Погодостойкая сталь - Weathering steel

«Кортен» перенаправляется сюда. О коммуне в Молдове см. Кортен, Тараклия.
«A 606» перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. А-606.
Стали
FagerstaRAÄ2.jpg
Микроструктуры
Классы
Другие материалы на основе железа
Погодостойкая сталь - Точка опоры (1987) автор Ричард Серра в Broadgate офисная недвижимость, Лондон

Погодостойкая сталь, часто упоминается обобщенный товарный знак COR-TEN сталь и иногда пишется без дефиса как кортеновская сталь, это группа стальные сплавы которые были разработаны, чтобы исключить необходимость в покраске и сформировать стабильную ржавчина -подобный внешний вид после нескольких лет воздействия погодных условий.

U.S. Steel держит зарегистрированная торговая марка на имя COR-TEN.[1] Название COR-TEN относится к двум отличительным свойствам этого типа стали: коррозия сопротивление и предел прочности.[2] Хотя USS продала свой бизнес по производству дискретных пластин Международная Стальная Группа (сейчас же АрселорМиттал ) в 2003 г.,[3] он по-прежнему продает материал под маркой COR-TEN в листовой и листовой форме.

Оригинальный COR-TEN получил стандартное обозначение A242 (COR-TEN A) от ASTM International группа стандартов. Более новые марки ASTM - A588 (COR-TEN B) и A606 для тонких листов. Все сплавы находятся в общем производстве и употреблении.

Окисление поверхности погодостойкой стали занимает шесть месяцев, но обработка поверхности может ускорить окисление всего до двух часов.[4]

История

В 1933 г. United States Steel Corporation разработали и запатентовали сталь с исключительной механической прочностью, в первую очередь для использования в железной дороге. вагоны-хопперы, для обработки тяжелых массовые грузы в том числе уголь, металл руды, прочие минеральные продукты и зерно.[5] Контролируемая коррозия, благодаря которой этот материал сейчас наиболее известен, была долгожданным преимуществом, обнаруженным вскоре после этого, что побудило USS применить торговую марку Cor-Ten. Из-за присущей ей прочности эта сталь до сих пор широко используется для перевозки сыпучих материалов и контейнеров для хранения.[6]

Железнодорожные пассажирские вагоны также строились из Кор-Тен, хотя и окрашивались, Пульман-Стандарт для Южная часть Тихого океана с 1936 г.,[7] продолжая пригородные автобусы для Линия Рок-Айленда в 1949 г.[8]

Характеристики

Выветривание относится к химическому составу этих сталей, что позволяет им проявлять повышенную стойкость к атмосферной коррозии по сравнению с другими сталями. Это связано с тем, что сталь образует на своей поверхности защитный слой под воздействием погодных условий.

Антикоррозийное действие защитного слоя обеспечивается особым распределением и концентрацией в нем легирующих элементов. Слой, защищающий поверхность, постоянно развивается и восстанавливается под воздействием погодных условий. Другими словами, сталь может ржаветь, чтобы образовалось защитное покрытие.[9]

Химический состав погодостойкой стали (без железа) по массе (%)[10]
ОценкаCSiMnпSCrCuVNi
ASTM A2420.120.25–0.750.20–0.500.01–0.200.0300.50–1.250.25–0.550.65
ASTM A5880.160.30–0.500.80–1.250.0300.0300.40–0.650.25–0.400.02–0.100.40

Механические свойства атмосферостойких сталей зависят от сплава и толщины материала.[11][12]

