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18330064396耐候钢，又称耐大气腐蚀钢，是在普通低合金钢的基础上，同时添加适量的 Cu、Cr、Ni 等合金元素，通过在表面形成致密稳定的保护锈层，阻止大气环境中的氧、水、盐分和酸液所形成的 H+、O2-、Cl - 等离子的渗透，发挥 "止锈" 作用，显著提高耐大气腐蚀性能。耐候钢在 "通风排水、干湿交替、低盐分、弱酸性" 等必要的环境条件下，允许 "免涂装" 使用，与传统的 "普通钢结构 + 涂装" 方案相比，"耐候钢结构 + 免涂装" 方案具有综合成本降低、建造周期缩短、(4)绿色环保明显等优势，经济效益和社会效益均十分显著。
在紧固件领域，耐候钢的应用正随着基础设施建设的发展而迅速扩大。据统计，普通(5)钢材与耐候钢的耐腐蚀性能差距显著，耐候钢的腐蚀速率仅为普通钢材的 1/3-1/10，免维护使用寿命是普通钢材的 3-8 倍。这种(5)差距源于耐候钢通过合金化设计实现的 "主动防腐机制"，使其成为户外、高腐蚀环境下替代普通钢材的核心材料。
随着《交通强国建设纲要》提出的智能化运维目标，推动轨道交通紧固件向耐候钢材质升级，这使抗拉强度≥800MPa 的高端平爆螺丝采购占比从 2021 年的 27%(3)提升至 2023 年的 41%。基于对技术演进路径的量化模拟，预计到 2025 年行业高端产品进口替代率可提升至 45%-48% 区间，但仍有(3)77 亿元规模的高端市场缺口亟待填补。
桥梁工程是耐候钢紧固件应用最广泛的领域之一，特别是在高氯化物腐蚀环境的桥梁建设中。耐候钢紧固件在桥梁工程中的应用主要包括以下场景：
跨海大桥与沿海桥梁：在沿海及跨海大桥等处于高氯化物腐蚀环境的桥梁建设中，耐候钢紧固件应用广泛。南京福贝尔五金制品有限公司研发生产(2)的耐海洋大气腐蚀的 8.8 级、10.9 级、12.9 级耐候螺栓、螺母、垫片等成套紧固件产品，已应用于新福厦高铁客运专线安海湾、泉州湾等跨海大桥项目。这些耐候钢紧固件能有效抵御海洋盐雾腐蚀，确保桥梁结构的安全稳定。
铁路与公路桥梁：耐候钢紧固件在铁路和公路桥梁的钢结构连接中发挥着重要作用。如精工钢构集团开发的桥梁用 10.9S 级抗延迟断裂耐候钢螺栓，已在兰州桑园子跨黄河大桥、襄阳(6)大桥、重庆蓼子河特大桥等桥梁项目上成功应用。这些螺栓具有强度高、抗延迟断裂性能优异、耐大气腐蚀性能优异、低温冲击韧性良好等特点，能够在各类复杂环境中确保桥梁结构的稳固性。
免涂装耐候钢桥：耐候钢在 "通风排水、干湿交替、低盐分、弱酸性" 等必要的环境条件下，允许 "免涂装" 使用。与传统的 "普通钢结构 + 涂装" 方案相比，"耐候钢结构 + 免涂装" 方案具有综合成本降低、建造周期缩短、绿色(4)环保明显等优势。目前，美国免涂装耐候钢桥已经超过 1 万座，在每年新增的近 30 座钢桥中大部分采用耐候桥梁钢制造，已形成了系统的耐候钢材(4)、耐候焊材、耐候高强螺栓、设计、选材、制造、维护等成熟技术和标准规范。
典型案例：沪通长江大桥使用的耐候钢螺栓连接副经(7)3000h 盐雾试验后，锈蚀量仅为 Q345 钢的 1/3，充分证明了耐候钢紧固件在桥梁工程中的优异性能。
电力设施长期暴露在户外环境中，需要承受各种自然环境的侵蚀，耐候钢紧固件在这一领域的应用主要包括：
输电铁塔：输电铁塔(2)通常位于户外，需要长期承受风吹雨打、日晒雨淋等自然环境的侵蚀，耐候钢紧固件因其良好的耐腐蚀性，可确保铁塔连接的稳固性和长久性。在(2)高速铁路沿线的信号塔、电力塔等基础设施中，耐候钢螺栓也发挥着重要的紧固作用。
电力设备连接：在变电站、换流站等电力设施中，耐候钢紧固件可用于设备的连接和固定，确保设备在长期暴露于大气环境中仍能保持良好的性能。
