本文通过铜在钢中固溶度的热力学计算、沉淀析出的化学自由能分析以及在晶界处发生的偏聚现象的研究,得到了铜在α-Fe和γ-Fe中的平衡固溶度随温度变化的衍变规律以及沉淀析出的热力学根据,推断出钢中铜元素在高温变形过程中发生的偏聚和析出规律,研究了钢中铜含量、变形温度、氧化时间、变形量对含铜钢表面裂纹产生的影响,推出了铜在钢中的析出与表面裂纹产生的关系,得到了一定的抑制含铜钢裂纹产生的有效措施。采用实验室熔炼的含铜来研究不同的变形量对裂纹产生的影响。结果发现:变形量42%是试样表面裂纹大量出现的临界点,裂纹数量会随着变形量的增大而迅速增加,当变形量达到50%,裂纹增加速度会有所减缓并最终达到饱和。选取ωCu=0.26%和ωCu=0.60%两种铜含量不同的含铜钢试样,在1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃温度下进行氧化试验,氧化时间为10min和60min,冷却方式分为水冷淬火和随炉冷却。结果发现:铜含量越高,表面裂纹产生越严重,不同铜含量的钢出现最大裂纹都有一定的临界温度,该临界温度在1100℃-1150℃的温度范围内,热处理温度的越高,表面裂纹越少。氧化时间由10min变为60min时,裂纹深度明显增加,在氧化60min的情况下,裂纹深度随温度的变化并不明显。加热至1100-1250℃区间淬火后晶界和晶内均存在铜析出相,晶界浓度高于晶内;随炉冷却时,铜大多在晶界析出,基体几乎没有铜的析出相。在1050℃下随炉冷却,晶界和晶内均有铜析出相存在。研究结果表明:在实际生产中要在控制适当的铜含量的前提下,加快升温速率,快速通过裂纹大量产生的1100-1150℃这一温度区间,减少保温时间并快速冷却,以达到减少裂纹产生的目的。