不锈钢在景观工程上的应用（上）

所谓景观乃指某地或某种类型的自然景色，泛指可供观赏的景物。景观工程则是指人工营造的供人们观赏的风景或景色，可以是一个人工景区，例如：城市不锈钢艺术雕塑；也可以是一个景区一幅城市立体风景画。

不锈钢以它优良的耐蚀性、美丽的外观及使用 寿命长等优点，在景观工程上得到了广泛的应用。 近年来，构成城市立体空间的大型建筑物、街道装 饰等越来越多地使用不锈钢，使不锈钢成为城市立 体风景画不可缺少的材料。针对不同的使用地点， 可以选择不锈钢不同的品种，选择不同的表面加 工，可使其呈现多姿多彩的装饰效果。采用不锈钢 装饰的这些建筑物、构筑物及艺术雕塑在煦丽的阳 光照耀下，显得十分高雅与富丽堂皇。特别是每当 夜幕降临、华灯初放、霓虹闪烁，这些不锈钢不同表 面映射出的五光十色的光环，使现代化城市弥漫着浪漫的氛围，给人们的生活增添了更多的温馨和情趣。

本文将介绍不锈钢的特性及西方和日本等国家不锈钢在景观工程上的应用情况以及建筑和装饰用奥氏体不锈钢的焊接。

1．不锈钢的特性

①不锈钢钢种有100多种，性能各异，不锈钢以其组织结构分为马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、双相钢、沉淀硬化型钢五大类。用于景观工程的不锈钢的主要牌号见表1，使用最多的是304及316L奥氏体不锈钢。

②奥氏体不锈钢的力学性能及物理性能见表 2。与普通钢相比，奥氏体不锈钢的导热率低、强度高、热膨胀系数大、是无磁性的。

表1 用于景观工程的奥氏体不锈钢的主要牌号及成分

*表中化学成分单值为最大值。

表2 奥氏体不锈钢等材料的力学与物理性能

注：（ ）内为日本标准JIS值

③不锈钢的优点：

▲ 具有优质、美丽的外观和形象；

▲ 清洁、卫生；

▲ 耐腐蚀，不需涂漆；

▲ 不需或少维护，永久保持其外观不失原光泽；

▲ 高韧性、易于加工制作和焊接；

▲ 高强度、高刚度，不易变形、有好的耐用性及持久性；

▲ 耐碰撞，如英国作过试验，商店用不锈钢窗户的整体防盗格栅可经得住汽车的冲撞袭击；

▲ 好的耐火性能；

▲ 使用寿命长，寿命期成本低(寿命期成本是全部成本，它包括建筑的初始成本及维修成本、更换成本、破坏成本等，由于不锈钢不腐蚀、不维修、不更换，在总使用周期内，成本最低)，所以不锈钢是最省钱的材料；

▲ 100％可回收，是绿色环保材料。

以上可以看出，不锈钢已具备景观及建筑材料所要求的许多理想性能，并且世界各国仍在继续研制开发新产品，以满足不同环境、多层次景观及建筑应用的需求。

④不锈钢的表面加工

不锈钢有着多种的表面加工，如热轧表面精加 工(No．1)；冷轧表面精加工(2D、2B、BA)；抛光的 表面加工(No，3、No．4、发丝HL、No．7、No．8等)； 表面美术加工(网纹、压花、化学蚀刻、闪色美术和 化学着色等)；电镀加工(镀铜不锈钢等)；表面涂层 等。不锈钢不仅有光亮的，也有消光的、柔和质感的 表面加工，近年又开发了耐指纹的表面加工。一般 不锈钢表面加工见表3

腐蚀环境要求光滑的表面，因为光滑的表面不容易积垢。和其它曝露于大气中的材料一样，不锈钢也会脏，通过雨水冲刷和人工擦洗去除表面的灰尘和淤积，对表面情况有良好的作用。一般来讲，用于外部的不锈钢需每年洗刷两次。

