在日本能夠生產耐候鋼的1960年（昭和35年）后的數年間，受到的一次最大的沖擊是在美國建筑物上的裸露使用。號稱第一號的John Deere & Company公司大樓于1958年（昭和33年）動工，于1963年（昭和38年）竣工。這個大樓由于位置的關系雖然有名而實際見過的人不多，可是相繼建成的 Chicago Civic Cen-ter[1965年（昭和40年）竣工］位于Chicago的中心街，由于31層規模很宏大，很多日本人見過。不僅在壁面板和柱型上，而且在強度構件上正式地裸露使用了耐候鋼。作者于1969年（昭和44年）從Boston至San Diego時，途中順便到過Chicago再次參觀了這個大樓，在出差報告書中做了如下的記述：
“．．···與(yu)4年(nian)前見過(guo)時(shi)相比它更加美麗(li)，這對耐候鋼(gang)的(de)裸露使用(yong)(yong)的(de)自信和信任形成(cheng)了強有力的(de)基礎。雖然耐候鋼(gang)在日(ri)本(ben)作為強度材料還沒有裸露使用(yong)(yong)，可是我(wo)想那個時(shi)代必(bi)將來臨。因(yin)此，我(wo)認(ren)為不僅暴曬試驗，而(er)且包括(kuo)結構因(yin)素在內的(de)實用(yong)(yong)數據(ju)不可缺少，未(wei)來在日(ri)本(ben)第一(yi)個使用(yong)(yong)耐候鋼(gang)的(de)結構物成(cheng)功與(yu)否(fou)對以后的(de)發展有很大影響。
在(zai)初(chu)期采用(yong)(yong)了(le)裸露耐候(hou)鋼(gang)的(de)建筑(zhu)物中，人所共知的(de)是鐮倉(cang)近代(dai)美術(shu)館(guan)(guan)（1966年（昭和(he)41年），用(yong)(yong)于鋼(gang)骨、屋頂、窗框）、東京茅(mao)場町(ding)的(de)鐵鋼(gang)會(hui)館(guan)(guan)（1966年（昭和(he)41年），用(yong)(yong)于欄桿、部(bu)分外裝面板(ban)、屋上周圍的(de)防(fang)護(hu)面板(ban)）、川崎市(shi)的(de)NKK京濱(bin)大(da)廈(sha)(1968年（昭和(he)43年），用(yong)(yong)于屋上的(de)頂屋、大(da)廈(sha)的(de)外裝面板(ban)）等。其他主要(yao)的(de)建筑(zhu)物示于表(biao)2-4。
這些(xie)耐(nai)候鋼(gang)的(de)穩定銹(xiu)(xiu)層(ceng)形(xing)成(cheng)過程不像在美國那樣順(shun)利。妨礙耐(nai)候鋼(gang)穩定銹(xiu)(xiu)層(ceng)形(xing)成(cheng)的(de)環境因(yin)子包括大氣中(zhong)所含過量的(de)鹽離子及亞硫酸氣體。即使它們在大氣中(zhong)的(de)濃度相同，像大氣暴曬(shai)試片上(shang)被雨水沖洗(xi)的(de)場合，因(yin)附(fu)著量減少(shao)能降低它的(de)作用，可是在實際的(de)建筑(zhu)物上(shang)除了(le)屋(wu)頂以外，雨的(de)洗(xi)凈效果(guo)受到限制。
其結果是，一旦海鹽(yan)粒子或(huo)SO2(被氧化后變(bian)成硫酸起作用）表面附著(zhu)量過(guo)多時，不僅(jin)產生(sheng)銹層剝離(li)，增大腐蝕，而且使外觀變(bian)壞。
圖2-8 示出了大氣(qi)中(zhong)的SOx濃(nong)(nong)度(du)隨時(shi)間變化的測定(ding)情況。在都市或工業地區(qu)，20世紀60年(nian)代（昭和40年(nian)代）中(zhong)期的SO,濃(nong)(nong)度(du)是(shi)現在的數倍以(yi)上(shang)，對耐候鋼形成穩定(ding)銹層來說還不是(shi)太好的環(huan)境。
