コールテン鋼：鋼種、特性、用途、プロセス

自然な緑青と耐久性で知られるコルテン鋼は、機能性、美的魅力、持続可能性を兼ね備えており、現代の建築とエンジニアリングの重要な材料となっています。

この記事では、コルテン鋼の本質を深く掘り下げ、その定義、特性、等級、用途について解説します。また、コルテン鋼の歴史と加工技術の概要も紹介し、コルテン鋼についてより深く理解していただくお手伝いをいたします。

コルテン鋼とは何ですか?

コルテン鋼、または耐候性鋼は、錆のような保護的な緑青を形成する低合金鋼で、自然な耐食性を備えています。「耐腐食性（CORrosion resistance）」と「引張強度（TENSile strength）」にちなんで名付けられ、1930年代にUSスチール社によって商標登録されました。主な規格には、ASTM A242（コルテンA、建築用途）、ASTM A588（コルテンB、構造用途）、およびASTM A606があります。

主な特徴は、銅やクロムなどの合金元素による安定した緑青で、錆の進行を抑制します。耐久性と美しい外観を兼ね備え、ファサード、橋梁、彫刻、産業プロジェクトなど、幅広く使用されています。

コルテン鋼の質感

コルテン鋼は ざらざらした有機的な質感 時間の経過とともに錆のような緑青が形成されます。表面は最初は滑らかですが、保護酸化層が安定するにつれて粗くマットな質感になり、独特の工業的な外観を生み出すと同時に、さらなる腐食を防ぎます。

質感は環境条件によって異なります。乾湿を繰り返す場所では、緑青は細かく均一ですが、湿気や汚染のある場所では、表面が粗く不規則になります。

さらに、サンドブラストなどの表面処理により、より均一な質感が生まれ、未処理の表面では自然な模様が生まれます。

コルテン鋼は高価ですか?

コルテン鋼は、耐候性と耐久性に優れているため、軟鋼よりも高価です。しかし、メンテナンスの手間が少なく、長寿命であることから、特に屋外用途においては、初期費用の高さを補うことができる場合が多いです。

価格は厚さ、グレード、サプライヤーによっても異なり、ASTM A606 のような薄いシートは ASTM A588 のような構造グレードよりも手頃な価格になることが多いです。

コルテン鋼の歴史

• 1930年代

コルテン鋼は、USスチール社によって工業用途の高強度、耐腐食性材料として開発され、当初はその優れた強度と耐腐食性を強調するために「コルテン」というブランド名が付けられました。 耐食性 そして 抗張力.

• 1940年代～1950年代

当初は、塗装鋼に比べて耐久性に優れ、メンテナンスコストが低いことから、鉄道車両や石炭ホッパー貨車に使用されていました。

• 1960年代

建築家エーロ・サーリネンによるジョン・ディア本社などの先駆的なプロジェクトにより、その独特の古色と構造的能力が示され、建築分野で評価を獲得しました。

• 1970年代

保護コーティングなしでも耐候性があるため、特に米国では橋梁や公共インフラに広く採用されています。

• 1980年代～1990年代

特にヨーロッパやアジアを中心に世界市場に進出し、その素朴な工業的な美しさから現代建築デザインで人気が高まっています。

• 2000年代～現在

コルテン鋼は、持続可能なデザインに好まれ、ファサード、彫刻、造園に使用され、経年変化による色褪せや環境への影響の少なさが評価されています。

コルテン鋼のグレードは何ですか?

以下の表には、ASTM、EN、GB/T 規格における Corten 鋼の対応するグレードと、指定された製品カテゴリが示されています。

コルテン鋼の特性

コルテン鋼の化学組成

物理的性質 コルテン鋼

機械的特性 コルテン鋼

コルテン鋼の特性

優れた耐候性

コルテン鋼には銅が含まれており、銅緑青と呼ばれる緻密な保護錆層の形成を助けます。この層は酸化プロセスを大幅に遅らせ、さらなる腐食に対する強力なバリアを形成します。クロムとニッケルは鋼の耐錆性をさらに高め、厳しい気象条件における耐久性を高めます。

コルテン鋼には自己修復能力もあります。保護層である緑青が損傷した場合、空気と湿気にさらされることで鋼は自然に銅の緑青を再生し、それ以上の錆を防ぎ、長期的な保護性能を確保します。

メンテナンスの必要性が低い

自己修復機能により、保護酸化層を再生し、頻繁なメンテナンスを必要とせずにさらなる腐食を防ぎます。長寿命の耐久性と相まって、橋梁、ファサード、産業構造物などの過酷な環境での使用に最適です。

高い強度と耐久性

コルテン鋼は高い強度と強靭な微細構造を有し、繰り返し荷重（繰り返し応力）にも優れた性能を発揮します。高荷重、耐疲労性、環境摩耗にも耐えるため、交通、風、その他の環境ストレスにさらされるインフラに最適です。

コルテン鋼の寿命はどのくらいですか?

コルテン鋼は、環境への露出に応じて自己修復する緑青により、屋外条件で 50 年以上持続します。

独特の美的魅力

その表面は独特の美しさを持つだけでなく、保護酸化層の形成により、時間の経過とともに耐久性を増していきます。素材が風化していくにつれて、錆は安定し、より均一な深みのある赤褐色またはブロンズ色へと変化していきます。この特徴的な外観は、建築デザイン、彫刻、そして造園要素においてしばしば求められています。

持続可能性と環境へのメリット

コルテン鋼は、長寿命とリサイクル性により、持続可能な選択肢となります。耐候性により塗装の必要性が軽減され、使用後はリサイクルも可能です。そのため、グリーンビルディングプロジェクトにおいて環境負荷の少ない選択肢となります。

コルテン鋼の欠点は何ですか?

