高强高导Cu-Cr-Zr合金时效性能

采用真空熔炼的方法制备Cu-Cr-Zr合金,研究合金的时效析出行为;借助高分辨透射电镜对合金时效析出相的组织形态进行分析,探讨合金的时效强化机制。结果表明:Cu-0.36Cr-0.03Zr合金经450℃时效4 h后获得较好综合性能,合金硬度和导电率分别达到为156 HV和82.62%IACS;通过微观分析确定经450℃时效4 h后合金中析出相为面心立方Cr相,且与基体保持共格关系;当时效时间延长至8 h时,合金中面心立方Cr相转变为体心立方Cr相;经450℃时效4 h后合金强度与硬度的提高主要由共格应变强化所造成。     

快速凝固Al—4Cr—4Zr—2Ti合金的时效特性

利用透射电镜观察了Al-4Cr-4Zr-2Ti（原子百分比）合金的显微组织,并测定了相应的显微硬度。结果表明：快凝合金在400℃,4h时效达到峰值硬度,Hv达2420MPa,此时的析出相为Al13Cr2和与基体共格的亚稳相Ll2-Al3Zr。合金经400℃,96h时效后的显微硬度与急冷态硬度和峰值硬度相比仅分别下降10％和14％。而500℃,4h时效后,由于Ll2-Al3Zr转变为DO23－Al3Zr并且析出相粗化,导致合金硬度急剧下降。     

Zr和 Mg对快速凝固Cu-Cr合金时效析出过程的影响

快速凝固ＣｕＣｒ和ＣｕＣｒＺｒＭｇ合金经时效处理后显微硬度显著升高,在５００℃时效后,ＣｕＣｒ合金的硬度峰值为２０６ＨＶ,ＣｕＣｒＺｒＭｇ合金的硬度峰值为２５０ＨＶ。用透射电镜对两种合金时效过程中析出相的变化及其对显微硬度的影响进行了分析。ＣｕＣｒ合金达到峰值硬度时析出相为与母相共格的面心立方Ｃｒ,随后逐渐与母相失去共格关系并转变成体心立方的Ｃｒ。ＣｕＣｒＺｒＭｇ合金对应峰值状态的析出相为Ｈｅｕｓｌｅｒ相ＣｒＣｕ２（ＺｒＭｇ）,过时效状态下转变成面心立方的Ｃｕ５Ｚｒ和体心立方的Ｃｒ     

时效对冷轧态Cu-Cr-(Sc)合金组织和性能的影响

对冷轧态Cu-Cr和Cu-Cr-Sc合金进行时效处理，使用透射电镜、扫描电镜、光学显微镜、显微硬度计和涡流金属导电仪等研究了不同时效温度和时间对合金显微硬度、抗拉强度和导电率的影响。结果表明：480℃时效1 h后，Cu-Cr-Sc合金的综合性能较佳，其显微硬度达到161 HV0.1,导电率达到81.9%IACS,抗拉强度达到491 MPa;相较于480℃时效1 h的Cu-Cr合金，显微硬度提升了24.8%,抗拉强度提升了35.3%,导电率下降了12.9%,表明添加Sc可以显著提升Cu-Cr合金的力学性能，但是会略微降低导电率。微观组织分析表明Cu-Cr-Sc合金峰值时效后析出了Cr相，主要形貌为咖啡豆状和球状，析出相均为面心立方结构，与基体保持良好的共格关系。     

热循环对CuW/CuCr界面强度及CuCr合金性能的影响

采用立式烧结熔渗法制备的CuW/Cu0.89wt%Cr整体材料经固溶时效处理后,对其在不同热循环条件下的结合面强度进行了研究。结果表明,在室温～500℃温度范围内,随着热循环次数的增加,整体材料的结合面强度和CrCu端合金显微硬度略有提高。而在室温至600℃热循环温度区间内,结合强度和CuCr合金显微硬度随热循环次数的增加而下降。对不同热循环条件下CuCr端合金组织的研究表明,上限温度为500℃时,晶粒没有发生再结晶现象,析出相面心立方的Cr相非常细小、分散,且与Cu基体保持良好的共格关系;而当热循环上限温度为600℃时,晶粒发生了再结晶长大,析出相明显粗化,此时析出的体心立方的Cr相已与Cu基体失去完全共格关系。     

