L'acier résistant aux intempéries, également connu sous le nom d'acier résistant à la corrosion atmosphérique, est une série d'acier faiblement allié entre l'acier ordinaire et l'acier inoxydable. L'acier résistant aux intempéries est fabriqué à partir d'acier au carbone ordinaire avec une petite quantité d'éléments résistants à la corrosion tels que le cuivre et le nickel ajoutés. Il présente les caractéristiques d'un acier de haute qualité telles que la ténacité, la plasticité, le formage, le soudage, l'abrasion, les températures élevées et la résistance à la fatigue ; sa résistance aux intempéries est 2 à 8 fois supérieure à celle de l'acier au carbone ordinaire et sa capacité à être peinte est 1,5 à 10 fois supérieure à celle de l'acier au carbone ordinaire. En même temps, il est résistant à la rouille, ce qui rend les composants résistants à la corrosion et prolonge leur durée de vie, amincit et réduit la consommation, économise de la main-d'œuvre et de l'énergie, etc. L'acier résistant aux intempéries est principalement utilisé pour les structures en acier telles que les chemins de fer, les véhicules, les ponts, les tours, le photovoltaïque et les projets à grande vitesse qui sont exposés à l'atmosphère pendant une longue période. Il est utilisé pour fabriquer des conteneurs, des véhicules ferroviaires, des derricks pétroliers, des bâtiments portuaires, des plates-formes de production pétrolière et des équipements chimiques et pétroliers contenant des milieux corrosifs au sulfure d'hydrogène et d'autres pièces structurelles.

1. Aperçu du développement

Depuis le début du XXe siècle, les États-Unis, l'Allemagne, la Grande-Bretagne et le Japon ont mené des recherches approfondies sur l'acier résistant aux intempéries. Dès 1916, des scientifiques européens et américains ont découvert que le cuivre pouvait améliorer la résistance à la corrosion de l'acier dans l'atmosphère. En 1916, l'American Society for Experimental and Materials (ASTM) a commencé des recherches sur la corrosion atmosphérique. CP Larrabee et d'autres ont accumulé des données sur la corrosion atmosphérique, résumé les lois de la corrosion et exploré les mécanismes de la corrosion. Dans les années 1930, la US Steel Company aux États-Unis a développé avec succès pour la première fois un acier faiblement allié résistant à la corrosion et à haute résistance contenant du cuivre, l'acier Corten, qui a été directement utilisé dans les bâtiments et les ponts sans peinture dans les années 1960. Les aciers les plus couramment utilisés sont les aciers de la série Corten A à haute teneur en phosphore, cuivre + chrome et nickel, et les aciers de la série Corten B avec des alliages de chrome, de manganèse et de cuivre. Ce type d'acier résistant aux intempéries est également largement utilisé en Europe et au Japon. À l'heure actuelle, l'acier résistant aux intempéries est progressivement devenu largement utilisé comme nuance d'acier courante à l'étranger, et des réglementations détaillées ont également été élaborées sur le développement, l'utilisation, la conception et la construction des nuances d'acier.

2. Informations de base sur les types d'acier

2.1 Marque et composition chimique

La différence entre l'acier résistant aux intempéries et l'acier au cuivre en général est qu'en plus du cuivre, il contient également des éléments d'alliage tels que le phosphore, le chrome, le nickel, le titane et le vanadium. Les types d'acier représentatifs à l'étranger sont CORTENA et SPA2H, principalement la série Cu2P2Ni2Cr. Compte tenu des conditions de ressources et de l'économie de matières premières, l'acier national est souvent additionné d'une quantité appropriée de terres rares (RE), principalement la série Cu2P2RE.

2.2 Propriétés mécaniques de l'acier résistant aux intempéries

Les propriétés mécaniques de l'acier résistant aux intempéries sont fondamentalement proches de celles de l'acier au carbone de haute qualité ou de l'acier faiblement allié de haute qualité, mais l'acier résistant aux intempéries doit avoir de meilleures propriétés de travail à froid.

2.3 Structure métallographique, inclusions non métalliques et granulométrie

La structure métallographique de l'acier doit être ferrite + perlite, le niveau d'inclusion d'oxyde ne doit pas dépasser le niveau 2, le niveau d'inclusion de sulfure ne doit pas dépasser le niveau 215 et la granulométrie ne doit pas être inférieure au niveau 7.

3. Soudabilité de l'acier résistant aux intempéries

À l'exception de l'acier P, la soudabilité de l'acier résistant aux intempéries n'est pas très différente de celle de l'acier laminé à chaud faiblement allié en général. La dureté maximale de la zone affectée par la chaleur du soudage ne dépasse pas 350 HV, donc la soudabilité est bonne, aucune fissure à chaud ne se produira pendant le soudage et la tendance à la fragilité à froid n'est pas grande, de sorte que le processus de soudage peut être formulé de la même manière que l'acier laminé à chaud faiblement allié à faible résistance (o=343~292MPa).

Lors du choix des matériaux de soudage, il convient de noter qu'en plus de répondre aux exigences de résistance, la résistance à la corrosion du métal de soudure doit également correspondre à celle du matériau de base. Si un métal d'apport sans résistance à la corrosion atmosphérique est utilisé, il convient de s'assurer que la soudure elle-même résiste aux intempéries.

Avant le soudage, la couche superficielle formée doit être retirée à une distance de 10 à 20 mm du bord du joint. Lorsque la teneur en phosphore de la nuance d'acier à souder est très élevée, des précautions particulières doivent être prises.

4. Normes relatives à l'acier résistant aux intempéries

Il existe différentes normes pour différentes utilisations de l'acier résistant aux intempéries. Les principales normes pour l'acier résistant aux intempéries dans mon pays sont les suivantes :

GB/T 4171 « Acier de construction à haute résistance aux intempéries », le principal type d'acier est Q ×× GNH(L), où ×× représente la limite d'élasticité et L représente la teneur en éléments Cr et Ni.

GB/T 4172 « Acier de construction soudé résistant aux intempéries », le principal type d'acier est Q ×× NH, où ×× représente la limite d'élasticité.

GB/T 18982 « Plaques et bandes en acier résistant à la corrosion pour conteneurs », les principaux types d'acier sont Q ×× GNH(L)J, Q ×× NHYJ, où L représente la teneur en éléments Cr et Ni, NHY représente la résistance à l'océan et J représente les conteneurs.

TB/T 1979 « Conditions techniques pour la commande d'acier résistant à la corrosion atmosphérique pour véhicules ferroviaires », les principaux types d'acier sont exprimés par les éléments d'alliage contenus, tels que 08CuPVRE, 09CuPCrNi, etc.

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