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耐候钢

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耐候钢是一类合金钢,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。耐候钢以“Corrosion resistance”(耐蚀)及“Tensile strength”(拉伸强度)缩写而为商标名的“COR-TEN”最为人所知,故英文常以“Corten Steel”代称耐候钢。不同不锈钢可以完全不生锈,耐候钢只是表面氧化不会深入内部,具有像的防蚀特色。

COR-TEN的商标目前由美国钢铁公司所持有。[1] 美钢2003年时把端切钢板事业卖给国际钢铁集团英语International Steel Group(该集团2006年被收购成为后来的安赛乐米塔尔),但美钢仍然有在贩卖COR-TEN牌子的耐候钢板材及片材。[2]

特性

耐候钢之所以耐候,肇于特别设计的化学组成、化学成分分布,使之得以在环境天候的影响下于材料表面形成保护层,而比多数钢种(如不锈钢除外)来得耐蚀耐候。

耐候钢中特别设计的合金元素分布提供保护层,进而产生缓蚀效果。耐候钢表面的保护层会随天候影响缓慢地增长再生。简言之,该钢种就是靠表面产生锈皮来形成保护层。[3]

Cor-ten耐候钢其中数种规格等级的化学组成(以%为单位,省略铁元素成分)[4]
规格等级
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

耐候钢的机械性质取决于合金配方和材料厚度。[5][6]

ASTM A 242

对原始的A 242合金而言,经过中低度轧延成型的工件或厚度为0.75英寸(19毫米)板材,其降伏强度为50千英磅每平方英寸(340兆帕斯卡),极限抗拉强度[7]为70千英磅每平方英寸(480兆帕斯卡)。同样的A 242合金,经过中度重量轧延成型的工件或厚度为0.75—1英寸(19—25毫米)板材,其降伏强度为46千英磅每平方英寸(320兆帕斯卡),极限抗拉强度为67千英磅每平方英寸(460兆帕斯卡)。而对同样的合金,但厚达1.5—4英寸(38—102毫米)的轧制部分或板材,其降伏强度为42千英磅每平方英寸(290兆帕斯卡),极限抗拉强度为63千英磅每平方英寸(430兆帕斯卡)。

ASTM A 588

A 588 合金而言,对所有轧延加工成型的型钢及厚度达4英寸(100毫米)的板材 ,其降伏强度为50千英磅每平方英寸(340兆帕斯卡),极限抗拉强度为70千英磅每平方英寸(480兆帕斯卡)。厚度范围落于4—5英寸(100—130毫米)的板材,其降伏强度至少有46千英磅每平方英寸(320兆帕斯卡),极限抗拉强度至少有67千英磅每平方英寸(460兆帕斯卡)。而厚度介于5—8英寸(127—203 mm)的板材,其降伏强度至少有42千英磅每平方英寸(290兆帕斯卡),极限抗拉强度至少有63千英磅每平方英寸(430兆帕斯卡)。

用途

建筑物

艺术品

存在的问题

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。

参考文献

  1. ^ Trademarks and Ownership. USS. [30 October 2014]. (原始内容存档于2016-10-17). 
  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]. (原始内容存档于2020-11-29). 
  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]. (原始内容存档于2022-05-30). 
  6. ^ Manual of Steel Construction, 8th Edition Second Revised Printing. Chicago: American Institute of Steel Construction. 1928: Chapter 1, page 1–5. 
  7. ^ 存档副本. [2017-02-04]. (原始内容存档于2019-06-09). 
  8. ^ Shipping Container Homes Globally. [2009-05-24]. (原始内容存档于2022-06-26). 
  9. ^ Photos of the South Shore Line in the Dunes region of Northern Indiana. people.ku.edu. [24 September 2010]. (原始内容存档于2010-10-16).