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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。

我国从60年代起也已经开始大量研制耐候钢板，自1965~1979年将多种含Cu及P、RE、Ti的低合金钢在风沙干燥、工业大气、潮湿都市、农村等不同的环境下进行长达15年之久的大气曝露试验，取得了耐候钢的 手数据。1984年我国制定了耐大气腐蚀钢标准GB4171―84及GB4172―84，纳入了高耐候性的3个牌号：09CuPCrNi―A、09CuPCrNi―B、09CuP和焊接结构用耐候钢的4个牌号：16CuCr、1MnCuCr、15MnCuCr、及15MnCuCr―QT。许多钢厂也有不同的耐候钢产品，如铵钢的05CuPCrNi ，09CuPCrNi ， 10CrNiCuP系列、武钢的06CuPRE、05CuPCrNi、09CuPTiR、09CuPCrNi系列、宝钢集团上海 钢铁有限公司10PCuRE高耐候钢等等。虽然我国耐候钢的产品及研究也不少，但耐候钢主要应用于桥梁、铁路客车、集装箱、工程机械、海洋设施、海港建筑结构等，用于建筑外墙面层几乎还未出现。 耐候钢在与大气的接触使用过程中，金属基体表面形成致密的、粘附性好的非晶态氧化层保护膜，颜色由锈红逐渐变成暗青、终成为暗紫色，并从此不再锈蚀稳定下来，这层保护膜有效地阻挡了腐蚀的侵入，延长了构件的使用寿命。国外某独立的科研机构将耐候钢与普通碳钢在不同环境中的耐腐蚀性能作了对比，显示出耐腐钢材的良好耐候性。高品质的耐候钢在海边环境中16年后平均腐蚀深度约0.1~0.2mm，在工业区及乡村大约为0.02~0.04mm。我国武汉钢铁公司也对其生产的耐候钢进行的测试表明即使在海边城市耐候钢的平均腐蚀深度约0.02mm/年。即使考虑到其他非正常因素，一般认为，耐候钢耐大气腐蚀性能是一般结构钢的3~4倍，即使在裸装使用条件下，其耐腐蚀性寿命也可达30年以上。