标准编号：GB/T 41324-2022
标准名称：《耐火耐候结构钢》（英文：Fire-resistant weathering steels for structure）
实施日期：2022年10月1日
发布单位：国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会
归口单位：全国钢标准化技术委员会（SAC/TC 183）
提出单位：中国钢铁工业协会
起草单位：首钢集团、中国电力科学研究院、中冶建筑研究总院、鞍钢股份等24家单位
标准篇幅：共20页，涵盖从术语定义到包装验收的全流程要求
制定背景：填补我国耐火耐候结构钢专项标准空白，解决传统钢材在高温、腐蚀环境下性能不足的行业痛点，适应建筑、交通等领域对材料安全性和耐久性的升级需求。
核心意义：统一耐火耐候结构钢的技术要求与检验规范，为生产、应用、质检提供明确依据；通过材料性能优化，提升钢结构工程的抗火、抗腐蚀能力，降低维护成本；推动钢铁行业向高性能、绿色环保方向升级，助力节能减排与资源循环利用。
本标准适用于制造一般结构和建筑结构的、具有耐火性能与耐大气腐蚀性能的热轧钢板和钢带、热轧型钢，明确排除了非热轧工艺生产的同类钢材。
耐火耐候结构钢（FRW）：通过添加铜、铬等适量合金元素，同时具备高温下保持原有性能和形状的耐火能力（含蠕变强度、热稳定性等），以及自然环境中耐腐蚀、延长使用寿命的耐候能力的结构钢。
耐火性能：钢材在高温环境（如火灾）中抵抗性能劣化、维持结构承载能力的特性，包括抗氧化、抗热震等关键指标。
耐候性能：钢材在大气环境中抵抗腐蚀侵蚀、保持结构完整性的特性，通过耐蚀性指标和环境适应性体现。
钢材牌号由四部分组成，依次为：
1. 屈服强度代号：“Q”（取自“屈”字汉语拼音首字母）；
2. 最小上屈服强度数值：单位为兆帕（MPa），如355、390、420等；
3. 耐火耐候特性代号：“FRW”（取自英文“Fire Resistant Weathering”首字母缩写）；
4. 质量等级：分为B、C、D、E四级，等级越高，冲击韧性等性能要求越严格；
5. 附加代号：若要求厚度方向性能，在质量等级后添加Z向性能级别符号（如Z35）。
- Q355FRWE：表示最小上屈服强度355MPa、质量等级E级的耐火耐候结构钢；
- Q550FRWEZ35：表示最小上屈服强度550MPa、质量等级E级、厚度方向性能Z35级的耐火耐候结构钢。
标准规定的核心牌号系列包括：
- Q355FRW（B/C/D/E级）、Q390FRW（B/C/D/E级）、Q420FRW（C/D/E级）、Q460FRW（C/D/E级）
- Q500FRW（D/E级）、Q550FRW（D/E级）、Q620FRW（D/E级）、Q690FRW（D/E级）
钢应采用转炉或电炉冶炼，并必须经过炉外精炼；除非需方有特殊约定，冶炼方法由供方自主选择，核心要求是保证钢水纯净度和化学成分稳定性。
1. 基本要求：碳含量通常较低（一般不超过0.25%），以保证焊接性能和韧性，具体数值随钢种和强度级别调整；需严格控制硫、磷等有害元素含量。
2. 关键合金元素：必须添加铜、铬等耐蚀、耐火相关合金元素，其含量需符合标准规定的范围。
3. 允许偏差：化学成分的允许偏差应符合GB/T 222《钢的成品化学成分允许偏差》的规定。
- 基础交货状态：热轧（AR）、正火（N，含正火加回火）、正火轧制（NR）、热机械轧制（TMCP，含热机械轧制加回火）；
- 特殊交货状态：Q420FRW及以上强度级别钢材，可采用调质（淬火加回火，QT）状态交货，需在合同中明确约定。
1. 室温力学性能：包括屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、弯曲性能，不同牌号和质量等级对应明确的数值要求，如Q355FRW系列屈服强度不低于355MPa。
2. 高温力学性能：核心考核耐火性能，规定了特定温度下的蠕变强度、热稳定性等指标，确保高温环境下的结构安全性。
3. 冲击性能：质量等级B级及以上需满足相应温度下的夏比摆锤冲击试验要求，等级越高，冲击试验温度越低、冲击功要求越高（如E级冲击性能优于B级）。
钢材在自然大气环境中应具备良好的耐腐蚀性能，通过实验室加速腐蚀试验、电化学阻抗谱（EIS）等方法验证，具体指标需符合标准规定的耐蚀性要求。
1. 尺寸偏差：热轧钢板和钢带应符合GB/T 709的规定，热轧型钢应符合GB/T 706的规定；
2. 外形要求：钢材的弯曲度、镰刀弯等外形偏差需控制在标准允许范围内；
3. 重量计算：按标准规定的钢材重量标准执行，可采用理论重量或实际重量计量，具体方式由供需双方协商。
1. 强制检测情形：当钢材有厚度方向性能要求时，钢板应按GB/T 2970进行超声检测，型钢应按YB/T 4811进行超声检测，合格级别需在合同中注明；
2. 可选检测情形：需方有需求时，其他钢材可协商进行超声检测，检验方法和合格级别在合同中明确。