含稀土Cu-Cr-Zr合金的微观组织和性能（英文）

先后热轧、固溶处理、冷轧和时效处理Cu-0.81Cr-0.12Zr-0.05La-0.05Y(质量分数)合金,并系统研究其不同阶段的微观结构、显微硬度和导电率的变化规律。合金铸态组织由Cu基体、Cr相和Cu5Zr三相组成。经固溶处理后,Zr相充分溶于Cu基体中,而部分Cr相仍残留于Cu基体中。样品冷轧后的时效处理使Cr与Cu5Zr纳米析出相从基体中析出,且基体显微硬度和导电率增加。在773 K时效60 min后,样品获得了高显微硬度(HV 186)和高导电率(81%IACS)。随着时效温度的提高,Cu晶体的取向度逐渐减小到零,而微应变因存在析出相和位错的相互作用未能得到完全的释放。当共格强化机制在合金中起主要增强作用时,Cr析出相与铜基体之间保持着N-W的位相关系。     

Cu-Cr-Zr合金时效强化机理

研究了不同时效工艺对Cu-0．7Cr-0．13Zr合金硬度、强度和导电率性能的影响,利用透射电镜分析合金时效后的微观形态和析出相。结果表明：在500℃时效30min析出相为Cu5Zr,硬度和导电率可达116．7HV和47％IACS。500℃时效6h后,硬度和导电率为140HV和76％IACS,强度达到峰值430MPa,弥散共格的析出相Cr是强度提高的重要原因,强化效应与采用共格强化机理计算的结果非常接近。合金在500℃时效8h硬度和强度仍具有135．6HV和410MPa,导电率为77％IACS,析出相仍较细小但与基体失去共格关系。     

Zr和Mg对快速凝固Cr—Cr合金时效析出过程的影响

快速凝固Ｃｕ－Ｃｒ和Ｃｕ－Ｃｒ－Ｚｒ－Ｍｇ合金经时效处理后显微硬度显著升高,在５００℃时效后,Ｃｕ－Ｃｒ合金的硬度峰值为２０６ＨＶ,Ｃｕ－Ｃｒ－Ｚｒ－Ｍｇ合金的硬度峰值为２５０ＨＶ。用透射电镜对两台合金时效过程中析出的相的变化及共对同工的影响进行了分析,Ｃｕ－Ｃｒ合金达到峰值硬度时析出相为与母相共格的面心立方Ｃｒ随后逐渐与母相失去共格关系并转变成体心立方的Ｃｒ,Ｃｕ－Ｃｒ－Ｚｒ－Ｍｇ合金对应峰值状     

Cu-Cr-Zr-Sn合金的时效析出行为与性能

采用TEM对Cu-0.22Cr-0.05Zr-0.05Sn合金不同形变热处理状态微观组织的演变以及时效过程中析出相的状态进行研究,并以此解释形变热处理过程中合金力学性能和导电性能的变化.结果表明,合金中存在2种析出相,分别是Cr相和Cu4Zr相.其中Cr相在时效过程中分别经历了固溶体、GP区、脱溶并与基体共格以及长大;而Cu4Zr相则以早期Cr析出相为核伴随析出,与基体半共格.由于析出相尺寸很小,且分布较为均匀,使合金具有很强的时效强化效果,经940℃固溶1h后冷加工至变形率为96％并在400℃时效4h,合金的抗拉强度和电导率可分别达到400 MPa和84％IACS.对于该合金,时效温度是决定合金综合性能的关键,而时效时间对综合性能的影响并不显著.     

