300不銹鋼還是建筑用金屬材料中強(qiáng)度最高的材料之一。由于不銹鋼具有良好的耐腐蝕性，所以它能使結(jié)構(gòu)部件永久地保持工程設(shè)計(jì)的完整性。含鉻不銹鋼還集機(jī)械強(qiáng)度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可滿足建筑師和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的需要。 在建筑、大樓和結(jié)構(gòu)的行業(yè)中，不銹鋼成功的關(guān)鍵是其具有良好的耐腐蝕性能。
不銹鋼為什么耐腐蝕？
所有金屬都和大氣中的氧氣進(jìn)行反應(yīng)，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續(xù)進(jìn)行氧化，使銹蝕不斷擴(kuò)大，最終形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金屬（例如，鋅，鎳和鉻）進(jìn)行電鍍來(lái)保證碳鋼表面，但是，正如人們所知道的那樣，這種保護(hù)僅是一種薄膜。如果保護(hù)層被破壞，下面的鋼便開(kāi)始銹蝕。
不銹鋼的耐腐蝕性取決于鉻，但是因?yàn)殂t是鋼的組成部分之一，所以保護(hù)方法不盡相同。
在鉻的添加量達(dá)到10．5％時(shí)，鋼的耐大氣腐蝕性能顯著增加，但鉻含量更高時(shí)，盡管仍可提高耐腐蝕性，但不明顯。原因是用鉻對(duì)鋼進(jìn)行合金化處理時(shí)，把表面氧化物的類型改變成了類似于純鉻金屬上形成的表面氧化物。這種緊密粘附的富鉻氧化物保護(hù)表面，防止進(jìn)一步地氧化。這種氧化層極薄，透過(guò)它可以看到鋼表面的自然光澤，使不銹鋼具有獨(dú)特的表面。而且，如果損壞了表層，所暴露出的鋼表面會(huì)和大氣反應(yīng)進(jìn)行自我修理，重新形成這種"鈍化膜"，繼續(xù)起保護(hù)作用。
因此，所有的不銹鋼都具有一種共同的特性，即鉻含量均在10．5％以上。
不銹鋼的類型
"不銹鋼"一詞不僅僅是單純指一種不銹鋼，而是表示一百多種工業(yè)不銹鋼，所開(kāi)發(fā)的每種不銹鋼都在其特定的應(yīng)用領(lǐng)域具有良好的性能。成功的關(guān)鍵首先是要弄清用途，然后再確定正確的鋼種。幸而和建筑構(gòu)造應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的鋼種通常只有六種。它們都含有17～22％的鉻，較好的鋼種還含有鎳。添加鉬可進(jìn)一步改善大氣腐蝕性，特別是耐含氯化物大氣的腐蝕。
鋼種
典型鋼成分
430 ： 17%Cr 0.07%C
304L ： 18%Cr 10%Ni 0.03%C
304 ： 18%Cr 10%Ni 0.06%C
316L ： 17%Cr 12%Ni 0.03%C 2.5%Mo
316 ： 17%Cr 12%Ni 0.06%C 2.5%Mo
2205 ： 22%Cr 5.5%Ni 0.03%C 3%Mo
耐大氣腐蝕
經(jīng)驗(yàn)表明，大氣的腐蝕程度因地域而異。為便于說(shuō)明，建議把地域分成四類，即：鄉(xiāng)村，城市，工業(yè)區(qū)和沿海地區(qū)。
鄉(xiāng)村是基本上無(wú)污染的區(qū)域。該區(qū)人口密度低，只有無(wú)污染的工業(yè)。
城市為典型的居住、商業(yè)和輕工業(yè)區(qū)，該區(qū)內(nèi)有輕度污染，例如交通污染。
工業(yè)區(qū)為重工業(yè)造成大氣污染的區(qū)域。污染可能是由于燃油所形成的氣體，例如硫和氮的氧化物，或者是化工廠或加工廠釋放的其它氣體。空氣中懸游的顆粒，像鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的灰塵或氧化鐵的沉積也會(huì)使腐蝕增加。
