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在铬的添加量达到10.5%时,钢的耐大气腐蚀性能显著增加,但铬含量更高时,尽管仍可提高耐腐蚀性,但不明显。
原因是用铬对钢进行合金化处理时,把表面氧化物的类型改变成了类似于纯铬金属上形成的表面氧化物。
这种紧密粘附的富铬氧化物保护表面,防止进一步地氧化。
这种氧化层极薄,透过它可以看到钢表面的自然光泽,使不锈钢具有独特的表面。而且,如果损坏了表层,所暴露出的钢表面会和大气反应进行自我修理,重新形成这种"钝化膜",继续起保护作用。
因此,所有的不锈钢都具有一种共同的特性,即铬含量均在10.5%以上。
自本世纪初发明不锈钢以来,不锈钢就把现代材料的形象和建筑应用中的卓越声誉集于一身,使其竞争对手羡慕不已。不锈钢不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。不锈钢还是建筑用金属材料中强度 的材料之一。由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性,所以它能使结构部件 地保持工程设计的完整性。含铬不锈钢还集机械强度和高延伸性于一身,易于部件的加工制造,可满足建筑师和结构设计人员的需要。
不锈钢为什么耐腐蚀?所有金属都和大气中的氧气进行反应,在表面形成氧化膜。不幸的是,在普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧化,使锈蚀不断扩大,终形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金属(例如,锌,镍和铬)进行电镀来保证碳钢表面,但是,正如人们所知道的那样,这种保护仅是一种薄膜。如果保护层被破坏,下面的钢便开始锈蚀。不锈钢的耐腐蚀性取决于铬,但是因为铬是钢的组成部分之一,所以保护方法不尽相同。
不锈钢的设计程序大体上是从现适用于结构工程设计的各个方面的原则派生出来的。
但是由于通常使用的不锈钢是薄规格型钢,所以,它的设计过程比碳钢薄规格材料复杂得多。
重要的是确定不锈钢的终用途,因为在许多应用中不锈钢不仅作为结构件而且要起到美观的作用。为了防止构件受力部分出现局部弯曲和变形,关键的因素是材料的宽度和厚度之比的极限值。
还有一点也很重要,值得一提,即:材料标准规定了ó0.2的值,对于建筑物所用的奥氏体不锈钢,该值大约是240N/mm2,但是,材料的特征强度一般要比该值高出15%,设计人员应将这一强度系数考虑在内。
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