以(yi)NKK京濱大(da)(da)樓為(wei)例，耐候(hou)鋼(gang)是作為(wei)外部(bu)凹面縱向使用(yong)的(de)(de)槽形(xing)構件(jian)，它寬800mm,高200mm,可是由于處于工(gong)業地區，大(da)(da)氣中SO含(han)量多，降(jiang)雨時受風向的(de)(de)影響被(bei)雨沖洗(xi)的(de)(de)部(bu)分(fen)僅限于東南(nan)西北的(de)(de)一個(ge)方(fang)向，而(er)(er)且(qie)比外面凹下200mm,所以(yi)即(ji)使在(zai)被(bei)雨淋的(de)(de)方(fang)向上也不(bu)可能全(quan)部(bu)被(bei)沖洗(xi)。建(jian)成初期，銹的(de)(de)脫落顯著(zhu)(zhu)，在(zai)降(jiang)雨之后，雨中析出(chu)的(de)(de)硫酸鐵帶(dai)有(you)白色(se)污(wu)垢。該大(da)(da)樓的(de)(de)耐候(hou)鋼(gang)使用(yong)10年左右(you)，隨著(zhu)(zhu)時間(jian)增(zeng)(zeng)長(chang)，銹層也增(zeng)(zeng)厚，以(yi)及因環境(jing)的(de)(de)改善(shan)而(er)(er)降(jiang)低(di)了SOx濃(nong)度，使銹層穩定化(hua)，成為(wei)相(xiang)當良(liang)好的(de)(de)狀態(tai)。25年后的(de)(de)今天，銹已經呈(cheng)現(xian)出(chu)良(liang)好的(de)(de)穩定化(hua)外觀。
如果(guo)從20世紀60年(nian)代至70年(nian)代后(hou)期(qi)（昭和40年(nian)代到(dao)50年(nian)代初期(qi)）日(ri)本的耐候鋼在(zai)(zai)建筑物上的裸露使(shi)用情況看，銹穩定化并不像美國那(nei)樣順(shun)利，相當一般。其原因是(shi)比較(jiao)靠近海(hai)受(shou)海(hai)鹽粒子的影響，當時在(zai)(zai)城(cheng)市(shi)、工業(ye)地區SOx濃度高、潮濕等(deng)，可是(shi)真(zhen)正的理(li)由并不清楚。最引起(qi)關注的SO4濃度在(zai)(zai)美國有的地區也很高，雖然已經看到(dao)了硫酸鐵(tie)的污垢，但(dan)是(shi)沒有成為很大的問題。
作為其他理由，雖(sui)然還可(ke)(ke)以舉出日(ri)(ri)本國土狹小、人和建(jian)筑物的距離(li)近，而且日(ri)(ri)本國民對美觀或(huo)彩色(se)有敏感(gan)性，可(ke)(ke)是(shi)即使到美國Chicago Civic Centen 大樓跟(gen)前去看耐候鋼的裸露使用也具有非常良好的狀態。
如(ru)果歸納主要問題(ti)有(you)如(ru)下幾點：（1)初(chu)期(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)淺(qian)紅銹的(de)(de)(de)(de)(de)生成(cheng)；（2)由于方向、位置(zhi)而引起的(de)(de)(de)(de)(de)初(chu)期(qi)銹的(de)(de)(de)(de)(de)色斑；（3)條件(jian)壞的(de)(de)(de)(de)(de)場合下銹的(de)(de)(de)(de)(de)局(ju)部剝離(li)；（4)銹飛散時(shi)對周圍環(huan)境(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)影響；（5)流經(jing)表面含有(you)鐵離(li)子的(de)(de)(de)(de)(de)雨水所(suo)引起的(de)(de)(de)(de)(de)對混(hun)凝土等(deng)周圍多孔(kong)物(wu)質的(de)(de)(de)(de)(de)紅色污染。以(yi)上幾點主要是外(wai)觀(guan)上的(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)。如(ru)果銹的(de)(de)(de)(de)(de)穩定化(hua)(hua)速度慢，則在這期(qi)間的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕大，而且材料的(de)(de)(de)(de)(de)減厚也快，絕對值只要能(neng)達到(dao)穩定化(hua)(hua)就沒有(you)大問題(ti)，并且它(ta)很少作為(wei)結(jie)構物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)強度材料使用，所(suo)以(yi)能(neng)否達到(dao)銹的(de)(de)(de)(de)(de)穩定化(hua)(hua)，初(chu)期(qi)外(wai)觀(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)惡化(hua)(hua)到(dao)什么程度，成(cheng)為(wei)人們主要關心的(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)。
