CN109321837A - 用于喷油嘴阀体的渗碳钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于喷油嘴阀体的渗碳钢及其制备方法，其包含有如下主要元素：碳、锰、铜、铬、镍、硫、铝、氮和铌。该渗碳钢的制备方法包括如下步骤：初炼；钢包精炼；连续浇注；轧制棒材或线材；将所述棒材或线材拉拔至表面光亮。本发明具有如下的有益效果：本发明的喷油嘴阀体用钢经过经退火后获得球化珠光体组织，硬度碳化物颗粒细小均匀，硬度185～210HBW，便于油嘴阀体的切削、开孔加工，同时为后续的渗碳和淬火热处理提供预备组织。

Description

用于喷油嘴阀体的渗碳钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及黑色金属材料制造加工技术领域，具体为一种用于喷油嘴阀体的渗碳钢及其制备方法。
背景技术
1892年狄塞尔发明了柴油机，经过一个多世纪几代人的努力，柴油发动机飞速发展。柴油发动机的“心脏”即燃油喷射系统的喷油嘴是关键的部件，油泵内的高压燃油即通过喷油嘴直接喷射到柴油机的燃烧室，因此喷油嘴承受着高温、高压和磨损的复杂工况。喷油嘴阀体在≥160Mpa的油压作用下，针阀在阀体内以每分钟上千次上下跳动的频率，来达到供给均匀雾化的燃油目的，同时受到气缸工作温度的影响，针阀体的头部温度可达250～360℃，因此要求喷油嘴阀体应具有高的表面硬度、高耐磨性、良好的抗回火性能、优良的尺寸稳定性和接触疲劳性能；并由于针阀体的制造工艺精细复杂，工艺流程长，也要求材料具有良好的切削性和磨削性能和一定的耐蚀性。特别是近年来高压共轨技术的实施，对喷油嘴用钢的要求也越来越高。
喷油嘴阀体用钢的常用材料包括GCr15、18Cr2Ni4WA、25SiCrMoVA等。GCr15钢采用整体淬火，心部硬度很高，缺乏韧性，在使用过程中极易造成球头脱落、破损而发生早期失效。同时，GCr15钢抗回火稳定性较差，易导致工作条件下硬度降低、耐磨性降低、尺寸发生变化、寿命降低，因此，不能满足柴油机不断向高增压、高速、大功率发展的需要。随着喷射压力的逐渐提高，为满足韧性的要求，开发了18Cr2Ni4WA、25SiCrMoVA渗碳钢作为喷油嘴的阀体，采用W18Cr4V或W6Mo5Cr4V2(简称6542)作为针阀。热处理工艺则相应地改成了气体渗碳。
目前，满足内燃机针阀体偶件使用要求的高强度、高韧性结构钢(强度≥1200Mpa、冲击韧性Aku≥60J)，是含铬镍结构钢，如：高强度渗碳
17244-1钢(Rm≥1200Mpa)，常用牌号为20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、15CrMn2SiMo等(见表1、表2成分、性能对比。)。其不足是：铬镍含量高使材料价格昂贵，同时机加工性能差，加工效率低，为了减少残余奥氏体量还需实施复杂的热处理工艺，尺寸稳定性差，抗回火稳定性不稳定，一般只在200℃左右回火。因此，尚不能适应内燃机向高速增压，大马力方向发展的需要。
表1渗碳钢成分对比(wt％)
表2几组铬镍渗碳钢性能与热处理工艺对比
发明内容
本发明设计了一种新型喷油嘴阀体用渗碳钢，即通过在钢中加入铬、镍、锰、铜、氮等合金元素并进行相应的成分设计；采用轻压下、电磁搅拌和高温均质化等工艺手段有效改善偏析；通过控制轧制、冷却和球化退火，获得获得耐腐蚀、晶粒细小、纯洁度高、强韧性性能优良的新型喷油嘴阀体用渗碳钢。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于喷油嘴阀体的渗碳钢，其包含有按重量百分数计的如下元素：
且铬元素与镍元素的重量百分数之和为3.8～4.1％，锰元素与硫元素的重量百分数之比为(20～40):1，铝元素与氮元素的重量百分数之比为(0.9～1.5)：1，
