4 其他作用
銅除了用于提高鋼的耐蝕性、抗菌性能，在鋼中還有其它作用：含銅的鋼軌(w(Cu)=0.30%)不僅提高了耐蝕性，其耐磨性、強度及抗疲勞性能和抗沖擊性能也有較大幅度的提高，同時降低了白點敏感性；奧氏體耐熱鋼如SUPER304H中加入3%銅會在奧氏體基體上析出共格和細小的富銅相，即使在600℃下暴露105 h也不粗化，其蠕變性能得到顯著提高；銅提高雙相不銹鋼(如30Cr-8Ni)的強度和超塑性，并具有優(yōu)良的耐蝕性、抗應力腐蝕性和韌性等綜合力學性能；銅析出先于奧氏體轉變，可以細化奧氏體晶粒；銅提高鋼各向異性比，可以改善鋼材的成形性，降低硬化指數(shù)，添加3%的銅大約可降低硬化指數(shù)25％。
含銅低碳鋼具有較高的強度和韌性、良好的焊接性、耐腐蝕性等優(yōu)良的綜合性能。因此，含銅高純鋼已廣泛應用于橋梁、船舶、汽車和管道等結構用鋼中。近年來，銅在鋼中的應用受到越來越廣泛的重視。銅不依賴碳、氮元素即可在鋼中產(chǎn)生顯著的析出強化作用。將銅作為強化元素加入鋼中，利用其時效硬化效應可獲得良好的綜合性能，當鋼中的銅含量高于0.6%時，銅在鋼中將達到過飽和狀態(tài)，在一定的溫度下時效可析出ε-Cu相，產(chǎn)生沉淀強化，可顯著提高鋼的強度。鋼中添加約1%的銅，在時效過程中富銅顆粒促進沉淀硬化，可以獲得良好的成形性和抗腐蝕性。同時由于裂紋擴展路徑受到細小的富銅顆粒的阻礙，使得鋼具有高的抗疲勞裂紋生長能力。含銅鋼的高強度、良好的低溫韌性和優(yōu)秀的焊接性能對船體、航海平臺以及壓力容器的應用至關重要。
含銅鋼的優(yōu)良的焊接性能是由于焊接過程中的高熱量使銅熔化，造成焊合區(qū)晶粒粗大，熱影響區(qū)軟化。加入銅1.00-1.50%可使低合金高強鋼焊接性能大為提高，如HSLA-80等，與一般的低合金高強鋼相比焊接時熱裂及冷裂抗力都大為提高。研制的HSLA-100等鋼種已成為美國海軍艦艇的主要結構用鋼。
隨著鋼鐵生產(chǎn)技術的變革，銅在鋼中的應用得到了廣泛的重視，含銅高強IF鋼和耐蝕性良好的船舶用鋼相繼問世，它們的共同特點是鋼中銅的質(zhì)量分數(shù)超過1%，并充分利用了銅的析出強化作用，使鋼的強度水平有了大幅度提高。
此外，通過機械合金化工藝可以制造整個成分范圍內(nèi)的Fe-Cu合金其中鐵質(zhì)量百分數(shù)在10-45%所制備的Fe-Cu合金具有混磁性(Mictomagnetic)，由于在有益合金中有富Fe的磁性顆粒彌散分布，因此受到國內(nèi)外科研工作者的廣泛關注。
5 結語
在鋼中加入銅，可以提高鋼的耐蝕性與強度，改善焊接性、成型性與機加工性等。近年來，國外對鋼中銅的合金化進行了深入研究并開發(fā)出一系列含銅的新鋼種。全面認識鋼中銅的不利之處并進行有效的預防，同時最大程度上有效地利用鋼中銅的有益作用，提高鋼的綜合性能并且充分利用廢鋼資源，并根據(jù)鋼的服役要求充分利用銅的有益作用，可以從多方面改善鋼的性能，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。
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銅在鋼中的作用綜述（四）
發(fā)布時間：2013年12月27日 點擊數(shù)：
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