耐候鋼
| 鋼、鐵、以及其他鐵合金 |
|---|
| 鐵碳合金中的相與顯微組織 |
| 鋼（按成分分類） |
| 鋼（按應用分類） |
| 其他含鐵材料 |
| 鍛鐵（熟鐵、工業純鐵，含碳量≤0.04%） |
 | 此條目需要擴充。 (2011年3月13日) |
耐候鋼是一類合金鋼，在室外曝露幾年後能在表面形成一層相對比較緻密的鏽層，因而不需要塗油漆保護。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。不同不鏽鋼可以完全不生鏽，耐候鋼只是表面氧化不會深入內部，具有像銅或鋁的防蝕特色。
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（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
[編輯]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(如不鏽鋼除外)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]
| 規格等級 | 碳 | 矽 | 錳 | 磷 | 硫 | 鉻 | 銅 | 釩 | 鎳 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
ASTM A 242
[編輯]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
[編輯]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
[編輯]- 由於有獨特的粗獷外表、骨董感的鏽皮，耐候鋼被大量用於藝術用途如雕刻、建築等。
- 在海洋運輸中，耐候鋼用於製造貨櫃。[8]
- 耐候鋼用的鉻、鎳等合金元素都比不鏽鋼來得少，價格通常也比不鏽鋼來得便宜。在某些時候，耐候鋼是兼顧耐蝕與經濟的不鏽鋼替代品。1971年聖路易斯車輛廠為伊利諾中央鐵路建造的雙層電聯車是經典案例，該公司採用耐候鋼來取代當時軌道車常用的不鏽鋼成功地降低成本。1979年龐巴迪公司以耐候鋼車體及類似的規格承攬了伊利諾中央鐵路的後續訂單，並在生產時對車體上漆。然而此次耐候鋼車體的壽命卻不如預期，使用年限還沒到軌道車就開始出現鏽蝕孔洞。後來的分析多把此問題歸因於漆，認為上了漆的耐候鋼耐蝕性無異於傳統鋼鐵，因為在細小的漆剝落處無法及時產生鏽斑保護層。這批軌道車在2016年以前已退除完畢。[9]
建築物
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福良港海嘯防災避難所 -
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澳大利亞當代藝術中心的入口
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藝術品
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聖保羅的一個耐候鋼製公共藝術
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存在的問題
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耐候鋼的使用尚面臨以下幾個問題：
- 焊接點的腐蝕：焊接點的氧化速率必須和其它用料相同，這需要特殊的焊接材料和技術。
- 積水腐蝕：耐候鋼並非不鏽鋼，如果耐候鋼的凹位中有積水，該處的腐蝕速率將變快，因此必須做好排水。
- 富鹽空氣環境：耐候鋼對夏威夷這樣的富鹽空氣環境較敏感。在這樣的環境中，表層保護膜可能阻止不了內部的進一步氧化。
- 掉色：耐候鋼表面的鏽層可使它附近的物體表面變得鏽跡斑斑。
參考文獻
[編輯]- ^ Trademarks and Ownership. USS. [30 October 2014]. （原始內容存檔於2016-10-17）.
- ^ Plate Products, 2003-10-31 [2010-01-13], （原始內容存檔於2007-12-28）
- ^ Armstrong, Robert. Metal Building Materials and Corrosion. Absolute Steel. 14 April 2014 [25 September 2014]. （原始內容存檔於2020-11-29）.
- ^ COR-TEN – Weather & Corrosion Resistant Steel: Technical Data, [2010-01-13], （原始內容存檔於2010-01-13）.
- ^ Structural, Carbon & HSLA Steel Plate. A new vision of steel. Chapel Steel. 1987 [24 September 2010]. （原始內容存檔於2022-05-30）.
- ^ Manual of Steel Construction, 8th Edition Second Revised Printing. Chicago: American Institute of Steel Construction. 1928: Chapter 1, page 1–5.
- ^ 存档副本. [2017-02-04]. （原始內容存檔於2019-06-09）.
- ^ Shipping Container Homes Globally. [2009-05-24]. （原始內容存檔於2022-06-26）.
- ^ Photos of the South Shore Line in the Dunes region of Northern Indiana. people.ku.edu. [24 September 2010]. （原始內容存檔於2010-10-16）.