余量为铁元素、不可避免的杂质元素以及残余元素，其中，硅元素的重量百分数不超过0.15％，磷元素的重量百分数不超过0.015％，氢元素的重量百分数不超过0.00015％，氧元素的重量百分数不超过0.0012％，铅元素的重量百分数不超过0.002％，砷元素的重量百分数不超过0.04％，锡元素的重量百分数不超过0.005％，锑元素的重量百分数不超过0.004％，钙元素的重量百分数不超过0.0010％。
各成分的重量百分数选择依据主要化学元素在钢中的如下作用：
碳：渗碳钢的碳含量一般在0.10～0.25％之间，本发明中添加0.16～0.20％的碳含量，并在钢中配入Cr和Ni合金元素，使零件(零件经过渗碳、淬火、深冷处理、回火处理、时效处理之后)表面具有720～780HV的渗碳层硬度，同时保持高的耐磨性和心部硬度(420～460HV)。
硅：硅能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度，但在本钢种中硅元素不利于渗碳层的稳定，同时较高的硅能促使铁素体晶粒粗化。本发明钢中硅控制在≤0.15％。
锰和硫：锰能部分代替铬、镍以保持强度，而且锰是能显著提高淬透性的主要元素。但是锰在钢中有促进奥氏体化晶粒长大的缺点，对锰的含量应加以控制。本发明钢中，发明钢中添加锰含量为0.50～0.60％并与碳元素配合，保证保证高频淬火滚道面的硬度达到720～780HV。
Mn和Fe形成固溶体，同时提高铁素体和奥氏体的强度；Mn使组织均匀弱碳化物形成元素，进入渗碳体取代一部分Fe原子。此外，Mn还有提高耐磨性作用。
此外，发明钢添加0.015～0.030％S元素与Mn元素形成MnS，MnS夹杂物用于改善切削性能，同时还能够抑制晶粒长大及促进晶内铁素体的析出，通过控制Mn/S＝20～40以使MnS固定硫，可以减少在奥氏体晶界FeS等低熔点化合物的生成，从而提高钢的高温塑性。同时由于MnS具有良好的变形能力，在轧制过程中沿轧制方向延展成为大尺寸长条状，使得钢材力学性能呈各向异性，明显降低材料的横向性能。因此，还必须控制MnS的长度4～40μm。
因此，经过计算相的组织和实验的研究，Mn含量控制在0.50～0.60％和S含量为0.015～0.030％，同时调整Mn/S＝20～40，并与轧制工艺配合能起到在发明中发挥相应的作用。
铬和镍：铬和镍是发明钢的主体成分，Cr和Ni均能能显著提高强度、硬度和耐磨性。但过高的Cr元素能降低塑性和韧性，同时过高的Cr元素在渗碳层形成粗大的碳化物。Ni元素有利于提高零件心部的韧性和强度，同时减少渗碳层的氧化，防止出现微小的裂纹。经过实验研究和理论计算，Cr和Ni分别控制在1.80～1.90％和1.95～2.25％，同时Cr和Ni要相互配合成分发挥主要合金元素的作用，即Cr+Ni＝3.8～4.1％是必要的技术特征。
铝和氮：铝和氮是发明钢中重要的合金元素。铝是脱氧剂和细化晶粒元素，但试验表明，过多的Al往往会形成Al2O3类非金属夹杂物，这些难变形的非金属夹杂物往往会成为疲劳断裂源，影响喷油嘴阀体的抗冲击性能。本钢种中控制成品Al：0.010～0.020％的是显著的技术特征。铝元素作用的发挥与氮密不可分，铝与氮形成AlN、铌与氮形成NbCN等细化晶粒元素在晶界析出获得7～8级的晶粒尺寸，经过实验研究氮含量控制在0.0080～0.012％，铝含量控制在0.010～0.020％，同时控制Al/N＝0.9～1.5。此外，该技术特征还必须与冶炼过程铝和氮含量的加入方法匹配。
铌：典型的细化晶粒元素，选加0.020-0.040％的铌能改善钢材的晶粒尺寸，获得良好的韧性。但，过多的铌往往会造成相应的渗碳层碳化物聚集，渗碳过程形成微小裂纹影响寿命。
铜：铜元素一般作为有害元素控制，因为铜的缺点是在热加工时容易产生热脆，特别是铜含量超过0.5％塑性显著降低。由于冶炼方式的不同，电弧炉冶炼(原料以废钢为主)往往铜含量在0.10～0.20％无需特殊控制，而转炉冶炼(原料以高炉铁水为主)铜含量一般小于0.05％需要额外添加铜合金。发明钢中添加0.10～0.25％与Ni元素配合，能提高强度和韧性和腐蚀性能。经过实验室多轮次的实验表明，0.10～0.25％的铜能有效提高喷油嘴在燃油喷射的工作环境下的腐蚀性能。