沿海地區(qū)通常指的是距海邊一英里以內(nèi)的區(qū)域。但是，海洋大氣可以向內(nèi)陸縱深蔓延，在海島上更是如此，盛行風(fēng)來(lái)自海洋，而且氣候惡劣。例如，英國(guó)氣候條件就是如此，所以整個(gè)國(guó)家都屬于沿海區(qū)域。如果風(fēng)中夾雜著海洋霧氣，特別是由于蒸發(fā)造成鹽沉積集聚，再加上雨水少，不經(jīng)常被雨水沖刷，沿海區(qū)域的條件就更加不利。如果還有工業(yè)污染的話，腐蝕性就更大。
美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、意大利、瑞典和澳大利亞所進(jìn)行的研究工作已經(jīng)確定了這些區(qū)域?qū)Ω鞣N不銹鋼耐大氣腐蝕的影響。有關(guān)內(nèi)容在NiIDI出版的《建筑師便覽》中作了簡(jiǎn)單介紹，該書(shū)中的表可以幫助設(shè)計(jì)人員為各種區(qū)域選擇成本效益最好的不銹鋼。
在進(jìn)行選擇時(shí)，重要的是確定是否還有當(dāng)?shù)氐囊蛩赜绊懯褂矛F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。例如，不銹鋼用在工廠煙囪的下方，用在空調(diào)排氣擋板附近或廢鋼場(chǎng)附近，會(huì)存在非一般的條件。
維修及清理
和其它曝露于大氣中的材料一樣，不銹鋼也會(huì)臟。今后的講座將分析影響維修及清理成本的設(shè)計(jì)因素。但是，在雨水沖刷，人工沖洗和已臟表面之間還存在著一種相互關(guān)系。
通過(guò)把相同的板條直接放在大氣中和放在有棚的地方確定了雨水沖刷的效果。人工沖洗的效果是通過(guò)人工用海綿沾上肥皂水每隔六個(gè)月擦洗每塊板條的右邊來(lái)確定的。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與放在有棚的地方和不被沖洗的地方的板條相比，通過(guò)雨水沖刷和人工擦洗去除表面的灰塵和淤積對(duì)表面情況有良好的作用。而且還發(fā)現(xiàn)，表面加工的狀況也有影響，表面平滑的板條比表面粗糙的板條效果要好。
因此洗刷的間隔時(shí)間受多種因素影響，主要的影響因素是所要求的審美標(biāo)準(zhǔn)。雖然許多不銹鋼幕墻僅僅是在擦玻璃時(shí)才進(jìn)行沖洗，但是，一般來(lái)講，用于外部的不銹鋼每年洗刷兩次。
典型用途
大多數(shù)的使用要求是長(zhǎng)期保持建筑物的原有外貌。在確定要選用的不銹鋼類型時(shí)，主要考慮的是所要求的審美標(biāo)準(zhǔn)、所在地大氣的腐蝕性以及要采用的清理制度。
然而，其它應(yīng)用越來(lái)越多的只是尋求結(jié)構(gòu)的完整性或不透水性。例如，工業(yè)建筑的屋頂和側(cè)墻。在這些應(yīng)用中，物主的建造成本可能比審美更為重要，表面不很干凈也可以。
在干燥的室內(nèi)環(huán)境中使用430不銹鋼效果相當(dāng)好。但是，在鄉(xiāng)村和城市要想在戶外保持其外觀，就需經(jīng)常進(jìn)行清洗。在污染嚴(yán)重的工業(yè)區(qū)和沿海地區(qū)，表面會(huì)非常臟，甚至產(chǎn)生銹蝕。但要獲得戶外環(huán)境中的審美效果，就需采用含鎳不銹鋼。所以，304不銹鋼廣泛用于幕墻、側(cè)墻、屋頂及其它建筑用途，但在侵蝕性嚴(yán)重的工業(yè)或海洋大氣中，最好采用316不銹鋼。
