不锈钢在建筑围护系统及结构中应用
浅谈金属屋面系统的建筑与结构要求
金属屋面系统是以具有自保性防腐能力、轻质、高强、耐久的钛锌、铜、钛、镀铝锌彩 板等金属薄板及铝合金、不锈钢薄板作为面板，配以保温、隔热吸声以及防止等材料，组装 的建筑屋面系统。近二十年，由于其质轻，美观及施工速度快等优点，在我国建筑工程中得 到了广泛的应用，越来越多的非金属建筑物也会采用金属屋面系统。
浅谈金属屋面系统的建筑与结构要求
毛芬 唐建伟 （广东百安力轻钢结构产品有限公司，珠海，519000）
摘要：金属屋面系统在我国建筑中成为了一种主导性的屋面系统，而因在的设计、施 工、验收和质量控制等环节中对性能考虑不周或缺乏理解，在建筑金属围护系统应用过程中 出现了很多功能缺陷问题，因此，在设计阶段，明确出金属屋面建筑与结构应重点考虑安全 性、功能、建筑外观以及可持续性发展等方面的要求对于应用安全有深远的意义。 关键字：金属屋面系统 要求 功能缺陷 明确 深远
冷弯薄壁型钢结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。按承载能力极 限状态设计冷弯薄壁型钢结构，应考虑荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应的偶 然组合，采用荷载设计值和强度设计值进行分析计算。荷载设计值等于荷载标准值乘以荷载 分项系数；强度设计值等于材料强度标准值除以抗力分项系数；按正常使用极限状态设计冷 弯薄壁型钢结构，应考虑荷载效应的标准组合，采用荷载标准值和变形限值进行计算。计算 结构构件和连接时，荷载、荷载分项系数、荷载效应组合和荷载组合值系数的取值，应符合 现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 （GB50018-2002）的规定。港澳地区应按当地设计规范的荷载、荷载分项系数、荷载效应组 合和荷载组合值系数的取值。 3.2 附属装置
2 建筑性能
在建筑设计中主要考虑的性能：可持续性，耐久性，防火性能，防雷设计，声学性能，
国内MARKⅢ围护系统主要材料
国内MARK Ⅲ围护系统主要材料（扬州中远海运重工有限公司，江苏扬州 225200）摘要：针对国内MARKIII薄膜舱围护系统主要材料及工装具的采购问题，其采购形式及周期对于围护系统的建造有直接的影响，结合当前国内MARKIII围护系统材料的发展情况，提出建立一个可靠的采购方案。
此方案是根据围护系统的技术特点及国内相关材料的配套情况，选用不同的供货形式进行材料的配送，以满足建造需求，而对于工装具的采购，应在充分消化国外产品的情况下，进行国产化，同时选用合适的工装具配套方式，可满足围护系统建造快速响应及高品质的需求。
经调研，此采购方案对于MAKRIII围护系统的建造有缩短周期和节约成本的成效，因此，建立一套确实可行的采购方案对于建造企业有重要的意义。
关键词：MARKⅢ；围护系统[1]；LNG；配套。
0引言液化天然气船是液化天然气海上运输的主要工具，货物围护系统是其核心部分。
目前国内完全掌握MARKIII型薄膜舱围护系统建造技术的屈指可数，随着LNG船舶市场及大型陆上储罐的发展，其中关键的材料供应也得到了一定的发展，这为后续国内MARKIII薄膜舱[2]的建造提供了非常有利的条件，围护系统的主要材料中，绝缘板材相关构件、波纹板、玻璃棉等在国内已有企业获得GTT的认证，在引进国外成熟的建造工装具的情况下，经过一定阶段的使用消化，再转化为国产，成为MARKIII围护系统建造的成熟配套，因此结合MARKIII围护系统技术特点及建造的实际情况，对主要材料及工装具的采购方案进行研究，能顺利推进围护系统的建造工作并节约成本。
1目前国内MARKIII围护系统主要材料及工装具的供应情况分析MARKIII围护系统建造材料及工装具的使用有其独特性，所有材料均须经过GTT的认证，而用于建造的工装具也需经过严格的检验方可上船使用。