此外，磷、铅、锑、铋、氧是钢中的杂质元素，在技术条件允许情况下应尽可能降低其含量，磷≤0.015％，Pb≤0.002％，As≤0.04％，Sn≤0.005％，Sb≤0.004％，Ca≤0.0010％。
一种如前述的用于喷油嘴阀体的渗碳钢的制备方法，其包括如下步骤：
初炼；
钢包精炼；
连续浇注；
轧制棒材或线材；
将所述棒材或线材拉拔至表面光亮。
作为优选方案，所述初炼的步骤中，初炼炉为电弧炉或转炉，控制初炼炉出钢钢水的温度不低于1620℃、钢水中的磷元素含量不超过0.025％，碳元素含量不低于0.05％时开始出钢，出钢1/3时加入铬铁中间合金和铝铁中间合金，初炼炉为转炉时，出钢添加铜合金至钢水中铜元素含量为0.10～0.20％。
作为优选方案，所述钢包精炼的步骤中，通电3min后分三批加入精炼剂，并进行渣面扩散脱氧，至渣色变为黄白色后，保温5～10min；真空脱气前调整氮钢水中氮的含量为80～120ppm、铝含量为0.015～0.025％、硫含量为0.015～0.030％，真空脱气时，在不超过0.26KPa的压力下持续不低于10min，真空脱气总时间不低于不低于25min。
作为优选方案，所述浇注的步骤中，控制钢包镇静至少40min，并软吹氩气，浇注方式为连续浇注，控制过热度不超过35℃，采用凝固末端轻压下和电磁搅拌方法改善钢材的偏析。
作为优选方案，所述轧制棒材的步骤中，将连铸坯加热至1210～1240℃保温2.5～4h后，开坯成方钢坯，再将所述方钢坯热加工轧制成棒材或线材，将所述棒材或线材进行退火。
作为优选方案，在连铸坯加热过程中，控制入炉温度为600～900℃，保温20～40min后，经过120～200min升温至1210～1240℃。
作为优选方案，在开坯过程中，加热温度为1160～1200℃，加热时间为80～120min，直至方钢坯的阴面和阳面温差不超过40℃。
作为优选方案，在将方钢坯轧制成棒材或线材的过程中，控制终轧温度为760～810℃。
作为优选方案，所述退火的过程中，控制进炉温度为400～500℃，保温40～60min，然后以30～50℃/h的速率升温至760～780℃，保温2h，随炉冷却至680～780℃，保温200～280min，随炉冷却至450～550℃出炉。
具体为：
第一步，冶炼：电弧炉(或转炉)冶炼－钢包精炼－连铸浇注
在20～250吨的电弧炉(或转炉)中进行钢液初炼；相应吨位的钢包精炼；连铸浇注；生产出化学成分符合规定的一定尺寸的钢坯。
①初炼炉：初炼炉为电弧炉或转炉。初炼炉出钢钢水达到：[P]≤0.025％，[C]≥0.05％，T≥1620℃开始出钢。出钢1/3时加入铬铁、铝铁，初炼炉为转炉时(常规工艺)，出钢添加Cu合金控制Cu到0.10～0.20％。
②钢包精炼炉：
钢包精炼采用石灰+萤石+合成渣，通电3min后分三批加入，采用碳粉盒和碳化硅搅拌均匀后进行渣面扩散脱氧，渣变为黄白色并保持5～10min，真空脱气前喂氮化铬丝(调整氮含量80～120ppm)，喂铝丝补铝至0.015～0.025％(根据真空的装备不同，会有不同的Al损量)。进真空脱气前，喂硫线配至S含量为0.015～0.030％(以每百米硫线增加0.011％S为计算值)。进真空脱气前温度根据钢种情况加热到合适值，必须保证真空过程降温、软吹氩过程降温量及连铸过程降温，真空后不再重复加热。真空脱气，在≤0.26Kpa下保持≥10min，真空处理总时间≥25min。
③浇注：真空精炼结束后，钢包镇静40分钟以上，软吹Ar(Ar压力流量以液面微微颤动为宜)。钢液采用连续浇注，坯型280×280mm或320×320mm或其他矩形坯。控制过热度≤35℃，采用凝固末端轻压下和电磁搅拌技术改善钢材的偏析。
第二步，热加工：棒材轧制
采用初轧机组将连铸坯(坯型280×280mm或320×320mm或其他矩形坯)，加热至1210～1240℃并保持2.5～4h(根据连铸坯坯型选择)，使铸坯加热均匀并且轧钢机(初轧机)热加工轧制方法，先将合格连铸铸坯轧制开坯成方钢坯，再将方钢坯热加工轧制至成品棒材或线材，棒材和线材退火。
工艺及时要点：
