建築用不鏽鋼材料選材指南
建築用不鏽鋼材料選材指南
不鏽鋼是耐用的建築材料之一。但是，不鏽鋼不止一種，不同的不鏽鋼性能各不相同，特彆是耐腐蝕性各不相同。如果不鏽鋼牌號和表麵選擇正確，設計合理，維護得當，實際上不鏽鋼的外觀和性能將在建築物的整個壽命期內始終保持不變，其壽命甚至可超過100年。但如果不鏽鋼牌號和表麵選擇不當，可能會有腐蝕的問題。儘管對結構的完整性可能冇有太大的影響，但會影響外觀，增加維護工作量。
在建築應用中，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汙染的地區。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。
建築常用的不鏽鋼材料
建築常用不鏽鋼大致分為奧氏體、鐵素體和雙相不鏽鋼。這些不鏽鋼一般可通過 “冷加工” 而不是熱處理硬化。
奧氏體不鏽鋼如304和316含有鐵、鉻和鎳，它們冇有磁性，有非常好的成形性；
鐵素體不鏽鋼如430，444含有鐵和鉻，它們有磁性，成形性有限；
雙相不鏽鋼如2205含有鐵、鉻和中等量的鎳，它們比鐵素體或奧氏體不鏽鋼強度高，有磁性，成形性一般。還有磚利的“節約型”雙相不鏽鋼，具有316和317L不鏽鋼的耐腐蝕性和價格以及雙相不鏽鋼的較高強度。
下圖比較了不同不鏽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，不鏽鋼的耐腐蝕性增加。圖1所示的不鏽鋼中，耐腐蝕好的是超級鐵素體不鏽鋼447、超級雙相不鏽鋼2507和6%鉬的超級奧氏體不鏽鋼, 當這些牌號的不鏽鋼浸冇在海水中時，能夠耐海水的點蝕。除了304不鏽鋼，都添加了鉬來提高耐腐蝕性，特彆是耐鹽 (氯離子) 腐蝕。
冷軋、壓花和成形操作如彎曲或深衝改變了金屬的形狀，對其進行了冷加工或強化。所有這三類不鏽鋼都可以用通常的建築成形技術來成形，但隻有奧氏體不鏽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衝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。
建築和結構常用的不鏽鋼牌號有430，304/304L和316/316L不鏽鋼以及2205和444，其中占主導地位的牌號是304和316不鏽鋼。
不鏽鋼的選用概述
430不鏽鋼可用於低腐蝕性的室內、鄉村/郊區或城市地區；
304不鏽鋼可用於室內、鄉村/郊區、低-中度汙染的城市環境以及低濕度和低溫度的沿海環境。304適合於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，如果選用光滑的表麵，並且有定期的衝洗，304不鏽鋼也可采用；
316或444不鏽鋼廣泛用於低-中等濃度的海鹽或除冰鹽條件，以及中等-高度城市汙染環境，或低-中等工業汙染環境。若表麵粗糙度選擇得當，316或444不鏽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；
對於腐蝕性非常強的環境，包括經常被鹽水海水噴濺或在鹽水裡浸泡的情況；降雨很少的沿海區域和時常有鹽霧或有其它鹽在材料表麵高度濃縮的情況；工業汙染、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汙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不鏽鋼，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不鏽鋼等超級不鏽鋼牌號。
如果設計中涉及厚度大於6毫米（0.25英寸）的焊接型材時，應采用低碳帶“L”的不鏽鋼牌號（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。
如果不鏽鋼牌號選用適當，則無需施加保護層。不鏽鋼有各種機械加工的表麵以及各種顏色的表麵可供選擇,有板材、帶材、棒材、管材、鑄件和擠壓型材等各種產品形式。
場所和設計評估係統
在建築應用中，美學要求和性能要求必須與預算方麵的考慮（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鏽鋼，需要對現場環境、天氣、不鏽鋼的表麵處理、設計和維護計劃進行評估。初步評估腐蝕對建築項目的影響，可利用IMOA的“場所和設計評估係統”，使設計師了解哪些因素影響不鏽鋼的選擇。這裡假定不鏽鋼的腐蝕鏽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鏽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並暴露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。
“場所和設計評估係統”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複雜的，由於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。這裡的分值應被看作是進行初步評估的原則，不是**的科學定義。
評估係統有5部分，根據這5個方麵的具體情況確定每部分的分值，然後加起來算出總分，根據總分選擇不鏽鋼。如果不同建築部件的設計特性、維護計劃或暴露情況有明顯的不同，則每個建築部件都應有一個分值。
如果僅靠現場考察不能確定腐蝕性汙染物或鹽類（氯化物）是否存在，可在實驗室對未衝洗過的現場樣品表麵進行試驗。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麵的沉積物。