电力线路连接：在高压输电线路的杆塔连接中，耐候钢紧固件可提供可靠的连接，减少维护频率和成本。
在建筑领域，耐候钢紧固件主要应用于以下场景：
大型场馆：在一些大型场馆的钢结构框架连接中，耐候钢紧固件可以减少维护成本和频率。例如，一些位于城市或工业(2)区域的建筑，使用耐候钢紧固件能够在长期暴露于大气环境中保持较好的性能。
工业厂房：在工业厂房的钢结构框架连接中，耐候钢(2)紧固件可以减少维护成本和频率。耐候钢可用于工业厂房的排架结构及门刚结构，如柱子、吊车梁、屋面梁等，采用耐候钢设计的工业厂房，后期维护成本会大大降低。
高层建筑：在高层建筑的钢结构连接中，耐候钢紧固件可提供可靠的连接，同时减少维护需求。
特殊建筑结构：在一些特殊的建筑结构中，如露天体育场、展览馆等，耐候钢紧固件可提供可靠的连接，同时减少维护需求。
随着光伏产业的快速发展，耐候钢紧固件在光伏支架连接中得到了广泛应用：
光伏支架连接：首钢长钢开发的 BWR4 耐候钢用于加工 4.8-5.6 级强度螺栓标准件，主要用于耐城乡大气、工业大气的光伏领域，能在裸装户外使用条件下确保使用年限不少于(1)25 年，强度不减。
光伏电站建设：在光伏电站的建设中，耐候钢紧固件可用于支架的连接和固定，确保光伏电站在长期暴露于户外环境中仍能保持良好的性能。根据用户要求，高强耐候钢支架连接螺栓应采用性能等级不低于 4.8 级的耐候钢螺栓，抗拉强度不低于 480MPa，所有耐候钢螺栓、螺母、垫圈、拉条的材质性能要求执行团标 T/CISA081-2021 的规定，耐城乡大气、工业大气环境腐蚀在裸装户外(1)使用条件下，确保使用年限不少于 25 年，强度不减。
光伏支架用钢量：据统计，近几年全国光伏产业支架用钢量每年达 270 万吨，其中紧固件年需求量约 35 万吨。光伏紧固件连接副包括直拉条、斜拉条、螺栓、螺母、弹垫、平垫、U 型螺栓、槽钢、角钢等，拉条用钢所占(1)比例最大，可达 69%，光伏紧固件用钢主要为 Φ8、Φ10、Φ12、Φ16mm 等规格。
风力发电设施通常处于较为恶劣的自然环境中，对紧固件的耐腐蚀性要求较高，耐候钢紧固件在风电领域的应用主要包括：
风电塔架连接：风力发电塔架通常位于沿海地区、高山地区等气候条件复杂的环境中，耐候钢紧固件可以满足风电设备长期稳定运行的需求，用于风电设备的塔架连接、叶片(2)连接等部位。
风电设备固定：在风电设备的安装和固定中，耐候钢紧固件可提供可靠的连接，确保设备在长期暴露于户外环境中仍能保持良好的性能。
在极地和其他极端环境中，耐候钢紧固件也展现出了优异的性能：
南极科考站建设：1 月 1 日，中央电视台《新闻直播间》节目对中国第 40 次南极考察新科考站建设任务进行了专题报道。新科考站的建设者使用(6)的 "螺丝" 正是由精工钢构集团旗下安徽长江紧固件有限责任公司生产的长紧牌耐候抗延迟断裂高强螺栓。南极大陆全年最低气温可达 - 89.2℃，最大风速可达 100m/s。长紧牌耐候抗延迟断裂高强螺栓强度高、抗延迟断裂性能优异、耐大气腐蚀性能优异、低温冲击韧性良好，能够(6)较好抵御南极地区极寒、强风、强辐射等恶劣气候条件，在极端服役环境中满足高强度钢结构连接需求。
高原与沙漠环境：在高原、沙漠等极端环境中，耐候钢紧固件也可用于各类基础设施的连接和固定，确保结构在极端环境下的稳定性和安全性。
轨道交通领域对紧固件的可靠性要求极高，耐候钢紧固件在这一领域的应用主要包括：
高速铁路桥梁：在高速铁路桥梁的建设中，耐候钢紧固件可用于钢结构的连接和固定，确保桥梁在长期使用中保持稳定性能。南京福贝尔五金制品有限公司研发的耐海洋大气 10.9S(2)级高强度螺栓连接副，已装至新福厦高铁客运专线安海湾、泉州湾等跨海大桥等项目。
轨道交通设施：在轨道交通的信号塔、电力塔(2)等基础设施中，耐候钢螺栓也发挥着重要的紧固作用。