初轧机热加工轧制开坯，将连铸铸坯轧制成方钢坯：
1.加热炉加热工艺：铸坯入炉温度600～900℃保温20～40min；经过120分钟～200分钟升温至1210～1240℃；保温2.5小时～4小时；技术要点：(1)高温均质化工艺，(2)碳化铬和碳氮化铌等碳化物的溶解
2.初轧机轧制工艺：按常规轧制工艺，初轧机将合格钢锭轧制开坯成方钢坯。
3.轧钢机加热炉加热工艺：加热温度1160～1200℃，加热时间80～120min，方坯料阴阳面温差≤40℃钢坯出炉。
4.常规工艺轧制，终轧温度760～810℃，轧后及时缓冷或退火。
5.球化退火：400～500℃进炉保温40～60min，以30～50℃/h升温到760～780℃保温2h，随炉冷却却至680～700℃，保温200～280min，随炉冷却至550～450℃出炉。
第三步：冷加工：棒材拉拔成表面光亮棒材。
棒材或线材经拉拔机组冷拔至相应规格尺寸(按油嘴阀体设计尺寸留足余量)，表面精度达到H11级。
第四步，棒材加工成针阀体零件；
热处理：渗碳(0.6～0.9mm)→淬火(850～880℃，油冷)→深冷处理(-80℃，1.5h)→回火(200℃，1.5h)→时效(300℃，4h)。
本发明的喷油嘴阀体用渗碳钢的设计原理是为了满足新型油嘴阀体的技术要求，即新型喷油嘴阀体用渗碳钢经退火后加工成油嘴阀体毛坯后，经过渗碳、淬火、深冷处理、回火处理、时效之后渗碳层的硬度要求为720～780HV，渗碳层的深度达到0.6～0.9mm，硬度偏差≤40HV。此外，芯部的硬度要达到420～460HV。要稳定达到以上技术指标，需要改善渗碳层碳化物的均匀性和稳定性，保证钢材淬火+低温回火后的强韧性(抗拉强度≥1400Mpa，室温冲击Aku2≥180J)。在进行成分设计时，还要考虑钢材加工阀体毛坯和开孔的切削性能(通过控制MnS的形态和分布改善切削性能)；主要合金元素C、Cr和Ni的合理匹配(考虑淬硬层深度和耐磨性能)；控制Al/N比值，适量的AlN颗粒在晶界弥散析出，匹配控制轧制抑制晶粒长大；添加Ni和Cu元素的合金设计还为了提高喷油嘴阀体的耐腐蚀性能，防止局部的点蚀造成工作面的剥落。在晶粒尺寸细化方面的设计还包括选择添加Nb元素，配合喷油嘴阀体钢控制轧制过程的二次晶粒细化可最终获得晶粒细小的组织。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明的喷油嘴阀体用钢经过经退火后获得球化珠光体组织，硬度碳化物颗粒细小均匀，硬度185～210HBW，便于油嘴阀体的切削、开孔加工，同时为后续的渗碳和淬火热处理提供预备组织；
2、本发明的喷油嘴阀体用钢经过经退火后进行淬火+低温回火(840℃～870℃油淬+170℃～210℃回火)，获得细小均匀的回火马氏体组织，获得的力学性能为：抗拉强度≥1380Mpa，屈服强度≥1130Mpa，伸长率≥14％，断面收缩率≥60％，冲击功≥180J；
3、本发明的喷油嘴阀体用钢经过经退火后加工成油嘴阀体毛坯，再渗碳、淬火、深冷处理、回火处理、时效之后渗碳层的硬度为720～780HV，渗碳层的深度达到0.6～0.9mm，硬度偏差≤40HV，心部基体的硬度420～460HV。
4、本发明的喷油嘴阀体用钢加工性能优良(便于切削加工和开孔)、组织性能优良、渗碳层组织均匀稳定、晶粒细小，加工成零件后经装机测试不但能满足国四以上环保排放标准，而且使用寿命长。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的钢零件典型的MnS夹杂物尺寸和形貌的SEM照片；
图2为本发明的钢零件典型的MnS夹杂物成分的光电子能谱图；
图3为本发明的钢零件典型的回火马氏体组织放大200倍的形貌照片；
图4为本发明的钢零件典型的回火马氏体组织放大1000倍的形貌照片；
图5为本发明钢零件典型的球化退火组织照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
按照表3中的配比，以如下方法分别制备7个钢棒：