采用多种精准检测方法，确保成分数据准确：电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）、电感耦合等离子体质谱法、离子色谱法、分光光度法（如铬天青S分光光度法测铝、丁二酮肟分光光度法测镍等）、滴定法（如可视滴定或电位滴定法测铬）、重量法（如二安替比林甲烷磷钼酸重量法测磷）、X-射线荧光光谱法（GB/T 223.79）、火花放电原子发射光谱法（GB/T 4336）等。
1. 拉伸试验：室温拉伸按GB/T 228.1执行，高温拉伸按GB/T 228.2执行，测定屈服强度、抗拉强度、断后伸长率等；
2. 冲击试验：按GB/T 229执行夏比摆锤冲击试验，评估冲击韧性；
3. 弯曲试验：按GB/T 232执行，检验钢材的弯曲塑性，明确操作方法和评估标准；
4. 取样要求：按GB/T 2975规定的取样位置和试样制备方法执行。
包括燃烧性能试验、耐火性能试验、抗热震试验等，模拟高温环境，测定钢材的抗氧化能力、蠕变强度、热稳定性等关键指标。
主要采用实验室加速腐蚀试验和电化学阻抗谱（EIS）测试，快速评估钢材在自然环境中的耐腐蚀能力。
分为出厂检验和型式检验：
- 出厂检验：每批钢材需进行化学成分、力学性能、尺寸外形、表面质量等项目检验，合格后方可出厂；
- 型式检验：当原料、工艺、设备等发生重大变化，或标准要求的型式检验周期到期时，需进行全面性能检验。
钢材按批进行检验，每批由同一牌号、同一炉号、同一规格、同一交货状态的钢材组成，批量大小由供需双方协商确定，但需符合标准相关规定。
1. 单项判定：各项试验结果均符合标准要求时，该项目判定合格；若有不合格项，允许按标准规定进行复验，复验结果仍不合格则该批产品不合格；
2. 综合判定：所有检验项目均合格的批次，判定为合格产品；任一项目不合格且复验未通过的批次，判定为不合格产品；
3. 数值修约：按GB/T 8170《数值修约规则与极限数值的表示和判定》执行。
1. 包装材料：应选用符合标准的包装材料，防止运输和储存过程中钢材受到摩擦、撞击损伤，保持表面光洁度；
2. 包装方式：钢板和钢带按GB/T 247执行，型钢按GB/T 2101执行，特殊包装要求由供需双方协商确定。
产品标志应清晰、牢固，包含以下核心信息：标准编号、牌号、规格、炉号、交货状态、生产厂家、重量或件数等，便于追溯和识别。
供方应在交货时提供质量证明书，明确记载以下内容：
- 供需双方名称、合同号；
- 产品牌号、规格、数量、炉号、交货状态；
- 化学成分、力学性能、耐候性能、耐火性能等检验结果；
- 超声检测结果（若有）；
- 检验日期、检验员签字、生产厂家公章。
本标准引用了多项基础和专项标准，核心包括：
- 化学成分相关：GB/T 222、GB/T 223系列（共18项）；
- 力学性能相关：GB/T 228.1、GB/T 228.2、GB/T 229、GB/T 232；
- 尺寸包装相关：GB/T 706、GB/T 709、GB/T 247、GB/T 2101；
- 检测方法相关：GB/T 2970、GB/T 2975、GB/T 4336、GB/T 8170；
- 其他：GB/T 5313、YB/T 4427、YB/T 4811等。
本标准是我国首部针对“耐火+耐候”双性能结构钢的专项标准，相比单一耐火钢标准，增加了耐大气腐蚀性能要求；相比单一耐候钢标准，强化了高温下的力学性能和稳定性要求，填补了传统单一性能标准的应用空白。
1. 建筑结构：高层建筑、大跨度场馆、工业厂房、桥梁等，尤其适用于对防火、抗腐蚀有双重要求的关键结构；
2. 交通运输领域：铁路桥梁、公路护栏、港口设备、集装箱等户外或高温风险场景；
3. 机械制造：废气处理设备、高温工况机械部件、户外作业机械等；
4. 其他：电力设施、化工设备框架、海洋平台附属结构等。
1. 原料控制：严格筛选合金原料，确保铜、铬等关键元素含量稳定；
2. 工艺优化：采用自动化炼钢技术提升钢水纯净度，合理控制轧制温度（避免过高或过低），优化轧钢工艺实现热送热装，减少能源消耗；
3. 节能减排：遵循标准对废气、废水、固体废弃物排放的严格限制，采用炼铁工艺节能减排技术。
1. 存放环境：应储存在干燥、通风的场地，避免潮湿、酸碱环境侵蚀，控制存放环境湿度和温度；
2. 施工注意：焊接时需考虑低碳含量特性，选用匹配的焊接材料和工艺；高温工况下使用时，需配合耐火涂料等辅助防护（若有要求）；
3. 维护管理：定期检查钢材表面腐蚀情况，及时处理局部锈蚀，延长使用寿命。
1. 专利提示：本标准部分内容可能涉及专利，发布机构不承担专利识别责任，供需双方需自行协商专利相关事宜；
2. 合同约定：对于牌号、交货状态、超声检测级别、包装方式等可选要求，需在合同中明确约定，避免争议；
3. 质量追溯：需妥善保管质量证明书，便于后续质量追溯和问题排查；
4. 更新适配：引用标准若有修订版本（无日期引用文件），需按最新版本执行，确保合规性。
1. 性能升级：向更高强度（如Q690及以上级别）、更优韧性、更强耐蚀耐火性能方向发展；
2. 新材料研发：开发新型合金体系，进一步降低碳含量，提升焊接性能和环境适应性；
3. 成本优化：通过工艺改进和原料配比优化，降低生产成本，扩大应用范围；
4. 绿色化发展：强化节能减排工艺，提升钢材回收利用率，助力“双碳”目标实现。