随着钢铁工业的发展，世界范围内的钢材蓄积量逐年上升，钢材经使用报废再回收利用时。钢材中的难氧化元素如铜、镍、锡等不断蓄积，在冶炼过程中不能去除，基本100％回收，影响钢材的性能，随着钢材从熔炼到使用循环次数的增加，这种影响加大。
　　古时铁匠铺里祖传的规矩“铜铁不同炉”，就是说锻造铜质锻件的加热炉不能再用来加热钢铁，说明铜脆这一现象在很早就被发现了。近一个世纪以来，通过国内外科研工作者对铜在钢中应用的深入研究，先后开发了耐候钢等系列钢种，铜除了能提高钢的耐蚀性能外，还对钢的抗菌性能、强度、韧性、焊接性能及加工性能有利，其应用也日趋广泛。
　　铜及其化合物不象某些金属，如铅和汞那样对人体有毒害作用。铜不但是动物和植物所必须的微量元素，而且在铜制品表面各种微生物和细菌不易存活。特别是在海洋条件下，海洋生物不能附着。因此铜对人类、对环境是非常有益处的。铜的这些特殊功能已经逐渐被认识并应用于钢材的生产，铜在钢中的应用具有十分广阔的发展前景。
　　1 铜脆
　　铜脆在锻件表面上呈龟裂状，铜脆引起的裂纹与过烧产生的裂纹相似，只有通过晶相观察才能区分，铜脆区域有淡黄色的铜或铜的固溶体沿晶界分布。铜脆裂纹和过烧裂纹的区别在于是否有铜元素或铜的固溶体沿晶界分布，过烧裂纹的晶界处没有铜分布。高温下熔融的铜浸蚀钢材表面层的晶粒边界，在锻造时被铜浸蚀的表面层易产生网状裂纹，其边缘处含有低熔点的含铜相，呈明亮条状或网状沿晶界分布。对于热轧板卷，“铜脆”缺陷主要出现在钢卷侧面的裂纹，也有在钢板表面密集分布的麻点状缺陷。
　　钢材在高温加热时，如果炉内残存有氧化铜，氧化铜在高温下还原为自由铜，熔融的铜原子沿钢材组织的晶界扩展，削弱了晶粒间的作用力。铜的强度和熔点都比钢低很多，高温下铜在钢中沿晶界渗透扩散，严重时会使被加热的钢在锻造时出现龟裂纹而报废。同时，由于铜比铁难以氧化，当钢中含铜量大于0.2%(质量百分比)时，将钢加热到1100-1200℃，氧化性气体与钢坯发生氧化反应。随着钢坯表面氧化铁皮的不断形成，钢坯表层的铁含量逐渐降低，铜含量相对增加，直至超过其在铁中的固溶度。铜在鳞皮下富集，在高温下形成熔融的铜层并侵蚀钢坯晶界，逐渐沿晶界扩散，产生微裂纹，类似过烧样龟裂状裂纹缺陷或密集分布的麻点状表面缺陷，轻则影响表面质量，重则造成钢材报废。
　　要减轻和避免铜脆，主要通过控制加热过程中的工艺参数。在含铜钢中产生铜脆缺陷的根本原因是在高温下发生选择性氧化，结果造成铜富集，由于晶界处晶格错配度高，富集的铜易于沿晶界分布并扩散，富铜层晶界在1100℃左右开始熔化即导致铜脆。根据以上分析，一方面减少高温加热过程中钢基体的氧化，就可减缓铜的富集，从而控制乃至消除铜脆缺陷。具体可以调整热轧加热制度，控制炉内气氛，可采用还原性或中性加热气氛，避免氧化，降低热加工温度至1100℃以下，同时加快升温速度，缩短加热时间，减少中间搁置时间，出炉即轧，尽快避开铜渗透的临界温度，以减缓铜富集，并尽量减少不均匀的变形及采用较小的道次变形量，均可有效地阻止钢中富铜相的形成，从而降低“铜脆”缺陷。
　　在实际生产过程中，还可通过调整成分以避免“铜脆”。据文献介绍，向钢中加Ni(ω(Ni)︰ω(Cu)=1︰3～1︰2)，可使钢表面铜富集层变为熔点超过1200℃的铜镍富集层，产生熔点较高的铜镍化合物。这种化合物分布在晶间区域，在高温下不会熔化，因而避免产生铜脆缺陷。该成分合金对设备要求较高，成本也相对提高。
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