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　　2　 含銅耐候鋼
　　從20世紀(jì)開(kāi)始，人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在鋼中添加少量銅可提高鋼的耐腐蝕性能。到1911年，美國(guó)就有兩家公司開(kāi)始出售含銅耐候鋼。1916年，美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)對(duì)260種試驗(yàn)用鋼分別在工業(yè)地帶、半田園地帶和海岸地帶進(jìn)行了早期鋼鐵材料大氣暴露試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，在鋼中添加適量的銅和磷對(duì)鋼的耐大氣腐蝕性能有顯著效果。1920年開(kāi)始，美國(guó)鋼鐵公司根據(jù)前期的研究結(jié)果，開(kāi)始大規(guī)模研究鋼的耐大氣腐蝕規(guī)律，采用3萬(wàn)片試樣分別在不同環(huán)境條件下的四個(gè)地區(qū)進(jìn)行了大氣暴露試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鋼中Cu、P、Ni、Cr等元素的適量組合，可以獲得優(yōu)良的耐大氣腐蝕性能，根據(jù)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果開(kāi)發(fā)的耐候鋼系列產(chǎn)品在1993年作為專利和商用鋼在市場(chǎng)上出售。目前國(guó)外耐候鋼可分為Cu系，Cu-P-Cr-Ni系，Cu-Cr系，Cu-Ni-P系，Ni-Cu-Mo系等。
　　中國(guó)耐大氣腐蝕鋼的發(fā)展較晚。20世紀(jì)50年代李薰針對(duì)武鋼礦石中共生銅的問(wèn)題，曾提出銅合金化的設(shè)想。1960年前后，武鋼利用其鐵礦中含銅的特點(diǎn)，首先在國(guó)內(nèi)開(kāi)展了耐大氣腐蝕的含銅鋼和含銅低合金鋼的研究和開(kāi)發(fā)工作。1965年，由于全國(guó)推廣應(yīng)用低合金鋼，同時(shí)根據(jù)用戶的要求，各鋼鐵企業(yè)相繼開(kāi)始重視提高鋼的耐腐蝕性能，并大規(guī)模地開(kāi)展了耐大氣腐蝕鋼的研究和開(kāi)發(fā)工作。當(dāng)時(shí)研究和開(kāi)發(fā)耐候鋼種的主要特點(diǎn)是在鋼中不添加金屬Ni、Cr，以Cu、P或Cu、P共用為主。1978年以后，國(guó)內(nèi)大型鋼鐵企業(yè)開(kāi)始根據(jù)用戶要求，仿制國(guó)外耐大氣腐蝕鋼的成分特征，在耐候鋼中進(jìn)一步添加Ni、Cr等合金元素。多年來(lái)，中國(guó)已開(kāi)發(fā)了一系列含銅的低合金耐候鋼種。目前國(guó)內(nèi)耐候鋼有Cu系，Cu-P系，P-V系，P-RE系，Cu-P-Nb-RE系等。國(guó)內(nèi)外09CuPTiRe耐候鋼中合金元素的含量見(jiàn)表1。
　　　　　　　　　　　                                      表1  國(guó)內(nèi)外09CuPTiRe耐候鋼中合金元素含量標(biāo)準(zhǔn)

  　　腐蝕失效是金屬材料功能失效的主要類型之一，在鋼中加入適量的銅能顯著提高鋼的耐腐蝕性能。銅是提高耐腐蝕性能最為突出的合金元素之一，含銅0.2%的鋼其耐候性比不含銅鋼提高20%以上；銅還可以改善海水中和H2S環(huán)境中的耐蝕性，含銅0.2%也完全能阻止管線鋼的氫致開(kāi)裂。少量的銅能提高鋼鐵材料的耐蝕性能，其原因之一是因?yàn)殇摬脑诟g過(guò)程中，銅起到活化陰極的作用，促使鋼陽(yáng)極發(fā)生鈍化，因而減緩腐蝕。另外，鋼在腐蝕過(guò)程中其表面也會(huì)產(chǎn)生一層薄的富銅層，在鋼的表面腐蝕層與銅的富集層之間還會(huì)形成緊密的薄氧化銅中間層，形成致密、完整的雙層結(jié)構(gòu)的銹層，該銹層緊貼鋼基體的內(nèi)層，附著性強(qiáng)。可減緩腐蝕介質(zhì)進(jìn)一步腐蝕鋼板內(nèi)部。
　　在鋼中添加適量的銅對(duì)抵消鋼中硫的有害作用也有著明顯的效果，同時(shí)改變著高硫和低硫鋼的耐大氣腐蝕效果。銅與其它元素(如P、Ni等)復(fù)合使用時(shí)，提高耐大氣腐蝕性能的效果更好。為了達(dá)到較好的耐大氣腐蝕性能，在低合金鋼中銅的加入量一般規(guī)定在0.2-0.5%。

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