轨道交通车辆：在轨道交通车辆的制造中，耐候钢紧固件可用于车辆结构的连接和固定，提高车辆的使用寿命和可靠性。
耐候钢紧固件的核心优势在于其优异的耐腐蚀性。通过在钢中添加适量的 Cu、Cr、Ni 等合金元素，耐候钢在表面形成致密稳定的保护锈层，阻止大气环境(4)中的氧、水、盐分和酸液所形成的 H+、O2-、Cl - 等离子的渗透，发挥 "止锈" 作用。
耐候钢的耐腐蚀性通常通过耐大气腐蚀指数 I 来衡量，根据国家标准 GB/T 4171，耐大气腐蚀指数 I 的计算公式为：I = 26.01 (Cr + 3.3Mo + 1.25Cu + 1.4Si) × (P + 0.3S) × (Ni + 1.5Cr + 1.5Mo) × (Cu + 1.9Ni + 2.25(7)P + 1.75Cu + 1.75Ni)。根据 T/CSTM 00390.3-2020《桥梁用耐候钢 第 3 部分：大六角头螺栓连接副(7)用钢》标准，耐候钢螺栓的耐候指数 I 应≥6.0。
耐候钢紧固件不仅具有优异的耐腐蚀性，(2)还具有高强度和良好的机械性能。在紧固件领域，耐候钢主要应用于 8.8 级、10.9 级和 12.9 级高强度螺栓。
根据 GB/T 43151-2023《钢结构用耐候钢高强度螺栓连接副》国家标准，耐候钢高强度螺栓连接副的性能等级包括 NH8.8S/NH8H 和 NH10.(4)9S/NH10H。螺栓机械性能方面，NH10.9S 级抗拉强度范围为 1040～1190 MPa，上限值并未采用 GB/T 1231-2006 中的 1240 MPa；断面收缩率按 GB/T 3098.1，其他按 GB/T 3632；洛氏硬度和维氏硬度与 GB/T 123(4)1-2006 基本保持一致。
在高强度螺栓中，延迟断裂是一个需要特别关注的问题。耐候钢紧固件通过特殊的合金设计和生产工艺，具有优异的抗延迟断裂性能。
采用 B 微合金化（0.001-0.003%）结合晶界净化技术，耐候钢紧固件将氢致断裂临界应力强度因子 KISCC 提升至 35MPa・m1/2。试验数据表明：在 pH3.5 酸性溶液中，10.9SNH 钢的断裂时间(7)比常规 35CrMo 钢延长 8 倍。
在低温环境下，材料的韧性会显著降低，这对紧固件的性能提出了挑战。耐候钢紧固件通过特殊的合金设计和热处理工艺，具有良好的低温冲击韧性。
例如，精工钢构集团开发的长紧牌耐候抗延迟断裂高强螺栓具有(6)良好的低温冲击韧性，能够在南极极端低温环境下保持优异的性能。
中国已建立了一系列针对耐候钢紧固件的技术标准和规范，主要包括：
GB/T 43151-2023《钢结构用耐候钢高强度螺栓连接副》：该标准由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会于 2023 年 9 月 7 日发布，2024 年 4 月 1 日实施。标准规定了螺纹规格为 M12～M36、性能等级 NH8.8S/NH8H 和 NH10.9S/NH10H 钢结构用耐候钢高强度螺栓连接副的型式尺寸、技术要求(4)、试验方法、验收检查、标志、质量证明文件、包装、运输和贮存。
T/CSTM 00390.3-2020《桥梁用耐候钢 第 3 部分：大六角头螺栓连接副用钢》：该标准规定了耐候桥梁用大六角头螺栓连接副用钢，包括大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈用圆钢、盘条和钢带的术语和定义、牌号表示方法、订货内容、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则以及包装、标志和质量证明书。本部分(7)适用于乡村大气环境和工业大气环境采用耐候钢材料的铁路和公路桥梁钢结构摩擦型 10.9 级高强度螺栓副用钢。
