拉拔变形量对Cu-4 mass%Ag合金线材组织和性能的影响

采用三室真空冷型竖引连铸设备制备了线径为7.821 mm的铸态Cu-4 mass%Ag合金杆，并利用多道次连续拉拔工艺制备了变形量分别为53.38%、93.14%和98.37%的线材；分别对铸态和拉拔态的Cu-4 mass%Ag合金线材进行力学性能、电学性能测试以及微观组织分析。结果表明：铸态Cu-4 mass%Ag合金杆的抗拉强度为236 MPa、导电率为88.50%IACS,当拉拔变形量达到98.37%时，抗拉强度升高到674 MPa,提升了185.59%,而导电率下降到81.00%IACS,仅下降了8.47%;铸态Cu-4 mass%Ag合金杆的横截面组织为典型的“纺布”状枝晶、纵截面为“鱼骨”状枝晶，随着拉拔变形量的增加，线材在纵截面上整体结构呈现出纤维状组织，边缘部分的变形程度要比心部剧烈；当拉拔变形量达到98.37%时，产生了形变孪晶。加工硬化和细晶强化是Cu-4 mass%Ag合金线材拉拔过程中的主要强化机制。     

热冷组合铸型水平连铸Cu-0.36Be-0.46Co合金带材冷轧过程中显微组织和力学性能变化（英文）

采用热冷组合铸型(HCCM)水平连铸工艺制备300 mm(宽)×10 mm(厚) Cu-0.36%Be-0.46%Co(质量分数)合金带材,对连铸带材进行冷轧,研究轧制过程中合金显微组织和力学性能的变化规律与变形机理。结果表明:连铸带材具有沿长度方向的柱状晶组织,表面质量好,断后伸长率达到35%,无需表面处理可直接进行大变形冷轧加工,无中间退火的累积冷轧变形量达98%。当变形量较小时(20%),变形机理为位错滑移,形成大量弥散分布的位错和位错胞;当变形量为40%时,合金中出现形变孪晶,且孪晶与位错胞相互作用形成长条状位错胞;当变形量超过60%时,形成切变带,发生明显的微区晶体转动;随着变形量的进一步增大,切变带数量增多且相互作用,使晶粒明显细化。抗拉强度和硬度由铸态的353 MPa和HV 119分别升高至冷轧变形量95%时的625 MPa和HV 208,断后伸长率则由35%降低至7.6%。该结果可为发展铍铜合金带材HCCM水平连铸-冷轧短流程高效加工方法提供实验依据。     

黄铜包纯铜绞线复合材料拉拔过程中横截面结构、显微组织和力学性能变化（英文）

对采用固/液连铸复合成形工艺制备的外径8.5 mm黄铜包覆纯铜绞线复合坯进行拉拔加工,研究拉拔过程中复合材料横截面结构、组织和力学性能的变化规律与变形机制。结果表明:复合坯具有良好的表面质量和冶金结合的黄铜/纯铜界面,断后伸长率达到53.1%。拉拔过程中,纯铜绞线与黄铜包覆层的协同变形程度较高。随着总变形量的增大,纯铜绞线发生塑性变形流入各纯铜线之间构成的三角弧形间隙区,当总变形量增大至50%时,三角弧形间隙区被纯铜填满。随着总变形量增加至63%,纯铜绞线内部先后产生位错胞、条状微晶带等组织;黄铜包覆层内部先后形成平面位错网、相互交叉的形变孪晶和切变带,主要变形机制依次为位错平面滑移、形变孪生和剪切变形机制。复合材料的抗拉强度由铸态的240 MPa增大到总变形量63%的519 MPa,而断后伸长率由铸态的53.1%降低到3.2%。"固/液连铸复合成形→拉拔"短流程加工方法可适用于制备高速铁路贯通地线用黄铜包覆纯铜绞线复合材料。     

