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本文介绍了钢中残余铜元素的主要来源和铜对钢材性能的影响,阐述了铜在钢中的偏析以及残余铜元素引起热脆的机理、影响因素、抑制措施。了解并掌握热力学软件Fact Sage的使用,绘制Fe-Cu铜二元系相图,分析铁、铜在氧化条件下发生的化学反应,计算反应的热力学参数,判断其发生方向;绘制Ni-Fe-Cu三元系等温截面图(温度分别为1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃),对生成物分析镍、铁、铜的百分比组成,判断镍、铜、铁在氧化条件下的反应,计算吉布斯自由能,与能谱测定结果相验证。结果表明:微量镍元素具有抑制Cu向基体中渗透的作用。实验选取纯铁作为熔炼母料,利用真空感应炉进行冶炼,出炉后浇注成5kg铸锭,并切取10㎜×10㎜×10㎜块状试样。试样选取了1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃温度梯度段进行表面氧化,氧化时间为3/4h、2h。采用OM(金相显微镜)、SEM(扫描电镜)、EDS(能谱)等手段对表面氧化试样进行定性和定量分析。研究结果表明:微量镍元素的加入,改变了氧化层中富铜相的结构,促进镍铜富集相以颗粒状保留在氧化层内,抑制了铜向基体中的渗透,改善了残余铜元素引发的热脆问题。添加镍元素,以及合理地改善加热工艺可以降低或抑制含铜钢材热加工(如锻造、轧制)时铜的危害,合理的加热工艺包括加快升温速率、降低加热炉炉膛氧位、缩短高温恒温保持时间等。