為了避(bi)免耐候鋼(gang)初(chu)期(qi)的(de)外觀不(bu)良，或(huo)者在(zai)一定(ding)程度上減少銹穩定(ding)化之(zhi)前的(de)腐(fu)蝕(shi)，開(kai)發了所謂的(de)促進銹穩定(ding)化的(de)表面處(chu)理(li)法。這種處(chu)理(li)法不(bu)是(shi)為了使腐(fu)蝕(shi)的(de)進行(xing)停(ting)止，而是(shi)在(zai)一定(ding)程度上減緩腐(fu)蝕(shi)進行(xing)的(de)同(tong)時(shi)，增(zeng)加(jia)由腐(fu)蝕(shi)生(sheng)成(cheng)的(de)鐵離子或(huo)銹停(ting)留在(zai)鋼(gang)表面上的(de)比率，幫助(zhu)形成(cheng)銹層，減輕對周(zhou)圍污損的(de)方法。
這種表面處(chu)理(li)一時被稱為(wei)“銹(xiu)(xiu)穩(wen)定化(hua)(hua)促(cu)進(jin)處(chu)理(li)”。而(er)且(qie)因(yin)為(wei)銹(xiu)(xiu)層(ceng)達(da)到(dao)(dao)穩(wen)定化(hua)(hua)以前的(de)時間比裸(luo)鋼(gang)長所以決不(bu)能(neng)被稱為(wei)“促(cu)進(jin)”。因(yin)而(er)，現在固定下來(lai)的(de)“銹(xiu)(xiu)穩(wen)定化(hua)(hua)處(chu)理(li)”是合適的(de)名稱。但是，表面處(chu)理(li)覆膜隨著時間而(er)發生(sheng)劣化(hua)(hua)，為(wei)了(le)按(an)照其意(yi)圖形成、保持原來(lai)的(de)銹(xiu)(xiu)層(ceng)，需要有和使(shi)用裸(luo)露鋼(gang)相同的(de)環(huan)境特性，所以在不(bu)能(neng)達(da)到(dao)(dao)銹(xiu)(xiu)穩(wen)定化(hua)(hua)的(de)環(huan)境條(tiao)件下使(shi)用裸(luo)露鋼(gang)，即使(shi)進(jin)行穩(wen)定化(hua)(hua)處(chu)理(li)也(ye)不(bu)能(neng)夠實現穩(wen)定化(hua)(hua)。
像這樣(yang)的(de)銹穩(wen)定化(hua)處理是日(ri)本(ben)獨(du)特的(de)技(ji)術(shu)，其(qi)中第一號是日(ri)本(ben)磷化(hua)處理（パーカライジング）公(gong)司開(kai)發(fa)的(de)方(fang)法(fa)。這種方(fang)法(fa)從(cong)1966年（昭(zhao)和(he)41年）開(kai)始實用化(hua)，當時分為只(zhi)磷酸(suan)鹽處理的(de)規格(ge)和(he)在其(qi)上進行(xing)丙烯系(xi)薄(bo)涂漆的(de)規格(ge),后來變成只(zhi)有后者一種。以(yi)后開(kai)發(fa)的(de)現在正在使用的(de)方(fang)法(fa)有CUPTEN涂層法(fa)（NKK公(gong)司）、RS涂層法(fa)（川崎制鐵公(gong)司）等，初期的(de)外觀都是涂漆拋光。
耐候鋼(gang)的(de)使用特性不僅只(zhi)依賴于化學的(de)環境條(tiao)件，而且也顯(xian)著(zhu)(zhu)地受(shou)除去(qu)附(fu)著(zhu)(zhu)在表面上有害物(wu)質(zhi)的(de)降雨洗(xi)凈作用的(de)大小、積(ji)存雨水的(de)難(nan)易程度等(deng)有關的(de)結(jie)構物(wu)的(de)形(xing)狀的(de)影響。