複雑な処理要件

コルテン鋼は銅の含有量が多いため、熱に弱い鋼です。溶接や切断などの工程では、過度の熱によって銅を多く含む層が劣化し、保護層である緑青の完全性が損なわれる可能性があります。

そのため、適切な切断方法と適切な端面処理が不可欠です。溶接では、ひび割れなどの問題を防ぎ、均一な錆びを防ぐために、予熱と溶接後の処理が必要です。また、溶接に使用するフィラー材が耐候性に合っていない場合、保護銅層に隙間が生じる可能性があります。

ゆっくりとした緑青形成

コルテン鋼は、保護的な銅緑色の緑青を形成するまでに時間がかかり、その形成速度は湿度、酸素、汚染物質などの環境要因に左右されます。酸化の初期段階では、緑青が不均一に見える場合があり、保護効果が限られます。

汚染度が低い、または水分が不十分な地域では、緑青の形成が予想よりも大幅に遅い場合、緊急の構造補強または亜鉛メッキが必要になることがあります。

コルテン鋼を錆びさせるにはどうすればいいですか?

コルテン鋼は湿気と酸素にさらしてください。錆びを早めるには、水または塩水溶液をスプレーしてください。

SteelPro Group は、コルテン鋼製品の表面処理オプションを提供し、プロジェクトに必要な錆効果を迅速に実現できるよう支援します。

特定の環境には適していません

コルテン鋼は多くの屋外用途に優れていますが、次の環境には推奨されません。

• 過度かつ継続的な湿気

コルテン鋼は本来錆びにくい素材ではありません。湿気が続くと、保護層である緑青の形成が阻害され、腐食が進行する可能性があります。湿度の高い亜熱帯気候では、コルテン鋼は表面の劣化や錆を引き起こす可能性があります。

• 高塩分環境

海水や凍結防止剤などの塩分は、緑青に浸透し、孔食や腐食の促進を引き起こす可能性があります。海洋環境や塩分に頻繁にさらされる地域では、ステンレス鋼などの耐腐食性材料が適しています。

初期コストが高い

コルテン鋼は、合金元素（銅、クロム、ニッケル）と特殊な製造工程のため、一般的に標準的な炭素鋼よりも高価です。この初期費用の高さは、予算が限られているプロジェクトではデメリットとなる可能性があります。

汚れと環境への影響

コルテン鋼は、初期段階では滲み出し、コンクリートや木材などの周囲の表面に錆びの筋が現れることがあります。また、コルテン鋼からの流出水は、特に降雨量の多い地域では、周囲の表面に染みを引き起こす可能性があります。

コルテン鋼は何に使用されますか?

本質的に、コルテン鋼は長期的な耐久性、独特の外観、そしてメンテナンスの容易さが求められるプロジェクトに使用されます。建築、構造、そして芸術用途において優れた性能を発揮します。

コルテン鋼の製造工程

鋳造と圧延

コルテン鋼は大規模な製鉄所で生産されます。この合金はビレット状に鋳造され、その後、必要な形状に応じて熱間圧延され、板、シート、またはコイル状に加工されます。

溶接と製造

コルテン鋼は、耐食性を維持するために、耐候性鋼と互換性のある技術を使用して切断、溶接、および製造されます。

• コルテン鋼の割れリスクを最小限に抑えるには、予熱と溶接後の処理が不可欠です。さらに、適切な溶接材料を使用することで、溶接継手の合金組成と耐食性を維持できます。
• 切断には、酸素アセチレン切断、プラズマ切断、レーザー切断などの技術が使用され、その後、保護緑青の均一な発達を促進する滑らかな表面を確保するためにエッジ仕上げが行われます。

緑青の形成

湿気と酸素にさらされると、さらなる腐食を防ぐ赤褐色の保護酸化物層が形成されます。

錆びの進行を早めるには、酸洗浄、塩水噴霧、湿度チャンバーなどの表面処理が効果的です。これらの技術は、より短期間で完全な緑青を実現するのに役立ちます。

表面処理と検査

緑青形成後、最終検査が行われ、過酷な環境での耐久性を高めるためにオプションで保護コーティングが施される場合もあります。

配送と設置

鋼材は配送され、設置され、継続的に緑青を帯びて、長期にわたって視覚的にユニークな外観を実現します。

次のプロジェクトにコルテン鋼が必要ですか?

SteelPro Groupは、次のようなコルテン鋼製品を提供しています。 ASTM A242, ASTM A588、ASTM A606に準拠しています。耐候性鋼板、コイル、アングル、梁など、幅広い製品を取り揃えています。また、以下のようなカスタムサービスも承っております。

• 促進緑青処理または予め錆びたコルテン鋼のオプション
• カスタムカットとサイズ調整
• JIT（ジャストインタイム）配送
• グローバル配送

SteelPro Groupは、経験豊富なコルテン鋼サプライヤーとして、お客様にお届けする製品の品質が一貫しており、許容誤差が最小限であることを保証します。ご要望やご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせください。お見積もりのご依頼や、お客様のソリューションについてご相談させていただきます。