淘金网:建筑幕墙中不锈钢的应用与特征

　　碳——它是一种较强的扩大奥氏体区域和稳定奥氏体组织的元素。 其效能是 镍的30倍。碳易与铬形成碳化铬，碳量越高，形成碳化物所需铬也越多，这样 使钢中固溶体中的含铬量也就相应减少而降低了钢， 的耐蚀性。 这也是根据不同 用途要求对不同钢号的含碳量有一个控制范围的限制条件之一。

　　钼——316型不锈钢中含有钼。钼是一种铁素体形成元素，其钝化系数为0．49，与铬共同作用可增加不锈钢的钝化能力，特别是能提高不锈钢在含氯离 子介质中的抗点蚀能力。所以含钼的铬镍不锈钢在海洋环境及其介质中应用较 多。但钼能够在一定程度上促进不锈钢中（7相或X相等金属间相的形成，使钢的脆性增加， 加工性能变坏。这也是合理控制不锈钢钼量的关键原因之一。

　　饰常用的304或316不锈钢制造。产品主要为不锈钢精铸件和型材加工件。 在各

　　类不锈钢中， 以铬、镍为主要合金元素的奥氏体型不锈钢， 属耐蚀性和综合性能

　　其他建筑用途， 它能使结构部件永久地保持工程设计的完整性。 只要钢种选择正

　　1、不锈钢中主要合金元素的作用 铬——它是不锈钢主要合金元素之一。 保证钢的钝化能力， 并增大钢的钝态 转变，是使钢具有高耐蚀性的基本元素（铬的钝化系数是0.74，而铁的钝化系数 则为0.18）。但钢中的碳易与铬结合形成碳化物析出而减少了钢中固溶体有效铬 含量，而引起不锈钢产生局部腐蚀如点蚀。 同时应注意铬是属于形成和稳定铁素 体，缩小奥氏体区域的元素。 这主要是使属于亚稳态奥氏体型的304型不锈钢 精铸件残留高温铁素体而使铸件在宏观上显有少部分磁性的一个重要组织架构 因素（铁素体为磁性，奥氏体为无磁）。

　　不锈钢结构体系等新技术的应用，并得到进一步推广，把建筑三维空间带入新的 发展领域。如果不锈钢钢种选择合理，表面加工满足设计的基本要求，维护适当，则不 锈钢将永久的保持结构的完整性。同时不锈钢所具有的优异工艺性能，如结构复 杂的配件可通过精密铸造完成，而经锻、轧、拉、拔的各类型材及可焊性、可加 工性等都能满足建筑规划设计加工要求。金属材料在建筑应用中，建筑美学和所用材 料的性能要求必须与工程预算相平衡，而不锈钢在建筑幕墙结构中所具备的实用 性、适用性使建筑设计师在进行成本效益分析或材料价值分析有了一个科学依 据。

　　在一定的条件下，不锈钢也会发生腐蚀——“生锈”。 同时无论是从事设计、 制造、应用、科研、生产的人员，对于为特定目的而选用的材料应具备有咋样 性能，在认识上都有一个过程。 事实上在各应用领域中， 不锈钢发生腐蚀的事例 是屡见不鲜的。 因此不锈钢的“不锈”并非绝对的， 其应用中随机影响因素是十 分复杂的， 对此我们一定要有一个正确的认识。 如果不锈钢种和最终表面状态选择 正确、设计合理、 维护得当， 则不锈钢的外观和性能实际上将在建筑物的整个寿 命期内从始至终保持不变，其寿命甚至可超过100年。

　　元素在钢中平均含量，以百分之几表示。首位数字表示钢中碳含量的级别。如0Crl8Ni9表示碳含量小于0.08%,女口ICrxN示碳含量大于0.08%至0.16%,如

　　除非特殊需要， 如为改善切削性能而提高硫外， 一般冶炼时将硫、 磷控制在最低 限度。

　　不锈钢的牌号很多， 标示方法各国不同。 除了标准钢号外， 还有一些非标准

　　际上通用的不锈钢标准为美国ASTM欧盟的EN等各有关标准。在ASTM中，不 锈钢大致上可以分为三大类，即200系列，Cr-Mn-Ni-N不锈钢；300系列，主要为Cr-Ni、Cr-Ni-Mo等不锈钢；400系列，主要为高碳低铬或低碳高铬的马氏体、铁素体型

　　类高合金钢，它能借助于空气中的氧形成富铬钝态覆膜，从而保持钢的耐蚀性。 “不锈”的含义说明它在大气环境中以及某些腐蚀性介质中具有耐蚀性——即 不锈钢对周围环境侵蚀的抵抗能力。 不锈钢的“不锈”性是由于它具有活化—— 钝化转变的特性。根据氧化膜理论，处于钝化状态的金属其表面被一层很薄（通 常以埃单位计）而致密的氧化膜所覆盖。这层膜成为金属与其周围介质环境之间 的壁垒而阻滞了金属的溶解（腐蚀）速度。实际上不锈钢在应用中因环境介质的变 化以及表面状态的变化都能影响其耐蚀性也即“不锈”性， 这就是不锈钢为什么 在304、316基础上演变成众多不同级别的钢种，组成不同体系的不锈钢的一个 基本原因，目的是为了提高、稳定不锈钢的自钝化能力——提高钢的耐蚀性。