Cu-0.38Cr-0.12Zr合金等温时效动力学研究

通过直接测定电阻率研究了Cu-0.38Cr-0.12Zr合金等温时效过程,其相对电阻率γ的变化量Δγ符合Avrami经验方程转化关系。合金经360℃时效90 min后,组织由α-Cu基体和Cu_5Zr相组成。随着时效时间的延长,Cu_5Zr相逐渐粗化,由面心立方结构转变为体心立方结构的Cu_4Zr相,并出现单质Cr相。经TEM分析确定Cr相形状为彼此相互连接的多个类似菱形的相,并存在周期性。     

贵金属齿科铸造合金时效后结构和性能研究

通过对Au—Ag—Cu—Pt高含金量齿科铸造合金的研究，分析此合金的时效硬化行为，为其临床实际应用提供理论基础。试样经800℃，30min固溶处理后在350℃，500℃进行等温时效，通过金相组织观察、显微硬度测试、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微（SEM）分析，研究了此齿科合金时效后的显微结构与性能。结果表明，该合金是典型的时效硬化型合金。长时间时效使面心立方基体α0相发生分解，最终转变为面心立方富银α2无序相和富Cu的面心正方AuCuⅠ有序相。两相以片状存在。晶界周围的片层厚，晶内的片层很薄，两者的分解方式不同。350℃短时间时效析出的AuCuⅠ有序相与基体保持共格，使基体中产生应力场，有效地提高了合金的硬度。     

Cr含量对时效态Cu−Cr−P合金显微组织和性能的影响

研究Cr含量对时效态Cu?Cr?P合金析出相和性能的影响。结果发现,时效处理后Cu?Cr?P合金中存在3种尺寸的Cr相,其中,纳米级Cr相是Cu?Cr?P合金的主要强化相;≤5 nm的Cr相为面心立方结构,与基体完全共格,强化机制为位错切过机制,强化效果约为200 MPa;10~20 nm的Cr相为与基体非共格的体心立方结构,其强化机制为Orowan位错绕过机制,强化效果约为100 MPa。Cr元素含量的改变使得两种纳米级Cr析出相的数量与尺寸发生变化,进而导致Cu?Cr?P合金的力学性能呈现出先增加后减小的趋势。Cu?0.36Cr?0.01P合金经980°C保温2 h固溶处理→95%冷轧→450°C保温1 h时效处理后,具有较好的综合性能:抗拉强度572 MPa和导电率80.0%IACS。     

固溶时效对Cu-1.4Ni-1.2Co-0.6Si合金组织性能的影响

研究了不同固溶工艺条件对Cu-1.4Ni-1.2Co-0.6Si合金显微组织的影响,对合金固溶-时效后的显微硬度和导电率进行了分析,并采用电子衍射及透射电镜分析其显微组织。结果表明:合金铸态组织以等轴晶为主,热轧变形组织中存在许多细小析出相。热轧合金在固溶处理过程中基体变形组织发生再结晶和晶粒长大,且随着固溶温度升高,析出相固溶量增加,至975℃时,析出相粒子基本回溶到基体中。合金中的析出相与Cu-Ni-Si合金具有相同的结构和形貌,与Cu基体的位向关系为:[001]Cu//[110]p,(010)Cu//(001)p;[112]Cu//[32 4]p,(110)Cu//(2 11)p。合金最佳固溶-时效处理工艺为975℃×1.5 h+500℃×4 h时效,在此工艺条件下,合金显微硬度为232 HV,相对导电率为49%IACS。     

时效参数和变形量对Cu-Cr-Zr-Mg合金组织和性能的影响

研究了时效参数和变形量对Cu-0．3Cr-0．15Zr-0．05Mg合金组织与性能的影响。结果表明：该合金经920℃固溶1h后在470℃时效4h可获得较高的电导率和硬度，时效过程中析出相为体心立方Cr相和CuZr。变形可以加速第二相的析出，合金经60％变形后在500℃时效15min电导率可达70．49% IACS，而固溶后直接时效仅为43．05％IACS；这时硬度也比固溶后直接时效提高70～80HV。     

