綜述了國(guó)內(nèi)外耐大氣腐蝕鋼(即耐候鋼)的發(fā)展概況及合金元素對(duì)其耐大氣腐蝕性能的影響和作用機(jī)理, 介紹了目前較先進(jìn)的Ca-Ni、Ca-Si改性的合金化作用原理和各種耐候鋼表面穩(wěn)定化處理技術(shù)和解決措施;并展望了我國(guó)耐候鋼的發(fā)展趨勢(shì)。耐大氣腐蝕鋼，又稱耐候鋼，是通過(guò)在普通鋼中添加一定量的合金元素制成的一種低合金鋼，主要合金成分為Cu、P、Cr、Ni等元素。耐候鋼作為一種高效鋼材，一直是大氣腐蝕用鋼品種開(kāi)發(fā)與腐蝕研究的熱點(diǎn)。

一、耐候鋼的發(fā)展

耐候鋼的研制起源于歐美。早在1900年，歐美的科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)Cu可以改善鋼在大氣中的耐蝕性能，下表是一個(gè)耐候鋼發(fā)展歷程。

表1耐候鋼的研究進(jìn)展

二、耐候鋼中主要合金元素的作用

耐候鋼較普碳鋼有良好的抗大氣腐蝕能力，其中合金元素起到了決定性作用，包括：

1)降低銹層的導(dǎo)電性能，自身沉淀并覆蓋鋼表面；

2)影響銹層中物相結(jié)構(gòu)和種類，阻礙銹層的生長(zhǎng)；

3)推遲銹的結(jié)晶；

4)加速鋼均勻溶解；

5)加速Fe2+向Fe3+的轉(zhuǎn)化，并能阻礙腐蝕產(chǎn)物的快速生長(zhǎng)；

6)合金元素及其化合物阻塞裂紋和缺陷。進(jìn)一步研究結(jié)果表明，耐候鋼中加入的合金元素對(duì)其耐大氣腐蝕性能的影響不盡相同。

C: 對(duì)鋼的耐大氣腐蝕不利，同時(shí)C影響鋼的焊接性能、冷脆性能和沖壓性能等，耐候鋼中C含量被控制在0.12%以下。

Cu:在鋼中加入0.2%～0.4%的Cu時(shí)，無(wú)論在鄉(xiāng)村大氣、工業(yè)大氣或海洋大氣中，都具有較普碳鋼優(yōu)越的耐蝕性能。

P:是提高鋼耐大氣腐蝕性能最有效的合金元素之一。一般P含量在0.08%～0.15%時(shí)耐蝕性最佳。當(dāng)P與Cu聯(lián)合加入鋼中時(shí)，顯示出更好的復(fù)合效應(yīng)。在大氣腐蝕條件下，鋼中的P是陽(yáng)極去極化劑，它在鋼中能加速鋼的均勻溶解和Fe2+的氧化速率，有助于在鋼表面形成均勻的FeOOH銹層，促進(jìn)生成非晶態(tài)羥基氧化鐵FeOx(OH)3-2x致密保護(hù)膜，從而增大了電阻，成為腐蝕介質(zhì)進(jìn)入鋼基的保護(hù)屏障，使鋼內(nèi)部免遭大氣腐蝕。當(dāng)磷形成PO3-4時(shí)還起到緩蝕作用。

Cr:能在鋼表面形成致密的氧化膜，提高鋼的鈍化能力。耐候鋼中Cr含量一般為0.4～1%(最高1.3%)。當(dāng)Cr與Cu同時(shí)加入鋼中時(shí)，效果尤為明顯。

Ni:是一種比較穩(wěn)定的元素，加入Ni能使鋼的自腐蝕電位向正方向變化，增加了鋼的穩(wěn)定性。

Si:與其它元素如Cu、Cr、P 、Ca配合使用可改善鋼的耐候性。

Ca:近年研究表明，微量Ca加入耐候鋼中不僅可以顯著改善鋼的整體耐大氣腐蝕性能，而且可以有效避免耐候鋼使用時(shí)出現(xiàn)的銹液流掛現(xiàn)象。

Mn:對(duì)耐蝕性的影響還沒(méi)有一致認(rèn)識(shí)，較多學(xué)者認(rèn)為Mn能提高鋼對(duì)海洋大氣的耐蝕性，但對(duì)在工業(yè)大氣中的耐蝕性沒(méi)有什么影響。耐候鋼中Mn含量一般為0.5%～2%。

Mo:當(dāng)鋼中含0.4%～0.5%Mo時(shí)，在大氣腐蝕環(huán)境下(尤其是工業(yè)大氣)鋼的腐蝕速率可能降低二分之一以上。

Co:近期一些研究認(rèn)為Co同Ni一樣，穩(wěn)定銹層中富集Co能有效抑制Cl-離子侵入，提高鋼在海洋大氣下的耐蝕性。

S:對(duì)耐候性起不良作用，作為殘余元素其含量被控制在小于0.04%以下。

稀土元素(RE):RE元素是不含Cr、Ni耐候鋼的添加元素之一。通常RE的加入量小于或等于0.2%。RE元素是極其活潑的元素，是很強(qiáng)的脫氧劑和脫硫劑，主要對(duì)鋼起凈化作用。

耐大氣腐蝕鋼中耐蝕合金元素的作用特點(diǎn)是，經(jīng)長(zhǎng)期使用后才顯示出明顯的耐蝕效果。研究還表明，可以提高鋼的抗大氣腐蝕性能的合金元素應(yīng)滿足以下條件：