曾經進行過關(guan)于暴(bao)曬試(shi)驗(yan)中(zhong)的(de)(de)(de)暴(bao)曬角度(du)或雨(yu)遮蔽(bi)度(du)影(ying)響的(de)(de)(de)研究；而日本諸石(shi)等人也就(jiu)此做了研究(參照2.4.2節）。所有的(de)(de)(de)報告都(dou)證(zheng)明(ming)在不容易受到雨(yu)水洗凈(jing)作(zuo)用的(de)(de)(de)背(bei)面腐蝕大。
住友金屬公(gong)司或NKK公(gong)司于20世紀60年代后期（昭和40年代前期）曾(ceng)設置試驗房屋(wu)或者模型(xing)結構(gou)物，更詳(xiang)細地(di)研究了構(gou)件的角度、方向、對雨(yu)水遮蔽度等的影(ying)響(xiang)。在2.4.2節詳(xiang)細敘述，已經定量地(di)掌握了SOx污染(ran)越(yue)嚴重的地(di)區(qu)這些結構(gou)因子的影(ying)響(xiang)越(yue)大。
這樣(yang)的(de)研(yan)究提高了(le)耐(nai)(nai)候鋼的(de)裸(luo)露使用(yong)的(de)應(ying)(ying)用(yong)技術(shu)(shu)，對于促(cu)進(jin)耐(nai)(nai)候鋼在(zai)實(shi)際(ji)使用(yong)條件(jian)下(xia)更好(hao)地發揮優(you)秀性能的(de)構造設(she)計的(de)進(jin)步具有重要(yao)用(yong)。作為把(ba)油或劃線等從表面除去以及(ji)不積存雨(yu)水(shui)的(de)設(she)計，不使周(zhou)圍(wei)的(de)混(hun)凝土被銹色污染(ran)，在(zai)結(jie)構上(shang)需要(yao)考慮的(de)事項，刊登在(zai)U.S.Steel公(gong)司(si)的(de)文(wen)獻或技術(shu)(shu)資料中，該公(gong)司(si)設(she)有委員會進(jin)行(xing)有關應(ying)(ying)用(yong)技術(shu)(shu)的(de)用(yong)戶服務。實(shi)際(ji)上(shang)，正(zheng)像ChicagoCivic Center 面向廣場大樓外圍(wei)柱上(shang)流(liu)下(xia)的(de)雨(yu)水(shui)不污染(ran)混(hun)凝土地面那樣(yang)，事先采取(qu)了(le)在(zai)柱下(xia)部(bu)的(de)周(zhou)圍(wei)設(she)置小排水(shui)孔等措施。
例如(ru)日(ri)本(ben)(ben)NKK京濱大樓(lou)周圍一定寬度的地面上放(fang)上砂子，不讓(rang)雨水產(chan)生的污染(ran)向四周擴散，同時(shi)不讓(rang)人看見，根據情(qing)況可以更換砂子。而且，在(zai)美國(guo)關(guan)于SO.濃度和構(gou)造設計的關(guan)系，尚未在(zai)實際業(ye)務(wu)上引起(qi)注(zhu)意，使(shi)用前述的模型(xing)結構(gou)物的研究，反映了當(dang)時(shi)日(ri)本(ben)(ben)的實際情(qing)況。
關于(yu)建(jian)筑(zhu)領(ling)(ling)域(yu)(yu)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)技(ji)術(shu)(shu)文獻發表得非常少。隨著耐(nai)候鋼(gang)(gang)在建(jian)筑(zhu)物上裸(luo)露使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)增加，應用(yong)(yong)技(ji)術(shu)(shu)有了(le)較大的(de)(de)(de)進步，它成為了(le)后來盛行的(de)(de)(de)耐(nai)候鋼(gang)(gang)在橋(qiao)梁上裸(luo)露使用(yong)(yong)技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)基(ji)礎。然(ran)而(er)在近年的(de)(de)(de)橋(qiao)梁領(ling)(ling)域(yu)(yu)里（2.2.3節）已經(jing)有了(le)建(jian)筑(zhu)物領(ling)(ling)域(yu)(yu)不可比擬的(de)(de)(de)更詳細(xi)而(er)具體的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)技(ji)術(shu)(shu)。
