氧化溫度高于Cu的熔點(diǎn),析出的新相是液相 Fe—Cu合金系 另一類具有不同氧化行為的合金,其基體組元比合金元素更活潑,這類合金的氧化以Fe—Cu合金體系為例予以討論。當(dāng)Fe—Cu合金氧化時(shí),Cu不參與氧化,而是在金屬一氧化膜界面形成富Cu層。當(dāng)富Cu的金屬第二相在氧化膜一金屬界面析出時(shí),隨著成膜過程的進(jìn)行Cu的濃度超過氧化溫度下在合金中的溶解度,于是Cu的富集過程不斷繼續(xù)。如果氧化溫度低于Cu的熔點(diǎn),析出的第二相為固相,由于Fe在Cu中的固溶度低,因此可作為Fe的擴(kuò)散障降低合金的氧化速率?! ∪绻趸瘻囟雀哂贑u的熔點(diǎn),析出的新相是液相,將沿晶界向合金內(nèi)滲透。含銅的鋼軋制前的預(yù)熱可能發(fā)生這一現(xiàn)象。鋼中可能含有銅雜質(zhì),也可利用銅作為提高其耐腐蝕性的合金元素。前一種情況可能來自煉鐵的礦石所含的微量銅,也可能來自回收的含銅廢鋼,后者則是有意添加的。軋制含銅鋼時(shí),液相滲透的晶界因無法承受剪切或拉伸應(yīng)力而開裂,致使鋼坯表面發(fā)生龜裂。結(jié)果,所獲得的扁坯、方坯或錠坯都無法繼續(xù)加工,必須廢棄或返回進(jìn)行表面處理。這種現(xiàn)象被稱為“熱脆性”。其他較不活潑的元素,如sn,As,Bi或sb等,也會導(dǎo)致鋼的熱脆性。它們和Cu一樣富集,降低第二相熔點(diǎn)?! 】梢酝ㄟ^幾種途徑來解決熱脆性的問題。首先,監(jiān)測煉鋼爐中添料的銅含量,如果需要,可以利用鋼水或生鐵稀釋。其次,通過制訂再熱工藝,使材料在敏感溫度的加熱時(shí)間最短。再次,在很高的溫度下Cu的內(nèi)擴(kuò)散變得比鋼的氧化迅速,從而降低Cu在表面的富集程度。這種技術(shù)并不常用,因?yàn)椴牧涎趸瘯?dǎo)致低的收得率。最后,同樣會產(chǎn)生富集的Ni可以增加Cu在富集層的溶解度,于是延遲了第二相的析出;或者,析出相是富Ni的固相。以上所有途徑中,前兩種方法,即在冶煉階段降低Cu含量以及嚴(yán)格控制再熱工藝,通常是最有效也是最經(jīng)濟(jì)的方法。
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