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耐候钢加入磷、铜、铬、镍等微量元素后，使钢材表面形成致密和附着性很强的保护膜，阻碍锈蚀往里扩散和发展，保护锈层下面的基体，以减缓其腐蚀速度。在锈层和基体之间形成的约50μm～100μm厚的非晶态尖晶石型氧化物层致密且与基体金属黏附性好，由于这层致密氧化物膜的存在，阻止了大气中氧和水向钢铁基体渗入，减缓了锈蚀向钢铁材料纵深发展，大大提高了钢铁材料的耐大气腐蚀能力。耐候钢是可减薄使用、裸露使用或简化涂装，而使制品抗蚀延寿、省工降耗、升级换代的钢系，也是一个可融入现代冶金新机制、新技术、新工艺而使其持续发展和创新的钢系。
耐候钢的合金成分及重量百分比含量为：C：0.12～0.21、Si：0.2～2.0、Mn：0.7～2.0、S ≤0.036、P≤0.034、Cu：0.10～0.40、Al<0.2，其余为Fe和微量杂质。通过Cu、 Mn、Si、Al等合金化，并简单调整普通低碳钢(Q235钢)的部分元素含量，在不需改变Q235钢生产工艺条件下，就能生产出具有良好的耐大气腐蚀性能、综合机械性能的经济耐候钢。

耐候钢新一代材料和“十二五”发展规划
耐候钢，作为新一代先进钢铁材料，耐大气腐蚀性能为普通碳素钢的2～5倍,并且使用时间愈长,耐蚀作用愈突出。由于具有耐锈、免涂装、减薄降耗，省工节能等特点，可以应用到建筑、车辆、桥梁、塔架等长期暴露在大气中使用的钢结构，也可以用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台等结构件。
钢铁工业“十二五”发展规划，显示我国耐候钢需求用量逐渐增多，在铁路、公路、电力塔架建设等方面凸显。在美国、日本等发达 ，耐候钢已经得到了广泛应用。我国耐候钢起步较晚，但随着国民经济的迅速发展,耐候钢的应用已引起国内有关部门的高度重视，所以耐候钢及其防腐蚀的研发和升级，具有重要现实意义，同时也有利于促进钢铁行业产品结构的升级。
耐候钢具有良好的耐大气腐蚀性能，虽然应用耐候钢前期的投资成本较普碳钢略高，但是与普碳钢表面喷涂防腐涂层等方法比较，普碳钢的后期维护费用是耐候钢的1.5-2倍。因此耐候钢可减少环境污染，属于节能减排重点技术。国内耐候钢大都涂装使用，其免涂装和“以锈防锈”的设计初衷并没有得到 程度的发挥。在苛刻的服役环境下，耐候钢存在锈层难以致密化，另外在服役初期，钢结构的外观锈蚀呈现不均匀等相关问题，因此耐候钢的应用环境和表面处理技术一直困扰耐候钢的应用。