ASTM A242

Оригинальный сплав A242 имеет предел текучести из 50 килограмм на квадратный дюйм (340 МПа ) и предел прочности на растяжение 70 тыс. фунтов / кв. дюйм (480 МПа) для легкого и среднего проката и листов толщиной до 0,75 дюйма (19 мм). Он имеет предел текучести 46 тысяч фунтов на квадратный дюйм (320 МПа) и предел прочности 67 тысяч фунтов на квадратный дюйм (460 МПа) для прокатных профилей средней массы и листов толщиной от 0,75–1 дюйма (19–25 мм). Самые толстые прокатные профили и листы - толщиной от 1,5–4 дюйма (38–102 мм) имеют предел текучести 42 тыс. Фунтов на квадратный дюйм (290 МПа) и предел прочности 63 тыс. Фунтов на квадратный дюйм (430 МПа). ASTM A 242 доступен в типах 1 и 2. Оба имеют разные применения в зависимости от толщины. Тип 1 часто используется в жилищных постройках, строительстве и грузовых вагонах.[13] Сталь Типа 2, которую также называют Corten B, в основном используется в городской отделке, пассажирских судах или кранах.[14]

ASTM A588

A588 имеет предел текучести не менее 50 тысяч фунтов на квадратный дюйм (340 МПа) и предел прочности на растяжение 70 тысяч фунтов на квадратный дюйм (480 МПа) для всех катаных материалов. формы и толщиной до 4 дюймов (100 мм). Пластины толщиной от 4–5 дюймов (102–127 мм) имеют предел текучести не менее 46 тыс. Фунтов на квадратный дюйм (320 МПа) и предел прочности при растяжении не менее 67 тыс. Фунтов на квадратный дюйм (460 МПа), а пластины толщиной от 5–8 дюймов (127–203 мм) имеют предел текучести не менее 42 фунтов на квадратный дюйм (290 МПа) и предел прочности при растяжении не менее 63 фунтов на квадратный дюйм (430 МПа).

Использует

Радиовещательная башня, Лидс, Объединенное Королевство
Мост Абэтсюко Я. Собрино, PEDELTA, Abetxuko, Витория, Испания
Анно к Мауро Стаччоли, Лувен-ла-Нев, Бельгия

Погодоустойчивая сталь широко используется в скульптурах на открытом воздухе из-за ее ветхого античного вида. Одним из примеров является большой Чикаго Пикассо скульптура, которая стоит на площади Daley Center Здание суда в Чикаго, также построенное из прочной стали. Другие примеры включают Барнетт Ньюман с Сломанный обелиск; несколько из Роберт Индиана с Числа скульптуры и его оригинал Люблю скульптура; многочисленные работы Ричард Серра; то Аламо скульптура в Манхэттене, штат Нью-Йорк; то Barclays Center, Бруклин, Нью-Йорк;[15] то Ангел севера, Gateshead; и Радиовещательная башня в Университет Лидса Беккета.[16]

Он также используется в мостах и ​​других крупных конструкционных приложениях, таких как Мост через ущелье Новой реки, второй пролет Ньюбург-Бикон-Бридж (1980), и создание Австралийский центр современного искусства (ACCA) и МОНА.

Он очень широко используется на морском транспорте, при строительстве интермодальные контейнеры[17] а также видимые груды шпунтов вдоль недавно расширенных участков лондонской Автомагистраль М25.

Первым применением атмосферостойкой стали для архитектурных применений стал Штаб-квартира John Deere в мире в Молин, Иллинойс. Здание спроектировано архитектором Ээро Сааринен, завершена в 1964 году. Основные корпуса Университет Оденсе, разработано Кнуд Хольшер и Йорген Вестерхолт, построенные в 1971–1976 годах, покрыты атмосферостойкой сталью, за что получили прозвище Рустенборг (По-датски «ржавая крепость»). В 1977 г. Роберт Индиана создал иврит версия Люблю скульптура изготовлен из погодоустойчивой стали с использованием слова из четырех букв ахава (אהבה, «любовь» на иврите) для Музей Израиля Художественный сад в Иерусалим, Израиль. В Дании все мачты для поддержки контактной сети на электрифицированные железные дороги сделаны из атмосферостойкой стали по эстетическим соображениям.

