第二次世界大戰(zhàn)結束的1945年(昭和20年),由于鐵礦石、焦炭等原料不足,以及斷水、停電等原因,日本運轉的高爐只不過3座,鋼鐵的生產量生鐵97萬噸、粗鋼196萬噸,第二年進一步降低了數(shù)十個百分點。但是1947年(昭和22年)以后,由于同業(yè)界的努力,政府的干預,以及原料供應的好轉等,生產以相當快的速度得到了恢復。1950年(昭和25年)的朝鮮戰(zhàn)爭可以說暫時地給了鋼鐵一個暢銷的契機。


 那時雖然鋼鐵業(yè)、社會還對耐候鋼狀況一無所知,但是U.S.Steel公司的COR-TEN鋼被日本認同就是在這個時候。


 隨著經濟的復興,1953年(昭和28年)鋼鐵的生產已達到戰(zhàn)前的最高水平,在被認為“不是戰(zhàn)后最快”。的1955年(昭和30年),生鐵產量是521萬噸,粗鋼產量是940萬噸。關于耐候鋼研究、研制開始的時間就是在這個時候。當時的情況或研究開發(fā)的經過,堀川一男在“我國耐候鋼的誕生”(卷末的資料1)一文中對此做了詳細的敘述。


 當時的耐候鋼的需要好像有3個傾向,也就是:(1)腐蝕問題大的車輛用薄板;(2)要求耐候性的結構用厚板;(3)要求耐候性的結構用高強度厚板。


 詳情請參照卷末的資料1,最初銷售的鋼種在1957年(昭和32年)是銅系的Cuplon鋼,1960年(昭和35年)是YAW-TEN鋼(Cu-P-Ti系)、FUJI COR-TEN鋼,1961年開始生產銷售Cupten鋼(Cu-P-Cr系)。以后,其他廠家的商品也開始銷售,通過車輛及一般結構用(高磷)和焊接結構用(低磷)的劃分,按用途不同的品種劃分,以及焊接結構用按抗拉強度不同的品種劃分等,實現(xiàn)了多品種化。到20世紀60~70年代(昭和40年代初期),大致的品種已經齊全,1968年(昭和43年)時的490MPa(50kg/m㎡)級的高強度耐候鋼的典型產品示于表2-2。



  1968年(昭和43年)低磷系焊接用鋼作為JIS G3114“焊接結構用耐候性熱軋鋼材”、1971年(昭和46年)高磷系焊接用鋼作為JIS G3125“高耐候性軋制鋼材”實現(xiàn)了JIS標準化。將高磷系和低磷系鋼種區(qū)別之后,把高磷系分為熱軋鋼材和冷軋鋼材,把焊接結構鋼定為402、490、569MPa級(41、50、58公斤)的3個抗拉強度等級,使產品的體系更加醒目。如前所述,在ASTM標準中中作為低合金高強度結構鋼進行規(guī)定,而在JIS中把“耐候鋼”作為名稱提出來。并且,在ASTM標準中不管高磷、低磷,規(guī)定耐候性相同(約為碳素鋼的4倍、含銅鋼的2倍),然而在JIS中把高磷系鋼種命名為“高耐候性軋制鋼材”,正如在解釋中“在耐候鋼中是耐候性最優(yōu)秀的鋼材”所記述的那樣,耐候性高于低磷系鋼種。實際上是根據(jù)大氣暴曬試驗的結果。


(JIS G3114在1968年制定之后,分別于1971年、1973年、1977年、1983年、1988年進行過修訂。如后所述(2.2.3節(jié))1983年又把各個鋼種細分為無涂漆用和涂漆用,這是最大的修訂。JIS G3125在1971年制定后,分別于1973年、1977年、1987年進行過修訂。另外,從1991年開始強度用SI單位表示。)


  在此以后各公司的系列產品雖然都按照這些JIS進行了區(qū)分,可是在JIS G3114中化學成分的范圍相當寬。1983年(昭和58年)JIS被修訂,直到劃分出用于無涂漆的高成分系鋼種和用于涂漆的低成分系鋼種之前,各公司生產的用于裸露使用的鋼種,均屬于高成分系。


  各廠家對各自的產品進行過長期間的大氣暴曬試驗。如在資料1中堀川所談到的各種成分系117個鋼種的試驗,從1957年(昭和32年)開始在川崎郊外進行了長達12年的試驗,而在川崎市工業(yè)地區(qū)進行了8年的試驗。作為大氣暴曬試驗,著名的試驗是從1960~1961年(昭和35~36年)開始的,為期5年,在陸上鐵骨構造物防蝕研究會(簡稱:陸防研)所進行的試驗。試驗材料包括含銅鋼、耐候高強度鋼的多數(shù)金屬材料,并在帶廣、高山、輪島、枕崎、御前崎、東京、川崎進行了試驗。


 鋼材俱樂部土木專門委員會鋼材防蝕調查委員會于1973年(昭和48年)在總結“關于鋼材腐蝕防蝕資料”時,綜合地歸納了各鋼鐵公司在各自的大氣暴曬試驗場上所進行的高耐候鋼、490MPa級焊接結構用耐候鋼以及比較材(SM490、SS400)的試驗數(shù)據(jù),按照大氣腐蝕性的強度分5個地區(qū),圖示出腐蝕減量隨時間(最長8~12年)變化(圖2-2).與當時相比,現(xiàn)在工業(yè)地區(qū)的SOx的濃度遠遠降低,腐蝕減量也已經降低,然而這個圖現(xiàn)在仍作為日本鋼材的大氣腐蝕數(shù)據(jù)的基礎,常常被便覽或其他文獻轉載。


圖 2.jpg


 耐候鋼正式地提供實用是從1963年(昭和38年)開始,在當時的國鐵車輛及橋梁上全都是涂漆使用。在建筑物上從1965年(昭和40年)開始,屋頂、鋼骨、百葉窗、外裝面板等暴露在外部,用裸鋼或者相當于裸鋼的表面處理狀態(tài),每年在幾個建筑物上使用。從同一時期起,建成了幾座裸露使用耐候鋼的試驗鐵塔。


 以后鐵道車輛也經過涂漆正常使用。進入20世紀70~80年代(昭和50年代)后,建筑物上的無涂漆使用在大廈外面等的有圖樣的重要部分已經幾乎不被采用。鋼材的使用量每年1萬t以下,在欄桿、柱等上繼續(xù)使用。在輸電鐵塔上幾乎不再使用。


 每座橋梁的使用鋼材量比較大,經常保持在按用途使用量的首位。20世紀70~80年代(昭和50年代)后期幾乎都是涂漆使用。然而以后由于補修涂漆、再涂漆在橋梁整體上出現(xiàn)了費用問題,并且隨著技術的進步、腐蝕環(huán)境的改善等,逐漸地使無涂漆使用成為了中心。



下一節(jié)以后將按用途使用的動向敘述。在表2-3中,以年表示出了耐候鋼40年間的動向。并且在圖2-3及圖2-4上示出了日本鋼材使用量的變化。圖2-5~圖2-7是以圓形圖表示的1974~1978年(昭和49~昭和53年)、1985年(昭和60年)以及1989~1992年(平成元年~平成4年)的用途比率。


圖 3.jpg圖 5.jpg



另外,關于20世紀60年代(昭和30年代后期到40年代前期)的耐候鋼的狀況,請參照曾經對FUJI COR-TEN鋼的生產盡過力的原富士制鐵、鵜野達二和門智的技術資料(卷末的資料2)。