Устойчивая сталь к атмосферным воздействиям-коррозионно-устойчивый узел «ржавчины как красоты»… www.corrosion.org.cn
2025-01-07
Главная > Популяризация науки/Научно-популярные статьи
Сталь, устойчивая к атмосфере-коррозионно-стойкий конструкционный материал с «ржавчиной как красотой»
2022-04-1718:57
Чэнь Жун
Институт металлов Китайской академии наук
Вы когда-нибудь видели здание или мост, стальная поверхность которого полностью покрыта ржавчиной? Возможно, у вас возникнут законные опасения по этому поводу: «Безопасно ли ржавчина? « Но при ближайшем рассмотрении можно обнаружить, что в отличие от обычной пестрый и рыхлой ржавчины, слой ржавчины этой стали однородный и плотный. Не волнуйтесь! На самом деле это конструкционный материал с отличной устойчивостью к атмосферной коррозии-атмосферно-стойкая сталь, также известная как атмосферно-коррозионно-стойкая сталь или сталь Corten. Сталь, стойкая к атмосфере, получается путем добавления определенного количества легирующих элементов, таких как Cu, P, Cr, Ni и т. Д., На основе состава обычной углеродистой стали. Атмосферная коррозионная стойкость атмосферной стали в 2-8 раз выше, чем у обычной щелочной стали, и ее можно использовать для изготовления стальных конструкций, таких как мосты, здания, вышки, железнодорожные вагоны и контейнеры, которые долгое время используются в атмосфере. Кроме того, атмосфероустойчивая сталь Келу приобретает уникальный ржавчий внешний вид, благодаря которому она источает промышленную атмосферу и несет в себе тяжесть истории, что делает ее характерным выбором материалов для отделки наружных стен и ландшафтных скульптур.
Штаб-квартира John Deere в США, здание было открыто в 1964 году. Это первое применение атмосферной стали в строительстве. (источник: Quad-City Times)
Здание Китайско-данского научно-образовательного центра в кампусе Яньциху Государственного университета науки и техники. На наружной стене установлены разнонаправленные плетеные стальные солнцезащитные экраны, стойкие к атмосферным воздействиям, для эффективного использования естественного света. (Источник: паблик WeChat « Университет Китайской академии наук »)
Мост через реку Ярлунг Цангбо на железной дороге Лалин, главный пролет 430 м, является самым большим пролетом арки стальной трубы среди железнодорожных мостов одного типа в мире. В проектировании стальной фермы использована сталь без окраски, это первый в Китае мост из стальной дороги без окраски. (Источник: Визуальный Китай)
Мемориальный зал Вэньчуаньского землетрясения 12 мая в уезде Бэйчуань города Мяньян. Наружная стена выполнена из темно-красного атмосферостойкого стального листа, похожего на трещины, застопорившиеся на земле. (Источник: Визуальный Китай)
Слой ржавчины атмосферной стали и обычной углеродистой стали отличается, что приводит к различиям в их коррозионной стойкости. Слой ржавчины обычной углеродистой стали представляет собой двухслойную структуру, наружный слой представляет собой y-FeOOH, а внутренний слой представляет собой смешанный слой ржавчины Fe304 и FeOOH. Слой ржавчины содержит много пустоты и микротрещин и легко отваливается, поэтому коррозия всегда будет происходить на поверхности обычной стали. Добавление в атмосферные стали Cu, P,
Легирующие элементы, такие как Cr и Ni, изменяют состав и структуру слоя ржавчины, способствуют образованию внутреннего слоя α-FeOOH и подавляют образование рыхлого Fe304. Кристаллы α-FeOOH имеют тонкую игольчатую форму и плотно упакованы, этот слой ржавчины обладает защитными свойствами. Следовательно, защитный слой ржавчины со временем будет образовываться на поверхности стали, стойкой к атмосфере, подвергающейся воздействию наружной атмосферы. Этот плотный слой ржавчины похож на надевание защитного костюма на атмосферостойкую сталь, который эффективно блокирует проникновение и передачу коррозионной среды внутрь стали и предотвращает дальнейшее развитие коррозии. Таким образом, « лечение ржавчины ржавчиной » является секретом коррозионной стойкости стали, стойкой к атмосфере
Макроморфология (а) обычной углеродистой стали Q235 и (b) атмосферной стали Q450NQR1, обращенной к небу после воздействия солнца в морской атмосферной среде Наньша в течение 2 месяцев. (Источник: Liu Yuzang et al. Acta Metallica. 56 (2020). 1247-1254.) (Сравнение структуры ржавчего слоя C обычной углеродистой стали и (d)
