第二次世界大战结束的1945年(昭和20年),由于铁矿石、焦炭等原料不足,以及断水、停电等原因,日本运转的高炉只不过3座,钢铁的生产量生铁97万吨、粗钢196万吨,第二年进一步降低了数十个百分点。但是1947年(昭和22年)以后,由于同业界的努力,政府的干预,以及原料供应的好转等,生产以相当快的速度得到了恢复。1950年(昭和25年)的朝鲜战争可以说暂时地给了钢铁一个畅销的契机。
那时虽然钢铁业、社会还对耐候钢状况一无所知,但是U.S.Steel公司的COR-TEN钢被日本认同就是在这个时候。
随着经济的复兴,1953年(昭和28年)钢铁的生产已达到战前的最高水平,在被认为“不是战后最快”。的1955年(昭和30年),生铁产量是521万吨,粗钢产量是940万吨。关于耐候钢研究、研制开始的时间就是在这个时候。当时的情况或研究开发的经过,堀川一男在“我国耐候钢的诞生”(卷末的资料1)一文中对此做了详细的叙述。
当时的耐候钢的需要好像有3个倾向,也就是:(1)腐蚀问题大的车辆用薄板;(2)要求耐候性的结构用厚板;(3)要求耐候性的结构用高强度厚板。
详情请参照卷末的资料1,最初销售的钢种在1957年(昭和32年)是铜系的Cuplon钢,1960年(昭和35年)是YAW-TEN钢(Cu-P-Ti系)、FUJI COR-TEN钢,1961年开始生产销售Cupten钢(Cu-P-Cr系)。以后,其他厂家的商品也开始销售,通过车辆及一般结构用(高磷)和焊接结构用(低磷)的划分,按用途不同的品种划分,以及焊接结构用按抗拉强度不同的品种划分等,实现了多品种化。到20世纪60~70年代(昭和40年代初期),大致的品种已经齐全,1968年(昭和43年)时的490MPa(50kg/m㎡)级的高强度耐候钢的典型产品示于表2-2。
1968年(昭和43年)低磷系焊接用钢作为JIS G3114“焊接结构用耐候性热轧钢材”、1971年(昭和46年)高磷系焊接用钢作为JIS G3125“高耐候性轧制钢材”实现了JIS标准化。将高磷系和低磷系钢种区别之后,把高磷系分为热轧钢材和冷轧钢材,把焊接结构钢定为402、490、569MPa级(41、50、58公斤)的3个抗拉强度等级,使产品的体系更加醒目。如前所述,在ASTM标准中中作为低合金高强度结构钢进行规定,而在JIS中把“耐候钢”作为名称提出来。并且,在ASTM标准中不管高磷、低磷,规定耐候性相同(约为碳素钢的4倍、含铜钢的2倍),然而在JIS中把高磷系钢种命名为“高耐候性轧制钢材”,正如在解释中“在耐候钢中是耐候性最优秀的钢材”所记述的那样,耐候性高于低磷系钢种。实际上是根据大气暴晒试验的结果。
(JIS G3114在1968年制定之后,分别于1971年、1973年、1977年、1983年、1988年进行过修订。如后所述(2.2.3节)1983年又把各个钢种细分为无涂漆用和涂漆用,这是最大的修订。JIS G3125在1971年制定后,分别于1973年、1977年、1987年进行过修订。另外,从1991年开始强度用SI单位表示。)
在此以后各公司的系列产品虽然都按照这些JIS进行了区分,可是在JIS G3114中化学成分的范围相当宽。1983年(昭和58年)JIS被修订,直到划分出用于无涂漆的高成分系钢种和用于涂漆的低成分系钢种之前,各公司生产的用于裸露使用的钢种,均属于高成分系。
各厂家对各自的产品进行过长期间的大气暴晒试验。如在资料1中堀川所谈到的各种成分系117个钢种的试验,从1957年(昭和32年)开始在川崎郊外进行了长达12年的试验,而在川崎市工业地区进行了8年的试验。作为大气暴晒试验,著名的试验是从1960~1961年(昭和35~36年)开始的,为期5年,在陆上铁骨构造物防蚀研究会(简称:陆防研)所进行的试验。试验材料包括含铜钢、耐候高强度钢的多数金属材料,并在带广、高山、轮岛、枕崎、御前崎、东京、川崎进行了试验。
钢材俱乐部土木专门委员会钢材防蚀调查委员会于1973年(昭和48年)在总结“关于钢材腐蚀防蚀资料”时,综合地归纳了各钢铁公司在各自的大气暴晒试验场上所进行的高耐候钢、490MPa级焊接结构用耐候钢以及比较材(SM490、SS400)的试验数据,按照大气腐蚀性的强度分5个地区,图示出腐蚀减量随时间(最长8~12年)变化(图2-2).与当时相比,现在工业地区的SOx的浓度远远降低,腐蚀减量也已经降低,然而这个图现在仍作为日本钢材的大气腐蚀数据的基础,常常被便览或其他文献转载。
耐候钢正式地提供实用是从1963年(昭和38年)开始,在当时的国铁车辆及桥梁上全都是涂漆使用。在建筑物上从1965年(昭和40年)开始,屋顶、钢骨、百叶窗、外装面板等暴露在外部,用裸钢或者相当于裸钢的表面处理状态,每年在几个建筑物上使用。从同一时期起,建成了几座裸露使用耐候钢的试验铁塔。
以后铁道车辆也经过涂漆正常使用。进入20世纪70~80年代(昭和50年代)后,建筑物上的无涂漆使用在大厦外面等的有图样的重要部分已经几乎不被采用。钢材的使用量每年1万t以下,在栏杆、柱等上继续使用。在输电铁塔上几乎不再使用。
每座桥梁的使用钢材量比较大,经常保持在按用途使用量的首位。20世纪70~80年代(昭和50年代)后期几乎都是涂漆使用。然而以后由于补修涂漆、再涂漆在桥梁整体上出现了费用问题,并且随着技术的进步、腐蚀环境的改善等,逐渐地使无涂漆使用成为了中心。
下一节以后将按用途使用的动向叙述。在表2-3中,以年表示出了耐候钢40年间的动向。并且在图2-3及图2-4上示出了日本钢材使用量的变化。图2-5~图2-7是以圆形图表示的1974~1978年(昭和49~昭和53年)、1985年(昭和60年)以及1989~1992年(平成元年~平成4年)的用途比率。
另外,关于20世纪60年代(昭和30年代后期到40年代前期)的耐候钢的状况,请参照曾经对FUJI COR-TEN钢的生产尽过力的原富士制铁、鹈野达二和门智的技术资料(卷末的资料2)。