在建筑領(ling)域里的(de)(de)裸露使用(yong)技術成(cheng)為原(yuan)動(dong)力的(de)(de)研(yan)究有：關于耐候鋼穩定銹層(ceng)(ceng)防蝕性的(de)(de)本質、合金元素的(de)(de)作用(yong)及其機(ji)構、銹層(ceng)(ceng)穩定化的(de)(de)過程等。
1967年（昭(zhao)和42年）秋，在札幌召(zhao)開的(de)日本(ben)鐵鋼(gang)(gang)協會第74次講演(yan)大會上，“耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)的(de)銹及(ji)其防蝕效果”被選定(ding)為(wei)討論會的(de)題(ti)目，在討論會上發(fa)表了4篇(pian)，在一般講演(yan)中(zhong)發(fa)表了5篇(pian)相(xiang)關的(de)研(yan)究(jiu)報告。這可以說(shuo)是日本(ben)最早(zao)發(fa)表的(de)關于耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)的(de)實質性的(de)研(yan)究(jiu)報告。這次發(fa)表的(de)大部分報告已成為(wei)現在對耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)銹層的(de)考慮方法的(de)基礎(chu)。表2-5出示(shi)了講演(yan)題(ti)目。關于這些(xie)研(yan)究(jiu)將在2.3.1節詳細敘(xu)述，而且久(jiu)松就當時的(de)研(yan)究(jiu)發(fa)表過一篇(pian)優秀(xiu)的(de)總論(卷末資料3)。
關于耐(nai)候鋼(gang)(gang)銹(xiu)層的(de)(de)防(fang)蝕機構(gou)或合金元素在銹(xiu)中的(de)(de)分布，在這以(yi)前美國曾有幾個報道，其中幾篇相當(dang)著名，并且(qie)最初拍攝了(le)銹(xiu)層斷面顯微照片的(de)(de)人可以(yi)被認為是(shi)(shi)Horton[26].雖然(ran)在銹(xiu)層上有銹(xiu)的(de)(de)化學成分、X射線結晶構(gou)造(zao)、織構(gou)、電(dian)化學性(xing)質等多項值得注意(yi)的(de)(de)特性(xing)，然(ran)而(er)在詳(xiang)細研究耐(nai)候鋼(gang)(gang)銹(xiu)層的(de)(de)織構(gou)或電(dian)化學性(xing)質和防(fang)蝕能力的(de)(de)關系的(de)(de)報告(gao)中，札(zha)幌(huang)的(de)(de)這些報告(gao)在世(shi)界(jie)上也是(shi)(shi)最早(zao)的(de)(de)，而(er)且(qie)具有說(shuo)服力。
例(li)如，岡田(tian)等(deng)敘述，在(zai)靠近銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)鋼(gang)(gang)基體部分(fen)使用(yong)偏光(guang)顯微鏡(jing)作為(wei)消光(guang)層(ceng)(ceng)(ceng)，能觀察(cha)到X射線非(fei)晶質(zhi)的(de)銹(xiu)，它(ta)在(zai)耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)(gang)中連續(xu)形成(cheng)具有(you)防蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)。增(zeng)子(zi)等(deng)報告了在(zai)制作人工銹(xiu)時(shi)，除鐵以外，像銅那樣對耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)(gang)有(you)效的(de)合(he)金元(yuan)素的(de)離子(zi)共存時(shi)，銹(xiu)變成(cheng)非(fei)晶質(zhi)有(you)助于防蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)銹(xiu)的(de)生成(cheng)。