El acero resistente a la intemperie, también conocido como acero resistente a la corrosión atmosférica, es una serie de acero de baja aleación entre el acero ordinario y el acero inoxidable. El acero resistente a la intemperie está hecho de acero al carbono ordinario con una pequeña cantidad de elementos resistentes a la corrosión como cobre y níquel añadidos. Tiene las características del acero de alta calidad como tenacidad, plasticidad, conformado, soldadura, abrasión, alta temperatura y resistencia a la fatiga; su resistencia a la intemperie es de 2 a 8 veces mayor que la del acero al carbono ordinario, y su capacidad de pintura es de 1,5 a 10 veces mayor que la del acero al carbono ordinario. Al mismo tiempo, es resistente a la oxidación, lo que hace que los componentes sean resistentes a la corrosión y prolonguen su vida útil, adelgazando y reduciendo el consumo, ahorrando mano de obra y energía, etc. El acero resistente a la intemperie se utiliza principalmente para estructuras de acero como ferrocarriles, vehículos, puentes, torres, fotovoltaicos y proyectos de alta velocidad que están expuestos a la atmósfera durante mucho tiempo. Se utiliza para fabricar contenedores, vehículos ferroviarios, torres de perforación de petróleo, edificios portuarios, plataformas de producción de petróleo y equipos químicos y petroleros que contienen medios corrosivos de sulfuro de hidrógeno y otras piezas estructurales.

1. Descripción general del desarrollo

Desde principios del siglo XX, Estados Unidos, Alemania, Gran Bretaña y Japón han llevado a cabo investigaciones en profundidad sobre el acero resistente a la intemperie. Ya en 1916, los científicos europeos y estadounidenses descubrieron que el cobre puede mejorar la resistencia a la corrosión del acero en la atmósfera. En 1916, la Sociedad Estadounidense de Materiales Experimentales (ASTM) comenzó la investigación sobre la corrosión atmosférica. CP Larrabee y otros acumularon datos sobre la corrosión atmosférica, resumieron las leyes de corrosión y exploraron los mecanismos de corrosión. En la década de 1930, la US Steel Company de Estados Unidos desarrolló con éxito por primera vez un acero de baja aleación resistente a la corrosión, de alta resistencia y con contenido de cobre, el acero Corten, que se utilizó directamente en edificios y puentes sin pintar en la década de 1960. Los más utilizados son los aceros de la serie Corten A con alto contenido de fósforo, cobre + cromo y níquel, y los aceros de la serie Corten B con aleaciones de cromo, manganeso y cobre. Este tipo de acero resistente a la intemperie también se utiliza ampliamente en Europa y Japón. En la actualidad, el acero resistente a la intemperie se ha utilizado gradualmente como un grado de acero común en el extranjero, y también se han elaborado regulaciones detalladas sobre el desarrollo, uso, diseño y construcción de grados de acero.

2. Información básica de los tipos de acero.

2.1 Marca y composición química

La diferencia entre el acero resistente a la intemperie y el acero general que contiene cobre es que, además del cobre, también contiene elementos de aleación como fósforo, cromo, níquel, titanio y vanadio. Los tipos de acero representativos en el extranjero son CORTENA y SPA2H, principalmente de la serie Cu2P2Ni2Cr. Teniendo en cuenta las condiciones de los recursos y la economía de la materia prima, al acero nacional se le suele añadir una cantidad adecuada de tierras raras (RE), principalmente de la serie Cu2P2RE.

2.2 Propiedades mecánicas del acero corten

Las propiedades mecánicas del acero resistente a la intemperie son básicamente cercanas a las del acero al carbono de alta calidad o del acero de baja aleación de alta calidad, pero se requiere que el acero resistente a la intemperie tenga mejores propiedades de trabajo en frío.

2.3 Estructura metalográfica, inclusiones no metálicas y tamaño de grano

La estructura metalográfica del acero debe ser ferrita + perlita, el nivel de inclusión de óxido no debe exceder el nivel 2, el nivel de inclusión de sulfuro no debe exceder el nivel 215 y el tamaño de grano no debe ser menor al nivel 7.

3. Soldabilidad del acero resistente a la intemperie

A excepción del acero P, la soldabilidad del acero resistente a la intemperie no es muy diferente de la del acero laminado en caliente de baja aleación en general. La dureza máxima de la zona afectada por el calor de la soldadura no supera los 350 HV, por lo que la soldabilidad es buena, no se generarán grietas en caliente durante la soldadura y la tendencia a la fragilidad en frío no es grande, por lo que el proceso de soldadura se puede formular de la misma manera que el acero laminado en caliente de baja aleación de baja resistencia (o = 343 ~ 292 MPa).

A la hora de seleccionar los materiales de soldadura, hay que tener en cuenta que, además de cumplir los requisitos de resistencia, la resistencia a la corrosión del metal de soldadura también debe ser igual a la del material de base. Si se utiliza un metal de aporte sin resistencia a la corrosión atmosférica, hay que asegurarse de que la propia soldadura sea resistente a la intemperie.

Antes de soldar, se debe retirar la capa superficial formada a una distancia de 10 mm a 20 mm del borde de la junta. Cuando el contenido de fósforo del acero para soldadura es muy alto, se deben tomar precauciones especiales.

4. Normas relacionadas con el acero corten

Existen diferentes normas para los distintos usos del acero corten. Las principales normas para el acero corten en mi país son:

GB/T 4171 "Acero estructural de alta resistencia a la intemperie", el tipo de acero principal es Q ×× GNH(L), donde ×× representa el límite elástico y L representa el contenido de elementos Cr y Ni.

GB/T 4172 "Acero estructural resistente a la intemperie soldado", el tipo principal de acero es Q ×× NH, donde ×× representa el límite elástico.

GB/T 18982 "Placas y tiras de acero resistentes a la corrosión para contenedores", los principales tipos de acero son Q ×× GNH(L)J, Q ×× NHYJ, donde L representa el contenido de elementos Cr y Ni, NHY representa la resistencia al océano y J representa los contenedores.

TB/T 1979 "Condiciones técnicas para pedidos de acero resistente a la corrosión atmosférica para vehículos ferroviarios", los principales tipos de acero se expresan por los elementos de aleación que contienen, como 08CuPVRE, 09CuPCrNi, etc.

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