Atmosphärisch korrosionsbeständiger Stahl (d.h. wetterfester Stahl) bezieht sich auf einen niedriglegierten Stahl mit guter atmosphärischer Korrosionsbeständigkeit, der durch Zugabe einer bestimmten Menge von Cu, P, C oder Ni, Mo, Nb, Ti und anderen Legierungselementen zum Stahl hergestellt wird. In industriellen und ländlichen atmosphärischen Umgebungen hat wetterfester Stahl aufgrund der Bildung eines dichten und stabilen Oxid-Schutzfilms auf seiner Substratoberfläche, der das Eindringen von korrosiven Medien behindert, eine hervorragende Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion. Die durch Korrosion auf der Oberfläche des gewöhnlichen Kohlenstoffstahl-Substrats gebildete Rostschichtstruktur ist jedoch locker und weist Mikrorisse auf, die das Substratstahl nicht wirklich schützen können.
Korrosionsbeständigkeitsmechanismus
Aus dem Einfluss von Korrosionsprodukten auf den Korrosionsprozess ist die atmosphärische Korrosion von Stahl ein Prozess, bei dem Sauerstoff in der Luft elektrochemische Reaktionen durch die Rostschicht in Anwesenheit eines Wasserfilms eingeht. Die Rostschicht besteht aus einer lockeren äußeren Rostschicht und einer dichten inneren Rostschicht, und die Legierungselemente im Stahl wirken hauptsächlich durch den Einfluss der inneren Rostschicht. In den Korrosionsprodukten von wetterfestem Stahl können dichte innere Rostschichten von Cu, P und Cr angereichert beobachtet werden. Die hohe Korrosionsbeständigkeit von wetterfestem Stahl hängt nicht nur mit dem hohen Widerstand der inneren Rostschicht zusammen, sondern auch mit der dichten und feinen Korngröße der inneren Rostschicht und der Anreicherung von Cu und P. Das Vorhandensein dieser dichten inneren Rostschicht spiegelt sich im elektrochemischen Verhalten des Stahls wider, das durch den anodischen Prozess behindert wird. Der Prozess der allmählichen Verbesserung seiner Dichte während des Korrosionsprozesses veranschaulicht genau das Merkmal längerer Zeit und stärkerer Korrosionsbeständigkeit.
Atmosphärische Korrosion
Aus globaler Perspektive bleiben die Hauptbestandteile der Atmosphäre weitgehend unverändert. Durch experimentelle Messungen beträgt die Zusammensetzung der Luft nach Volumen etwa 78% Stickstoff, 21% Sauerstoff, 0,94% Edelgase, 0,03% Kohlendioxid und 0,03% andere Gase und Verunreinigungen. Aufgrund natürlicher Lage, Klima und menschlicher Umweltverschmutzung ist die Zusammensetzung der Atmosphäre komplex und vielfältig geworden, wobei einige schädliche Komponenten einen allmählichen Anstieg zeigen. Besonders der globale saure Regen, verursacht durch Schwefeldioxid und Stickstoffdioxid in der Luft, verschärft die Korrosion von Stahlmaterialien, obwohl natürlich vorkommendes Schwefeldioxid und Stickstoffdioxid fehlen. Die überwiegende Mehrheit dieser grundlegenden Luftschadstoffe wird durch menschliche Aktivitäten erzeugt. Sobald die von Menschen emittierten Schwefeldioxid- und Stickstoffdioxid-Schadstoffe in die Atmosphäre gelangen, können sie in sekundäre Schadstoffe wie Salpetersäure und Schwefelsäure umgewandelt werden, die leicht in Wasser löslich sind und saure Wassertropfen bilden, die auf den Boden zurückkehren und sauren Regen, sauren Schnee usw. bilden.
Verschiedene Arten von Verunreinigungen in der Atmosphäre haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Korrosionsrate von Stahl. Der Einfluss von Schwefeldioxid in der Industrieatmosphäre und Salzpartikeln in der ozeanischen Atmosphäre auf die Korrosionsrate von Stahl ist am größten, und die Korrosionsrate von Stahl ist in einer reinen ländlichen Atmosphäre sehr gering. Die atmosphärische Korrosion von Stahl ist ein komplexes System, und neben der menschlichen Umweltverschmutzung ist die Korrosionsrate auch mit Windgeschwindigkeit und -richtung, Temperatur und Niederschlag, Tauperiode, Sonnenstrahlung, saisonalen Veränderungen und sogar natürlichem Staub in der Atmosphäre verbunden. Selbst unter den gleichen äußeren Bedingungen ist die Korrosionsrate auf der Rückseite des Stahls aufgrund der Ansammlung von Regenwasser signifikant höher als auf der Sonnenseite.
Verwendung
Wetterfester Stahl wird aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit häufig in Stahlkonstruktionen wie Gebäuden, Fahrzeugen, Brücken und Türmen eingesetzt. Es gibt drei Hauptverwendungsarten für wetterfesten Stahl: exponierte Verwendung, Beschichtungsverwendung und Verwendung nach Roststabilisierung.
(1) Unbedeckte Verwendung
Der häufigste Einsatz von wetterfestem Stahl ist exponiert. Nach 3 bis 10 Jahren Gebrauch stabilisiert sich die Rostschicht auf der Oberfläche von wetterfestem Stahl allmählich, die Korrosionsentwicklung verlangsamt sich und das Erscheinungsbild nimmt eine schöne Schokoladenfarbe an.
Aufgrund des Einflusses von Faktoren wie der chemischen Zusammensetzung des Stahls, der Nutzungsumgebung, der Wasserretention und Staubansammlung in strukturellen Details und des mechanischen Verschleißes wird der Stabilisierungsprozess der Rostschicht bei wetterfestem Stahl beeinflusst. Daher wird wetterfester Stahl bei unsachgemäßer Verwendung und Störung der Bildungsbedingungen der stabilen Rostschicht ebenfalls stark korrodieren.
(2) Anstrichanwendung
In vielen Abteilungen wie Bauwesen, Brücken und Fahrzeugen wird wetterfester Stahl, wie gewöhnlicher Stahl, meist für Beschichtungen verwendet. Im Vergleich zu gewöhnlichem Stahl zeigt beschichteter wetterfester Stahl eine extrem überlegene Korrosionsbeständigkeit. Aufgrund der erhöhten Nutzungskosten und Betriebsverfahren ist es jedoch schwierig, Anstriche auf großen Komponenten weit zu verbreiten.
(3) Verwendung nach Stabilisierung
Zu Beginn wird eine Behandlung auf die Oberfläche der Komponente angewendet, um den Bildungsprozess der stabilisierten Rostschicht von wetterfestem Stahl zu verkürzen. Dies kann nicht nur das Phänomen der gelben Rostflüssigkeit in der frühen Phase der Verwendung von wetterfestem Stahl vermeiden und Verschmutzung verhindern, sondern auch eine stabile Rostschicht bilden. Obwohl die exponierte Verwendung eine wirtschaftliche und einzigartige Methode zur Verwendung von wetterfestem Stahl ist, dauert es eine beträchtliche Zeit, um den Stabilisierungsprozess der Rostschicht in der natürlichen Umgebung abzuschließen. Vor der Bildung der stabilisierten Rostschicht treten häufig frühe Rostflüssigkeit und fliegende Verschmutzung der Umgebung auf.
