标识新材料——耐候钢详解

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金属一般具有较高的强度,良好的塑性,其特有的肌理效果、光泽感和自然材质美,一直都吸引着标识设计师的目光。不锈钢等金属材料就一直是必不可少的标识广告物料。今天就来全面的解剖一下这位标识行业金属材料新宠--耐候钢


材料简介

耐候钢, 即耐大气腐蚀钢,起源于北美的考顿钢,是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列。耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成,具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温等特性;耐候性为普碳钢的2~8倍,涂装性为普碳钢的1.5~10倍。同时,它具有耐锈性能,使构件具有抗腐蚀延寿、减薄降耗,省工节能等特点。耐候钢在研发初期是作为一种工业材料被应用到建筑、船舶、铁路等领域,美国是最早进行耐候钢研究的国家。


发展历程

起源于北美的考顿钢,广泛用于火车车厢、集装箱及桥梁的制作。日本在1955年开始进行耐候钢的研究,并于1967年将侯钢用于桥梁建设,中国对耐候钢的研究开始于1960年。1992年10月通车的京广线武汉分局地段是国内开发的第一个耐大气腐蚀桥梁专用钢。虽然中国队与耐候钢的研究不是很早但是也有相当长的历史,目前已是耐候钢生产和出口大国。


材料性能


1、独特的表现特性:它具有突出的视觉表现力,锈蚀钢会随着时间而发生变化。其色彩、明度和饱和度比一般的构筑物材料要高,让使用耐候钢做出的中大型标识别有一番风味,拥有独有的力量感,引人注目。尤其是公园、园林、工业园区等地使用较多。

2、很强的形体塑造能力:耐候钢比较容易塑造成丰富变化的形状,并能保持极好的整体性。




作为新一代先进钢铁材料,耐候钢具有突出的视觉表现力并且使用时间愈长,耐蚀作用愈突出。钢板锈蚀产生的粗糙表面使作品更富体积感和质量感。它的特别之处在于,暴露在自然环境中随着时间的推移,表面形成抗腐蚀的保护层,无需涂漆保护,材料寿命在80年以上,听上去是不是很厉害


耐候钢表面颜色变化示意图




工艺分类


工艺一般采用锈安定化处理法。



即利用化学方法(生锈液)将钢板表面皮膜慢慢溶化,使其产生锈安定,形成一层均匀的锈层,此锈层有保护作用,可抑制钢铁使用初期所流出的锈。



注意:从全新耐候钢板到生成具有稳定的、致密的锈红色保护层时间较长,干燥地区甚至需要6年左右,因此市场上大多会采用促锈剂来加速生成锈层,要注意选择合适的促锈剂以及合适的加工方式。

分类:耐候钢分为高耐候钢(含P比较高:0.07~0.15wt%)和焊接耐候钢(含P较低:≤0.04wt%)。分别在原碳素结构钢钢号之后加上“GNH”和“NH”,在国标GB/T 4171-2008《耐候结构钢》之中,规定了如下耐候钢牌号:



常见的产品类型分为:型材、板材、管材、丝材四大类

型材:型钢是指具有确定断面形状且长度和截面周长之比相当大的直条钢材。

板材:当型钢的尺寸无法满足票求,或制造大尺寸结构构件时,需使用耐候钢材料中的板材进行制造。冲孔耐候钢板是一种造型独特的板材,具有独特的质感和视觉效果。

管材:管材是中空的管状钢材,常用于承重结构,如回廊、梁、柱。

丝材:丝材是圆钢经过冷拉加工而得到的小于8mm的产品,又称高线,可编制成网,可以用做小型标识、景观小品,起到装饰作用。





参数价格


耐候钢薄板厚度通常在1.5mm~4mm,中板厚度4mm~20mm,厚板20mm~60mm,特厚板可达到80mm,宽度为常规0.5m1m1.2m1.5mm2m等等。(不同厂家各有差别,此数据为市场部分厂家参数,仅供参考)

耐候钢价格=钢板原材料价格+锈蚀处理价格。

锈蚀处理根据工艺不同,价格为90~200/㎡。耐候钢材以3mm厚耐候钢板为例,原材料约110/㎡。因此耐候钢板价格为200~400/㎡。当然,板材厚度变化和板材品质的优劣会相应影响耐候钢价格。(此价格为普通中端产品价格,仅供参考)




注意事项


1、注意使用场地的自然条件。室内室外、内陆沿海,不同地区的不同位置空气中的盐分含量和空气湿度、日照、建筑造型和朝向等都会影响耐候钢的锈层生长速度和锈层成分,因而或多或少会呈现出不均匀的生锈状态。

2、耐候钢并非不腐蚀,而是腐蚀较慢,高品质的耐候钢寿命是普通钢的8倍(单面年腐蚀率为0.097mm),制作时需考虑少许的厚度腐蚀余量并且避免积水。一定要注意耐候钢底部附近的排水设计。

3、耐候钢的样板颜色参考性不大。颜色会从亮黄色、土黄色、橘黄色、橘红色、红褐色、褐色之间逐渐过渡。因此,在使用耐候钢制作标识时,应该以最后一个颜色来进行设计,并和甲方沟通清楚初期会经历的颜色变化。




施工要点


1.
焊接点的腐蚀:焊接点的氧化速率必须和其它用料相同,这需要特殊的焊接材料和技术。

2.积水腐蚀:耐候钢并非不锈钢,如果耐候钢的凹位中有积水,该处的腐蚀速率将变快,因此必须做好排水。

3.富盐空气环境:耐候钢对夏威夷这样的富盐空气环境较敏感。在这样的环境中,表层保护膜可能阻止不了内部的进一步氧化。

4.掉色:耐候钢表面的锈层可使它附近的物体表面变得锈迹斑斑。

5.温度:最好在低于35度并  高于5度的环境下进行制作安装,会对表面生锈效果造成影响。




真假辨别


以下两张表格能清晰反映出两种钢材的区别。 由表可知,普通钢和耐候钢成锈的样子在起锈后6个月内,差别并不明显,原因是6个月以前,耐候钢致密的保护锈层还没有真正长成。所以在前期很难用肉眼区分耐候钢的真假,这也是市场上出现鱼目混珠现象的重要原因。




左侧为耐候钢,右侧为普通钢,成锈7天呈现的颜色、质感几乎一致

耐候钢后期形成的是致密锈点

普通钢后期形成的是片状蓬松锈层

可采取交给第三方检测机构,通过光谱检测几个贵金属元素的含量,并和质保书参考对照的方式或者现场抽样检测耐候钢板,把样板分成两半,一半用打磨机或沙纸破坏原有锈面,然后进行淋水观察对比,真的耐候钢板即使打掉了一层,里面仍会自然长出好的锈面。


经典案例


巴克莱体育竞技中心






上海澳大利亚世博会展馆




耐候钢景墙






耐候钢小样






耐候钢标识牌





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