围护系统的主要材料有IP绝缘板、波纹板及角件、玻璃棉、树脂胶、PU胶水以及其他小件材料，其中绝缘板、不锈钢波纹板、玻璃棉已实现国产并获得GTT的认可，剩余其他材料大部分仍需从韩国进口。
装配式建筑施工中的围护结构构造与防护
装配式建筑施工中的围护结构构造与防护随着现代建筑技术的发展，装配式建筑在市场中越来越受到关注。
其快速、高效、环保的特点使得装配式建筑成为未来发展的重要方向。
而在装配式建筑施工过程中，围护结构的构造和防护是至关重要的步骤。
本文将详细探讨围护结构的构造及防护措施，以期对装配式建筑施工有所帮助。
一、围护结构构造1. 框架结构框架结构是最常见的装配式建筑围护结构之一。
它由柱、梁和立面墙组成，通常使用钢材或预制混凝土作为主要承载元素。
在围护结构中，框架结构不仅具备良好的承载能力，还能满足设计者对外观和空间布局的要求。
2. 幕墙系统幕墙系统是一种半独立于主体建筑的外包层，在装配式建筑中广泛应用。
幕墙系统通常由铝合金、不锈钢、玻璃和隔热材料构成，其设计灵活多变，可以实现各种外观效果。
3. 外墙保温系统为了提高装配式建筑的节能性能，外墙保温系统成为必不可少的围护结构。
常见的外墙保温材料包括聚苯板、岩棉板和聚氨酯发泡板等。
在施工过程中，需要注意保温层的密封性和耐久性，以确保其长期有效。
4. 屋面系统在装配式建筑中，屋面系统既要满足排水防水要求，也要具备良好的隔热性能。
常用的屋面覆盖材料有金属板、防水卷材和通风隔热层。
同时，在屋面系统中还需考虑适当设置消防安全设备，以应对潜在火灾风险。
二、围护结构防护1. 抗风设计装配式建筑由于其轻质化特点，在遇到强风天气时较易受到影响。
因此，在围护结构设计中需要考虑强度和刚度等因素，并采取相应的抗风措施。
例如增加幕墙连接的刚性、设置合理的钢结构支撑等。
2. 防火安全装配式建筑施工中，防火安全是至关重要的一个方面。
应选择符合防火规范的围护结构材料，并在施工中加强防火隔离带。
此外，还需设置合适的消防系统和灭火设备，以保障人员及财产的安全。
3. 抗震设计装配式建筑由于其轻量化特性，在发生地震时容易受到影响。
因此，在围护结构设计中需要考虑其整体稳定性和抗震能力。
采用加强型框架结构、增加剪力墙、使用高抗震度连接件等技术手段可以提高装配式建筑的抗震能力。
建筑金属围护结构设计概述
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二、作用与功能
1、 1 围护系统起到了构成及分割建筑空间 抵御环境不利影 围护系统起到了构成及分割建筑空间,抵御环境不利影 响的构件(也包括某些配件或子系统)。根据在建筑物中的位 置,围护系统分为外围护系统和内围护系统。外围护系统包 括外墙、屋顶、侧窗、顶窗、采光带、通风排烟气楼、外门、 幕墙等，用以抵御风雨、温度变化、太阳辐射、大气尘埃等， 应 有保 应具有保温、隔热、隔声、防水、防潮、耐火、耐久等性能。 热 声 防水 防潮 耐火 耐久等性能 内围护系统如隔墙、楼板和内门窗等，起分隔室内空间作用， 应具有隔声 隔视线以及某些特殊要求的性能 应具有隔声、隔视线以及某些特殊要求的性能。
Page 25
（续上）
2.10 2 10 2.11 2 12 2.12 2.13 2 14 2.14 建筑防雷系统 建筑排水系统 建筑融雪除冰系统 建筑维护清洗系统 建筑其他附加系统
见下图展示（除基本构造外）
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（屋面无动力通风器）
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（屋面电动通风器）
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二、隔热
