不鏽鋼哪種類型好(不鏽鋼是哪種)
不鏽鋼哪種類型好(不鏽鋼是哪種)具有60年(nián)發展曆程的現代材料 自本世紀(jì)初發明不鏽鋼以來,不鏽鋼就把現代材料的形象和建築(zhù)應用中的卓越聲譽集於一身,使其競爭對手羨(xiàn)慕不已。 隻要鋼種選(xuǎn)擇的正確,加(jiā)工適當,保養合適,不鏽鋼不會產生腐蝕、點蝕、鏽蝕或磨損(sǔn)。不鏽鋼還是建築用金屬材料中強(qiáng)度最高的材料之(zhī)一。由於不鏽鋼具有良好的耐腐蝕性(xìng),所以它能使結構部件永久地保持(chí)工程設計(jì)的完整(zhěng)性。含鉻不鏽鋼還集機械強度和高(gāo)延伸性(xìng)於一身,易於部件的加工製造,可滿足建築(zhù)師和結(jié)構設計人員的需(xū)要。 在建築、大樓和結構的行業中,不鏽(xiù)鋼成(chéng)功的關鍵是其具有良好的耐腐蝕性能。 不鏽鋼為什麽耐腐蝕? 所有(yǒu)金屬都和大氣中的(de)氧氣進行反應,在表麵(miàn)形成氧化膜。不幸的是,在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續進行氧化,使鏽蝕不斷擴大,最終形成孔洞。可以利用(yòng)油漆或耐氧化的金屬(shǔ)(例如,鋅,鎳和鉻)進行(háng)電鍍來保證(zhèng)碳鋼表(biǎo)麵,但(dàn)是,正如人們所知道的(de)那樣,這種保護僅是一種薄膜。如果保護層被破壞,下(xià)麵的鋼便開始鏽(xiù)蝕。 不鏽(xiù)鋼的耐腐蝕性取決於鉻,但是因為鉻是鋼(gāng)的(de)組成部分之一,所以保護方法(fǎ)不盡相同。 在鉻的添加量達到10.5%時(shí),鋼的耐大氣腐蝕性能顯著增加,但鉻含量(liàng)更高時,盡(jìn)管仍可提高耐腐蝕性,但不明顯(xiǎn)。原(yuán)因(yīn)是(shì)用鉻對鋼進行合金化處理時,把表麵氧化物的類型改變成(chéng)了(le)類似於純鉻金屬(shǔ)上形成的表麵氧化物(wù)。這種緊密粘附的富鉻氧化物(wù)保護表麵,防止進一步地氧化。這種氧化層極薄,透過它可以看到(dào)鋼(gāng)表麵的自然光澤,使不鏽鋼具有獨(dú)特的(de)表麵。而且,如果損壞了表層,所暴露出的鋼表麵會(huì)和大氣反應進行自我修理,重新(xīn)形成這種"鈍化(huà)膜",繼續起保護作用。 因此,所有(yǒu)的不鏽鋼都具有一種共同(tóng)的特性,即鉻含量(liàng)均在10.5%以上。 不鏽鋼的類(lèi)型 "不鏽鋼"一詞不僅僅是單純指一種不鏽鋼,而是表示一百多種工業不鏽鋼,所開發的(de)每種不鏽鋼都在(zài)其特定的應用領域具有良好的性能。成功的關鍵首先是要(yào)弄清用途(tú),然後再確定正確的鋼種。有關不鏽鋼的進一步(bù)詳(xiáng)細(xì)情況可(kě)參見由NiDI編製的"不鏽鋼(gāng)指南"軟盤。 幸而和建(jiàn)築構造應(yīng)用領域有(yǒu)關的(de)鋼種通常隻有六種(zhǒng)。它們都含有17~22%的鉻,較好的鋼(gāng)種還含有鎳(niè)。添加鉬可進一步改善大氣腐蝕性,特別是耐含氯化物大氣的腐蝕(shí)。 鋼種(zhǒng) 典型鋼成分 430 17%Cr 0.07%C 304L 18%Cr 10%Ni 0.03%C 304 18%Cr 10%Ni 0.06%C 316L 17%Cr 12%Ni 0.03%C 2.5%Mo 316 17%Cr 12%Ni 0.06%C 2.5%Mo 2205 22%Cr 5.5%Ni 0.03%C 3%Mo 耐大氣腐蝕(shí) 經驗表明,大氣的腐蝕程度因地(dì)域而異。為便於說明,建議把(bǎ)地域分成四類,即:鄉村,城市,工業區和沿海地區。 鄉村是基本上無汙染的區域。該區人口密(mì)度低,隻有無汙染的工業。 