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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
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。
大型设备制造企业、机械制造厂、船厂、建筑行业都会用到中厚钢板;中厚钢板是一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材,钢板厚度大于等于5.0mm,分普碳板、优碳板、低合金板、船板、桥梁板、锅炉板、容器板等。在实际工作中,常将厚度=20毫米的钢板称为中板,厚度20-60毫米的钢板称为厚板,厚度60毫米的钢板称为特厚板,统称为中厚钢板。
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。
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再次普通民众对耐候钢板比较陌生,当他们面对这两个难题时,往往没有办法解决,容易联想到用普通钢板制作的劣质工程,以次充好,通过跟甲方、承包方打关系希望笼统过关。但带来的后果是普通钢板一到两个月内形成疏松容易脱落的锈层,一块一块的脱落,大大影响设计效果,打击了建筑方的良好设计,形成影响工期、影响房地产销售、影响施工方收工程款等一连锁问题!
耐候板具有良好的抗大气腐蚀性能,其中合金元素起到决议性的作用,包括障碍绣层的生长;推延绣的结晶;障碍裂纹和缺陷,详细元素作用:
1)碳对钢的耐大气腐蚀不利。影响焊接、冷脆和冲压性能。耐候钢中碳被控制在0.12%以下。
2)铜耐大气腐蚀。铜在钢的基体上构成防绣阻挠层,但铜在晶体之间构成晶间作用,容易产生裂纹。
3)磷是进步耐大气腐蚀性能主要的元素之一。但磷影响钢的焊接性能,
4)铬在钢的外表构成致密的氧化膜进步钢的钝化才能。含量0.40-1.00%,
当铬与铜参加时效果更明显。铬可以细化α-FeO2H晶粒度。
5)镍是一种比拟稳定的元素,参加镍可以使钢自腐蚀电位向正方向转换;增加钢的稳定性,可以进步海洋耐腐蚀性能。
6)硅与铜、铬、磷、钙配合运用改善钢的耐候性,较高的硅含量有利于细化FeO2H,从而降低钢整体的腐蚀速率。
7)钙微量的不只显著进步钢整体耐腐蚀性能,能够构成CaO和CaS溶解钢的外表膜电解液中,使腐蚀界面碱性增大,降低其腐蚀性,使锈层转化为致密、维护性好的FeO2H。
8)锰对耐候钢防锈不起作用。
9)钼钢中含0.40-0.50%钼大气腐蚀环境速度降低1/2以上
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