現(xiàn)在，人們已充分認(rèn)識(shí)到了在結(jié)構(gòu)應(yīng)用中使用不銹鋼的優(yōu)越性。有幾種設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中包括了304和316不銹鋼。因?yàn)?quot;雙相"不銹鋼2205已把良好的耐大氣腐蝕性能和高抗拉強(qiáng)度及彈限強(qiáng)度融為一體，所以，歐洲準(zhǔn)則中也包括了這種鋼。
不銹鋼為什么耐腐蝕？
所有金屬都和大氣中的氧氣進(jìn)行反應(yīng)，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續(xù)進(jìn)行氧化，使銹蝕不斷擴(kuò)大，最終形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金屬（例如，鋅，鎳和鉻）進(jìn)行電鍍來(lái)保證碳鋼表面，但是，正如人們所知道的那樣，這種保護(hù)僅是一種薄膜。如果保護(hù)層被破壞，下面的鋼便開(kāi)始銹蝕。
不銹鋼的耐腐蝕性取決于鉻，但是因?yàn)殂t是鋼的組成部分之一，所以保護(hù)方法不盡相同。
在鉻的添加量達(dá)到10．5％時(shí)，鋼的耐大氣腐蝕性能顯著增加，但鉻含量更高時(shí)，盡管仍可提高耐腐蝕性，但不明顯。原因是用鉻對(duì)鋼進(jìn)行合金化處理時(shí)，把表面氧化物的類型改變成了類似于純鉻金屬上形成的表面氧化物。這種緊密粘附的富鉻氧化物保護(hù)表面，防止進(jìn)一步地氧化。這種氧化層極薄，透過(guò)它可以看到鋼表面的自然光澤，使不銹鋼具有獨(dú)特的表面。而且，如果損壞了表層，所暴露出的鋼表面會(huì)和大氣反應(yīng)進(jìn)行自我修理，重新形成這種"鈍化膜"，繼續(xù)起保護(hù)作用。
因此，所有的不銹鋼都具有一種共同的特性，即鉻含量均在10．5％以上。
不銹鋼的類型
"不銹鋼"一詞不僅僅是單純指一種不銹鋼，而是表示一百多種工業(yè)不銹鋼，所開(kāi)發(fā)的每種不銹鋼都在其特定的應(yīng)用領(lǐng)域具有良好的性能。成功的關(guān)鍵首先是要弄清用途，然后再確定正確的鋼種。幸而和建筑構(gòu)造應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的鋼種通常只有六種。它們都含有17～22％的鉻，較好的鋼種還含有鎳。添加鉬可進(jìn)一步改善大氣腐蝕性，特別是耐含氯化物大氣的腐蝕。
鋼種
典型鋼成分
430 ： 17%Cr 0.07%C
304L ： 18%Cr 10%Ni 0.03%C
304 ： 18%Cr 10%Ni 0.06%C
316L ： 17%Cr 12%Ni 0.03%C 2.5%Mo
316 ： 17%Cr 12%Ni 0.06%C 2.5%Mo
2205 ： 22%Cr 5.5%Ni 0.03%C 3%Mo
耐大氣腐蝕
經(jīng)驗(yàn)表明，大氣的腐蝕程度因地域而異。為便于說(shuō)明，建議把地域分成四類，即：鄉(xiāng)村，城市，工業(yè)區(qū)和沿海地區(qū)。
鄉(xiāng)村是基本上無(wú)污染的區(qū)域。該區(qū)人口密度低，只有無(wú)污染的工業(yè)。
城市為典型的居住、商業(yè)和輕工業(yè)區(qū)，該區(qū)內(nèi)有輕度污染，例如交通污染。
工業(yè)區(qū)為重工業(yè)造成大氣污染的區(qū)域。污染可能是由于燃油所形成的氣體，例如硫和氮的氧化物，或者是化工廠或加工廠釋放的其它氣體。空氣中懸游的顆粒，像鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的灰塵或氧化鐵的沉積也會(huì)使腐蝕增加。
