建築用不鏽鋼材料選材指南

不鏽鋼是耐用的建築材料之一。但是，不鏽鋼不止一種，不同的不鏽鋼性能各不相同，特彆是耐腐蝕性各不相同。如果不鏽鋼牌號(hào)和表麵選擇正確，設(shè)計(jì)合理，維護(hù)得當(dāng)，實(shí)際上不鏽鋼的外觀和性能將在建築物的整個(gè)壽命期內(nèi)始終保持不變，其壽命甚至可超過100年。但如果不鏽鋼牌號(hào)和表麵選擇不當(dāng)，可能會(huì)有腐蝕的問題。儘管對結(jié)構(gòu)的完整性可能冇有太大的影響，但會(huì)影響外觀，增加維護(hù)工作量。

在建築應(yīng)用中，腐蝕性環(huán)境被定義為暴露在防凍鹽或沿海含鹽環(huán)境下的地區(qū)或存在工業(yè)或城市汙染的地區(qū)。使環(huán)境具有腐蝕性的成分包括海水或防凍鹽（氯化鈉，氯化鉀和氯化鈣）以及電廠或化工廠和機(jī)動(dòng)車排放的廢氣所形成的酸雨。

建築常用的不鏽鋼材料

建築常用不鏽鋼大致分為奧氏體、鐵素體和雙相不鏽鋼。這些不鏽鋼一般可通過 “冷加工” 而不是熱處理硬化。

奧氏體不鏽鋼如304和316含有鐵、鉻和鎳，它們冇有磁性，有非常好的成形性；

鐵素體不鏽鋼如430，444含有鐵和鉻，它們有磁性，成形性有限；

雙相不鏽鋼如2205含有鐵、鉻和中等量的鎳，它們比鐵素體或奧氏體不鏽鋼強(qiáng)度高，有磁性，成形性一般。還有磚利的“節(jié)約型”雙相不鏽鋼，具有316和317L不鏽鋼的耐腐蝕性和價(jià)格以及雙相不鏽鋼的較高強(qiáng)度。

下圖比較了不同不鏽鋼的相對耐點(diǎn)蝕能力，采用耐點(diǎn)蝕當(dāng)量數(shù)（PRE）來評估材料的耐腐蝕性，隨著鉻、鉬和氮含量的增加，不鏽鋼的耐腐蝕性增加。圖1所示的不鏽鋼中，耐腐蝕好的是超級鐵素體不鏽鋼447、超級雙相不鏽鋼2507和6%鉬的超級奧氏體不鏽鋼, 當(dāng)這些牌號(hào)的不鏽鋼浸冇在海水中時(shí)，能夠耐海水的點(diǎn)蝕。除了304不鏽鋼，都添加了鉬來提高耐腐蝕性，特彆是耐鹽 (氯離子) 腐蝕。

冷軋、壓花和成形操作如彎曲或深衝改變了金屬的形狀，對其進(jìn)行了冷加工或強(qiáng)化。所有這三類不鏽鋼都可以用通常的建築成形技術(shù)來成形，但隻有奧氏體不鏽鋼有時(shí)特意采用冷加工來進(jìn)行強(qiáng)化處理。在可能承受較高載荷或衝擊的結(jié)構(gòu)及薄板用途中，冷加工是減輕重量和提高強(qiáng)度的一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法。

建築和結(jié)構(gòu)常用的不鏽鋼牌號(hào)有430，304/304L和316/316L不鏽鋼以及2205和444，其中占主導(dǎo)地位的牌號(hào)是304和316不鏽鋼。

不鏽鋼的選用概述

430不鏽鋼可用於低腐蝕性的室內(nèi)、鄉(xiāng)村/郊區(qū)或城市地區(qū)；

304不鏽鋼可用於室內(nèi)、鄉(xiāng)村/郊區(qū)、低-中度汙染的城市環(huán)境以及低濕度和低溫度的沿海環(huán)境。304適合於絕大多數(shù)的內(nèi)部應(yīng)用和腐蝕風(fēng)險(xiǎn)較低的外部應(yīng)用，所需要的維護(hù)很少甚至不需要維護(hù)。在中等腐蝕性的環(huán)境中，如果選用光滑的表麵，並且有定期的衝洗，304不鏽鋼也可采用；