第一步：具体在150吨的转炉进行钢液初炼；相应吨位的钢包精炼；连铸浇注；生产出化学成分符合规定的一定尺寸的钢坯。
①初炼炉：转炉出钢钢水达到：[P]≤0.025％，[C]≥0.05％，T≥1620℃开始出钢。出钢1/3时加入铬铁、铝铁，初炼炉为转炉时(常规工艺)，出钢添加Cu合金控制Cu到0.10～0.20％。
②钢包精炼炉：
钢包精炼采用石灰+萤石+合成渣，通电3min后分三批加入，采用碳粉盒和碳化硅搅拌均匀后进行渣面扩散脱氧，渣变为黄白色并保持10min，真空脱气前喂氮化铬丝(调整氮含量90～120ppm)，喂铝丝补铝至0.015～0.025％(根据真空的装备不同，会有不同的Al损量)。进真空脱气前，喂硫线配至S含量为0.015～0.030％(以每百米硫线增加0.011％S为计算值)。进真空脱气前温度根据钢种情况加热到合适值，必须保证真空过程降温、软吹氩过程降温量及连铸过程降温，真空后不再重复加热。真空脱气，在≤0.26Kpa下保持≥10min，真空处理总时间≥25min。
③浇注：真空精炼结束后，钢包镇静42min，软吹Ar(Ar压力流量以液面微微颤动为宜)。钢液采用连续浇注，坯型320×320mm。控制过热度≤35℃，采用凝固末端轻压下和电磁搅拌技术改善钢材的偏析。
第二步，热加工：棒材轧制
采用初轧机组将连铸坯(坯型320×320mm)，加热至1210～1240℃并保持3小时，使铸坯加热均匀并且轧钢机(初轧机)热加工轧制方法，先将合格连铸铸坯轧制开坯成方钢坯，再将方钢坯热加工轧制至成品棒材或线材，棒材和线材退火。
工艺及时要点：
初轧机热加工轧制开坯，将连铸铸坯轧制成方钢坯：
1.加热炉加热工艺：铸坯入炉温度650℃保温30分钟；经过160分钟升温至1210～1240℃；保温3小时；
2.初轧机轧制工艺：按常规轧制工艺，初轧机将合格钢锭轧制开坯成方钢坯。
3.轧钢机加热炉加热工艺：加热温度1180～1200℃，加热时间110min，方坯料阴阳面温差≤40℃钢坯出炉。
4.常规工艺轧制，终轧温度780～810℃，轧后及时缓冷或退火
5.球化退火：450℃进炉保温50min，以35℃/h升温到760～780℃保温2小时，随炉冷却却至680～700℃，保温260min，随炉冷却至550～450℃出炉。
第三步：冷加工：棒材拉拔成表面光亮棒材。
棒材或线材经拉拔机组冷拔至相应规格尺寸(按油嘴阀体设计尺寸留足余量)，表面精度达到H11级。
本发明的钢零件中夹杂的MnS的尺寸和形貌如图1所示，其长度约为4～30μm、宽度为0.4～1.5μm，MnS在发明中能改善切削性能，轧制过程中沿轧制方向延展成4～30μm的长条形夹杂物，综合的力学性能优良。夹杂物的成分如图2所示。由图3和图4可知，本发明的钢基体组织均匀稳定，硬度在440～470HV；如图5可知，本发明的钢零件典型的球化退火组织，碳化物颗粒细小均匀，硬度185～210HBW，便于油嘴阀体的切削、开孔加工，同时为后续的渗碳和淬火热处理提供预备组织。
表3-1各实施例钢棒的化学成分，wt％
实施例 C Si Mn Cr Ni Cu S Al N Nb
1 0.16 0.15 0.60 1.9 1.95 0.25 0.030 0.010 0.010 0.022
2 0.19 0.14 0.55 1.85 2.25 0.12 0.020 0.015 0.012 0.024
3 0.18 0.15 0.50 1.89 2.01 0.10 0.025 0.014 0.010 0.040
4 0.17 0.16 0.58 1.8 2.20 0.22 0.015 0.011 0.012 /
5 0.19 0.17 0.59 1.84 2.12 0.24 0.019 0.012 0.011 /
6 0.20 0.1 0.51 1.88 2.20 0.18 0.025 0.010 0.009 /
7 0.18 0.11 0.59 1.89 2.09 0.16 0.015 0.018 0.012 0.030
表3-2续表3-1
表4各实施例的性能