沿海地區(qū)通常指的是距海邊一英里以內(nèi)的區(qū)域。但是，海洋大氣可以向內(nèi)陸縱深蔓延，在海島上更是如此，盛行風(fēng)來(lái)自海洋，而且氣候惡劣。例如，英國(guó)氣候條件就是如此，所以整個(gè)國(guó)家都屬于沿海區(qū)域。如果風(fēng)中夾雜著海洋霧氣，特別是由于蒸發(fā)造成鹽沉積集聚，再加上雨水少，不經(jīng)常被雨水沖刷，沿海區(qū)域的條件就更加不利。如果還有工業(yè)污染的話，腐蝕性就更大。
美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、意大利、瑞典和澳大利亞所進(jìn)行的研究工作已經(jīng)確定了這些區(qū)域?qū)Ω鞣N不銹鋼耐大氣腐蝕的影響。有關(guān)內(nèi)容在NiIDI出版的《建筑師便覽》中作了簡(jiǎn)單介紹，該書(shū)中的表可以幫助設(shè)計(jì)人員為各種區(qū)域選擇成本效益最好的不銹鋼。
在進(jìn)行選擇時(shí)，重要的是確定是否還有當(dāng)?shù)氐囊蛩赜绊懯褂矛F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。例如，不銹鋼用在工廠煙囪的下方，用在空調(diào)排氣擋板附近或廢鋼場(chǎng)附近，會(huì)存在非一般的條件。
維修及清理
和其它曝露于大氣中的材料一樣，不銹鋼也會(huì)臟。今后的講座將分析影響維修及清理成本的設(shè)計(jì)因素。但是，在雨水沖刷，人工沖洗和已臟表面之間還存在著一種相互關(guān)系。
通過(guò)把相同的板條直接放在大氣中和放在有棚的地方確定了雨水沖刷的效果。人工沖洗的效果是通過(guò)人工用海綿沾上肥皂水每隔六個(gè)月擦洗每塊板條的右邊來(lái)確定的。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與放在有棚的地方和不被沖洗的地方的板條相比，通過(guò)雨水沖刷和人工擦洗去除表面的灰塵和淤積對(duì)表面情況有良好的作用。而且還發(fā)現(xiàn)，表面加工的狀況也有影響，表面平滑的板條比表面粗糙的板條效果要好。
因此洗刷的間隔時(shí)間受多種因素影響，主要的影響因素是所要求的審美標(biāo)準(zhǔn)。雖然許多不銹鋼幕墻僅僅是在擦玻璃時(shí)才進(jìn)行沖洗，但是，一般來(lái)講，用于外部的不銹鋼每年洗刷兩次。
典型用途
大多數(shù)的使用要求是長(zhǎng)期保持建筑物的原有外貌。在確定要選用的不銹鋼類型時(shí)，主要考慮的是所要求的審美標(biāo)準(zhǔn)、所在地大氣的腐蝕性以及要采用的清理制度。
然而，其它應(yīng)用越來(lái)越多的只是尋求結(jié)構(gòu)的完整性或不透水性。例如，工業(yè)建筑的屋頂和側(cè)墻。在這些應(yīng)用中，物主的建造成本可能比審美更為重要，表面不很干凈也可以。
在干燥的室內(nèi)環(huán)境中使用430不銹鋼效果相當(dāng)好。但是，在鄉(xiāng)村和城市要想在戶外保持其外觀，就需經(jīng)常進(jìn)行清洗。在污染嚴(yán)重的工業(yè)區(qū)和沿海地區(qū)，表面會(huì)非常臟，甚至產(chǎn)生銹蝕。但要獲得戶外環(huán)境中的審美效果，就需采用含鎳不銹鋼。所以，304不銹鋼廣泛用于幕墻、側(cè)墻、屋頂及其它建筑用途，但在侵蝕性嚴(yán)重的工業(yè)或海洋大氣中，最好采用316不銹鋼。
現(xiàn)在，人們已充分認(rèn)識(shí)到了在結(jié)構(gòu)應(yīng)用中使用不銹鋼的優(yōu)越性。有幾種設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中包括了304和316不銹鋼。因?yàn)?quot;雙相"不銹鋼2205已把良好的耐大氣腐蝕性能和高抗拉強(qiáng)度及彈限強(qiáng)度融為一體，所以，歐洲準(zhǔn)則中也包括了這種鋼。