不锈钢在建筑装饰中的应用
 

随着经济增长和人们生活水平的提高，不锈钢所具有的良好综合性能以及耐久、美观、使用寿命长、成本效益高的优点已被人们所共识，从华丽大酒店、商业建筑、体育场馆、教堂、市政和桥梁、隧道等公共设施到居民住宅；从装饰、屋顶,城市给水工程到居民住宅中水槽、浴槽，不锈钢的应用范围越来越广泛。

（1）装饰工程中的应用。除了墙面、柱面外、自动伸缩门、卷帘式门、阶梯围栏扶手、阳台扶手、雨水落水管、旗杆、路灯杆、拱廊框架外，在居民住宅的厨房卫生间台面、水槽、支架等，应用日趋增多。

（2）屋顶的应用。应用不锈钢作屋顶的早期建筑有伦敦的Savoy 大酒店、欧洲之星火车站、纽约的Chrysler大厦、帝国大厦等，20 世纪 90 年代在亚洲建成的吉隆坡双塔佩重纳斯大厦、上海金茂大厦、香港的会展中心，日本关西机场候机楼以及2002 年为世界足球赛新建的日本札幌市穹顶体育场屋顶相继采用了不锈钢作装饰材料。

建筑物的屋顶不只是经受风雨，它还是决定建筑物外观的重要因素。另外，近年来随着沿海地区的开发，展示厅和圆屋顶球场等开始在海风侵蚀环境下的大型建筑物上使用。屋顶不仅要求装饰性，而且要求在严酷的环境下长期不需要维修。这样的屋顶采用以不锈钢为主的产品例子很多，由于建筑造型的流行和技术发展的紧密结合，开发出了各种产品。

屋顶用不锈钢的发展历程及趋势。拿日本为例，日本在外装饰建材上使用不锈钢约从1960年开始。当初有大楼的幕墙和柱套、百叶窗等装饰用品。不锈钢作为屋顶材使用是在1975年涂层不锈钢上市后。当时，涂层钢板处于高级产品的地位，一般是住宅使用。

一、建筑装饰用不锈钢的发展趋势

1、从奥氏体不锈钢到铁素体不锈钢

10年前作为屋顶材料使用的钢种几乎都是奥氏体系SUS304或SUS316，但是这种钢种的钢板在靠海边的建筑物上使用时，在较短的时间内就有生锈的现象，所以开始开发耐大气腐蚀(耐蚀性)性好的屋顶用不锈钢。在不锈钢中添加的元素中铬和钼可以大幅度提高耐大气腐蚀性。一般Cr+3Mo作为不锈钢的耐蚀性指标，被称为点蚀指数。在相同的点蚀指数下进行比较时，铁素体系的耐大气腐蚀性优于奥氏体系。因此，通过增加Cr、Mo量来提高耐大气腐蚀性时，铁素体系要比奥氏体系的成本特性优越。

近年来，从造型、防雨、作业性等方面考虑，大尺寸的屋顶越来越多。因此，希望能够抑制随着温度差产生的屋顶的膨胀和收缩要求，使用热膨胀小的屋顶材料。铁素体系与奥氏体系不锈钢相比，热膨胀小，适合作为大尺寸的屋顶材料使用。

在这样的背景下开发了22Cr铁素体系不锈钢。该钢种最初被采用在大型物件上是1988年的"博览会用大厅"，使用了22Cr-0.8Mo钢。之后在1992年开发了具有更高耐蚀性的22Cr-1.2Mo钢，其优良的成本特性受到好评，使用量急剧上升。该产品不仅成本比SUS316低，而且耐蚀性也比SUS316好，所以现在不只局限在屋顶，作为外部装饰用建材的代表钢种，被更多的物件所采用。

