耐候钢 | 一个反常识的知识点:钢“生锈”,反而是好事?
2025-07-09 13:29:42 作者:本网发布 来源:考拉腐蚀 分享至:

 一、耐候钢发展历程简介

耐候钢的发展历史可以追溯到20世纪初,它的诞生与钢铁工业的需求和科技进步密不可分。以下是耐候钢发展的几个关键阶段:

1. 早期探索(1900s-1930s)

背景:钢铁在户外暴露时容易生锈腐蚀,缩短使用寿命,增加维护成本。

突破:科学家发现,在钢中加入少量铜(Cu)能显著提高其耐大气腐蚀性能。1910年代,美国钢铁公司(U.S. Steel)首次研发出含铜的“Corten钢”原型(虽未正式命名)。

2. 正式诞生(1930s-1960s)

Corten钢的推广 - 1933年,美国钢铁公司正式注册“Corten”商标(意为“Corrosion Resistance”+“Tensile Strength”),其典型成分为:  

  Corten A:高磷(P)、铜(Cu)、铬(Cr)、镍(Ni)等合金元素。  

  Corten B:降低磷含量,提高冲击韧性,适用于焊接结构。  

应用场景:早期主要用于铁路车厢、桥梁等户外结构,因无需涂装即可形成致密锈层(保护膜),大幅降低维护成本。

3. 技术改进(1970s-1990s)

环保需求推动 -传统防腐涂层(如油漆)易脱落污染环境,耐候钢因其“自愈性”锈层(抑制进一步腐蚀)成为绿色建材首选。  

国际标准制定 - 各国开始制定耐候钢标准,如:  

  美国ASTM A242/A588(Corten钢标准)。  

  日本JIS G3125(SPA-H等牌号)。  

  欧洲EN 10025-5(S355J2W等)。

4. 现代应用与创新(2000s至今)

建筑与艺术领域 - 耐候钢因独特的锈红色外观(“工业风”美学)被广泛应用于建筑外墙、雕塑(如上海世博会澳大利亚馆、北京“鸟巢”部分结构)。  

高性能化 - 新型耐候钢通过添加铌(Nb)、钛(Ti)等微合金元素,进一步提升耐腐蚀性和焊接性能。  

挑战 - 在海洋性气候或高氯离子环境中,耐候钢仍需配合防护措施(如涂层或阴极保护)。

二、宝钢“丹霞钢®” 

(来源:国资小新;注:®为注册商标)

一个反常识的知识点:钢“生锈”,反而是好事?

广袤沙漠,

一望无垠。

一排排整齐闪光的光伏板

正努力吸收阳光发电。

但它们看似“可靠”,

其实有

“站不住脚”的风险

……

众所周知,

沙漠、戈壁、荒原地区

阳光足、土地广

是建设大型光伏电站的

理想之地。

但这些地区

自然环境恶劣,

堪称“钢铁杀手”

狂风卷着沙石(风蚀)、

土壤含盐碱、

昼夜温差极大

……

这对光伏板的钢铁支架

很不“友好”——

普通的光伏板镀锌钢支架

在沙漠风沙盐碱的腐蚀下

寿命会缩短30%以上


这同时也意味着更换频次更多,

维护成本更高,

工作人员们在恶劣环境中维护作业

也是苦不堪言。

风沙盐碱是支架的“天敌”,普通钢材、一般耐候钢都容易生锈损坏而发生倒伏


面对恶劣环境和自然规律,

沙漠中的钢材似乎都难逃

生锈、变成“脆皮”钢的命运。


但是!

一种颠覆认知的“特制钢材”

正悄然改变游戏规则——

打不过,就加入!

这种钢材不惧生锈,

反而主动“生锈”自救!


为了解决光伏板支架

在沙漠中容易锈蚀、不耐用的难题,

中国宝武宝钢股份研发出

“丹霞钢®”(宝钢热轧超级耐候钢)

以“锈”止锈

让钢材在沙漠里“躺赢”。

丹霞钢®可以实现以“锈”止锈


主动生锈,

需要“锈”得恰到好处。


丹霞钢®的锈层

是技术人员通过在钢中析出

少量特殊耐腐蚀合金元素,

并使用配套的轧制冷却工艺后,

在自然环境的水分和空气影响下

快速形成的。

这是一种

致密、稳定的锈层,

也叫“保护性锈层”

可以直接阻碍腐蚀介质

向基体渗透。


当然,

人们早就开始了

对耐候钢的探索尝试,

但相比于普通的耐候钢,

丹霞钢®是升级版

锈层更致密,

强度也更高。



丹霞钢®(图3)的“保护性锈层”是其耐腐蚀的核心秘密

丹霞钢®使用初期,

随着锈层逐渐形成,

其表面颜色会随时间发生变化。


钢材的初始颜色为灰色,

在空气中水分或雨水的作用下,

表面会发生局部锈蚀,

变成棕黄色,

呈不均匀分布。

渐渐的,

锈蚀面积将逐渐扩大,

并且趋于均匀,

颜色也从棕黄色向棕红色转变,

稳定后会形成类似丹霞地貌的独特色泽。

丹霞钢®

也因此得名。

丹霞钢®锈层形成过程

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