城市為典型的居(jū)住、商業(yè)和輕工業區,該(gāi)區內有輕度汙(wū)染,例如交通汙染。 工業區(qū)為重工業造成(chéng)大(dà)氣汙染的(de)區域。汙染可能是由於燃油所形成的氣體,例如(rú)硫和氮的氧(yǎng)化物,或者是化工廠或加(jiā)工廠釋放的其它氣體。空氣中懸遊(yóu)的顆(kē)粒,像鋼鐵生產過程中產生的灰塵(chén)或氧化鐵的沉(chén)積也會使腐蝕增加。 沿海地區通常指(zhǐ)的是距海邊一英裏以內的區域。但是(shì),海(hǎi)洋大氣可以向(xiàng)內(nèi)陸縱深蔓延,在海島上(shàng)更是如此,盛行風來自海洋(yáng),而且氣(qì)候惡劣。例如(rú),英國氣候條件就是如此,所以整個(gè)國家都屬於沿海區域(yù)。如果風中夾雜著海洋霧氣,特別是由於蒸發造成鹽沉積集聚,再加上雨水少,不經常被雨水衝刷,沿海區(qū)域的條件就更加不利。如果還有工業汙染的話,腐蝕性就更大。 美國、英國(guó)、法國、意大利、瑞典(diǎn)和澳大利亞所進行的研究工作已經確定了這些區域對各(gè)種不鏽鋼耐大氣腐(fǔ)蝕(shí)的(de)影響。有關(guān)內容在NiIDI出版的《建築師便(biàn)覽》中作了簡(jiǎn)單介紹,該書中的表可以幫助設計人員為各種區域選擇成本效益最(zuì)好的不鏽鋼。 在進行選擇時(shí),重要的是(shì)確定是否還有(yǒu)當地的因素影響使用(yòng)現場環境。例(lì)如,不鏽鋼用在工廠煙囪的下方,用在空調排(pái)氣(qì)擋板附近或廢鋼場附(fù)近,會存在(zài)非一般的條件(jiàn)。 維修及清理 和其它(tā)曝露(lù)於大氣中的(de)材料一樣,不(bú)鏽鋼也會髒。今後的講座將分析影響維修及清理成本的設計因素(sù)。但是,在雨水(shuǐ)衝刷,人工衝洗和已髒(zāng)表麵之間還存在(zài)著一種(zhǒng)相互關係。 通過(guò)把相同的板條直接放在大氣中和放在有棚的地方確定了雨水衝刷的效果。人工衝洗的效果是通過人工用海綿沾上肥皂水(shuǐ)每隔六個月擦(cā)洗每塊板條的右邊來確定(dìng)的。結果發現,與放在有棚的地方和不(bú)被衝洗的地方的板條相比,通過雨水(shuǐ)衝刷和人工擦洗去(qù)除表麵的灰塵和淤積對(duì)表麵情況有良好的(de)作用(yòng)。而且還發現,表麵加工的狀(zhuàng)況也有影響,表麵平滑的板(bǎn)條比表麵(miàn)粗糙的(de)板條效果要好。 因此洗刷的間(jiān)隔時(shí)間受(shòu)多種因素影響,主要的影響因素是所要求(qiú)的審美標準。雖然許多不鏽鋼幕牆僅僅是(shì)在擦玻璃時才進行衝洗,但是,一般來講,用於(yú)外(wài)部的不(bú)鏽鋼(gāng)每年洗刷兩次(cì)。 典型用途 大多數的使用要求(qiú)是長期保(bǎo)持建築物的原有外(wài)貌。在確定要選用(yòng)的不鏽鋼類型時,主(zhǔ)要(yào)考慮的是所要求(qiú)的審美標(biāo)準、所在地大氣的(de)腐(fǔ)蝕性(xìng)以及要采用的清(qīng)理製度(dù)。 然而,其它應用越來越多(duō)的隻是尋求結構的完整性或不透水性。例如,工業建築的屋頂和側牆。在這些應用中,物主的建(jiàn)造成本可能(néng)比審美更為重要,表麵不很幹淨也可(kě)以(yǐ)。 在幹燥的室內環境中使用430不鏽鋼效果相當好。但是,在鄉村(cūn)和城市要想在戶外保持其外(wài)觀,就需(xū)經常進行清洗。在汙染嚴重的工業區和沿海地區,表麵會非常髒,甚至產生鏽蝕。但要獲得戶外環境中的審美效果,就需采用含鎳不鏽鋼(gāng)。所以,304不鏽鋼廣泛用於(yú)幕牆、側牆、屋頂及其它建築用途,但在侵蝕性嚴重的工業或海洋大氣中,最好采用316不(bú)鏽鋼。 現在,人們已(yǐ)充分認識到了在結構應用中使用不鏽鋼的優越性。