晶粒形态、尺寸对Ag-28Cu-0.75Ni合金超细丝加工及电学性能的影响

为诠释柱状晶贵金属兼具优良超细丝加工性能及高电阻率的原因,采用水平连铸、水冷铜模铸造及石墨模铸造,分别获得了具有20 μm×60 μm的柱状晶、10 μm的等轴晶、以及5 μm的表面细晶+长径比约为3的柱状晶+30 μm的芯部等轴晶三晶区的三种Ag-28Cu-0.75Ni合金棒材,研究了晶粒形态、尺寸对Ag-28Cu-0.75Ni合金棒材超细丝加工性能及电阻率的影响。结果表明：与等轴晶和三晶区Ag-28Cu-0.75Ni合金棒材相比,柱状晶棒材由于其较低的位错密度(1.78×10_¹⁵ m_^-2)及显微硬度变化率(33.3%)、铸态断口无解理台阶,表现了出最低的加工硬化率,且铸态轴向抗拉强度高达384.6 MPa,可实现100 m以上、直径0.05 mm超细丝高效不断丝加工;加工态及退火态的柱状晶Ag-28Cu-0.75Ni合金超细丝均表现出了较高的电阻率,经两次连续退火后电阻率高达3.68 μΩ.cm,与其较低的位错密度及加工硬化率有关。     

上引连铸-连续挤压技术制备Cu-Cr-Zr合金的组织与性能EI北大核心CSCD

采用上引连铸-连续挤压技术制备Cu-0.88Cr-0.14Zr(质量分数)合金,并对挤压后的棒材进行不同制度的时效处理。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射技术(EBSD)等分析测试手段研究合金经不同工艺/制度处理后的组织与性能的变化。结果表明:上引连铸Cu-Cr-Zr合金棒坯在连续挤压过程中发生了剧烈的剪切变形和动态时效,晶粒明显细化,析出尺寸为15~20 nm的Cr相,与铸态相比,挤压态合金的导电率与硬度分别增加了28.6%IACS、49.6 HV。确定了挤压态合金杆材经(925℃,12 h)均匀化退火和(1000℃,1 h)固溶处理后的峰时效制度是(475℃, 3 h),此时基体中析出了平均晶粒尺寸为2.6 nm的Cr相,合金的导电率和硬度分别可达73%IACS、155 HV。     

形变热处理对上引拉铸Cu-0.45Cr-0.15Zr-0.05Mg组织性能的影响

对上引连铸的Cu-0.45Cr-0.15Zr-0.05Mg合金进行固溶处理、冷拉拔以及时效处理工艺,研究拉冷拔形变及时效对材料力学性能、导电性能及组织结构的影响规律。结果表明:时效前的冷拉拔变形能提高Cu-0.45Cr-0.15Zr-0.05Mg合金的力学性能而保持较高的导电率;合金在950℃固溶1h后经70%冷拉拔变形和500℃时效4h,合金显微硬度和导电率分别达到了170HV,85%IACS;时效合金组织转变过程为:固溶体→G.P.区→Cr+Cu4Zr,析出相对位错的运动的阻碍是合金强化的重要机制。     

不同变形量对Cu-2Ag合金组织和性能的影响北大核心CSCD

总变形量一定的前提下,采用不同道次、不同变形量对Cu-2Ag合金棒材进行轧制变形,研究了不同变形工艺对Cu-2Ag合金微观组织结构和导电性能、力学性能的影响。结果表明,总变形量一定时,各道次变形量的分配对合金性能的影响不同,导电率和硬度分别为:工艺1,82.75%IACS、170.34 HV;工艺2,83.62%IACS、174.82 HV;工艺3,82.72%IACS、180.26 HV。实验条件下,第1道次轧制变形量越大(60%),合金的综合性能更优。轧制前合金的微观组织以交错分布的网状枝晶形态为主;轧制变形后,枝晶出现不同程度的变形,这是导致合金性能不同的主要原因。平行于轧制方向的微观组织以连续排列的“鱼骨”状枝晶形态为主;轧制变形后,枝晶间距增加。试验范围内,采用工艺3变形后,合金的硬导积达到0.989,综合性能较好。     