由表4中可以看出，在840～870℃的油淬和170～210℃下的回火可以有效提高钢材的拉伸强度、屈服强度、伸长率、收缩面积和冲击功；经过球化退火处理后，可以提高钢材交货硬度；经过830～860℃下保温45～60min后油冷的热处理工艺，可显著提高奥氏体晶粒度。
实施本发明生产的新型喷油嘴阀体用钢棒材经某油泵油嘴制造企业加工成油嘴针阀体，各项性能指标到达标准要求，装配到某型号柴油机上测试达到国4以上国家环保排放标准。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种用于喷油嘴阀体的渗碳钢，其特征在于，包含有按重量百分数计的如下元素：
且铬元素与镍元素的重量百分数之和为3.8～4.1％，锰元素与硫元素的重量百分数之比为(20～40):1，铝元素与氮元素的重量百分数之比为(0.9～1.5)：1，
余量为铁元素、不可避免的杂质元素以及残余元素，其中，硅元素的重量百分数不超过0.15％，磷元素的重量百分数不超过0.015％，氢元素的重量百分数不超过0.00015％，氧元素的重量百分数不超过0.0012％，铅元素的重量百分数不超过0.002％，砷元素的重量百分数不超过0.04％，锡元素的重量百分数不超过0.005％，锑元素的重量百分数不超过0.004％，钙元素的重量百分数不超过0.0010％。
2.一种如权利要求1所述的用于喷油嘴阀体的渗碳钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
初炼；
钢包精炼；
连续浇注；
轧制棒材或线材；
将所述棒材或线材拉拔至表面光亮。
3.如权利要求2所述的用于喷油嘴阀体的渗碳钢的制备方法，其特征在于，所述初炼的步骤中，初炼炉为电弧炉或转炉，控制初炼炉出钢钢水的温度不低于1620℃、钢水中的磷元素含量不超过0.025％，碳元素含量不低于0.05％时开始出钢，出钢1/3时加入铬铁中间合金和铝铁中间合金，初炼炉为转炉时，出钢添加铜合金至钢水中铜元素含量为0.10～0.20％。
4.如权利要求2所述的用于喷油嘴阀体的渗碳钢的制备方法，其特征在于，所述钢包精炼的步骤中，通电3min后分三批加入精炼剂，并进行渣面扩散脱氧，至渣色变为黄白色后，保温5～10min；真空脱气前调整氮钢水中氮的含量为80～120ppm、铝含量为0.015～0.025％、硫含量为0.015～0.030％，真空脱气时，在不超过0.26KPa的压力下持续不低于10min，真空脱气总时间不低于不低于25min。
5.如权利要求2所述的用于喷油嘴阀体的渗碳钢的制备方法，其特征在于，所述浇注的步骤中，控制钢包镇静至少40min，并软吹氩气，浇注方式为连续浇注，控制过热度不超过35℃，采用凝固末端轻压下和电磁搅拌方法改善钢材的偏析。
6.如权利要求2所述的用于喷油嘴阀体的渗碳钢的制备方法，其特征在于，所述轧制棒材的步骤中，将连铸坯加热至1210～1240℃保温2.5～4h后，开坯成方钢坯，再将所述方钢坯热加工轧制成棒材或线材，将所述棒材或线材进行退火。
7.如权利要求6所述的用于喷油嘴阀体的渗碳钢的制备方法，其特征在于，在连铸坯加热过程中，控制入炉温度为600～900℃，保温20～40min后，经过120～200min升温至1210～1240℃。
8.如权利要求6所述的用于喷油嘴阀体的渗碳钢的制备方法，其特征在于，在开坯过程中，加热温度为1160～1200℃，加热时间为80～120min，直至方钢坯的阴面和阳面温差不超过40℃。
9.如权利要求6所述的用于喷油嘴阀体的渗碳钢的制备方法，其特征在于，在将方钢坯轧制成棒材或线材的过程中，控制终轧温度为760～810℃。
10.如权利要求6所述的用于喷油嘴阀体的渗碳钢的制备方法，其特征在于，所述退火的过程中，控制进炉温度为400～500℃，保温40～60min，然后以30～50℃/h的速率升温至760～780℃，保温2h，随炉冷却至680～780℃，保温200～280min，随炉冷却至450～550℃出炉。
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