2　 含铜耐候钢
　　从20世纪开始，人们就已经发现在钢中添加少量铜可提高钢的耐腐蚀性能。到1911年，美国就有两家公司开始出售含铜耐候钢。1916年，美国材料试验协会对260种试验用钢分别在工业地带、半田园地带和海岸地带进行了早期钢铁材料大气暴露试验，试验结果表明，在钢中添加适量的铜和磷对钢的耐大气腐蚀性能有显著效果。1920年开始，美国钢铁公司根据前期的研究结果，开始大规模研究钢的耐大气腐蚀规律，采用3万片试样分别在不同环境条件下的四个地区进行了大气暴露试验，结果发现钢中Cu、P、Ni、Cr等元素的适量组合，可以获得优良的耐大气腐蚀性能，根据该实验结果开发的耐候钢系列产品在1993年作为专利和商用钢在市场上出售。目前国外耐候钢可分为Cu系，Cu-P-Cr-Ni系，Cu-Cr系，Cu-Ni-P系，Ni-Cu-Mo系等。
　　中国耐大气腐蚀钢的发展较晚。20世纪50年代李薰针对武钢矿石中共生铜的问题，曾提出铜合金化的设想。1960年前后，武钢利用其铁矿中含铜的特点，首先在国内开展了耐大气腐蚀的含铜钢和含铜低合金钢的研究和开发工作。1965年，由于全国推广应用低合金钢，同时根据用户的要求，各钢铁企业相继开始重视提高钢的耐腐蚀性能，并大规模地开展了耐大气腐蚀钢的研究和开发工作。当时研究和开发耐候钢种的主要特点是在钢中不添加金属Ni、Cr，以Cu、P或Cu、P共用为主。1978年以后，国内大型钢铁企业开始根据用户要求，仿制国外耐大气腐蚀钢的成分特征，在耐候钢中进一步添加Ni、Cr等合金元素。多年来，中国已开发了一系列含铜的低合金耐候钢种。目前国内耐候钢有Cu系，Cu-P系，P-V系，P-RE系，Cu-P-Nb-RE系等。国内外09CuPTiRe耐候钢中合金元素的含量见表1。
　　　　　　　　　　　                                      表1  国内外09CuPTiRe耐候钢中合金元素含量标准

  　　腐蚀失效是金属材料功能失效的主要类型之一，在钢中加入适量的铜能显著提高钢的耐腐蚀性能。铜是提高耐腐蚀性能最为突出的合金元素之一，含铜0.2%的钢其耐候性比不含铜钢提高20%以上；铜还可以改善海水中和H2S环境中的耐蚀性，含铜0.2%也完全能阻止管线钢的氢致开裂。少量的铜能提高钢铁材料的耐蚀性能，其原因之一是因为钢材在腐蚀过程中，铜起到活化阴极的作用，促使钢阳极发生钝化，因而减缓腐蚀。另外，钢在腐蚀过程中其表面也会产生一层薄的富铜层，在钢的表面腐蚀层与铜的富集层之间还会形成紧密的薄氧化铜中间层，形成致密、完整的双层结构的锈层，该锈层紧贴钢基体的内层，附着性强。可减缓腐蚀介质进一步腐蚀钢板内部。
　　在钢中添加适量的铜对抵消钢中硫的有害作用也有着明显的效果，同时改变着高硫和低硫钢的耐大气腐蚀效果。铜与其它元素(如P、Ni等)复合使用时，提高耐大气腐蚀性能的效果更好。为了达到较好的耐大气腐蚀性能，在低合金钢中铜的加入量一般规定在0.2-0.5%。

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