1、 1 围护系统在夏季应具有抵抗室外热作用的能力 在太阳 围护系统在夏季应具有抵抗室外热作用的能力。在太阳 辐射热和室外高温作用下，围护系统内表面如能保持适应生 活需要的温度,则表明隔热性能良好;反之，则表明隔热性能 不良。提高围护系统隔热性能的措施有：设隔热层，加大热 阻；采用通风构造；外表面采用对太阳辐射热反射率高的材 料等。 料等
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六、耐久
1、 1 围护系统在长期使用和正常维修条件下 仍能保持所要 围护系统在长期使用和正常维修条件下，仍能保持所要 求的使用质量的性能。影响围护系统耐久性的因素有：冻融 作用、盐类结晶作用、雨水冲淋和受潮、老化、大气污染、 化学腐蚀、生物侵袭、磨损和撞击等。不同材料的围护系统 受这些因素影响的程度是不同的。例如粘土砖墙耐久性容易 受到冻融作 受到冻融作用、环境湿度变化、盐类结晶作用、酸碱腐蚀等 境 度变化 类结 作 酸碱腐蚀等 的影响；混凝土或钢筋混凝土类围护系统则有较强的抵抗不 利影响的能力 为了提高耐久性 对于木围护系统 主要应 利影响的能力。为了提高耐久性，对于木围护系统，主要应 防止干湿交替和生物侵袭；对于钢板或铝合金板，主要应作 表面保护和合理的构造处理，防止化学腐蚀；对于沥青、橡 胶、塑料等有机材料制作的外围护系统或配件，在阳光、风 雨、冷热、氧气等的长期作用下会老化变质，可设置保护层。
轻钢结构围护系统的设计与施工
近年来,轻型钢结构因其用钢量少,设计安装时间短、工业化生产程度高,在厂房、小型展厅、办公楼中被广泛应用。
由此推动了钢结构围护系统由单一化向多样化发展,进而引发了设计新思路、施工新方法的变革。
轻型钢结构的围护系统主要包括墙面系统、屋面系统、采光带、包边及泛水、天沟和保温棉等。
围护系统是轻钢结构最主要的组成部分之一,决定建筑外观的观赏度、建筑的防水与保温效果。
01屋面及墙面系统的设计与施工1.1 彩板围护系统的分类彩板围护按构成方式分为:单层板、EPS夹芯板、BHP彩钢板、GRC墙板、聚氨脂夹芯板、玻璃丝棉现场复合夹芯板、岩棉夹心板。
按施工方式分为:成品复合板、现场复合板。
现场复合板联接方式分为:搭接板、咬合板、暗扣板。
按材质分为:镀锌彩钢板、钛金板、镀铝锌彩钢板、铝合金板压型板、不锈钢板压型板、铜板。
1.2 设计注意事项现场复合板由于其加工成本低及施工技术较为成熟,因此在轻钢结构中广泛应用。
屋面彩板多彩用0.376t和0.5t厚的镀锌烤漆彩板。
屋面坡度影响屋面雨水的排放,在设计时屋面坡度宜取1/8-1/20,在雨水较多的地区宜取其中的较大值(详见CECS102:98),此外屋面坡度与所用的屋面板型有关,一般的外露钉式板使用的坡度要求较大,隐藏式的要求较小。
大跨度钢结构屋面板宜采用暗扣式彩钢板。
在大量的工程应用中,暗扣式彩钢板显示出以下优势:(1)避免温差引起的屋面板变形过大,自攻螺钉被剪断。
(2)在多雨地区,台风区外露自攻螺钉在温度变形,风荷载的振动,橡胶垫的老化时,非常容易造成板的锈蚀和漏水,采用暗扣式采钢板则可避免上述状况。
对于单坡长度大于60米的屋面则需要加工成两块板,形成板间伸缩缝,用得泰盖片连接,得泰盖片可与彩板之间相互滑动,可解决温度变形问题。
1.3 施工注意事项在施工中,对于大跨度的屋面,彩板需整块的成型板,因吊车吊装板容易造成板材变形,故安装时一般不使用吊车,多彩取卷扬机半斜式吊装。
建筑工程中不锈钢结构设计要点
建筑工程中不锈钢结构设计要点摘要：不锈钢结构既有普通钢结构自重轻、跨度大、施工速度快的优点，又在耐腐蚀性上具有天然的优势，在建筑工程中已经得到了一定的应用。
随着经济和生活水平的提高，不锈钢结构将具有更加广阔的应用前景。
由于不锈钢材料的特殊性，不锈钢结构具有区别于其他结构的特点，在设计时应注意把握。
不锈钢材的种类众多，在设计的前期阶段应根据工程的实际情况正确选择适当的不锈钢牌号，才能进一步开展设计工作。
不锈钢的材料非线性是影响不锈钢结构稳定性的重要因素，应特别重视不锈钢结构的稳定分析。
关键词：建筑工程；不锈钢结构；设计1不锈钢材料在建筑工程中的应用现状1.1不锈钢围护结构在建筑工程领域，不锈钢首先被应用于建筑的围护结构中。
