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钢铁材料还可以这样用!




钢铁材料广泛应用在各个领域,人们最为熟悉的是房屋建设与机器制造领域,然而……





钢铁材料以其独特的色彩也被艺术家和设计师应用,并表现出不一样的思想意境。上海大学总会计师苟燕楠教授构思了在采购与招标管理办公室的装饰上考虑锈蚀钢铁材料与明亮不锈钢材料的强烈色彩反差,采用上海大学老校长于右任的“上善若水,大公无私”字体,体现出采招办的“拒腐蚀,永不沾”的工作原则;总设计师王海松教授的创意设计充分体现出这一理念;材料学院董瀚教授领衔的高性能钢铁材料团队(ABC Iron & Steel Tech)在钢企的大力支持下,提供了创新的稀土耐蚀普碳钢薄板和抗菌毒不锈钢板材用以实现并突出上述构思与设计。

01
设计方案


02
背景墙体与托板字体加工制作过程





 

03
完成后实景拍摄


多形合金化PolyMorphic Alloying

合金元素的原子尺寸、电负性、外层电子等因素决定了其在铁晶体中的存在状态。当缺陷存在时,合金元素的原子可能会以多种形态存在,并影响着钢的特性。伴随精细的表征技术进步,人们的合金化认识持续深入精准。

稀土耐蚀普碳钢

钢铁材料容易被腐蚀,从而会导致构件失效,造成经济和社会损失。

在钢中加入微量稀土(RE)元素可以显著地改善钢的耐蚀性,特别是量大面广的普碳钢(占比达70%),加入微量的高丰度LaCe稀土合金化后可以达到传统CuPCrNi耐候钢的同等耐腐蚀性能水平,形成稀土耐蚀普碳钢技术。

本次装饰采用的稀土耐蚀普碳钢是沙钢新工艺生产的钢卷,通过稀土合金化生产了1.7mm厚的Q235BRE钢卷。利用稀土多形合金化技术形成稳定锈层,减少夹杂物点蚀倾向,强化界面,起到“以锈防锈”的作用。

RE元素在钢中以多形合金化方式发挥作用: 1.变性夹杂物以降低其电位,减小点蚀发生倾向;2.偏聚在基体界面降低能量,减少局部腐蚀;3.进入表面,促进稳定锈层形成。

镧铈钇元素是我国的高丰度稀土资源,稀土采选冶过程中堆积如山,急需在量大面广的钢铁材料上开展应用工作,达到合理利用稀土资源目的。

将稀土多形合金化应用于普碳钢,显著提高了普碳钢的耐腐蚀性能,形成了一类新型钢铁材料: 稀土耐蚀普碳钢。我国首创的低成本稀土耐蚀普碳钢应用将促进了量大面广的钢铁材料的转型升级。目前,在国内十余家钢企业生产热卷、中板、螺纹钢、线材等产品数千吨,市场反映良好,用户需求将大幅度增长。


抗菌毒奥氏体不锈钢

如果在不锈钢中添加少量的银,银原子倾向于向自由表面偏聚,并以银离子的方式逸出。银离子容易吸附细菌(Bacteria)或病毒(Virus),抑制细菌的呼吸或破坏病毒结构,从而杀死细菌或病毒。用于托架和字体的抗菌毒奥氏体不锈钢材料技术是由宝钢、新华合金、上大共同合作开发的。每天上班前摸摸不锈钢字体,可以达到消毒手部的效果,并且没有任何不适的感觉。

抗菌毒奥氏体不锈钢具有抗细菌、杀病毒、不锈蚀、易成形等特点,可以在医院和公共设施中使用,具有广泛的应用前景。近期,多种抗菌毒不锈钢餐具将逐渐推出,有兴趣的人士可以多多关注。

样品编号

24h后对照样平均病毒滴度

24h后样品平均病毒滴度

抗病毒活性值

抗病毒率

A304L

4.71

4.07

0.64

77.11%

B304Ag3

4.71

3.90

0.81

84.52%

B304Ag8

4.71

3.70

1.01

90.44%

B304Ag13

4.71

3.11

1.60

97.51%


钢铁材料是持续发展的新材料,特别是其中的合金钢发展迅速。

200年前的法拉第开始了在铁中添加合金元素的研究工作,19世纪是合金钢的创始阶段。历史上,作为产钢大国英国、美国、德国、日本等都为合金钢的发展做出了突出的贡献。2020年是合金钢开始研究的200周年,作为钢铁大国的中国应该在合金钢领域发展贡献出更多的创造。

  

该应用示范项目落成之后,稀土耐蚀普碳钢“以锈防锈”以及抗菌毒不锈钢“百毒不侵”的特征受到了大家的广泛关注。

项目由上海大学、沙钢、宝钢、新华合金合作生产多形合金化钢材,上大采招办、美术学院、材料学院跨学科开展设计、材料创新、字体制作、用户体验等多方面协同,高效高质地完成了多形合金化钢铁材料的示范应用: 将稀土耐蚀普碳钢美丽的红锈和银合金化不锈钢银白闪亮金属光泽相结合,不仅体现出了多形合金化钢铁材料的色彩表现力与功能化潜力,体现了钢铁材料的本色之美,而且还融入了设计的层次感之美,无不给人一种“历史厚重与现代时尚”的显著视觉冲突。

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