1)在鐵中的溶解度大于銹層中的溶解度；

2)可以和鐵形成固溶體；

3)可以提高鋼的電位。

三、耐候鋼的使用

耐候鋼由于具有優(yōu)良的耐蝕性，已廣泛用于建筑、車輛、橋梁、塔架等鋼結(jié)構(gòu)物。耐候鋼的使用方式主要有三種:裸露使用, 涂裝使用和銹層穩(wěn)定化處理后使用。

1、裸露使用

耐候鋼最為常見(jiàn)的使用方式是裸露使用。一般經(jīng)過(guò)3～10年時(shí)間后，耐候鋼表面銹層逐漸穩(wěn)定，腐蝕發(fā)展減慢，外觀呈美麗的巧克力色。由于耐候鋼的銹層穩(wěn)定化過(guò)程受鋼材的化學(xué)成分、使用環(huán)境、構(gòu)造細(xì)節(jié)的滯水積塵和機(jī)械磨損等條件的影響，所以如果使用不當(dāng)，破壞了穩(wěn)定銹層的形成條件，耐候鋼也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重銹蝕。

2、涂裝使用

在建筑、橋梁、車輛等很多部門(mén)，耐候鋼和普通鋼一樣，大都是涂裝使用。涂裝后的耐候鋼和普通鋼相比，表現(xiàn)出極優(yōu)越的耐蝕性。

3、穩(wěn)定化處理后使用

裸露使用雖然是耐候鋼經(jīng)濟(jì)獨(dú)特的使用方法，但其在自然環(huán)境中完成銹層的穩(wěn)定化過(guò)程需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，在形成穩(wěn)定化銹層之前常常出現(xiàn)早期銹液流掛與飛散污染周圍環(huán)境的現(xiàn)象。特別是，在含有Cl-離子的海洋大氣環(huán)境中，保護(hù)性的α-FeOOH銹層難于形成，Cl-離子和H2O易于滲透銹層而使鋼基體進(jìn)一步發(fā)生腐蝕。為此，一方面，人們不斷研制新鋼種，縮短或加速耐候鋼的穩(wěn)定化過(guò)程，改善其外觀，提高其耐蝕性.另一方面，研究與開(kāi)發(fā)出耐候鋼表面快速形成穩(wěn)定銹層的處理技術(shù)，即在一開(kāi)始就對(duì)構(gòu)件表面施行一種處理，以縮短耐候鋼穩(wěn)定化銹層的形成過(guò)程，既可避免耐候鋼使用初期黃色銹液流掛的現(xiàn)象，防止污染，同時(shí)又能形成穩(wěn)定銹層。

四、結(jié)束語(yǔ)

目前耐候鋼在國(guó)外已趨于成熟和完善，從鋼種開(kāi)發(fā)到應(yīng)用及設(shè)計(jì)施工等方面都有了較詳細(xì)的規(guī)定。與國(guó)外相比我國(guó)耐候鋼的研制起步較晚，但耐候鋼已引起國(guó)內(nèi)有關(guān)部門(mén)的關(guān)注，特別是隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，國(guó)家“西電東輸”和三峽水利等工程的相繼建設(shè)，我國(guó)原有的熱鍍鋅防腐Q235B、Q345B結(jié)構(gòu)鋼和普通耐候鋼已不能滿足塔桅用鋼高耐蝕性、高壽命、低成本的要求，迫切需要開(kāi)發(fā)新型節(jié)能、環(huán)保的高耐候性結(jié)構(gòu)鋼。為此，在今后耐候鋼研究中，一方面注意借鑒國(guó)外先進(jìn)研究成果，另一方面立足于我國(guó)的特有資源優(yōu)勢(shì)和已有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，著重開(kāi)發(fā)適合我國(guó)環(huán)境、地區(qū)特點(diǎn)的高效、高品質(zhì)耐候鋼及其表面銹層快速穩(wěn)定化處理技術(shù)。

五、夢(mèng)能服務(wù)與支持

1、免費(fèi)樣品

如果您對(duì)我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請(qǐng)樣品試用，請(qǐng)與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506

油漆樣品適用范圍：

用于新建項(xiàng)目：驗(yàn)證油漆配套的可行性、檢驗(yàn)附著力、效果圖與實(shí)際顏色的色差。

用于維修項(xiàng)目：驗(yàn)證與舊涂層的兼容性。

用于日常修補(bǔ)：提供少量樣品用于修補(bǔ)破損處。

申請(qǐng)用量：在1KG以內(nèi)免費(fèi)送貨上門(mén)。

2、免費(fèi)打樣

如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產(chǎn)品上的實(shí)際應(yīng)用、外觀、性能測(cè)試，請(qǐng)與我們客服人員聯(lián)系，將樣板寄往夢(mèng)能科技營(yíng)銷部，由專業(yè)噴涂人員為樣板提供油漆打樣。

3、服務(wù)團(tuán)隊(duì)

夢(mèng)能對(duì)技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理，從專業(yè)培訓(xùn)到日常報(bào)告的管理都有一整套完善的體系。夢(mèng)能公司每年都會(huì)對(duì)技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計(jì)，以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì)，每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗(yàn)儀器，儀器設(shè)備均按規(guī)定的時(shí)間期限進(jìn)行定期校驗(yàn)，以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。

4、購(gòu)買(mǎi)通道

零售：購(gòu)買(mǎi)50kg以內(nèi)，線上購(gòu)買(mǎi)，抖店直接下單購(gòu)買(mǎi)。

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貿(mào)易、代理：提供代工業(yè)務(wù)支持，項(xiàng)目保護(hù)。

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涂裝施工：提供解決方案、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)。