松島等(deng)在(zai)大氣暴曬時(shi)間(jian)不同的(de)耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)(gang)和(he)碳素鋼(gang)(gang)的(de)銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)上，使其與(yu)放射性(xing)(xing)的(de)硫酸離子(zi)起作用(yong)，通過腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)進行，用(yong)放射性(xing)(xing)物(wu)質(zhi)自(zi)動檢測(ce)技術求出(chu)它(ta)們在(zai)銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)防蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)弱的(de)部分(fen)集聚成(cheng)點(dian)狀(zhuang)時(shi)的(de)分(fen)布，從(cong)而(er)證(zheng)明在(zai)耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)(gang)中腐蝕(shi)(shi)(shi)繼續(xu)進行的(de)點(dian)狀(zhuang)部分(fen)隨著(zhu)大氣暴曬時(shi)間(jian)的(de)增(zeng)長而(er)減少。并且，銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)電化學性(xing)(xing)質(zhi)也(ye)已經相當清楚(chu)。
1975~1985年（昭和50年代(dai)）耐(nai)候鋼在建筑(zhu)物上(shang)的(de)裸(luo)露使用(yong)減少(shao)了(le).銹穩定化處(chu)理(li)使用(yong)也在大樓外裝面板等用(yong)途(tu)(tu)上(shang)減少(shao)了(le)，而它的(de)用(yong)途(tu)(tu)以扶手、紀念塔、牌(pai)坊(fang)等不是面板狀(zhuang)(zhuang)的(de)構(gou)件或者工藝性高的(de)特殊形狀(zhuang)(zhuang)的(de)結構(gou)物為主。
在大(da)樓(lou)的(de)外(wai)裝部分(fen)大(da)面(mian)積(ji)使用裸露耐候鋼的(de)意(yi)義，雖(sui)然包含著當初(chu)認為也可以(yi)不涂(tu)漆的(de)經濟(ji)上的(de)優(you)(you)點，可是并不一定對用戶有(you)吸引力，甚至有(you)人對其優(you)(you)點持(chi)懷(huai)疑觀(guan)點,好(hao)像更關注(zhu)外(wai)觀(guan)的(de)工藝性(xing)，所以(yi)說，良好(hao)的(de)外(wai)觀(guan)是極(ji)為重要的(de)。1965~1975年（昭和(he)40年代）由(you)于大(da)氣(qi)腐(fu)蝕的(de)影(ying)響，在那時裸露使用耐候鋼建筑物的(de)銹層狀況，還沒有(you)使用戶十分(fen)滿意(yi)。
大(da)氣的(de)腐蝕(shi)性由于地區不同(tong)而(er)有差異，銹層(ceng)穩(wen)定(ding)化的(de)穩(wen)定(ding)度(du)也取決(jue)于結構物形狀，所以(yi)必須預測(ce)每個(ge)構件裸(luo)(luo)露使用的(de)妥當(dang)性或銹層(ceng)穩(wen)定(ding)性的(de)時效(xiao)變化，這(zhe)種預測(ce)主(zhu)要取決(jue)于專家的(de)經驗，而(er)缺乏(fa)技術的(de)客觀性。這(zhe)個(ge)問題以(yi)后隨著耐(nai)候鋼(gang)在橋梁上裸(luo)(luo)露使用的(de)擴大(da)已(yi)經得到解(jie)決(jue)。
