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耐候板制造工艺
耐候钢一般采用精料入炉-冶炼(转炉、电炉-微合金化处理-吹氩-LF精炼-低过热度连铸(喂入稀土丝)-控轧控冷等工艺路线。在冶炼时,废钢随炉料一起加入炉内,按常规工艺冶炼,出钢后加入脱氧剂及合金,钢水经吹氩处理后,随即进行浇铸,吹氩调温后的钢水经连铸机铸成板坯。由于钢中加入稀土元素,耐候钢得到净化,夹杂物含量大为减少。
耐候板, 即耐大气腐蚀钢,是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列,耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成,具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性;耐候性为普碳钢的2~8倍,涂装性为普碳钢的1.5~10倍。同时,它具有耐锈,使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗,省工节能等特点。 耐候钢主要用于铁道、车辆、桥梁、塔架、光伏、高速工程等长期暴露在大气中使用的钢结构。用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。
耐候板的化学成分中碳含量达4~5%,铬含量高达25~30%,其金相组织中Cr7C3碳化物的体积分数达到50%以上,宏观硬度为HRC56~62,碳化铬的硬度为HV1400~1800。由于碳化物成于磨损方向相垂直分布,即使与同成分和硬度的铸造合金相比较,耐磨性能提高一倍以上。与几种典型的材料耐磨性对比如下:
(1)与低碳钢;20~25:1
(2)与铸态高铬铸铁;1.5~2.
耐候板特点:指具有保护锈层耐大气腐蚀,可用于制造车辆、桥梁、塔架、集装箱等钢结构的低合金结构钢。与普碳钢相比,耐候钢在大气中具有更优良的抗蚀性能。与不锈钢相比,耐候钢只有微量的合金元素,诸如磷、铜、铬、镍、钼、铌、钒、钛等,合金元素总量仅占百分之几,而不像不锈钢那样,达到百分之十几,因此价格较为低廉。
耐候钢的特点和应用:
耐候钢不需涂装就可以使用,是一种极好的结构用材。它可以将钢结构(如桥梁)寿命周期内的总费用降到***低。在日本,耐候钢自60年代后期首次在桥梁上应用之后,迄今应用得越来越多。但是,在使用原来的耐候钢时常出现两大问题:(1)抵御盐分的能力较差;(2)在初期阶段,常出现“流锈”,有损景观。对于防止“流锈”,日本已经开发出一种铁锈稳定化处理剂能使钢结构在形成致密的锈层过程中能保持良好的外观。对于盐分的影响,在飘散的盐分量每天为0.05mdd(毫克分米架天)以下的地点,还可以采用耐候钢,但在超过此值的海岸附近地域,耐候钢的应用就受到限制。为此,NKK公司开发了一种新的耐候钢(海岸用耐候钢),可以无涂装地使用于飘散盐分较多的沿海地域。这种海岸用耐侯钢的牌号为CUPLOY400-CL(40 kg级)和CUPTEN490-CL( 50kg级),除具有较高的耐盐分特性外,初期的“流锈”也很少,并且焊接性也比原来的耐候钢有大幅度的改善。该钢材的机械性能及可焊性。其主要特征是添加Ni和MooNi使锈层致密化,能抑制HZO,OZ,C1一的透过;Mo的作用是从钢中溶解出来形成moo之,吸附于锈层,通过电化学反应抑制透过的效果,在盐分飘散较多的环境下能生成具有保护性的锈层,大大提高了抗御盐分的能力。
景观锈蚀钢板表面锈蚀处理做的比较到位。
一、钢材的锈蚀
钢材的锈蚀是指其表面与周围介质发生化学作用或电化学作用而遭到破坏。
钢材锈蚀不仅使截面积减小,性能降低甚至报废,而且因产生锈坑,可造成应力集中,加速结构破坏。尤其在冲击荷载、循环交变荷载作用下,将产生锈蚀疲劳现象,使钢材的疲劳强度大为降低,甚至出现脆性断裂。
根据锈蚀作用机理,钢材的锈蚀可分为化学锈蚀和电化学锈蚀两种。
(一)化学锈蚀
化学锈蚀是指钢材直接与周围介质发生化学反应而产生的锈蚀。这种锈蚀多数是氧化作用,使钢材表面形成疏松的氧化物。在常温下,钢材表面形成一薄层氧化保护膜FeO,可以起一定的防止钢材锈蚀的作用,故在干燥环境中,钢材锈蚀进展缓慢。但在温度或湿度较高的环境中,化学锈蚀进展加快。
(二)电化学锈蚀
电化学锈蚀是指钢材与电解质溶液接触,形成微电池而产生的锈蚀。潮湿环境中钢材表面会被一层电解质水膜所覆盖,而钢材本身含有铁、碳等多种成分,由于这些成分的电极电位不同,形成许多微电池。在阳极区,铁被氧化成为Fe2+离子进入水膜;在阴极区,溶于水膜中的氧被还原为OH-离子。随后两者结合生成不溶于水的Fe(OH)2,并进一步氧化成为疏松易剥落的红棕色铁锈Fe(OH)3
第三,景观锈蚀钢板防止钢材锈蚀的措施。
影响钢材锈蚀的主要因素有环境中的湿度、氧,介质中的酸、碱、盐,钢材的化学成分及表面状况等。一些卤素离子,特别是氯离子能破坏保护膜,促进锈蚀反应,使锈蚀迅速发展。
钢材锈蚀时,伴随体积增大,*严重的可达原体积的6倍,在钢筋混凝土中会使周围的混凝土胀裂。埋入混凝土中的钢材,由于混凝土的碱性介质(新浇混凝土的pH值为12左右),在钢材表面形成碱性保护膜,阻止锈蚀继续发展,故混凝土中的钢材一般不易锈蚀。
耐候板工程实例
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