　　不锈钢基本类型可分为铁-铬系，此类又可形成马氏体或铁素体型不锈钢。 马氏体不锈钢典型钢种含有12〜14%铬，0.1〜0.4%碳。如美国UNSS4100、UNSS4200C等即为常用牌号类似我国1Crl3-4Crl3。由于含碳高、 淬透性好，经过热处理可获得高强度、高硬度，具有磁性。马氏体不锈钢的耐蚀 性较差，通常用于耐蚀性要求不高，而对强度、硬度有较高要求的场合，但不能 用做焊接部件，在建筑领域主要可用作紧固件等。 铁素体不锈钢一般含16〜18%以上的铬，有些牌号添加了适量的钼而不含 镍。其典型钢种为大家熟知的即0Crl7，美国标示为UNSS4300，0主要以薄板或 管材形式大范围的应用于建筑物内部装饰材料。 此类钢用于弱腐蚀环境， 其抵抗腐蚀能力 随铬或钼的增加而提高。如添加了钼的UNS434000耐蚀性比较S43000有很大 的提高。

　　上，而且仍保持快速增长趋势。尤其是点式幕墙已成为公共建筑舒适与自然的 发展的新趋势。它是一种高度综合性、技术性、艺术性和社会经济性很强的建筑类型， 充足表现了建筑的形式美学、结构美学。它最大限度地表现玻璃通透性，充分显 示金属材料的结构魅力，并可按照不同建筑空间形态，在建筑设计师手中演变成 独特的支撑体系。由于点式或全玻璃幕墙的结构得到设计、用户的认可，推动了

　　另外在国际建筑界， 双相不锈钢也慢慢变得多地被应用。 双相不锈钢是指具有 铁素体、奥氏体双相组织。 它综合了许多铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的有益性 能。由于双相不锈钢的铬、钼含量较高，因此具有极好的抗点蚀和缝隙腐蚀、均 匀侵蚀的能力。 同时双相不锈钢的屈服强度高于奥氏体型不锈钢一倍以上， 这也是 建筑设计师青睐双相不锈钢的设计特性之重要原因。 而一种称之沉淀硬化型的高强度不锈钢在建筑结构中是不常用的。

　　最早在建筑上大量使用不锈钢的是当时(上世纪三十年代)世界上最高的大 楼(319m)，一座具有历史意义的里程碑式的建筑物一一纽约克莱斯勒(Chrysler)大厦，这是最早采取不锈钢包层和装饰而使得大厦成为景观永久特征。不锈钢幕

　　墙的早期使用则是在1948年，安装于纽约的Schencetady电气透平制造厂办公 大楼表面。以后的几十年不锈钢在建筑中的应用日益成熟，其中马来西亚吉隆坡

　　奥氏体不锈钢是指含铬18%以上，含镍量8%以上或添加其他合金元素的一 类钢。在建筑领域大范围的应用的典型钢种我国标称0Crl8Ni9即美国UNSS3040C相 应的铸造钢号我国标称ZG07Cr19Ni9,美国ASTM标称CF-8）,0Cr17Ni12Mo2即 美国UNSS31600相应的铸造钢号我国标称ZG07Cr19Ni11 Mo2、美国ASTM标称CF-8M）。奥氏体不锈钢的耐蚀性、力学性能、工艺性能等综合性能优异，其适 用性、实用性范围广泛。 奥氏体不锈钢的工艺性能使其几乎能成型无数种用于幕 墙构件的复杂精铸件及加工件。

　　双塔即是国际知名的不锈钢建筑。目前中国不锈钢在建筑尤其是点式幕墙上应用 日益广泛， 其中不乏经典之作， 如上海大剧院。 当不锈钢被用作正面装饰材料或 被用做玻璃和其他材料的连接配件时， 它所具有的独特结构美学是其他材料不能 替代的。

　　2CrxNix则平均碳含量大于0.2%，以此类推。而OOCrxNix则示碳含量小于0.03%，为超低碳类型不锈钢。应当注意的是，同一牌号的不锈钢在各国标准中 并非等同，是有差异的，选用时必须指明标准代号或编号。特别是，同一牌号的 不锈钢在不一样的产品如棒、板、管、线材、铸件等也会有不同的差异。另外在我国 通用的不锈钢牌号前冠以两个拼音字母“ZG即表示不锈钢“铸钢”。建筑幕墙 常用不锈钢成份及其力学性能见表1、表2。

　　材料来加工。如何科学地对各类材料来合理选用、性能评定、质量监控、标 准执行等构成的材料应用技术，应当成为建筑领域重要的共性基础技术之一。 对 于建筑中大多数结构件，材料将承受服役条件下各种载荷的考验， 必须确保材料 稳定性很高、可靠。同时针对某些结构件在使用的过程中因表面状念改变或遭破坏而 失效，还应最大限度地考虑材料的耐用性、持久性即材料的耐蚀性、耐磨损性能等，这 就是现代建筑在某些结构中大量采取不锈钢的技术基础。

　　硅——它是铁素体形成元素， 能大大的提升不锈钢在氧化性介质中的耐蚀性。 在 精铸件生产中对提高钢水的抗氧化性能及改善钢水流动性有很好的作用， 并使铸 件的质量得到提高。

　　1/2。但锰对不锈钢的耐蚀性是有影响的， 这也是如304、316型不锈钢在针对不 同用途产品时需要控制的合金元素之一。 硫、磷——是钢中的有害元素，对钢的力学性能、耐蚀性能产生不利影响。

　　摘 要：本文简要介绍了不锈钢的基本特征以及在建筑幕墙中常用钢种的基本特性, 锈钢产品形式的标准执行提岀了建议。