含銅鋼類別（含銅耐候鋼、含銅抗菌不銹鋼、含銅高強(qiáng)度鋼）及發(fā)展前景

   銅作為一種重要的合金元素，加入鋼材中能改善其性能，形成特有的含銅鋼。目前含銅鋼主要包括耐候鋼、抗菌不銹鋼以及高強(qiáng)度鋼，并且已應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。

1、含銅耐候鋼

   耐候鋼是在普通鋼制備的過程中通過添加少量合金元素，從而使其獲得在大氣中優(yōu)良的耐腐蝕性能的低合金高強(qiáng)度鋼。銅是提高鋼材耐腐蝕性較為有效的一種合金元素，含銅耐候鋼最早起源于20世紀(jì)初的美國(guó)。1916年，美國(guó)試驗(yàn)和材料協(xié)會(huì)在腐蝕試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鋼材中含銅量達(dá)到0.04%時(shí)，大氣對(duì)其腐蝕率大大下降。20世紀(jì)30年代，美國(guó)U.S.Steel公司研制出了含銅低合金耐候鋼-Corten鋼。

  Corten鋼具有極強(qiáng)的耐大氣腐蝕性，是普通鋼鐵材料抗腐蝕性的4～8倍。由于Corten 鋼極佳的耐腐蝕性能，各個(gè)國(guó)家也分別在其基礎(chǔ)上開發(fā)了各類型號(hào)的含銅耐候鋼，如英國(guó)的WR50A、日本的SPA-H、前蘇聯(lián)的10XCHB等鋼種。我國(guó)也研制了不同型號(hào)，如鞍鋼的08CuPVRE、武鋼的09CuPTi、濟(jì)鋼的09MnNb 。

2、含銅抗菌不銹鋼

　　銅離子對(duì)細(xì)菌有著良好的抑制和殺滅的效果。目前，銅離子的抗菌特性主要應(yīng)用與制備抗菌不銹鋼的過程中。主要方法是在冶煉不銹鋼的過程中添加0.5%～1%的銅元素，再經(jīng)過特殊的抗菌熱處理手段使銅在不銹鋼內(nèi)部均勻彌散的析出并固溶形成微細(xì)的含銅相（ε-Cu 相）。當(dāng)ε-Cu 相在不銹鋼基體中占一定的比例后，表現(xiàn)出良好的抗菌性能。

   抗菌不銹鋼不僅保持了不銹鋼光潔美觀而且能夠耐腐防銹的特性，同時(shí)對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等有著一定的抗菌作用，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、食品以及公共衛(wèi)生等行業(yè)中。

3、含銅高強(qiáng)度鋼

　　由于銅在鋼中的固溶度較低，因此當(dāng)鋼中含銅量超過0.6%時(shí)，便會(huì)呈過飽和狀態(tài)，經(jīng)過在一定溫度的熱處理便可時(shí)效析出ε-Cu 相，形成沉淀強(qiáng)化，增強(qiáng)鋼材的強(qiáng)度，形成含銅高強(qiáng)度鋼。

目前，應(yīng)用較廣的含銅高強(qiáng)度鋼主要是HSLA80 和HSLA100，這兩種高強(qiáng)度含銅鋼主要利用ε-Cu 的析出與高位錯(cuò)密度的超細(xì)貝氏體組織共同強(qiáng)化，同時(shí)對(duì)鋼材韌性沒有明顯影響，有利于提高其綜合性能，目前已成為美國(guó)海軍艦艇的結(jié)構(gòu)用鋼。

   總得來看，制備含銅鋼的主要方法仍是在冶煉鋼材過程中添加銅元素，這會(huì)造成銅資源的浪費(fèi)，增加生產(chǎn)制備成本。同時(shí)加工過程中處理不當(dāng)還會(huì)造成銅脆現(xiàn)象，影響含銅鋼質(zhì)量，因而未來制備含銅鋼/鋼材復(fù)合材料是發(fā)展方向。