围护结构处在建筑的外围，与外界环境直接接触，在围护结构中运用不锈钢材料最能发挥其抗腐蚀的特性。
但不锈钢围护结构的优点不止在于抗腐蚀性，可总结为三个方面：①不锈钢材料的美学特性。
不锈钢材料的表面可进行高度的抛光处理，金属光泽相当美观。
如果是选用不锈钢板材作为建筑外立面的装饰，能达到镜子般的反射效果[2]。
镜面不锈钢的运用成为建筑师消隐结构构件、使建筑与周边自然环境融为一体的巧妙手法，也是建筑师模糊空间尺度的视觉手段。
②不锈钢具有高强度的特点。
不锈钢具有和普通钢材相近的材料强度，这意味着围护结构能更好地承受自重，也意味着围护结构能尽量做得轻薄，从而降低建筑工程整体的自重。
穿孔不锈钢板的应用正是利用了不锈钢材料强度高的特性。
此外，结构的轻薄也有利于工程的经济性，因为能尽可能地节约材料用量。
③不锈钢有抗腐蚀性强的特点，使得建筑更易于维护，降低建筑全寿命周期中的维护成本。
另一方面，不易腐蚀的不锈钢的使用寿命相比普通碳素钢材更长，使得建筑的使用寿命更长，更符合低碳建筑的要求。
在当前“碳达峰”、“碳中和”被提出的背景下，不锈钢更是面向未来的建筑材料。
国内外建筑师运用不锈钢作为建筑外围装饰的成功案例包括日本的直岛车站和上海的巴士一汽改造项目。
金属屋面围护系统双层防水设计及其应用
中国建筑防水China Building Waterproofing 2021年第1期1月2021 No.1JanuaryD01:10.15901/ki.1007-497x.2021.01.005金属屋面围护系统双层防水设计及其应用罗新生，刘宝辉（森特士兴集团股份有限公司，北京100176）摘要：大型公共建筑设计实践中，屋面防水的构造设计也在逐步优化。
本文以成都天府国际机场金属屋面设计研究方案为例，阐述大型公共建筑金属屋面工程一种刚柔结合、双层双道防水的金属屋面设计思路，为金属屋面系统防水构造的进一步优化提供一种参考。
关键词:航站楼;金属屋面系统;TP0防水卷材;铝镁锰合金屋面板;双层防水；防排结合文章编号:1007-497X （2021）-01-0019-03 中图分类号:TU231；TU57°3；TU761.1+1 文献标志码:BDouble-layer Waterproofing Design and Application forMetal Roof Enclosure SystemLuo Xinsheng,Liu Baohui(Center International Group Co., Ltd., Beijing 100176, China )Abstract ： Among the large -scale public building design practices, the structural design of roof waterproofing undergoes aprogressive optimization. This article, taking the metal roof design plan of Chengdu Tianfu International Airport as an example,introduces a kind of rigid and fle;ible double -layer waterproofing design idea for the metal roof of large -scale publicbuildings. This can be reference for further optimization of waterproofing structure of metal roof system.Key words ： terminal; metal roof system; TP0 waterproofing membrane; Al -Mg -Mn alloy roof panel; double -layerwaterproofing; combination of waterproofing and drainage1项目简介成都天府国际机场新建T1、T2两个航站楼。
