耐候鋼中含有機器零件用鋼是機械制造業中廣泛使用并且用量較大的鋼種。常見的機器零汽車、拖拉機、機床、電站設備、礦山機械等機器上的軸類、齒輪、連桿、彈簧、緊固件、軸承等。
機器零件在工作中承受拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭、沖擊、振動、摩擦等力的作用,有時是幾種力同時作用。
這些力可以在機器零件上產生各種應力,如拉應力、壓應力、切應力等,應力的大小可以是恒定的,也可以是交變的;加載方式可以是逐漸的,也可以是突然的。
機器零件的工作溫度范圍大多是在-50~100℃之間,同時還要受到大氣、水、潤滑油以及其他介質的腐蝕作用。
機器零件在制造過程中經常要進行鍛造、軋制、擠壓、拉拔等冷熱塑性加工和車、銑、刨、磨及其他切削加工。
因此,耐候鋼機器零件用鋼要求具有良好的塑性加工性能和切削加工性能。機器零件大都要經過熱處理強化,以充分發揮材料的性能潛力,所以還要求機器零件用鋼具有一定的淬透性,熱處理變形、開裂傾向要小機器零件用鋼的化學成分(質量分數)范圍一般是:C≤1.0%、Mn或Si≤2.0%、Cr≤3.0%、Ni≤4.5%、Mo或W≤1.0%、V≤0.5%、Nb或們≤0.5%、M≤1.2%、B≤0.005%。
通常合金元素的總質量分數不超過5%,屬于低合金鋼;有少數是在5%~10%之間,屬中合金鋼。機器零件用鋼大都是SP含量較低的鋼,耐候鋼廠家絕大部分是脫氧良好的鎮靜鋼。
為了減少鋼中的夾雜物和氣體的含量,提高純凈度和均勻度,銹蝕鋼板可以采用鋼液真空處理、真空鑄錠、電渣重熔、鋼包精煉、真空感應、真空自耗電極等熔煉方法。
耐候鋼在融入現代冶金新機制、新技術和新工藝后得以可持續發展和創新,屬世界超級鋼技術前沿水平的系列鋼種之一。耐候鋼由普碳鋼添加少量銅、鎳等耐腐蝕元素而成,具有鋼的強韌、塑延、成型、焊割、磨蝕、高溫、疲勞等特性;耐候性為普碳鋼的2~8倍,涂裝性為普碳鋼的1.5~10倍,能減薄使用、使用或簡化涂裝使用。該鋼種具有耐銹,使構件抗腐蝕延壽、減薄降耗,省工節能的特性,使構件制造者、使用者受益。
耐候鋼產品供制造集裝箱、鐵道車輛、石油井架、海港建筑、采油平臺及化工石油設備中含硫腐蝕介質的容器等結構件。
☆ 20世紀初開始研究,起源于歐美;
☆ 1900年歐美科學家先發現Cu可以改善鋼在大氣中的耐蝕性能。
☆ 1933年美國的U.S.Steel公司首先研制出耐腐蝕高抗拉強度的含Cu低合金鋼--Corten鋼,并在60年代不涂漆直接應用于建筑和橋梁。
☆ 其中應用較為普遍的是高Cu、P加Cr、Ni的Corten-A系列和高Cu、Cr、Mn合金化的Corten-B系列。
☆ 在60-70年代耐候鋼便在歐美得到了廣泛應用。
☆ 當前的耐候鋼均是在Corten鋼的基礎上演變而來,有的為提高強度加Nb、有的為提高焊接性能降P加Mn等等。