随着钢结构桥梁向大跨度和全焊接结构方向发展，对桥梁结构的安全可靠性要求越来越严格，由此对钢板质量提出了更高的要求，即不仅要求其具有高强度以满足结构轻量化要求，而且还应具有优良的低温韧性、焊接性和耐蚀性等。对此，美国和日本分别投入大量资源开发了满足上述要求的高性能耐候桥梁用钢，并且取得了可观的经济效益和社会效益。在国外，低成本高性能耐候桥梁用钢已成为桥梁用钢发展的一个新方向。

美国耐候桥梁用钢。自二十世纪九十年代以来，由美国钢铁学会、美国联邦公路管理署、美国海军和米塔尔美国公司联合立项研究高性能钢，由米塔尔美国公司参与研发和生产，先后开发了HPS50W、HPS70W和HPS100W系列钢种，具体产品的化学成分、力学性能分别见表1、2。

注：夏比V型缺口冲击吸收功的测试温度分别为-12，-23，-34℃；各品种均采用淬火—回火工艺生产。其中，HPS50W采用TMCP（热机械控制工艺）生产时的长度为15200mm；HPS70W采用TMCP生产时的厚度为50mm、宽度为3000mm、长度为38100mm。

截至2000年，美国45%的耐候桥梁用钢可以不涂装。桥梁用钢量大幅减少，与传统的桥梁用钢相比，桥梁制造成本降低最高可达18%，重量减轻可达20%以上。

日本耐候桥梁用钢。日本新日铁住金公司开发了具有抗腐蚀性的耐候高性能桥梁用钢BHS700W，其化学成分（%）为C：0.06；Si：0.26；Mn：1.30；P：0.004；S:0.001；Cu：1.13；Ni：1.46；Cr：0.59；

Mo：0.44；V：0.04；B：0.0002；Pcm：0.280。

注：Pcm=C+Si/30+（Mn+Cu+Cr）/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B（%），为焊接冷裂纹敏感指数。

力学性能为屈服强度：782MPa；抗拉强度：820MPa；断后伸长率24%；夏比冲击吸收功：245J；厚度方向断面收缩率：54%（夏比冲击吸收功的测试条件为V型口平行轧向）。

在焊接方面，BHS700W的Pcm较大，且强度较高，导致BHS700W的焊接预热温度在50℃左右，同时其焊接热输入降为5kJ/mm，从而减少焊缝开裂。BHS700W的碳含量低，以此来降低焊接预热温度。除此之外，还有效利用了铜的时效析出来保证钢板的强度。通过控制工艺过程，使钢板的屈服强度增加了15MPa。

耐候桥梁用钢的应用

裸装使用是耐候钢最突出的优点，也是最为常见的使用方法，可以最大程度发挥耐候钢的优势。一般经过4—15年后，耐候钢表面才能形成一层致密的锈层，锈层逐渐稳定，腐蚀发展减慢，外观呈巧克力色，从而达到保护基体的目的，这是耐候钢独特的使用方法。耐候钢的锈层稳定化过程受钢材的化学成分、使用环境、构造细节和机械磨损等条件的影响，如果使用不当而破坏了稳定锈层的生成条件，则耐候钢将会产生严重腐蚀。实践证明，在无严重大气污染或非特别潮湿的地区，耐候钢可直接裸露于大气中，但在海水和含盐地区、温泉（含H2S）地区以及亚硫酸气体浓度较高的地区都不宜使用耐候钢。

耐候钢裸装使用时存在一些问题及使用界限，耐候钢耐腐蚀锈层的形成有一定的年限，其间将生成红锈（氧化铁）和黄锈等疏松锈层和锈液，流淌锈蚀不仅影响外观，且会污染环境。另外，耐候钢在海盐粒子飞扬量超过5mg/（m2·d）以上的条件下使用时，不仅上述倾向显著，而且生成稳定锈层存在困难。因此，在建筑、桥梁和车辆等很多行业，耐候钢和普通钢一样，大都是涂装使用。涂装后的耐候钢和普通钢相比，表现出极优越的耐蚀性，能够比普通钢延长涂装寿命。耐候钢表面涂装后，涂膜与基体附着力增强，在涂膜下发生局部腐蚀速度减小，使涂膜受到损伤的几率减少。另外，由于其铁锈扩展的速度也比普通钢慢，因此延长了涂膜劣化的时间，从而降低了重新涂装维持费用。但涂装使用增加了使用成本和操作工序，难以普遍适用于大型构件。

解决耐候钢裸装使用时早期锈液流淌与飞散引起的环境污染问题，促进其在高盐分环境下稳定锈层生成的另一有效方法是采用耐候钢表面稳定化处理技术。1970年日本利用表面涂层改性加速保护性锈层的形成。日本原住友金属工业公司为防止耐候钢的锈蚀以及锈蚀对环境的污染，在耐候钢表面涂带有磷化低漆和能使钢铁表面形成铬化膜成分的涂料。通过涂层挂片发现，涂层中的Zn3（PO4）2和重铬酸钾对锈层有一定的改性作用。在对耐候钢挂片进行了24年的挂片分析基础上，发现了具有保护性锈层的基本结构，即含有铬的α—FeOOH致密锈蚀层，由此提出了通过表面涂层改性加速生成该锈层的思想，并将其实施于1994年启动的新一代耐候钢的研制中。1994年由日本技术厅组织原住友金属工业公司、原新日铁公司、东北工业大学和筑渡金属研究所等单位对耐候钢表面稳定锈层技术进行研究。目前，日本JFE、神户制钢和新日铁住金等钢铁公司的耐候钢材出厂前大多进行锈层稳定化处理，且广泛使用在桥梁和建筑等钢结构上。