重大建筑钢结构工程用钢概况
重大建筑钢结构工程用钢概况
1.高强度结构钢：高强度结构钢通常由碳素钢和合金钢组成，具有较
高的屈服强度和抗拉强度，能够在大跨度和高层建筑中承受较大的荷载。
常见的高强度结构钢包括Q345、Q420、Q460等。
2.不锈钢：不锈钢具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性能，适用于处于潮湿、酸碱等恶劣环境条件下的建筑工程。
常见的不锈钢包括304、316等。
3.耐候钢：耐候钢具有良好的抗大气腐蚀性能，能够在自然环境中长
时间使用而不发生严重的腐蚀。
常见的耐候钢有Q345GNHL、Q450NQR1等。
4.桥梁用钢：桥梁用钢是指专门用于建造桥梁的钢材，通常需要具备
较高的抗震、抗风等性能。
常见的桥梁用钢有Q345qD、Q370qD等。
5.钢管：钢管广泛应用于重大建筑钢结构工程中的排水、输送介质等
方面。
常见的钢管包括螺旋焊接钢管、直缝焊接钢管、无缝钢管等。
6.特种钢：特种钢适用于重大工程中的特殊场合，如核电站、航天设
施等。
这些特种钢通常需要具有较高的强度、韧性和抗腐蚀性能，常见的
特种钢包括钛合金、镍合金等。
除了以上介绍的钢材，还有许多其他的钢材也适用于重大建筑钢结构
工程，例如低合金高强度钢、弹性合金等。
重大建筑钢结构工程用钢在工
程建设中起到了重要的支撑作用，能够保证建筑物的安全和稳定。
随着科
学技术的不断进步，未来将会出现更多性能优越的钢材，为重大建筑钢结
构工程提供更好的素材。
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耐久性建筑与不锈钢
不锈钢建筑材料
高耐久性
优异的耐腐蚀性能，较高的强 度，50-100年服役寿命
经济节约
使用寿命长，安装简单、不 需要维护，寿命周期成本低
环境友好
100% 可回收, 无有害气体排 放，屋面金属流失率低
克莱斯勒大厦, 1930 屋面材料: 304
Stainless Steel
time (year)
耐久性建筑与不锈钢材料
不锈钢建材— 低寿命周期成本
• 碳钢每5-10年需进行维护 • 涂层不锈钢每15-15年 进行
维护 • 不锈钢每30-50年进行维护
: “ &” 2010
耐久性建筑与不锈钢材料
不锈钢建材—环 境 友 好
➢几乎100%再回收 ➢无有毒气体排放 ➢屋面金属流失率低 ➢降低能耗和城市热岛效应
不锈钢在建筑围护系统及结构中应用
内容
• 耐久性建筑与不锈钢 • 建筑用不锈钢选材,设计和维护 • 建筑维护系统应用举例 • 不锈钢结构件用途
耐久性建筑与不锈钢
耐久性建筑要求
• 长寿命设计 • 节省材料, 减少废物 • 避免服役过程中更换材料 • 回收和再利用率高 • 减少废物堆放 • 保护资源与环境 • 能源和水资源消耗最低化 • 有害物质排放最低化，减少对周围环境
建筑用不锈钢选材,设计和维护
金属
304/316 2205 碳钢 400 铜 3003
热膨胀 ºC x 10-
6 16.9 13 12 13.9 16.9 23.2
热导率 ()
0.16 0.23 0.54 0.26 3.86 2.04
建筑用不锈钢选材,设计和维护
影响不锈钢腐蚀的因素
• 污染 • 酸雨 • 二氧化硫气体及颗粒 • 暴露于海边或除冰盐环境 • 天气条件 • 维护 • 设计规范 • 缝隙 • 表面 • 表面粗糙度和应用方法 • 存放、施工和清洁
25 20 15 10
5 0
0.001
Ra 0.5 微米
0.01
0.1
1
表面粗糙度Ra，微米
10 香港会展中心 316 不锈钢 扶手，粗糙表面受海水溅射
建筑用不锈钢选材,设计和维护
获得均匀一致的外观
• 使用同一个供应商提供的同 一个钢卷或同一批次的钢卷
