(完整版)耐候钢综述
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耐候钢综述
主要内容
为什么研究耐候钢 什么是耐候钢 耐候钢的发展历程 耐候钢的种类及化学成分 耐候钢组织、性能、夹杂物 耐候钢的应用领域 合金元素对耐候钢性能的影响 耐候性能评估 耐候钢研究 耐候钢生产关注点
一、为什么研究耐候钢
金属腐蚀现象遍及国民经济和国防建设各个领域，危害 十分严重。椐统计，材料因大气腐蚀所造成的经济损失约 占总腐蚀损失的50％，给国民经济造成重大损失。
0.07~0.15 0.25~0.55 0.30~1.25
≤0.65
a,b
a为改善钢的性能可添加一种或一种以上微量合金元素:Nb 0.015~0.060%，V 0.02~0.12%， Ti0.02~0.10%,Al≥0.020%。若上述元素组合使用时，应至少保证一种元素的含量达到上述化学成分 的下限规定。
四、耐候钢的种类及成分
国家标准GB/T4171-2008将耐候钢分为两类,即：高耐候 钢和焊接耐候钢。 命名方法 高耐候钢：屈服强度拼音首字母Q+屈服强度级别+GNH （高耐候）+质量等级。 例如：Q295GNHB 焊接耐候钢：屈服强度拼音首字母Q+屈服强度级别+NH （耐候）+质量等级。 例如：Q355NHC
高耐候钢的成分特点
高耐候钢耐腐蚀元素以P、Cu、Cr、Ni配合，达到较 高的耐蚀性能，尤其在海洋性大气环境下耐蚀性更有 效，其耐蚀性能优于焊接耐候钢，但对于要求焊接性 能较高的场合不太适用。
焊接耐候钢的成分特点
焊接耐候钢耐腐蚀元素以Cu、Cr、Ni配合，达到较高 的耐蚀性能，适用于陆地大气环境，其耐蚀性能和焊 接性能优良。
三、耐候钢发展历程
表1 耐候钢的发展历程
年
记
述
1900 美国开始了含铜钢———早期耐候钢的研究和开发 1933 美国U. S. Steel 公司推出Coxten2A 型低合金耐候钢 1955 日本开发耐候钢 1959 美国开始使用裸耐候钢 1961 中国开始试制16 MnCu 钢 1965 中国试制出09CuPTi 薄钢板 日本建成第一座耐候钢大桥(涂漆) 1967 中国首次用于试验车辆 日本建成第一座裸耐候钢桥(知多2 号桥) 1968 日本制定J IS 63114“焊接构造用耐候性热轧钢材”,即SMA 钢材标准化 1969 德国开始使用裸耐候钢 1972 英国开始使用裸耐候钢 1980 日本建成第三大川桥(最初用于桥梁的桁架) 1983 日本制定出将Smaoop 作为涂装用耐候钢 Smaoow 作为不涂装用耐候钢的it s 标准用于志染川桥(11 型钢架) 1984 中国制定高耐候性结构钢国家标准 1988 中国初步试制出NH235q 桥用耐候钢 1990 中国建成国内第一座裸耐候钢桥 1999 中国试制出J T 系列塔桅高耐候性结构钢
a,b
0.10~0.40 0.20~0.50
≤0.020
0.07~0.12 0.20~0.45 0.30~0.65 0.25~0.50
a,b
Fra Baidu bibliotek
0.25~0.75 0.20~0.50
≤0.020
0.07~0.12 0.20~0.45 0.30~1.25
≤0.65
a,b
0.20~0.75
≤1.00
≤0.020
b可以添加系列合金元素：Mo≤0.30%，Zr≤0.15%
牌号
Q235NH Q295NH Q355NH Q415NH Q460NH Q500NH Q550NH
C
≤0.13 ≤0.15 ≤0.16 ≤0.12 ≤0.12 ≤0.12 ≤0.16
焊接耐候钢牌号及成分
化学成分（%）
Si
Mn
S
P
Cu
Cr
Ni
≤0.030
0.25~0.55 0.40~0.80
≤0.65
≤0.030
0.25~0.55 0.40~0.80
≤0.65
≤0.030 ≤0.025 ≤0.025 ≤0.025 ≤0.025
0.25~0.55 0.40~0.80
≤0.65
0.20~0.55 0.30~1.25 0.12~0.65
0.20~0.55 0.30~1.25 0.12~0.65
其他元素
0.10~0.40 0.20~0.60 0.10~0.50 0.30~1.00
