建筑用不銹鋼材料選材指南

不銹鋼是耐用的建筑材料之一。但是，不銹鋼不止一種，不同的不銹鋼性能各不相同，特別是耐腐蝕性各不相同。如果不銹鋼牌號和表面選擇正確，設計合理，維護得當，實際上不銹鋼的外觀和性能將在建筑物的整個壽命期內始終保持不變，其壽命甚至可超過100年。但如果不銹鋼牌號和表面選擇不當，可能會有腐蝕的問題。盡管對結構的完整性可能沒有太大的影響，但會影響外觀，增加維護工作量。

在建筑應用中，腐蝕性環境被定義為暴露在防凍鹽或沿海含鹽環境下的地區或存在工業或城市污染的地區。使環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動車排放的廢氣所形成的酸雨。

建筑常用的不銹鋼材料

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

奧氏體不銹鋼如304和316含有鐵、鉻和鎳，它們沒有磁性，有非常好的成形性；

鐵素體不銹鋼如430，444含有鐵和鉻，它們有磁性，成形性有限；

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

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

冷軋、壓花和成形操作如彎曲或深沖改變了金屬的形狀，對其進行了冷加工或強化。所有這三類不銹鋼都可以用通常的建筑成形技術來成形，但只有奧氏體不銹鋼有時特意采用冷加工來進行強化處理。在可能承受較高載荷或沖擊的結構及薄板用途中，冷加工是減輕重量和提高強度的一種經濟實用的方法。

建筑和結構常用的不銹鋼牌號有430，304/304L和316/316L不銹鋼以及2205和444，其中占主導地位的牌號是304和316不銹鋼。

不銹鋼的選用概述

430不銹鋼可用于低腐蝕性的室內、鄉村/郊區或城市地區；

304不銹鋼可用于室內、鄉村/郊區、低-中度污染的城市環境以及低濕度和低溫度的沿海環境。304適合于絕大多數的內部應用和腐蝕風險較低的外部應用，所需要的維護很少甚至不需要維護。在中等腐蝕性的環境中，如果選用光滑的表面，并且有定期的沖洗，304不銹鋼也可采用；

316或444不銹鋼廣泛用于低-中等濃度的海鹽或除冰鹽條件，以及中等-高度城市污染環境，或低-中等工業污染環境。若表面粗糙度選擇得當，316或444不銹鋼在大多數腐蝕性環境下幾乎不需要人工清洗就能保持良好的外觀；

對于腐蝕性非常強的環境，包括經常被鹽水海水噴濺或在鹽水里浸泡的情況；降雨很少的沿海區域和時常有鹽霧或有其它鹽在材料表面高度濃縮的情況；工業污染、酸雨和沿海或除冰鹽三者結合的環境，以及高度工業或城市污染或高鹽環境而又不能經常清潔維護（被遮擋的部位）等情況，若采用316或444不銹鋼，則需要定期清洗。如果希望免清洗維護，可選用耐蝕性更好的2205、317LMN、904L、447、6%Mo不銹鋼等超級不銹鋼牌號。

如果設計中涉及厚度大于6毫米（0.25英寸）的焊接型材時，應采用低碳帶“L”的不銹鋼牌號（如304L和316L）以便保持耐腐蝕性。規定硫含量不超過0.005%，這樣可改善耐點蝕性能。

如果不銹鋼牌號選用適當，則無需施加保護層。不銹鋼有各種機械加工的表面以及各種顏色的表面可供選擇,有板材、帶材、棒材、管材、鑄件和擠壓型材等各種產品形式。

場所和設計評估系統

在建筑應用中，美學要求和性能要求必須與預算方面的考慮（希望采用具有成本效益的材料）相平衡。確定一種符合美學標準又具有成本效益的不銹鋼，需要對現場環境、天氣、不銹鋼的表面處理、設計和維護計劃進行評估。初步評估腐蝕對建筑項目的影響，可利用IMOA的“場所和設計評估系統”，使設計師了解哪些因素影響不銹鋼的選擇。這里假定不銹鋼的腐蝕銹斑即使不會引起結構上的損壞，在美學上也是不可接受的。

使用之前好對附近的不銹鋼結構和維護狀況進行考察，因為有些變化因素難以預料，建議樣品模擬設計方案并暴露4-6個月，在腐蝕較嚴重的海洋和工業環境下暴露時間也可縮短至6周。

“場所和設計評估系統”是根據實際經驗和大氣暴露試驗結果開發出來的。對一個場所及應用進行評估是復雜的，由于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。這里的分值應被看作是進行初步評估的原則，不是**的科學定義。

評估系統有5部分，根據這5個方面的具體情況確定每部分的分值，然后加起來算出總分，根據總分選擇不銹鋼。如果不同建筑部件的設計特性、維護計劃或暴露情況有明顯的不同，則每個建筑部件都應有一個分值。

如果僅靠現場考察不能確定腐蝕性污染物或鹽類（氯化物）是否存在，可在實驗室對未沖洗過的現場樣品表面進行試驗。樣品必須經過長期暴露且未清洗過，收集和處理樣品時注意不要去掉表面的沉積物。