有幾種設計準則中包括了304和316不鏽鋼。因為"雙(shuāng)相(xiàng)"不鏽鋼2205已把良好的耐(nài)大氣腐蝕性(xìng)能和高(gāo)抗拉強度及彈限強度(dù)融為一體(tǐ),所以,歐洲準則中也包括了這種鋼。 產品形狀 實際上,不鏽鋼是以全標準的金屬形狀(zhuàng)和尺寸生產(chǎn)製造的,而且(qiě)還有許多特殊形狀。最常用(yòng)的產品是(shì)用薄板和帶(dài)鋼製成的,見下圖所示。建築應用中不鏽鋼的厚度 標準線規 mm 10 3.25 門擋板和框架 12 2.64 雨水擋板(bǎn) 14 2.03 照明(míng)燈用柱 室內柱子的包殼 16 1.62 無襯板 18 1.22 窗台 20 0.91 異型屋頂和側牆 22 0.71 防滑條、卡子 24 0.56 複合型材和板 26 0.38排水槽,外露式防雨板(bǎn) 手(shǒu)製屋頂材料 28 0.27 也用中厚板生產特殊產品,例如,生產(chǎn)熱(rè)軋結構(gòu)型鋼和擠壓結構(gòu)型鋼。而且還有圓型、橢圓型、方型、矩型和六角型焊管或無縫鋼管及(jí)其它形式的產品,包括型材(cái)、棒材、線材和鑄件。 表麵狀態 正如後麵將談到的,為了滿(mǎn)足建築師們(men)美學的要求,已開發出了(le)多種不(bú)同的商用表麵加工。例如,表麵可以(yǐ)是高反射的或(huò)者無光澤的;可以是光(guāng)麵的、拋(pāo)光的或壓花(huā)的;可以是著色(sè)的、彩色的(de)、電鍍(dù)的或(huò)者在(zài)不鏽鋼(gāng)表麵蝕刻有圖案,以滿(mǎn)足(zú)設計人員對外觀的各種要求。 保持表麵狀(zhuàng)態是(shì)容易的。隻需偶爾進行衝洗(xǐ)就能去除灰塵。由於耐(nài)腐蝕性良好(hǎo),也可以容易地(dì)去除表麵的塗(tú)寫汙染或類似的其它表麵汙(wū)染。 設計 六十多年以來,建築師們一直選用不鏽鋼來建造成本效益好的永久性建築物。現有的許多(duō)建築物充分說明了這種選擇的正確性。有些是非常具有觀賞性的,如紐約市的Chrysler大廈。但在許多(duō)其它應用中,不鏽鋼所起的作用不是那麽引人注目,可是在建築物的美學和(hé)性能方麵卻起著重要作用。例如,由於不鏽鋼比其它(tā)相(xiàng)同厚度的金屬材料更具有耐(nài)磨性和耐(nài)壓痕性,所以在人(rén)口流動量大的地方修建人行道(dào)時,它是設計人員的首選材料(liào)。 不鏽鋼用作建(jiàn)造(zào)新的建(jiàn)築物和用來修複曆史名勝古跡的結構材料已(yǐ)有70多年了。早期的設計是按照基(jī)本原則(zé)進行計算的。今天,設計(jì)規範,例如,美國土木工(gōng)程師學會的標準ANSI/ASCE-8-90"冷成型不鏽鋼結構件設計規範"和NiDI與Euro Inox聯合出版的(de)"結(jié)構不鏽(xiù)鋼設計手(shǒu)冊"已簡化了使用壽命長,完整(zhěng)性好(hǎo)的建築用結構(gòu)件(jiàn)的設計。 未來展(zhǎn)望 由於不鏽鋼已具備(bèi)建築材料所要求的許多理想性能,它在(zài)金屬(shǔ)中可以說是(shì)獨一無二的,而其發展仍在繼續。為使不鏽(xiù)鋼(gāng)在傳統的應用中性能更好,一直在改進現有的類型,而且,為了滿足高級建(jiàn)築應用的(de)嚴格要求,正在開發新的不鏽鋼。由於生產效率不斷提高,質量不斷改進,不鏽(xiù)鋼已成為建築師們選擇的(de)最具有成(chéng)本效益的材料之一。 不(bú)鏽鋼集性能、外觀和使用特性於一身,所以(yǐ)不鏽鋼仍將是(shì)世界上(shàng)最(zuì)佳的建築材料之一。
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