Cu元素

1、它的突出作用是改善普通低合金鋼的抗大氣腐蝕性能，特別是和磷配合使用時更為明顯；

2、銅能提高強度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點是在熱加工時容易產生熱脆，銅含量超過0.5%塑性顯著降低。當銅含量小于0.50%對焊接性無影響；
3、合金鋼中銅之含量不可以超過1.5%，否則會使鋼變脆，此外
a．銅在鋼中有抵抗大氣腐蝕之性能。低碳鋼內含銅1%，其抵抗大氣腐蝕性約較不含銅者高出四倍。在不銹鋼中加銅 3‐4%，亦有助不銹鋼之防蝕作用。
b．可以增加鋼的強度，但不宜超過0.2%。
4、含量低時，作用和鎳相似，含量較高時，對熱變形加工不利，如超過O．30％時，在熱變形加工時導致高溫銅脆現象，含量高于O．75％時，經固溶處理和時效后可產生時效強化作用。在低碳合金鋼中，特別是與磷同時存在，可提高鋼的抗大氣腐蝕性，2％一3％的銅在不銹鋼中可提高對硫酸、磷酸及鹽酸等的抗腐蝕性及對應力腐蝕的穩定性
5、銅的有益作用：
1）能提高鋼中奧氏體的穩定性，所以可提高可淬性和淬透性，在A體鋼中加2～4%Cu，可提高抗酸力。
2）有強化鐵素體的作用，在鐵素體中加Cu，可提高它在某些還原性介質中的耐蝕性和改善鋼的韌性。
3）在低合金鋼中加入0.20%左右的Cu，特別當和P聯合使用時，可提高鋼對大氣的抗蝕力，當含Cu量超過0.75%時，可以經過沉淀硬化處理提高鋼強度。
4）Cu是一種強烈的石墨化元素，用于煉制石墨鋼。（Cu鋼的時效硬化是因為Cu在α鐵中的溶解度變化很大，在830℃時達3.5%，到20℃則降至0.35%，所以含Cu>0.35%者可促進時效硬化。）

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6、銅的不良影響是：

1）含Cu量較高時將導致鋼具熱脆性，而使熱鍛軋加工困難。
2）含Cu過多會使矯頑力和磁滯損失增加，于磁鋼不利。
3）“銅脆”——在鋼的缺陷一文中指出當Cu>0.2%時，加熱過程由于表面發生選擇性氧化，使Fe先Cu而發生氧化，而表層Cu含量即相對增加形成一層薄膜，然后向擴散形成含Cu網絡，在1030℃即容易鍛裂。適量加Ni可生成熔點較高
的Cu‐Ni固溶體，可降低“銅脆”。綜合來說，含Cu＜0.7%會溶于α‐Fe中，促使碳不氧化，對磁性無大影響。含Cu=0.5%時，防銹能力可提高15倍；含Cu＞0.7%時將出現不均勻混合物，而使矯頑力和磁滯損失增加，并使銅變脆。

（1）一般合金鋼中含銅量：1）硅鋼：含Cu=0.2～0.3%

2）軸承鋼：含Cu≤0.25%,且Cu+Ni≤0.50%，因為Cu會引起時效硬化而影響軸承精度，Ni會降低淬火層硬度。
3）低合金鋼：Cu≤0.2%（對低合金高強度鋼，合金元素含量一般地都限制在≯0.2%范疇）。
4）不銹鋼：含Cu=2～4%（Cr18Ni9Cu3Ti等）。5）石墨鋼：含Cu=0.6%
W元素

