隨著(zhu)鋼(gang)結(jie)構(gou)橋梁(liang)向(xiang)大跨度和(he)全焊(han)接結(jie)構(gou)方(fang)(fang)向(xiang)發展，對(dui)(dui)橋梁(liang)結(jie)構(gou)的(de)安全可(ke)靠性(xing)要(yao)求(qiu)越(yue)來(lai)越(yue)嚴格，由此對(dui)(dui)鋼(gang)板質量(liang)提出了更高的(de)要(yao)求(qiu)，即不僅要(yao)求(qiu)其具(ju)有(you)高強(qiang)度以滿足結(jie)構(gou)輕量(liang)化要(yao)求(qiu)，而且(qie)還(huan)應具(ju)有(you)優(you)良的(de)低溫韌(ren)性(xing)、焊(han)接性(xing)和(he)耐蝕性(xing)等(deng)。對(dui)(dui)此，美國和(he)日(ri)本分別投(tou)入(ru)大量(liang)資源(yuan)開發了滿足上(shang)述(shu)要(yao)求(qiu)的(de)高性(xing)能(neng)耐候橋梁(liang)用鋼(gang)，并且(qie)取得了可(ke)觀的(de)經濟效益(yi)和(he)社會效益(yi)。在國外，低成本高性(xing)能(neng)耐候橋梁(liang)用鋼(gang)已成為橋梁(liang)用鋼(gang)發展的(de)一個新方(fang)(fang)向(xiang)。
典型耐候橋梁用鋼的開發
美國耐候橋梁(liang)用鋼(gang)(gang)。自二十世紀九十年代以(yi)來，由(you)美國鋼(gang)(gang)鐵學會(hui)、美國聯邦(bang)公路管(guan)理署、美國海(hai)軍和米塔爾美國公司(si)(si)聯合立項研究高性(xing)能(neng)鋼(gang)(gang)，由(you)米塔爾美國公司(si)(si)參與(yu)研發(fa)和生產(chan)，先后開發(fa)了(le)HPS50W、HPS70W和HPS100W系列(lie)鋼(gang)(gang)種，具體產(chan)品的化(hua)學成分(fen)、力(li)學性(xing)能(neng)分(fen)別見表1、2。
注：夏比V型缺口沖擊吸收(shou)功的(de)測試溫度分別為(wei)-12，-23，-34℃；各(ge)品種均采(cai)用(yong)淬火—回火工藝生(sheng)產(chan)。其(qi)中，HPS50W采(cai)用(yong)TMCP（熱機械(xie)控(kong)制工藝）生(sheng)產(chan)時(shi)的(de)長度為(wei)15200mm；HPS70W采(cai)用(yong)TMCP生(sheng)產(chan)時(shi)的(de)厚(hou)度為(wei)50mm、寬(kuan)度為(wei)3000mm、長度為(wei)38100mm。
截至2000年，美國45%的耐候(hou)橋(qiao)梁(liang)用鋼可(ke)以不涂裝。橋(qiao)梁(liang)用鋼量(liang)大幅減少，與(yu)傳統的橋(qiao)梁(liang)用鋼相(xiang)比，橋(qiao)梁(liang)制(zhi)造成本降低最(zui)高可(ke)達18%，重量(liang)減輕可(ke)達20%以上。
日本耐候橋梁用(yong)鋼。日本新(xin)日鐵住(zhu)金公司開(kai)發了具有抗腐(fu)蝕性(xing)的(de)耐候高(gao)性(xing)能(neng)橋梁用(yong)鋼BHS700W，其化學成(cheng)分（%）為C：0.06；Si：0.26；Mn：1.30；P：0.004；S:0.001；Cu：1.13；Ni：1.46；Cr：0.59；Mo：0.44；V：0.04；B：0.0002；Pcm：0.280。
注：Pcm=C+Si/30+（Mn+Cu+Cr）/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B（%），為焊接冷裂紋敏感指數。
力學性能(neng)為屈服強(qiang)度：782MPa；抗拉強(qiang)度：820MPa；斷后伸長率24%；夏(xia)比沖(chong)擊(ji)(ji)吸(xi)收功：245J；厚度方向(xiang)斷面(mian)收縮率：54%（夏(xia)比沖(chong)擊(ji)(ji)吸(xi)收功的測試條件為V型口平行軋向(xiang)）。
在(zai)焊接方面，BHS700W的Pcm較(jiao)大，且強度(du)較(jiao)高，導致BHS700W的焊接預熱溫度(du)在(zai)50℃左(zuo)右，同時其焊接熱輸入降為5kJ/mm，從(cong)而減少焊縫開(kai)裂。BHS700W的碳含量低，以此來降低焊接預熱溫度(du)。除(chu)此之外，還有(you)效利用了銅的時效析出來保證(zheng)鋼(gang)板的強度(du)。通過控制工藝過程(cheng)，使鋼(gang)板的屈服強度(du)增加(jia)了15MPa。
耐候橋梁用鋼的應用
裸裝使(shi)用(yong)(yong)是耐(nai)候(hou)(hou)(hou)鋼最(zui)突出(chu)的(de)優(you)點，也是最(zui)為常見的(de)使(shi)用(yong)(yong)方法(fa)，可以(yi)最(zui)大程度發揮(hui)耐(nai)候(hou)(hou)(hou)鋼的(de)優(you)勢。一(yi)般經過4—15年后，耐(nai)候(hou)(hou)(hou)鋼表面(mian)才能形成一(yi)層(ceng)(ceng)致(zhi)密(mi)的(de)銹(xiu)層(ceng)(ceng)，銹(xiu)層(ceng)(ceng)逐(zhu)漸穩(wen)定，腐蝕(shi)發展減(jian)慢(man)，外觀呈巧(qiao)克力色(se)，從而達到保護(hu)基體(ti)的(de)目的(de)，這是耐(nai)候(hou)(hou)(hou)鋼獨特的(de)使(shi)用(yong)(yong)方法(fa)。耐(nai)候(hou)(hou)(hou)鋼的(de)銹(xiu)層(ceng)(ceng)穩(wen)定化過程受鋼材的(de)化學成分、使(shi)用(yong)(yong)環境、構(gou)造細節和機(ji)械(xie)磨損(sun)等條件的(de)影(ying)響(xiang)，如果使(shi)用(yong)(yong)不當而破(po)壞了穩(wen)定銹(xiu)層(ceng)(ceng)的(de)生(sheng)(sheng)成條件，則耐(nai)候(hou)(hou)(hou)鋼將會產(chan)生(sheng)(sheng)嚴重(zhong)腐蝕(shi)。實踐(jian)證(zheng)明，在無嚴重(zhong)大氣污染或非特別潮濕的(de)地區(qu)，耐(nai)候(hou)(hou)(hou)鋼可直接(jie)裸露(lu)于大氣中，但在海(hai)水和含鹽(yan)地區(qu)、溫泉（含H2S）地區(qu)以(yi)及(ji)亞硫酸氣體(ti)濃度較高的(de)地區(qu)都(dou)不宜使(shi)用(yong)(yong)耐(nai)候(hou)(hou)(hou)鋼。