316或444不鏽鋼廣泛用於低-中等濃度的海鹽或除冰鹽條件，以及中等-高度城市汙染環(huán)境，或低-中等工業(yè)汙染環(huán)境。若表麵粗糙度選擇得當(dāng)，316或444不鏽鋼在大多數(shù)腐蝕性環(huán)境下幾乎不需要人工清洗就能保持良好的外觀；

對於腐蝕性非常強(qiáng)的環(huán)境，包括經(jīng)常被鹽水海水噴濺或在鹽水裡浸泡的情況；降雨很少的沿海區(qū)域和時(shí)常有鹽霧或有其它鹽在材料表麵高度濃縮的情況；工業(yè)汙染、酸雨和沿海或除冰鹽三者結(jié)合的環(huán)境，以及高度工業(yè)或城市汙染或高鹽環(huán)境而又不能經(jīng)常清潔維護(hù)（被遮擋的部位）等情況，若采用316或444不鏽鋼，則需要定期清洗。如果希望免清洗維護(hù)，可選用耐蝕性更好的2205、317LMN、904L、447、6%Mo不鏽鋼等超級不鏽鋼牌號(hào)。

如果設(shè)計(jì)中涉及厚度大於6毫米（0.25英寸）的焊接型材時(shí)，應(yīng)采用低碳帶“L”的不鏽鋼牌號(hào)（如304L和316L）以便保持耐腐蝕性。規(guī)定硫含量不超過0.005%，這樣可改善耐點(diǎn)蝕性能。

如果不鏽鋼牌號(hào)選用適當(dāng)，則無需施加保護(hù)層。不鏽鋼有各種機(jī)械加工的表麵以及各種顏色的表麵可供選擇,有板材、帶材、棒材、管材、鑄件和擠壓型材等各種產(chǎn)品形式。

場所和設(shè)計(jì)評估係統(tǒng)

在建築應(yīng)用中，美學(xué)要求和性能要求必須與預(yù)算方麵的考慮（希望采用具有成本效益的材料）相平衡。確定一種符合美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)又具有成本效益的不鏽鋼，需要對現(xiàn)場環(huán)境、天氣、不鏽鋼的表麵處理、設(shè)計(jì)和維護(hù)計(jì)劃進(jìn)行評估。初步評估腐蝕對建築項(xiàng)目的影響，可利用IMOA的“場所和設(shè)計(jì)評估係統(tǒng)”，使設(shè)計(jì)師了解哪些因素影響不鏽鋼的選擇。這裡假定不鏽鋼的腐蝕鏽斑即使不會(huì)引起結(jié)構(gòu)上的損壞，在美學(xué)上也是不可接受的。

使用之前好對附近的不鏽鋼結(jié)構(gòu)和維護(hù)狀況進(jìn)行考察，因?yàn)橛行┳兓蛩仉y以預(yù)料，建議樣品模擬設(shè)計(jì)方案並暴露4-6個(gè)月，在腐蝕較嚴(yán)重的海洋和工業(yè)環(huán)境下暴露時(shí)間也可縮短至6周。

“場所和設(shè)計(jì)評估係統(tǒng)”是根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和大氣暴露試驗(yàn)結(jié)果開發(fā)出來的。對一個(gè)場所及應(yīng)用進(jìn)行評估是複雜的，由於局部條件和微觀氣候的不同，相鄰的場所也可能有不同的要求。這裡的分值應(yīng)被看作是進(jìn)行初步評估的原則，不是**的科學(xué)定義。

評估係統(tǒng)有5部分，根據(jù)這5個(gè)方麵的具體情況確定每部分的分值，然後加起來算出總分，根據(jù)總分選擇不鏽鋼。如果不同建築部件的設(shè)計(jì)特性、維護(hù)計(jì)劃或暴露情況有明顯的不同，則每個(gè)建築部件都應(yīng)有一個(gè)分值。

如果僅靠現(xiàn)場考察不能確定腐蝕性汙染物或鹽類（氯化物）是否存在，可在實(shí)驗(yàn)室對未衝洗過的現(xiàn)場樣品表麵進(jìn)行試驗(yàn)。樣品必須經(jīng)過長期暴露且未清洗過，收集和處理樣品時(shí)注意不要去掉表麵的沉積物。