铜在奥氏体不锈钢的作用是显著降低其冷作硬化倾向,提高冷加工成形性能。铜与钼配合可以进一步提高奥氏体不锈钢在还原性介质中的耐蚀性。在奥氏体中,铜的加入量在1%~4%时对钢的组织没有明显影响。


 奥氏体不锈钢中,在一定铜含量范围内,随铜含量的增加,钢的强度随之下降,塑性提高,应变强化指数n值下降。在铜含量达到3%~4%时,n值达到一个最低的稳定值。


 图9.63为铜含量对铬镍奥氏体不锈钢(wc≤0.08%)室温力学性能与加工硬化指数的影响。固溶铜的增加使钢的强度下降而塑性提高的原因是:铜能显著地增加铬镍奥氏体不锈钢的层错能并能稳定奥氏体组织,层错能的增加阻碍了不全位错的形成,有利于位错的交叉滑移,防止了位错的堆积,提高了材料的塑性。铜含量的增加还抑制拉伸试验过程中形变诱导α相的形成和应变强化。


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 一般来说,奥氏体不锈钢n值较大,这是由于在加工过程中形变诱导α'相形成。铜的加入抑制了形变诱导α'相的形成,从而降低n值。


 有些奥氏体不锈钢(303、304不锈钢等)存在冷加工压缩开裂倾向,铜的加入可以改善其冷成形性。


 铜显著降低钢的热加工性,在奥氏体不锈钢中镍含量较低时更为明显,因而在钢中铜含量较高时,镍含量也应相应提高。


 铜能显著提高奥氏体不锈钢对硫酸、磷酸等还原性介质的耐蚀性,当用铜和钼复合合金化时,效果更为突出。国内研究铜的作用机制的结果表明,铜的加入加速了不锈钢中钼的溶解,形成MoO2-4,强烈促使不锈钢中铬的钝化及铬向表面膜中富集,导致钢的耐蚀性提高。


 在诸如硝酸等氧化性介质中,铜的加入并不降低钢的耐蚀性,但会降低铬镍奥氏体不锈钢的耐点蚀和应力腐蚀的性能。