内氧化法制备的Cu-Al2O3合金的显微组织与性能

利用内氧化法制备了Cu-Al2O3弥散强化铜合金,并对其挤压态、冷拉态、退火态棒材进行了性能测试和显微组织结构分析.结果表明挤压后的棒材经65%和90%的变形量冷拉拔后,存在明显的加工纤维组织,σb分别达468和495MPa,相对电导率分别为90%和89%IACS;1030℃×0.5h高温退火后再结晶现象并不明显,仍能保持较高的强度;且变形量越大,高温退火后强度下降越小;合金的拉伸断口表现为韧性与脆性的混合型断裂.     

铜包铝双金属连铸复合导线退火工艺的研究

采用氮气加压充芯连铸工艺,制备出外径为12mm,内径为8mm的铜包铝双金属复合连棒坯。连铸坯在不经退火的情况下经过多道次拉拔,制备出直径为0.6mm的复合线材。所制备铜包铝复合线表面光滑圆整,无凹痕、裂纹等缺陷,在加工的各个阶段,铜铝包覆比基本一定。对拉拔后的复合导线经1h不同温度退火测试,在温度为450℃时获得了较优良的综合性能,其抗拉强度为208.43MPa,伸长率为13.44%,电阻率为2.454×10~(-8)Ω·m,主要性能符合铜包铝线电子行业标准的要求。     

冷拉拔变形量对Cu-Al2O3弥散强化铜合金线材组织性能的影响

对退火态Cu-0.2%Al₂O₃弥散强化铜合金进行最大变形量达99％的冷拉拔加工,采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和拉伸试验机等测试手段,研究了冷拉拔变形量对合金微观组织、织构、导电率及力学性能的影响规律。结果表明:随着冷拉拔变形量的增加,合金的微观组织由较粗的长条形组织变成细长的纤维组织,并且经过大变形量冷拉拔加工后部分Al₂O₃颗粒发生了破碎;当变形量为0%时,合金的织构由黄铜织构{011}<211>和立方织构{001}<100>组成,冷拉拔变形量达到60%后,部分立方织构和黄铜织构逐渐转变为高斯织构{011}<100>和铜型织构{112}<111>;冷拉拔变形量对合金导电率几乎没有影响;合金的显微硬度从141 HV0.3增加到161 HV0.3,而合金的抗拉强度由492 MPa增加到637 MPa,屈服强度由452 MPa增加到605 MPa,伸长率由14.0%下降至1.0%,并且发现合金拉伸断裂为韧性断裂。研究结果表明Cu-0.2%Al₂O₃弥散强化铜合金具有较优良的塑性加工性能。     

Cu-Cr-Fe-Ni合金形变热处理过程中的组织与性能

采用非真空熔炼并经热轧—固溶—冷轧—时效热处理工艺制备Cu-0.59Cr-0.078Fe-0.081Ni合金板,探究热处理和冷变形对合金显微组织、电导率和硬度的影响。结果表明:Cu-Cr-Fe-Ni合金大气熔铸后呈明显的枝状晶组织,经固溶处理后合金发生再结晶,硬度和电导率都相应的降低,分别为65.9 HV0.2、41.7%IACS;经过冷变形处理后合金的硬度显著提高,变形量达90%时,合金的硬度高达144.7 HV0.2;合金变形后在450 ℃时效的过程中硬度先增加后减少,变形量为60%时,时效30 min达到峰时效,此时硬度、电导率分别为155.5 HV0.2、71.4 %IACS。     

形变热处理对Cu-Ti-Fe-Sn合金组织与性能的影响

利用真空熔炼法制备了Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金,通过均匀化退火、固溶+冷轧(变形量分别为40%、60%、80%)+450 ℃时效处理,研究了形变热处理对Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金显微组织、导电率及硬度的影响。结果表明:真空熔炼制得的 Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金铸态组织中含有大量的枝状晶组织,经固溶处理后组织中出现了晶粒长大;铸态合金的硬度和导电率分别为178.1 HV和10.85%IACS,固溶处理后硬度和导电率都相应降低,分别为102.7 HV和4.58%IACS。经过冷变形和时效处理后Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金硬度明显提高,变形量为60%时,时效480 min时硬度达到峰值,合金硬度为310.2 HV,此时合金的导电率为18.59%IACS。     