• 标记轧制方向，并标注序号 • 按同一轧制方向进行安装 • 按顺序号逐张安装 • 不这样做的后果是出现色差
(320#)
冷轧退火酸洗后，用320＃粒度研磨抛光至连续纹路， 研磨条纹呈直线状。
冷轧光亮退火，获得高光泽度表面
. 4 表面
建筑用不锈钢选材,设计和维护
发纹表面
建筑用不锈钢选材,设计和维护
研磨方法影响耐蚀性能
最佳耐蚀性 油磨 砂带 定期更换砂带 表面粗糙度小于 0.3 μm 最差耐蚀性 氧化铝干磨 砂带未更换 表面粗糙度大 表面擦划伤
建筑用不锈钢选材,设计和维护
不锈钢表面状态
表面加工代号
描
述
.2D
冷轧后，经退火酸洗，具有光滑表面，光泽度低。
.2
冷轧后，经退火酸洗，再经毛面辊轻度冷轧，表面具有 低光泽
.2B
冷轧后，经退火酸洗，再经光辊轻度冷轧，表面具有适 当光泽。
.4(320#) 冷轧退火酸洗后，研磨加工至320＃,研磨条纹呈短线状。
耐久性建筑与不锈钢材料
不锈钢建材—高耐久性
材料
316 304 430 3003
软碳钢
苛刻海 洋气候
**
0.0003
苛刻海 洋气候
*
0.0001
海洋气 候**
0.00003
农村* 0.00003
0.0004 0.0001 0.00008 0.00003
0.002 0.0006 0.0004 0.00003
建筑用不锈钢选材,设计和维护
不锈钢无需维护 因素: 盐 (氯化物), 二氧化硫, 悬浮物
Photos courtesy of TMR Consulting
430
304
316
选择304、443不锈钢
• 农村/郊区 • 低、中等程度污染
选择316、341465不锈钢
• 污染 • 城区，中高度污染 • 低、中度工业 污染 • 沿海和除冰盐 • 低、中度暴露
和纹（振纹表面） 不锈钢刷 或非金属研磨片 原料 8K或 细小、杂乱纹路 标样
碳钢 板带 型钢
不锈钢 锌板 铜 电线 铝 带材 挤压件 铸件
回收率 再利用率
25-35 **
70
≤95 **
97
60 - 90**
92
23 **
33
0*
>90
0*
70
*
70
≤100 *
70
材料
镀锌板或锌板 铜 304
不锈钢
屋000
:0.3-0.4 :0.25-0.3
建筑用不锈钢选材,设计和维护
建筑用不锈钢选材,设计和维护
高耐蚀不锈钢应用场合
• 工业污染 • 高二氧化硫浓度 • 高浓度悬浮颗粒 • 沿海和除冰盐 • 盐水溅射和浸泡 • 未清洗冲刷部位 • 除冰盐沉积
建筑用不锈钢选材,设计和维护
不锈钢表面粗糙度至关重要
腐蚀速率
Photo courtesy of the Nickel Institute
0.019 0.005 0.005 0.00028
0.025 0.04 0.009 0.00559
0.111
0.023 0.0033
0.810 2.190
1.15 0.846
0.212 0.371
0.0229 0.0432
腐蚀速率 , 来源： 讲座
Cost
Steel (hot-dip galvanized) Stainless Steel (colored)
304 盐雾试验
. 2D 表面 低反射率, 均匀一致的灰色 屋面用2D表面采用毛化辊轧制
建筑用不锈钢选材,设计和维护
. 2B 表面； 与2D相比，表面粗糙度更小，较高的光亮度 外观差异较大
光亮退火 () 抛光 高表面光泽度, 镜面 不明显的抛光条纹 微小划痕经过抛光可去除
建筑用不锈钢选材,设计和维护
耐久性建筑与不锈钢材料
不锈钢建材用途
➢ 建筑围护系统：屋面、幕墙 ➢ 建筑结构：结构杆件 ➢ 市政公共设施吊顶、内墙、扶手、门厅 ➢ 家居厨卫内装饰 ➢ 电梯门、轿厢
建筑用不锈钢材料
• 奥氏体 • 300系列 (304, 316) • 可冷作硬化, 易于成形和弯曲 • 无磁性 • 铁素体 • 400系列 （430、443，445，447) • 有磁性 • 双相 • 奥氏体/铁素体 (2205) • 更耐蚀 • 高强度 • 有磁性