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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