Погодостойкая сталь использовалась в 1971 году для изготовления Хайлайнер электромобили, построенные Сент-Луисская автомобильная компания для Центральной железной дороги Иллинойса. Использование погодоустойчивой стали рассматривалось как шаг по сокращению затрат по сравнению с современным стандартом железнодорожных вагонов. нержавеющая сталь. Последующий заказ в 1979 году был построен компанией Bombardier с аналогичными характеристиками, включая корпуса из погодоустойчивой стали. Вагоны были окрашены, что является стандартной практикой для стальных вагонов, подвергшихся атмосферным воздействиям. Долговечность погодоустойчивой стали не оправдала ожиданий, в вагонах появились дыры от ржавчины. Покраска могла способствовать возникновению проблемы, поскольку окрашенная атмосферостойкая сталь не более устойчива к коррозии, чем обычная сталь, поскольку патина не сформируется вовремя, чтобы предотвратить коррозию на локализованном участке воздействия, например, при небольшом повреждении краски. Эти автомобили списаны к 2016 году.[18]

Атмосферостойкая сталь использовалась для создания внешнего вида Barclays Center, состоящий из 12 000 предварительно состаренных стальных панелей, спроектированных ASI Limited и SHoP Construction.[19] В Нью-Йорк Таймс говорит о материале: «Хотя он может показаться стороннему наблюдателю подозрительно незаконченным, у него много поклонников в мире искусства и архитектуры».[20]

Недостатки

Использование погодоустойчивой стали в строительстве сопряжено с несколькими проблемами. Для обеспечения того, чтобы точки сварки были такими же погодными, как и другие материалы, могут потребоваться специальные методы сварки или особые материалы. Погодостойкая сталь сама по себе не является коррозионно-стойкой. Если позволить воде накапливаться в карманах, эти области будут испытывать более высокую скорость коррозии, поэтому необходимо предусмотреть дренаж. Атмосферостойкая сталь чувствительна к влажному субтропическому климату, и в таких условиях возможно, что защитная патина не стабилизируется, а вместо этого продолжит коррозию. Например, бывший Омни Колизей, 1972 года постройки в г. Атланта, никогда не переставала ржаветь, и со временем в конструкции появились большие дыры. Это стало важным фактором в решении снести его всего через 25 лет после строительства. То же самое может произойти в среде, насыщенной морской солью. Гавайи Стадион Алоха, построенный в 1975 году, является одним из примеров этого.[21] Нормальное атмосферное воздействие погодоустойчивой стали также может привести к появлению пятен ржавчины на близлежащих поверхностях.

Стальная башня США

Скорость, с которой некоторые погодостойкие стали образуют желаемую патину, сильно зависит от присутствия атмосферных загрязнителей, которые катализируют коррозию. В то время как этот процесс обычно успешен в крупных городских центрах, скорость выветривания намного медленнее в более сельской местности. Юрис Холл, общественные науки, основанные на Корнелл Университет главный кампус в Итака, небольшой городок в Северная часть штата Нью-Йорк, не достигла прогнозируемой чистоты поверхности на его Вифлеемская сталь Выветривание стального каркаса Mayari-R в течение прогнозируемого времени. Дождевая вода из медленно ржавеющей стали запачкала многочисленные большие окна и увеличила расходы на обслуживание.[22] Коррозия без образования защитного слоя, по-видимому, привела к необходимости экстренного усиления конструкции и цинкования в 1974 году, менее чем через два года после открытия.[23]

