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ybin536913金蟲 (小有名氣)
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Cu-Cr系(Cr<1.2wt%)合金因其具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和較高的強(qiáng)度被廣泛用于電力、電子行業(yè),比如高壓開關(guān)中的觸頭材料、接觸導(dǎo)線等。Cu-Cr系合金是析出強(qiáng)化型銅合金的主要代表之一。但Cr-Cu固溶性差、熔點(diǎn)相差約800℃、高溫熔煉均勻性差、能耗高;Ni元素能無限固溶于Cu中形成α固溶體;Cr-Ni合金共晶溫度比Cr降低約500℃以其中間合金加入Cu基體可顯著降低Cu-Cr合金的熔煉溫度,改善合金的組織性能并減低能耗。 為此,本文擬在銅中引入Cr-Ni中間合金,依據(jù)Cr-Ni合金相圖共晶點(diǎn)二者質(zhì)量分?jǐn)?shù)比,以此為指導(dǎo)制備出Cu-0.3(Cr44Ni)和Cu-0.5(Cr44Ni)兩種合金(分別命名為a、b合金)。采用硬度試驗(yàn)、拉伸試驗(yàn)、電阻測(cè)試,光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)及透射電鏡(TEM)等分析,對(duì)Cu-0.3(Cr44Ni)和Cu-0.5(Cr44Ni)合金的軋制變形加工硬化及退火軟化行為、時(shí)效行為、固溶時(shí)效加工硬化行為等進(jìn)行了系統(tǒng)研究,研究結(jié)果表明: 1. a、b合金經(jīng)1000℃/1h固溶處理后形成完全固溶體,硬度分別為67.3、75.5HV,相較于Cu的硬度提升了30%,有一定的固溶強(qiáng)化效應(yīng);a、b固溶合金經(jīng)不同溫度和時(shí)間時(shí)效處理后,在450℃/1h時(shí)效時(shí)達(dá)到峰值硬度分別為138、152HV,比固溶態(tài)合金的提高約100%。表明合金經(jīng)固溶-時(shí)效處理后,時(shí)效強(qiáng)化效果顯著;軋制變形對(duì)時(shí)效行為的影響表明,變形對(duì)時(shí)效強(qiáng)化效果影響不大,但在變形量達(dá)到75%后、時(shí)效時(shí)間顯著縮短。 2. 軋制變形量約60%時(shí)a合金加工硬化高于b合金、變形量大于60%時(shí)b合金加工硬化高于a合金,當(dāng)a、b合金變形量分別達(dá)60、75%時(shí)達(dá)到峰值硬度(分別為123.7、132HV)顯著高于固溶態(tài)硬度而明顯低于時(shí)效硬度;固溶加工硬化達(dá)峰值硬度的a、b合金經(jīng)300~700℃/1h退火后的硬度變化表明450℃/1h以下退火對(duì)加工硬化影響不大、合金有很好的抗回復(fù)軟化抗力。a、b合金分別在600、650℃時(shí)完成再結(jié)晶過程,使銅再結(jié)晶溫度提高200℃以上。 3. 時(shí)效處理對(duì)固溶加工硬化影響表明b合金的加工硬化均高于a合金,達(dá)到峰值硬度的形變量與固溶加工硬化相同,但峰值硬度(分別為163.5、184HV)顯著高于其它幾種工藝條件處理后的硬度;固溶時(shí)效加工硬化達(dá)峰值硬度的a、b合金經(jīng)300~700℃/1h退火后的硬度變化表明350℃/1h以下退火硬度不變,但塑性和導(dǎo)電性可以得到明顯提高。 4. a、b兩合金經(jīng)1000℃/1h固溶水淬-450/1h時(shí)效-75%變形后抗拉強(qiáng)分別為425、446MPa,電導(dǎo)率分別為74.7、70.1%IACS,延伸率分別為2.4、3.1%;固溶-時(shí)效-變形后的a、b合金經(jīng)350℃保溫1h時(shí)強(qiáng)度強(qiáng)度仍達(dá)348、378MPa、延伸率提升到8.0、9.7%,電導(dǎo)率分別達(dá)88.4、83.7%IACS。 綜合以上研究結(jié)果可知,Cu-x(Cr44Ni)合金經(jīng)過固溶-時(shí)效-變形-低溫回復(fù)處理后,可以實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度、高塑性與高導(dǎo)電性的統(tǒng)一,有較好的應(yīng)用開發(fā)價(jià)值。 [ 來自小組 材料家族 ] |
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