耐候板 Q295NH 宝钢

 耐候钢 1.1 耐候钢的概述 耐候钢, 又称耐大气腐蚀钢, 是通过在普通钢中添加一定量的合金元素制成的一种低合金钢, 主要合金成分为Cu、P、Cr、Ni等元素。耐候钢的特点是能够抵御自然大气条件下的腐蚀。钢铁的锈蚀是钢结构损坏的主要原因之一，腐蚀损耗也是相当可观的，据报导北美每年因腐蚀损耗也是相当可观的，据报据报导北美每年因腐蚀损耗的钢占年产量的20%, 在加拿大每年腐蚀损失达到6亿美元。人们解决大型钢结构的防腐蚀问题的方法一般是加大腐蚀余量, 并涂以防锈油漆。前者会造成材料的浪费, 后者因为需要定期进行维护性重涂, 造成维护成本提高, 有时还会影响正常使用。还有一种方法是在结构中使用金属涂覆层进行保护, 主要是热浸镀或喷涂锌或铝, 利用镀层金属的阴极保护性能延长钢结构寿命。但应用金属涂覆层也存在着成本较高、污染环境、大型构件应用困难, 以及不易焊接等问题。 耐候钢并非不锈钢, 初期同普通碳钢一样也会锈蚀, 后期则情况不同。耐候钢锈蚀一段时间后由于钢表面Cu、P等微量元素富集, 形成一层致密的非晶态锈层组织, 并与基体结合得非常牢固。这层稳定化锈层能够在一定程度上抵御大气中水气及有害离子的侵入, 防止基体金属进一步腐蚀。 耐候钢在使用时, 可以涂装、裸用或进行稳定化处理, 涂装时的要求与普通碳钢相同。这里特别要指出的是这种材料可以不涂漆裸用, 这是耐候钢*突出的优点。在无严重大气污染或非特别潮湿的地区,耐候钢可以不用涂装, 直接裸露于大气中, 一般经过年时间后, 锈层逐渐稳定, 腐蚀不再发展, 外观呈美丽的巧克力色。这种钢结因没有油漆老化等问题, 无需涂装维护, 大大降低了维护成本, 当然也就避免了因涂漆影响使用等造成的损失。 1.2 耐候钢的发展历程 我国耐候钢的研制始于年60代初, 当时铁道部向冶金部提出仿制Corten牌

号的耐候钢,1965年试制出09Mn2Cu薄钢板。1967年用武钢生产的09MnCuPTi等两种牌号的耐候钢制造了两辆P61型试验棚车, 经过18年的运行, 在1985年厂修时检查发现, 两种耐候钢的防腐能力均比普通碳素钢高2～3倍。铁道部已决定从1990年起新造车辆全部采用耐候钢, 这使耐候钢成为铁路车辆制造的主要材料。由于这种材料的使用使车辆维修周期延长, 截换率下降,在一定程度上缓和了目前铁路运力紧张、车辆不足的矛盾。如表1.1所示介绍了耐候钢的发展历程，
                      1.2.1 武钢典型耐候钢产品介绍 （1）09CuPTiRE钢 09CuPTiRE钢是武钢20世纪80年代, 结合我国的资源特点, 开发的*为典型的耐候钢,其屈服强度级别295 Mpa级, 主要用于我国铁路货车制造。在武汉、广州、成都、青岛、万宁、江津等地2年暴晒试验结果表明, 09CuPTiRE钢的耐大气腐蚀性能是A3钢的1.7～1.9倍, 达到或接近Corten钢的水平。在黄海、东海、南海海域对含09CuPTiR钢在内的18种试验钢进行了挂片试验, 结果表明, 09CuPTiR钢耐海水局部腐蚀和均匀腐蚀性能在18个试验钢中*好。 
（2）06CuPRE钢 06CuPRE是武钢成功研制09CuPTiRE钢之后, 为满足汽车及其它构件需要而研制的冷轧薄板耐候钢, 是CuPRE系列化产品之一, 其屈服强度级别为275Mpa级。06CuPRE钢具有良好的成型性能和耐腐蚀性能, 对06CuPRE钢的挂片曝晒试验结果表明,06CuPRE钢的耐腐蚀性能优于碳钢, 并以工业性大气（武汉） 和湿热性大气（海南）的耐大气腐蚀性能更好, 武汉、海南1 年暴晒, 06CuPRE钢耐腐蚀性能为A2钢的1.5倍：武汉、成都、青岛、广州2年暴晒, 06CuPRE钢耐腐蚀性能为A2钢的1.2～2倍。电化学测试结果显示,06CuPRE钢的腐蚀速度比A2钢小, 其耐大气腐蚀性能是A2钢的2.4倍。 （3）09CuPCrNi 09CuPCrNi 钢是武钢仿Corten A钢, 开发的又一典型的耐候钢产品, 按屈服强度级别不同分为295Mpa 级的09CuPCrNi 和345Mpa级09CuPCrNi-A, 尤其是2002年, 成功开发16～25厚09CuPCrNi-A, 具有极强的市场竞争力, 主要用于我国铁路客车制造。对09CuPCrNi 钢进行了静态挂片试验和动态挂片试验,试验结果表明, 工业大气（武钢）和海洋大气（广州）5年挂片, 09CuPCrNi钢耐腐蚀性能是含Cu碳钢2.7和1.4倍, 优于CortenA 钢, 09CuPCrNi-A钢耐腐蚀性能是含Cu碳钢的2.7～1.4倍, 优于CortenA钢，铁路车辆5年动态挂片试验, 09CuPCrNi 钢耐腐蚀性能是含Cu碳钢2.26和2.6倍, 优于CortenA 钢, 09CuPCrNi-A钢耐腐蚀性能是含Cu碳钢的2.28～2.6倍, 优于CortenA钢.  (4) JN345 钢 JN345钢是武钢为降低耐候钢成本,结合自身矿石特点开发的一种新型耐候钢,其屈服强度345Mpa级,在广州、青岛、万宁、江津等地2年暴晒试验结果表明,JN345 钢的耐大气腐蚀性能是Q235钢的1.3～2.1倍。 （5）NFS390钢 NFS390钢是为实现CuP系耐候钢强度级别系列化而开发的产品, 其屈服强度级别为390Mpa ,具有良好的成型性、低温冲击韧性和焊接性, 间浸和盐雾试验表明NFS390钢的耐腐蚀性能明显优于A3钢。 （6）Q45NQRI、WQ550NQRI 钢 Q45NQRI（表1.2是攀钢Q45NQRI成分）、WQ550NQRI钢是武钢为满足我国铁