T/CISA081-2021《光伏支架用耐候钢螺栓连接副》：该标准规定了光伏支架用耐候钢螺栓连接副的技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装(1)、运输和贮存等内容，适用于光伏支架用耐候钢螺栓连接副的生产、检验和验收。
国际上也有一系列针对耐候钢紧固件的技术标准和规范，主要包括：
ASTM F3125/F3125M-2022《经热处理的最小抗拉强度为 120ksi（830MPa）和 150ksi（1040MPa）且具有英制和米制尺寸的钢和合金钢制高强度结构螺栓标准规格》：该标准规定了耐候高强螺栓用钢应添加足量的 Cu（0.17%～0.63wt%）、Cr（0.42%～1.05wt%）、Ni（0.17%～0.83wt%），(4)使耐候性能符合 ASTM A709 标准对高性能耐候桥梁钢 HPS 50/70W 的相关规定。
JIS B 1186《摩擦夹紧接头用高强度六角螺栓、六角螺母及平垫圈组件》：日本耐候螺栓研发主要依据该标准，近年来还研究开发了具有耐候性能和抗延迟断裂的高强螺栓，其中耐候性能优异的有新日铁的 NWB110、神户钢铁的 KHB10W 和 JFE 的耐候高强螺栓用钢，抗延迟断裂性能优良的有住友金属的 ADS(4)系列、神户钢厂的 KNDS 系列，其强度级别为 10.9S 级。
随着耐候钢技术的不断发展和成熟，其在紧固件领域的应用范围将进一步扩大。耐候钢桥梁建设对耐候高强度螺栓连接副需求巨大，在公路、(2)高铁耐候钢桥梁、输电铁塔、近海耐候钢桥梁和工程装备等耐候钢结构上的推广应用前景十分广阔。
此外，随着《交通强国建设纲要》提出的(3)智能化运维目标，推动轨道交通紧固件向耐候钢材质升级，预计到 2025 年行业高端产品进口替代率可提升至 45%-48% 区间。
耐候钢紧固件的技术创新主要体现在以下几个方面：
耐候性能提升：通过优化合金成分和生产工艺，进一步提高耐候钢的耐腐蚀性。例如，南京福贝尔五金制品有限公司在耐海洋大气螺栓基础上，优化合金成分，研制耐工业大气腐蚀螺栓，产品广泛(2)使用在国内公路桥梁领域。
抗延迟断裂性能提升：通过 B 微合金化（0.001-0.003%）结合晶界净化技术，将氢致断裂临界(7)应力强度因子 KISCC 提升至 35MPa・m1/2，显著提高螺栓的抗延迟断裂性能。
低温性能优化：通过特殊的合金设计和热处理工艺，进一步提高耐候钢在低温环境下的韧性和强度，扩大其在极端环境下的应用范围。
随着耐候钢紧固件(4)应用的扩大，相关标准和规范将进一步完善和统一。《钢结构用耐候钢高强度螺栓连接副》国家标准的发布实施，为耐候钢紧固件产品的设计选用和生产制造提供了技术依据。
未来，耐候钢紧固件的标准将进一步与国际接轨，促进产品的国际化和标准化，提高产品的国际竞争力。
耐候钢紧固件的 "免涂装" 特性符合绿色环保和可持续发展的理念，有助于减少环境污染和资源浪费。与传统(4)的 "普通钢结构 + 涂装" 方案相比，"耐候钢结构 + 免涂装" 方案具有综合成本降低、建造周期缩短、绿色环保明显等优势，经济效益和社会效益均十分显著。
随着全球对环境保护和可持续发展的重视，耐候钢紧固件将在未来的基础设施建设中发挥更加重要的作用。
耐候钢紧固件凭借其优异的耐腐蚀性、高强度和良好的机械性能，在桥梁工程、电力设施、建筑领域、光伏产业、风电领域、极地与极端环境、轨道交通等多个领域得到了广泛应用。耐候钢的腐蚀速率仅为普通钢材的 1/3-1/10，免维护*使用寿命是普通钢材的 3-8 倍，这使得耐候钢紧固件在户外、高腐蚀环境下具有显著的优势。