1、能提高鋼的紅硬性和熱強性，并能提高鋼的耐磨性；

2、鎢熔點高，比重大，是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強性，作切削工具及鍛模具用；

3、鎢能耐高溫，而且溶於鋼中會與碳形成碳化物稱為碳化鎢，能提高鋼的強度。此外，

a．鎢可以提高鋼之淬火溫度。

b．加強鋼之斷面組織細微化，抵抗回火軟化。
c．可以降低淬火時鋼之晶粒生長之趨勢。
d．鎢鋼刀具有紅熱硬度。
e．可增加鋼之保磁性，故可配入鋼中而制造永久磁鋼。
4、有二次硬化作用，使鋼具有紅硬性，提高耐磨性，對鋼的淬透性、回火穩定性、力學性能及熱強性的影響均與鉬相似，稍微降低鋼的抗氧化性；
5、W的良好作用是：
1）細化晶粒，（其作用比Cr還強，所以可降低鋼的過熱傾向性，提高強度、韌性和熱穩定性。
2）提高M體穩定性，大大提高淬透性，18CrNiWN任何冷卻速度都能完全淬透，得M體，用W18%與Cr4%配合，M體穩定性可達600℃，保持紅硬性。
3）阻止回火脆性發展，所以可提高強度同時不降低塑性，提高韌性。
4）提高淬火鋼的矯頑磁力，阻止鋼的組織時效。
5）其碳化物極其穩定，高溫也難溶進固溶體，所以可作高速工具鋼。
6）W鋼一般硬度、耐磨性較好，熱處理變形小，不易淬裂，回火穩定性也較好。
7）W因能提高A體的穩定性，而用于閥門鋼中，縮小γ區，同Cr。
8）可提高珠光體耐熱鋼的熱強性，提高再結晶溫度。
9）在高合金Cr、Ni鋼中加入2～4%W便可提高鋼的屈服點，疲勞強度和熱穩定性，并因為形成碳化物而減小晶向腐蝕傾向（Fe3W2和Fe2W都是極穩定的化合物，高度彌散，所以可提高強度、熱穩定性。
W元素
6、W的不良影響：
1）增加脫碳（碳化物穩定）阻止石墨化。
2）W是強碳化物元素，應防止碳化物不均影響性能而成廢品（可增加鐓拔數及正火處理糾正）。
3）含W＞9%時硬度顯著提高，而δ、ψ顯著降低。
4）W使鋼導熱率降低，含W＞10%其導熱率只有純鐵的0.7倍。
5）含W增加，可鍛溫度范圍降低。
7、一般合金鋼中的W的含量：
合金結構鋼：W=0.3～1.0% （例20Cr3MoWVA、18Cr3MoWVA等）耐熱不起皮鋼：W=0.3～3.2% （上二種為抗氫鋼亦屬此類，又如Cr15Ni36W3Ti等）合金工具鋼：W=1～18%（CrWMn、W、W2、3Cr2W8V、P9、P18等）向鋼中加入多于20～22%的W，是不合適的。所以超過此值W對鋼的性能的改善并沒更好的作用，所以多加是不經濟的。一般提到的降低回火脆性的方法有如下幾種：
1）在鋼中加入0.3～1.0%的Mo或1～1.5%的W。
2）回火時采用快速冷卻，用水冷或油冷。
3）提高回火溫度，此法因為使性能（強度）下降，得不到充分發揮，所以少用。
4）延長回火時間，或增加重復高溫回火的次數。
5）降低淬火溫度，或采用二次淬火①AC3以上正常淬火②AC1～AC3之間不完全淬火以消除回火脆性。
6）在鋼中加入V（約是鉬含量%+0.1%可等效），以提高鋼的回火穩定性，抑制回火脆性，不過此作用甚微。
7）采用形變熱處理，即加熱至AC3以上進行形變（變形度15～20%最佳）后立即淬火回火，韌性提高3倍。
8）高速度（1000℃/秒）加熱和冷卻，最后二種方法因為生產上很難實現而未被采用。
注：常說的回火脆性是第二類回火脆性（即450～570℃可650～700℃出現的），而第一類回火脆性（250～400℃），所有鋼都不可避免的存在，而可用重復回火即能消除，故多不再討論。