路高速、重载发展需求,根据铁道部要求开发的高强度耐候钢,为了解其耐腐蚀性能，目前正在铁路货车上进行动态挂片试验。 表1.2 攀钢Q45NQRI耐候钢成分 
钢厂 C Si Mn P S Cu Ni Cr 攀钢
Q450NQR1 0.05～0.10 0.30～0.50 0.80～1.00 0～0.020 0～0.008 0.20～0.30 0.15～0.35 0.40～0.60 （7）WJX750-NH钢 WJX750-NH钢是武钢为满足我国集装箱制造业对高强度钢的需求, 而开发的屈服强度700Mpa级耐候钢, 该钢的成功研制,打破的国外垄断, 具有良好的市场竞争力。 （8）WQ450GN 钢 WQ450GN钢是武钢为满足我国铁路货车制造及其它行业对高强度高耐候钢的需求, 而研制的屈服强度450Mpa级高耐候钢, 周浸实验结果显示, WQ450GN钢的耐腐蚀性能明显优于现有耐候钢及,SPA-H钢, 同时具有良好的成型性、低温冲击韧性和焊接性能。 武钢在我国钢铁业发展十分迅速，该厂的技术也是国内领先的，下表是武钢耐候钢的发展。 表1.3 武钢耐候钢的发展。                                           
年 钢      种 1965 09MnCuPTiRE 1981 SPA-H  09CuPTiRE   1985 06CuPRE NFS345 NFS390 仿制CortenB开发了NH35q NH41 1995 JN235  JN255 JN345  1997 SPA-H（至今已生产200多万吨） 1998 超细晶耐候钢 CXJ500、CXJ600 2002 厚度规格为16～25mm的09CuPCrNi-A 2003 W400NQ W450NQ 2004 WQ550NQRI (年产量1400余吨) 2005 Q45NQRI（至2008已生产50多万吨）研制700Mpa、 500Mpa级和600Mpa级高强度集装箱钢 2008 WQ450GN  
1.2.2 我国各大钢厂耐火耐候钢的发展 (1)宝钢：由宝钢集团公司开发的耐火耐候钢，采用适宜的技术，使钢含有特定的成分、表面结构和微观组织，从而使钢本身生成所需要的耐火耐候性。其耐候性与世界同类名牌美国的CORTEN钢相当，抗大气腐蚀性能为普通钢的2～8倍，涂装性可以提高几倍到几十倍，涂在耐候钢上的涂层的失效年限远高于普通钢，且可在一般气候条件下裸露使用。耐火性与日本的FR钢相当，可使其屈服强度值在600℃的高温时不低于室温规格值的2／3，1080℃条件下，可保持2．5 h不屈服。2001年，宝钢的5000余吨耐火耐候钢已成功用于上海市第一个全钢结构高层住宅楼—— 中福楼工程，这也是国内首次大批量生产和在高层建筑中使用耐火耐候钢。 (2)马钢：马钢根据钢的合金化原理，采用了以低碳为原则的耐火钢成分设计。首先开展了Mn-Mo—Nb合金系钢、含Mo钢、低Mo—Nb—Ti合金系钢、Mo—Nb—Cr合金系钢的研究，然后开展了Mo—V—Ti合金系钢、Mo—Cr—V—Ti合金系钢以及Nb—V—Ti．Re微合金化钢的探索性研究，并*终确定了耐火钢的成分，成功开发了耐火H型钢。它基本克服了普通的建筑结构用钢(如我国的Q235，Q345级钢等)在高温时迅速软化的弱点，可以减薄或取消耐火涂层，是一种“环保型”耐火钢材。它不仅具有良好的常温性能、高温性能和焊接性能，还具有优良的抗高温蠕变性能，其产品已成功地应用于上海中福花园民用钢结构住宅工程。 (3)鞍钢：鞍钢从2000年开始研制耐火钢，现已具备了400级、490级系列耐火钢的生产技术。其中工业生产的490级高性能耐火钢，由鞍钢永宝型钢制品有限公司加工焊接成耐火H型钢并已应用于鞍山东方钢结构有限公司的厂房建设中。按照我国现有标准、试验方法进行的鞍钢自产建筑用耐 火钢的耐火极限试验结果表明 ，鞍钢耐火钢在600~C高温下保温30～150 min内屈服强度均不低于常温值的2／3；在无涂覆状态下，达到国家建筑4级梁的耐火极限；薄型涂覆达到3级梁的耐火极限； 厚型涂覆达到1级梁的耐火极限，并且实现耐火钢的厚型涂覆材料厚度比普通Q345钢节省1／2，且焊接性能良好，完全达到了国标要求，已于2003年8月通过国家鉴定。 (4)上海第一钢铁(集团)有限公