特殊钢材耐候钢的未来挑战

    耐候钢是指通过添加少量合金元素，使其在大气中具有良好耐腐蚀性能的低合金高强度钢。

耐候钢的耐大气腐蚀性能为普通碳素钢的2～8倍，并且使用时间愈长，耐蚀作用愈突出。耐候钢除具有良好的耐候性外，还具有优良的力学、焊接等使用性能，广泛用于铁道车辆、桥梁和集装箱。

　　耐候钢原理

　　钢中加入磷、铜、铬、镍等微量元素后，使钢材表面形成致密和附着性很强的保护膜，阻碍锈蚀往里扩散和发展，保护锈层下面的基体，以减缓其腐蚀速度。在锈层和基体之间形成的约50μm～100μm厚的非晶态尖晶石型氧化物层致密且与基体金属黏附性好，由于这层致密氧化物膜的存在，阻止了大气中氧和水向钢铁基体渗入，减缓了锈蚀向钢铁材料纵深发展，大大提高了钢铁材料的耐大气腐蚀能力。耐候钢是可减薄使用、裸露使用或简化涂装，而使制品抗蚀延寿、省工降耗、升级换代的钢系，也是一个可融入现代冶金新机制、新技术、新工艺而使其持续发展和创新的钢系。

　　耐候钢一般采用精料入炉-冶炼-微合金化处理-吹氩-LF精炼-低过热度连铸-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。

　　不同耐候性元素对不同环境下的腐蚀作用不一样，例如钼对降低工业大气腐蚀速率有效，但对海洋性大气的抗腐蚀作用不明显，因此根据腐蚀环境的不同，耐候钢向专用性、特殊用途化发展，其成分体系也相应发生变化，以提高耐候性元素加入的有效性和应用效率。

耐海水腐蚀钢、耐海洋性气候腐蚀钢、耐酸性气候腐蚀钢和耐热带气候腐蚀钢等专用钢种是这一类钢种的代表。因此耐候钢也应该向多样化方向发展。

　　表面处理技术也可以提高耐候钢的性能，开发与耐候钢基体相匹配的涂层材料，其耐腐蚀效果将成倍提高。

　　耐候钢的耐腐蚀性能和经济性决定了耐候钢是有生命力的钢铁材料。在今后耐候钢的研究中，一方面应注意借鉴国外先进经验，另一方面应立足于我国的特有资源优势和已有的技术优势，着重开发适合我国环境、地区特点的高效、高品质耐候钢及其表面锈层快速稳定化处理技术。