表3 一般不锈钢的表面加工

⑤不锈钢为什么耐腐蚀

所有金属在大气中都与氧进行反应在表面形 成氧化膜，而普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧 化，使锈蚀不断扩大，最终形成孔洞。可以利用油漆 或耐氧化的金属进行电镀来保护碳钢表面，但这种 保护仅是一种薄膜，如果保护层被破坏，下面的钢 便又开始锈蚀。不锈钢的耐腐蚀取决于铬，钢中铬 添加量达到10．5％时，钢的耐大气腐蚀性能显著增 加。不锈钢之所以耐腐蚀是由于在大气中不锈钢表 面生成了一层钝化的、致密的富铬氧化物保护表 面，防止进一步再氧化，这种氧化层极薄，透过它可 以看到钢表面的自然光泽，使不锈钢具有独特的表 面。如果铬薄膜一旦破坏，钢中的铬与大气中的氧 发生化学反应可迅速地重新形成钝化膜，继续起保 护作用。

在一些环境条件下，不锈钢也会出现腐蚀，如

▲ 孔蚀：在含氯离子溶液中(海盐粒子粘附并有水分存在)，金属表面夹杂物的部位钝化膜破坏而形成孔蚀。溶液中氯离子浓度及温度愈高，愈易发生孔蚀。根据环境，为防止孔蚀发生，应选择含高铬、钼、氮的不锈钢，并尽量减少上述溶液停滞的死角。

▲ 缝隙腐蚀：在有缝隙的部位，在腐蚀介质作用下缝隙内出现腐蚀。因此设计中要避免缝隙的产生。

▲ 晶间腐蚀：在热处理过程中或焊接过程中出现敏化现象，发生了晶间腐蚀。薄断面不锈钢焊接由于快冷可以避免，在厚断面不锈钢焊接应选用低碳不锈钢女口304L、316L。

▲ 应力腐蚀断裂；在腐蚀和应力联合作用下，一种是长时间升温过程受到高的应力作用或是在特别的腐蚀气氛与高的机械应力，不锈钢出现应力腐蚀断裂。如在海雾环境，钢又处于很高的拉应力作用下，而且气温又超过正常温度(超过60℃)，这种建筑物的使用会出现应力腐蚀断裂。

▲ 电化学腐蚀：当两种电化学势能差很大的金属相互接触，如果有水产生电流回路而引起腐蚀，如碳钢和大面积不锈钢结合到一起，碳钢会迅速腐蚀，如无法避开水汽，两种金属间要电绝缘。因此，在不同的环境条件下，景观用不锈钢也有选材问题，同时需要正确的设计、安装和制作。根据日本的经验介绍(1999年日本高架建筑物的景观材料研究委员会5年暴露试验报告)，在30种(各种涂装的镀锌板22种、钛金属板4种、不锈钢4种)试验材料中，不锈钢是最难被污染腐蚀的；像在筑波那样的田园都市或交通量少的大都市使用304不锈钢是没有问题的；在交通量大、污染严重的东京则需要选择316以上牌号的不锈钢；而在腐蚀环境恶劣的冲绳应该选用317J4L(23Cr一25Ni一5． 5Mo)不锈钢。

景观建筑用一般不锈钢钢种的选择如下：

市郊农村场所：基本上未受到污染，并远离工业大气排放物和不受海洋大气的影响，使用430、 304不锈钢；

市区：这些地区集中了居住区、商业区、轻工业区，存在中等度污染如交通污染，选304、316不锈钢；

工业区：由于重工业集中，这个地区属于从中等到严重大气污染的区域，如燃料燃烧后产生的硫和氮的氧化物，或是化工厂释放的其它气体及灰尘等悬游颗粒的沉积，一般选用316不锈钢，在严重的侵蚀条件下，应选用高合金的钢种如317不锈钢、2205双相不锈钢、6％钼不锈钢。

海洋区：氯离子是造成不锈钢孔蚀和接着生锈的主要原因，曝露于海雾中是一种十分恶劣的环境，特别是当不锈钢表面上，盐溶液通过蒸发而浓缩，又很少被雨水冲洗掉的情况最为恶劣。一般选用316不锈钢，如重工业污染与海洋气氛相结合，应选用高合金的钢种如317不锈钢、2205双相不锈钢、6％钼不锈钢。(未完待叙)