2、要求更高的耐蚀性

建筑物的屋顶，不单单是屋顶面，一般还包括幕板和屋檐。在海滨环境下，屋檐和屋檐下的墙壁部分即雨水淋不到的部位比屋顶面更容易被腐蚀，众所周知，这是因为受粘附着的海盐粒子的影响，但这些雨淋不到的部位，即使是22Cr系钢种也无法避免生锈。要求在这样的部位使用而不生锈的产品是30Cr铁素体系不锈钢。该钢种即使是屋檐横板和房檐下面的墙壁部分也几乎都不生锈。因此，这种等级的不锈钢被称为"超级不锈钢"。超级不锈钢中有奥氏体系20～25Cr～18～25Ni～5～6Mo钢等，但如上所述，在热膨胀性能方面不如铁素体系，另外，由于Ni资源消耗的显著增加，即使是加工性好的奥氏体系，也无法避免价格的剧烈波动。1994年"关西机场的屋顶"使用了SUS447J(30Cr-2Mo)。这是该种不锈钢被大型建筑采用的第一例。如上所述，这种不锈钢能发挥效果的是雨淋不到的部位。因此，近年来冲绳和盐害严重的地区的正面墙壁和百叶窗等使用例增多。

3、要求更高的装饰性

作为建材用的不锈钢的加工，一般有发纹加工和镜面加工，但这些加工光泽度太高，不适合屋顶用材料的加工。最初，SUS304和SUS316用于屋顶时，一般都进行了2D和2B表面防眩性加工。铁素体系不锈钢，即使进行2D表面加工，也不会形成像SUS304那样的白色防眩性表面，而是具有相当光泽的加工表面。因此，开发了通过特殊的钝化表面处理，实现了防眩性的2DR加工。通过这种加工，可以得到与原来的SUS304的2D加工同等的防眩性产品。但是，不锈钢要想消除金属感是很困难的。如果是展览馆、体育馆等建筑，不锈钢的气质给人以现代化的形象，非常协调，但文化馆和美术馆这种要求庄重的地方就很难说也合适。以往对于这种要求是采用涂层不锈钢解决，但是涂层产品与一般的涂层钢板的差别很难区分，所以需求量也没有大的进展。

镀锌不锈钢就是为了适应这种需求庄重形象的建筑而开发的产品。在铁素体系不锈钢上镀厚厚的一层锌，经过磷酸盐处理，具有用松叶熏成黑色的色调，形成用涂层无法实现的外观。由于要进行消除光泽的透明漆涂覆，所以成形时不需要保护膜。该产品已经被众多的建筑物采用，1998年建成的佐川美术馆是具有代表性的"能看见屋顶"的建筑物，镀锌不锈钢的色调表现出了其庄重的外观。

二、选材要求

建筑外装饰用不锈钢是从如下几方面来选材的，不锈钢的价格、不锈钢的耐腐蚀性、不锈钢的光反射度、不锈钢的膨胀系数、不锈钢的加工性能、不锈钢的表面质量。

1、化学成分

445R与奥氏体不锈钢304、316L比，本身不含Ni，其合金成分的成本要低的多。其实为了提高材料的耐腐蚀性，Cr含量达到22%以上，同时添加1.2-2.0%的Mo。为了改善材料的晶间腐蚀性，增加了Nb、Ti双稳定性元素

2、物理性能

445R作为铁素体不锈钢，其线膨胀系数要比奥氏体不锈钢304、316L要小，在建筑外装饰的使用，减少了因温差导致的材料的变形。且密度比奥氏体不锈钢304、316L要小，在同等重量、厚度下，使用的实际面积要大于304、316L，起到节约材料的目的

3、力学性能

445R作为铁素体不锈钢，其实际的屈服强度要明显大于奥氏体料的加t，符不锈钢304、316L，与同类的其他合金材料对比，其强度高，抗风性能好；

4、耐腐蚀性

图1 耐蚀性能对比

5、表面选择
 

如上为钢厂批量生产的表面选择，在实际的应用中，由于建筑物风格设计的需求使得不锈钢表面的多样性是设计师选择的主流。表面处理厂，还有很多表面，8K、喷砂、蚀刻、镀钛、压花等不锈钢的后续深加工。