡),極限抗拉強度為70千英磅每平方英寸(480百萬帕斯卡)。厚度範圍落於4~5英寸(100~130毫米)的板材,其降伏強度至少有46千英磅每平方英寸(320百萬帕斯卡),極限抗拉強度至少有67千英磅每平方英寸(460百萬帕斯卡)。而厚度介於5~8英寸(127~203 mm)的板材,其降伏強度至少有42千英磅每平方英寸(290百萬帕斯卡),極限抗拉強度至少有63千英磅每平方英寸(430百萬帕斯卡)。

用途[编辑]

里茲廣播塔英语Broadcasting Tower, Leeds,整棟廣播塔英语Radio masts and towers以耐候鋼包覆,70米的鏽色大樓在里茲獨樹一格
澳大利亞當代藝術中心的入口
巴斯克地區維多里亞-加斯泰茲阿貝楚柯英语Abetxuko阿貝楚柯橋英语Abetxuko Bridge,由PEDELTA公司的橋梁建築師胡安·索布里諾英语Juan Sobrino所設計
聖保羅的一個耐候鋼製公共藝術
不来梅哈芬的“研究者德语Forschermeile”紀念碑,記載五個科學家、探險家的名子
福良港海嘯防災避難所

存在的问题[编辑]

耐候钢的使用尚面临以下几个问题:

  • 焊接点的腐蚀:焊接点的氧化速率必须和其它用料相同,这需要特殊的焊接材料和技术。
  • 积水腐蚀:耐候钢并非不锈钢,如果耐候钢的凹位中有积水,该处的腐蚀速率将变快,因此必须做好排水。
  • 富盐空气环境:耐候钢对夏威夷这样的富盐空气环境较敏感。在这样的环境中,表层保护膜可能阻止不了内部的进一步氧化。
  • 掉色:耐候钢表面的锈层可使它附近的物体表面变得锈迹斑斑。

參考文獻[编辑]

  1. ^ Trademarks and Ownership. USS. [30 October 2014]. 
  2. ^ Plate Products, 2003-10-31 [2010-01-13], (原始内容存档于2007-12-28) 
  3. ^ Armstrong, Robert. Metal Building Materials and Corrosion. Absolute Steel. 14 April 2014 [25 September 2014]. 
  4. ^ COR-TEN – Weather & Corrosion Resistant Steel: Technical Data, [2010-01-13], (原始内容存档于2010-01-13). 
  5. ^ Structural, Carbon & HSLA Steel Plate. A new vision of steel. Chapel Steel. 1987 [24 September 2010]. 
  6. ^ Manual of Steel Construction, 8th Edition Second Revised Printing. Chicago: American Institute of Steel Construction. : Chapter 1, page 1–5. 
  7. ^ http://terms.naer.edu.tw/detail/994792/
  8. ^ Shipping Container Homes Globally. [2009-05-24]. 
  9. ^ Photos of the South Shore Line in the Dunes region of Northern Indiana. people.ku.edu. [24 September 2010].