≤0.030 ≤0.030
≤0.50 ≤0.65 ≤0.65 ≤0.65 ≤0.65
0.50~1.50 ≤1.10 ≤1.50 ≤2.00 ≤2.00
≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030
据工业发达国家统计，每年由于钢结构腐蚀造成的经济 损失，占国民经济生产总值的2%~4%；目前，全世界因钢 结构腐蚀造成的经济损失达数万亿美元。
为了解决钢材在大气中的腐蚀问题，开展了耐候钢的研 究。
另外，耐候钢在使用过程中可以省掉对环境 造成污染的酸洗、镀锌工序，减少使用过程中对 环境造成的危害,实现绿色生产。
0.20~0.55 0.30~1.25 0.12~0.65
0.20~0.55 0.30~1.25 0.12~0.65
a,b a,b a,b a,b a,b,c a,b,c a,b,c
a 为改善钢的性能可添加一种或一种以上微量合金元素:Nb 0.015~0.060%，V 0.02~0.12%， Ti0.02~0.10%,Al≥0.020%。若上述元素组合使用时，应至少保证一种元素的含量达到上述化学成分 的下限规定。
牌号
Q265GNH Q295GNH Q310GNH Q355GNH
C
≤0.12 ≤0.12 ≤0.12 ≤0.12
高耐候钢的牌号和化学成分
化学成分（%）
Si
Mn
S
P
Cu
Cr
Ni
其他元素
0.10~0.40 0.20~0.50
≤0.020
0.07~0.12 0.20~0.45 0.30~0.65 0.25~0.50
二、什么是耐候钢
GB/T4171--2008标准中对耐候钢的定义是： 通过添加少量的合金元素如：Cu、P、Cr、Ni等，使 其在金属基体表面上形成保护层，以提高耐大气腐蚀 性能的钢。
耐候钢——耐大气腐蚀钢 因使用环境不同（通常分为乡村、工业及海洋性大气 环境），耐蚀性有差异。耐候钢有三种使用方法：裸 露使用、涂装使用、锈层稳定化处理后使用。 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。
主要内容
为什么研究耐候钢 什么是耐候钢 耐候钢的发展历程 耐候钢的种类及化学成分 耐候钢组织、性能、夹杂物 耐候钢的应用领域 合金元素对耐候钢性能的影响 耐候性能评估 耐候钢研究 耐候钢生产关注点
一、为什么研究耐候钢
金属腐蚀现象遍及国民经济和国防建设各个领域，危害 十分严重。椐统计，材料因大气腐蚀所造成的经济损失约 占总腐蚀损失的50％，给国民经济造成重大损失。
0.07~0.15 0.25~0.55 0.30~1.25
≤0.65
a,b
a为改善钢的性能可添加一种或一种以上微量合金元素:Nb 0.015~0.060%，V 0.02~0.12%， Ti0.02~0.10%,Al≥0.020%。若上述元素组合使用时，应至少保证一种元素的含量达到上述化学成分 的下限规定。
四、耐候钢的种类及成分
国家标准GB/T4171-2008将耐候钢分为两类,即：高耐候 钢和焊接耐候钢。 命名方法 高耐候钢：屈服强度拼音首字母Q+屈服强度级别+GNH （高耐候）+质量等级。 例如：Q295GNHB 焊接耐候钢：屈服强度拼音首字母Q+屈服强度级别+NH （耐候）+质量等级。 例如：Q355NHC
高耐候钢的成分特点
高耐候钢耐腐蚀元素以P、Cu、Cr、Ni配合，达到较 高的耐蚀性能，尤其在海洋性大气环境下耐蚀性更有 效，其耐蚀性能优于焊接耐候钢，但对于要求焊接性 能较高的场合不太适用。
焊接耐候钢的成分特点
焊接耐候钢耐腐蚀元素以Cu、Cr、Ni配合，达到较高 的耐蚀性能，适用于陆地大气环境，其耐蚀性能和焊 接性能优良。
三、耐候钢发展历程
表1 耐候钢的发展历程
年
记
述