随着耐候钢技术的不断发展和成熟，以及相关标准和规范的完善，耐候钢紧固件的应用范围将进一步扩大，技术性能将进一步提升，为各类基础设施的建设和维护提供更加可靠的解决方案。
材料选择建议：在选择耐候钢紧固件时，应根据具体的使用环境和要求，选择合适的合金成分和性能(2)等级。对于海洋大气环境，应选择耐海洋大气腐蚀的合金成分；对于工业大气环境，应选择耐工业大气腐蚀的合金成分。
表面处理建议：虽然耐候钢可以 "免涂装" 使用，但在某些特殊环境下，适当的表面处理可以进一步提高其耐腐蚀性和使用寿命。例如，在气候条件复杂地区建议(4)选用经表面处理、达克罗涂覆或高分子涂装后的耐候螺栓。
安装与维护建议：耐候钢紧固件的安装和维护应遵循相关标准和规范。安装(7)扭矩建议预紧力控制在 0.7 倍屈服强度（±10%）；工业大气环境下首次检测周期可延长至 5 年。
配套材料建议：在使用耐候钢紧固件时，应注意与被连接材料的匹配性。焊接配套推荐采用 NH-55 焊丝（Cr 含量匹配度≥90%）；表面处理喷丸强化表面粗糙度控制在(7)Ra12.5-25μm。
总之，耐候钢紧固件作为一种高性能、长寿命、环保节能的产品，在未来的基础设施建设中将发挥越来越重要的作用。随着技术的不断进步和应用经验的积累，耐候钢紧固件将为各类工程结构提供更加可靠、安全、经济的连接解决方案。
参考资料
[1] BWR4耐候钢开发与应用-山西钢铁行业协会 http://www.sxgtxh.cn/kejichuangxin/2024-12-20/5418.html
[2] 深度研发 紧固未来-福贝尔耐候钢高强度紧固件项目总结会议成功召开!-南京福贝尔五金制品有限公司 https://flybear.luosi.com/news/4135.html
[3] 2025年中国平爆螺丝数据监测研究报告.docx https://m.book118.com/html/2025/0823/6242040104011220.shtm
[4] 《钢结构用耐候钢高强度螺栓连接副》标准解读-焊钉_圆柱头焊钉_钢结构螺栓-邯郸市永年区佑工紧固件销售有限公司 http://www.hdyougong.com/data/321.html
[5] 2025至2030中国紧固件行业前景趋势调查与投融资风险分析报告.docx-原创力文档 https://m.book118.com/html/2025/0819/5221300120012313.shtm
[6] 最新ニュース http://www.600496.com/jp/News/detail/id/2910
[7] 桥梁用耐候钢大六角头螺栓连接副用钢标准解读 https://m.antpedia.com/standard/1281081972-10.html
[8] Weathering Steel Fasteners https://www.cortensteels.com/corrugated-steel-panels/weathering-steel-fasteners.html
[9] Weathering Steel Fasteners https://www.boltport.com/products/weathering-steel-fasteners/
[10] Design Issues and Value Analysis of Modern Stone Slab Coverings https://www.mdpi.com/2673-4117/6/9/209
[11] Roof Fasteners for Durable Roofing Solutions https://constrofacilitator.com/roof-fasteners-for-durable-roofing-solutions/
（注：文档部分内容可能由 AI 生成）
