В сталелитейном производстве медь — элемент, требующий тщательного контроля. Хотя сама медь — ценный металл с превосходными свойствами, её избыток в стали может вызвать серьёзные проблемы при высокотемпературной обработке.
При повышенных температурах железо имеет тенденцию к преимущественному окислению, в то время как медь, обладающая относительно низкой температурой плавления (1083 °C), остаётся неокисленной и обогащается под оксидной окалиной. Этот обогащённый медью слой может образовывать легкоплавкие сплавы или сегрегировать по границам зёрен аустенита (γ-фазы) при превышении предела растворимости. В результате заготовка или горячекатаный сляб могут испытывать горячеломкость или поверхностное растрескивание – явление, обычно называемое «хрупкостью меди». Это значительно снижает обрабатываемость стали в горячем состоянии и выход годной стали.
Однако медь не является исключительно вредным веществом. Добавление её в контролируемых количествах может значительно повысить прочность, коррозионную стойкость и свариваемость стали. Поэтому медьсодержащие стали широко используются в судостроении, производстве сосудов под давлением, нефтепроводов, конструкционной и атмосферостойкой стали.
В коррозионно-стойких сталях содержание меди обычно контролируется в пределах 0,2–0,4%, что эффективно повышает стойкость к атмосферной коррозии. Выделение частиц ε-Cu обеспечивает дисперсионное упрочнение и препятствует распространению усталостных трещин, тем самым повышая усталостную прочность.
Американский стандарт API рекомендует добавлять медь в высокопрочные трубопроводные стали (класса X80 и выше) для улучшения механических и антикоррозионных свойств. Аналогично, в мартенситных антибактериальных нержавеющих сталях и атмосферостойких сталях медь часто используется в качестве основного легирующего элемента.
Помимо сталелитейной промышленности, медь остаётся важнейшим промышленным металлом. Её электропроводность уступает только серебру, что делает её незаменимой в электротехнической промышленности. Благодаря превосходной коррозионной стойкости она также подходит для гальванопокрытий и плакирования — например, тонкий слой меди часто наносят на сталь перед хромированием для улучшения адгезии и защиты от коррозии.
Подводя итог, можно сказать, что медь в сталелитейном производстве играет обоюдоострую роль. При правильном контроле она может упрочнять и защищать сталь, а при избыточном содержании может вызывать красноломкость и растрескивание. Поэтому поддержание оптимального содержания меди в стали имеет решающее значение для обеспечения качества продукции и стабильности производства.