1900 美国开始了含铜钢———早期耐候钢的研究和开发 1933 美国U. S. Steel 公司推出Coxten2A 型低合金耐候钢 1955 日本开发耐候钢 1959 美国开始使用裸耐候钢 1961 中国开始试制16 MnCu 钢 1965 中国试制出09CuPTi 薄钢板 日本建成第一座耐候钢大桥(涂漆) 1967 中国首次用于试验车辆 日本建成第一座裸耐候钢桥(知多2 号桥) 1968 日本制定J IS 63114“焊接构造用耐候性热轧钢材”,即SMA 钢材标准化 1969 德国开始使用裸耐候钢 1972 英国开始使用裸耐候钢 1980 日本建成第三大川桥(最初用于桥梁的桁架) 1983 日本制定出将Smaoop 作为涂装用耐候钢 Smaoow 作为不涂装用耐候钢的it s 标准用于志染川桥(11 型钢架) 1984 中国制定高耐候性结构钢国家标准 1988 中国初步试制出NH235q 桥用耐候钢 1990 中国建成国内第一座裸耐候钢桥 1999 中国试制出J T 系列塔桅高耐候性结构钢
a,b
0.10~0.40 0.20~0.50
≤0.020
0.07~0.12 0.20~0.45 0.30~0.65 0.25~0.50
a,b
Fra Baidu bibliotek
0.25~0.75 0.20~0.50
≤0.020
0.07~0.12 0.20~0.45 0.30~1.25
≤0.65
a,b
0.20~0.75
≤1.00
≤0.020
b可以添加系列合金元素：Mo≤0.30%，Zr≤0.15%
牌号
Q235NH Q295NH Q355NH Q415NH Q460NH Q500NH Q550NH
C
≤0.13 ≤0.15 ≤0.16 ≤0.12 ≤0.12 ≤0.12 ≤0.16
焊接耐候钢牌号及成分
化学成分（%）
Si
Mn
S
P
Cu
Cr
Ni
≤0.030
0.25~0.55 0.40~0.80
≤0.65
≤0.030
0.25~0.55 0.40~0.80
≤0.65
≤0.030 ≤0.025 ≤0.025 ≤0.025 ≤0.025
0.25~0.55 0.40~0.80
≤0.65
0.20~0.55 0.30~1.25 0.12~0.65
0.20~0.55 0.30~1.25 0.12~0.65
其他元素
0.10~0.40 0.20~0.60 0.10~0.50 0.30~1.00
≤0.030 ≤0.030
≤0.50 ≤0.65 ≤0.65 ≤0.65 ≤0.65
0.50~1.50 ≤1.10 ≤1.50 ≤2.00 ≤2.00
≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030
据工业发达国家统计，每年由于钢结构腐蚀造成的经济 损失，占国民经济生产总值的2%~4%；目前，全世界因钢 结构腐蚀造成的经济损失达数万亿美元。
为了解决钢材在大气中的腐蚀问题，开展了耐候钢的研 究。
另外，耐候钢在使用过程中可以省掉对环境 造成污染的酸洗、镀锌工序，减少使用过程中对 环境造成的危害,实现绿色生产。
0.20~0.55 0.30~1.25 0.12~0.65
0.20~0.55 0.30~1.25 0.12~0.65
a,b a,b a,b a,b a,b,c a,b,c a,b,c
a 为改善钢的性能可添加一种或一种以上微量合金元素:Nb 0.015~0.060%，V 0.02~0.12%， Ti0.02~0.10%,Al≥0.020%。若上述元素组合使用时，应至少保证一种元素的含量达到上述化学成分 的下限规定。
牌号
Q265GNH Q295GNH Q310GNH Q355GNH
C
≤0.12 ≤0.12 ≤0.12 ≤0.12
高耐候钢的牌号和化学成分
化学成分（%）
Si
Mn
S
P
Cu
Cr
Ni
其他元素
0.10~0.40 0.20~0.50
≤0.020
0.07~0.12 0.20~0.45 0.30~0.65 0.25~0.50
二、什么是耐候钢
GB/T4171--2008标准中对耐候钢的定义是： 通过添加少量的合金元素如：Cu、P、Cr、Ni等，使 其在金属基体表面上形成保护层，以提高耐大气腐蚀 性能的钢。
耐候钢——耐大气腐蚀钢 因使用环境不同（通常分为乡村、工业及海洋性大气 环境），耐蚀性有差异。耐候钢有三种使用方法：裸 露使用、涂装使用、锈层稳定化处理后使用。 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。