Полезная ржавчина: почему в США популярна кортеновская сталь

Ржавчина на стали — бич современной промышленности и строительства, потери от нее могут достигать несколько процентов ВВП страны. Бороться с коррозионным разрушением начали со времен начала использования железа. Сейчас используют нержавеющие стали, грунты, краски, покрытия другими металлами и прочие методы. Но в США часто борются с коррозией стали с помощью самой ржавчины. Вот почему там много металлических конструкций (мостов, опор ЛЭП, облицовок зданий и заборов) странного ржавого цвета. Как это работает — давайте разбираться.

Странный "ржавый" цвет на металлических конструкциях — это использование специальной атмосферостойкой  кортеновской стали (COR-TEN steel). Изобрели и запатентовали её в 30-е годы прошлого века в США, на крупной сталелитейной компании United States Steel Corporation (U.S. Steel). Название образовано от слов "CORrosion TENsile", что переводится как стойкая к коррозии. В РФ тоже появились аналоги этой стали (14ХГНДЦ).

Свойства этой стали обеспечиваются ее нетрадиционным составом по сравнению с обычными конструкционными сталями: там есть в значимом содержании примеси, от которых обычно избавляются при плавках стали. Это в частности фосфор, которого там может быть до 0,15. В остальном там 0,1-0,2 углерода, содержится медь, марганец, никель и хром (которые усиливают способность сопротивляться коррозии) в зависимости от марки. Это сочетание легирующих элементов (фосфор+медь) приводит к образованию на открытом воздухе особой толстой и прочной пленки — патины (как на изделиях из меди). Она и дает характерный цвет стали с "бархатистой" текстурой. 

Патина образуется какое-то время, и далее не дает коррозии распространяться вглубь металла без дополнительной обработки и покраски (самопассивирование).  По принципу: "поставил и забыл."

Это одна из причин популярности конструкционных изделий из этой стали в США. Сталь легко обрабатывается и сваривается. Не нужно тратиться на регулярное обслуживание металлических сооружений, очистку и окраску. Особенно это актуально для мостов и опор ЛЭП где-то в глуши. И сильно дешевле традиционной "нержавейки".

Кортеновская сталь очень долго служит в сухом климате центральных штатов США, но плохо "работает" около морских побережий и на судах (там где есть агрессивные примеси и соли).

Причем цвет поверхности кортеновской стали меняется с течением времени (фосфор продолжает реагировать и чернеть на поверхности):

Вторая причина популярности "ржавой" стали — дизайнерская. Необычный цвет у Corten steel довольно равномерный, без заметных подтеков и разнородности, как у обычной не покрытой краской стали. По цвету эта сталь напоминает "благородную" бронзу, имеет текстуру, сочетается с другими элементами, и опять же не требует обслуживания. Для фиксации нужного цвета и остановки образования патины используют специальные лаки с реагентами. 

Кортеновскую листовую сталь используют для отделки фасадов и кровли различных зданий, для памятников, арт-объектов и декора зданий. Как пример, главный офис компании John Deere в Иллинойсе. 

Кортеновская сталь, несмотря на специфический внешний вид и особую область применения, довольно популярна в промышленности и строительстве в США.

Спасибо за внимание.