高强高导低溶质Cu-Ag-Cr合金时效析出特性的研究

Cu-Ag-Cr合金经时效处理后，显微硬度和电导率都有很大的回升。经480℃时效2h后，硬度峰值为117HV，此时电导率达到94％IACS。利用透射电镜对合金时效过程中析出相的变化及其对显微硬度的影响进行了分析，在峰值状态下，析出相与基体保持共格关系。由于析出相尺寸较大，合金以Orowan机制提高强度，并利用位错理论计算出以Orowan机制强化合金的析出相的临界尺寸，与实验数据十分吻合。     

Cu-Cr-Zr-Mg合金时效析出研究

通过能谱和透射电镜分析研究了Cu-0．3Cr-0．15Zr-0．05Mg合金的时效析出，在470℃时效4h形成了有序的原子排列，其化合物类型为CrCu2(ZrMg)；同时存在体心的Cr相和面心的Cu4Zr相，在晶界上有少量未溶的Cr粒子。细小弥散的析出相使合金的性能得以提高，470℃时效4h～6h，硬度和导电率分别达109～108HV，79％IACS～80％IACS。     

Co对Cu-Cr合金组织和性能的影响

研究了Cu-Cr-Co合金经80%变形量冷轧和450 ℃时效后的组织和性能,并与Cr-Cr合金进行了对比。结果表明, Cu-0.66Cr-0.05Co和Cu-0.62Cr-0.22Co合金的性能在450 ℃时效4 h时达到峰值,此时的抗拉强度、硬度及导电率分别为376 MPa和410 MPa、143.7 HV0.5和138.4 HV0.5、84.1%IACS和66.2%IACS。峰时效态Cu-Cr-Co合金析出相为体心立方结构(bcc),并与基体呈Nishiyama-Wassermann取向关系,Co含量对Cu-Cr-Co合金的晶粒形貌几乎没有影响。与Cu-Cr合金相比,Co的加入使合金时效的时间延长,硬度有所增加,抗软化性能提高,但抗拉强度和导电率均下降。由于Cu和Co在422 ℃以上具有一定的固溶度,在时效过程中部分Co逐渐固溶进基体中,形成固溶体,并没有与预测一样分布在析出相外围,降低了合金综合性能。     

热处理对Mg-5wt%Sn合金组织与显微硬度的影响

研究了固溶处理(460-500 ℃保温1-96 h)加人工时效处理(210-290 ℃保温1-160 h)对Mg-5wt%Sn合金组织演变的影响及组织与显微硬度之间的关系.结果表明,经480℃过固溶处理后,合金中的Mg2Sn相基本溶解,随后的时效处理过程中Mg2Sn相以弥散形式析出.Mg-5wt%Sn合金具有明显的时效硬化特征:经480℃固溶处理后,时效温度采用210℃时,保温96h后显微硬度达到峰值为77.4 HV0.01;时效温度为250℃时,保温16h后显微硬度达到峰值为76.6 HV0.01;时效温度采用290℃时,保温4h后达到峰值为60.2 HV0.01.合适的时效处理制度能明显提高合金的显微硬度.     

快速凝固Al-Zr-Ti合金的组织结构

利用透射电子显微镜研究了快速凝固Al-Zr-Ti合金的组织结构。结果表明：快凝合金的显微硬度与其显微组织密切相关，快凝合金激冷态组织显示出单一相－过饱和Al基固溶体，此时显微硬度为220HV。快凝合金经420℃退火4h，具有立方结构的亚稳相L1-Al3(Zr,Ti) 析出，此时显微硬度达到峰值260HV。而经420℃退火20h，则L12相转变为DO23相，同时，显微硬度下降到150HV。     

快速凝固Al—Zr—Ti合金的组织结构

利用透射电子显微镜研究了快速凝固Al-4Zr-2Ti(原子百分比）合金的组织结构。结果表明：快凝合金的显微硬度与其显微组织密切相关,快凝合金急冷态组织显示出单一相-过饱和Al基固溶体,此时显微硬度为220HV,快凝合金经420℃退火4h ,具有立方结构的亚稳相L12-Al3(Zr、Ti)析出,此时显微硬度达到峰值260HV,而经420℃退火20h,则L12相转为为DO23相,同时,显微硬度下降到150Hv。