加熱溫度對銅時效硬化鋼HSLA-100表面氧化層結構和組成

   鋼中添加適量的銅可提高耐腐蝕性，此外，銅含量0.7%以上，時效處理后銅可起沉淀強化作用，但由于銅熔點較低(1083℃)，且易和鋼中殘存的Sn、S等低熔點雜質元素形成富銅的低熔點相。在熱加工過程中，熔融的富銅低熔點相沿鋼的奧氏體晶界滲透，從而造成鋼表面發(fā)生魚鱗狀開裂，稱為表面熱脆。改善含銅鋼熱加工性能的研究在20世紀80年代展開，至今仍是含銅鋼研究的一個重要方向。銅時效硬化鋼由于具有較高的Cu、Ni含量，在高溫加熱階段其氧化物層結構較為復雜。鑒于此，本文對銅時效硬化鋼在高溫加熱條件下的表面氧化層結構和組成進行了研究。

   選取銅時效硬化鋼HSLA-100進行表面氧化試驗，試驗鋼為30mm厚工業(yè)板，其成分為（質量分數(shù)，%）：0.062C，0.89Mn，0.38Si，0.001S，0.006P，1.46Cu，2.94Ni，Cr適量，Mo適量，0.02Nb，0.016V，0.009Ti。從鋼板上切取規(guī)格20mm×10mm×8mm的試樣，表面磨光后在箱式電爐中進行高溫氧化試驗，選取加熱溫度1000、1100、1200和1300℃，保溫時間均為2h，試樣出爐后空冷。

   加熱溫度對銅時效硬化鋼表面氧化層厚度存在影響，氧化層厚度基本上隨加熱溫度的升高線性增大。銅時效硬化鋼表面氧化層由外至內可根據其組成分為3個部分：氧化鐵層、富Cu相層和過渡層。加熱溫度對富Cu相層中的Cu-Ni相成分存在影響；加熱溫度越高，富Cu-Ni相中Cu、Ni含量越低。對于Ni含量較高的銅時效硬化鋼，為保證其表面質量，熱加工溫度應盡可能選擇低于1200℃。