В Стальная башня США в Питтсбург, Пенсильвания был построен U.S. Steel частично для демонстрации стали COR-TEN. Первоначальное выветривание материала привело к обесцвечиванию окружающих городских тротуаров, известному как «кровотечение» или «сток»,[24] а также другие близлежащие постройки. После завершения выветривания корпорация организовала очистку маркировки. Некоторые из ближайших тротуаров остались неочищенными и до сих пор имеют цвет ржавчины. Эта проблема была уменьшена в новых составах погодоустойчивой стали.[нужна цитата ] Окрашивание можно предотвратить, если конструкция может быть спроектирована так, чтобы вода не стекала со стали на бетон, где были бы видны пятна.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Товарные знаки и право собственности». USS. Получено 13 июн 2017.
  2. ^ Weathering Steel: Руководство по Corten и эквивалентам A / B, происхождению и стандартам
  3. ^ Пластинчатые продукты, 2003-10-31, архивировано из оригинал на 2007-12-28, получено 2010-01-13
  4. ^ «Кортен + США». Corten + | Ускоритель ржавчины. Получено 2018-05-24.
  5. ^ http://palladiospa.com
  6. ^ http://allsteelsculpture.com/history-of-corten-sculptures
  7. ^ «Солнечные лучи - шумные люди», стр. 38. Поезда журнал, январь 1950 г.
  8. ^ «Железнодорожные новости и комментарии редакции»,Поезда журнал, январь 1950 г.
  9. ^ Армстронг, Роберт (14 апреля 2014 г.). «Металлические строительные материалы и коррозия». Абсолютная сталь. Получено 25 сентября 2014.
  10. ^ COR-TEN - Сталь, устойчивая к погодным условиям и коррозии: Технические характеристики, в архиве из оригинала 13.01.2010, получено 2010-01-13.
  11. ^ "Конструкционная, углеродистая и высокопрочная листовая сталь". Новое видение стали. Часовня Сталь. 1987 г.. Получено 24 сентября 2010.
  12. ^ Руководство по стальным конструкциям, 8-е издание, второе исправленное издание. Чикаго: Американский институт стальных конструкций. п. Глава 1, страницы 1–5.
  13. ^ «Стальной лист Corten A, коррозионно-стойкие пластины, погодоустойчивые стальные пластины, атмосферостойкая сталь». www.csteelindia.com. Получено 2017-08-10.
  14. ^ «Стальной лист Corten B, коррозионно-стойкие пластины, погодоустойчивые стальные пластины, атмосферостойкая сталь». www.csteelindia.com. Получено 2017-08-10.
  15. ^ Элизабет А. Харрис (27 августа 2012 г.). «Строительство фасада одновременно прочного и ржавого». nytimes.com. Получено 10 сентября 2012.
  16. ^ Рут Блумфельд (11 ноября 2009 г.). «Комплекс Фейлдена Клегга Брэдли в Лидсе завершен». bdonline.co.uk. Получено 24 сентября 2010.
  17. ^ «Транспортные контейнерные дома по всему миру». Получено 2009-05-24.
  18. ^ «Фотографии Южного берега в районе Дюнс в Северной Индиане». people.ku.edu. Получено 24 сентября 2010.
  19. ^ «Архитектурный рекорд: Barclays Center».
  20. ^ Харрис, Элизабет (27 августа 2012 г.). «Строительство фасада одновременно прочного и ржавого». Нью-Йорк Таймс. Получено 27 сентября 2013.
  21. ^ Аракава, Линда (11 мая 2007 г.). «Стадионная ржавчина требует обработки на сумму 12,4 млн долларов». Рекламодатель Гонолулу. Получено 25 сентября 2014.
  22. ^ Олмстед, Элизабет (2 октября 1973 г.). "'Дизайн Old Rusty увеличивает расходы на содержание ». Корнелл Дейли Сан. Итака, штат Нью-Йорк. Получено 2015-03-29.
  23. ^ Сеннет, Чарльз (8 мая 1974 г.). «Донор написал Корсону, что требует, чтобы ремонт« старого ржавого »был в секрете». Корнелл Дейли Сан. Итака, штат Нью-Йорк. Получено 2015-03-29.
  24. ^ "Узнайте о Cor-Ten / F.A.Q". Corten.Com. Получено 17 октября 2014.

внешняя ссылка