铜包铝气压连铸成形工艺

在自制的铜包铝气压连铸成形设备上,成功地连铸出内径为8mm,铜层厚度为2mm的小尺寸铜包铝双金属连铸复合棒坯。复合棒坯连续稳定,表面质量良好。经扫描电镜观察和剪切强度测试,发现铜包覆层厚度均匀,内部铜铝界面形成具有一定厚度的扩散边界,内外层金属实现了有效结合。经过后续拉拔加工,成功制备出外径为0.95mm的铜包铝复合线材,经测试,其退火后的抗拉强度,伸长率和电阻率分别为208.43MPa,13.44%,2.454×10-6Ω·cm。     

热型连铸技术的研究与应用

研制开发了真空熔炼/保护气氛下拉式热型连铸技术和设备,该技术与设备适用于液态氧化、吸气严重或含有易氧化烧损的合金元素的各种金属棒材的近终形加工制备。所生产的金属棒材具有单向连续柱状晶组织,表面光亮、组织致密、塑性优异。在室温下对!8mm的Al-1%Si合金棒材进行拉拔加工,不需任何中间退火,可直接制备出线径为20!m的的超细丝材,其伸长倍数达16万倍,为金属微细丝的制备提供了新的方法和途径。     

热型连铸技术的研究与应用

研制开发了真空熔炼／保护气氛下拉式热型连铸技术和设备，该技术与设备适用于液态氧化、吸气严重或含有易氧化烧损的合金元素的各种金属棒材的近终形加工制备。所生产的金属棒材具有单向连续柱状晶组织。表面光亮、组织致密、塑性优异。在室温下对φ8mm的Al-1％Si合金棒材进行拉拔加工，不需任何中间退火。可直接制备出线径为201μm的的超细丝材，其伸长倍数达16万倍，为金属微细丝的制备提供了新的方法和途径。     

免退火XM06BA微合金冷镦钢研发

免退火XM06BA微合金冷镦钢热轧盘条是以免退火或轻退火生产的大变形产品，冶炼时采用适当添加微量合金元素Ti，强化细晶，改善材料的冷成形性能；C元素质量分数控制在0.06%及以下，降低材料原始强度。轧制时采用缓冷工艺，盘条抗拉强度为355 MPa、断面收缩率为82%。经拉拔至4.3 mm规格后，抗拉强度为585 MPa、钢丝心部硬度HV为181，直接生产空心铆钉，全部合格，即XM06BA盘条能直接生产大变形的产品。     

高塑高强纳米Al_2O_3-Cu复合材料的组织与性能

利用内氧化法制备出Al2O3弥散强化铜复合材料,通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)结合X射线衍射等手段,对材料组织结构和性能进行了研究。结果表明:γ-Al2O3弥散相粒子在基体内均匀分布,尺寸约6nm,间距30～50nm;挤压态棒材(φ25mm)经99.8%变形量冷拉拔后,呈现均匀、连续的纤维组织,纤维长宽比大于20,抗拉强度达680MPa;挤压态棒材的电导率87%IACS,软化温度850℃。     

高强高导Cu-Mg-Ca合金加工过程中组织结构演变

利用硬度计、双臂电桥、金相显微镜、透射电镜和背散射电子衍射观察等技术研究Cu-0.3Mg-0.16Ca(质量分数,%)合金在加工过程中组织结构的演变规律及性能变化。结果表明:设计合金经780℃、1h固溶处理后冷轧变形状80%时,硬度为167HV,抗拉强度为545MPa,电导率70.24%IACS;当变形量达到90%时,硬度为174HV,抗拉强度为600MPa,电导率为68.68%IACS,均高于同状态下的高铁接触线用CTMH型Cu-0.4Mg合金的性能。设计合金固溶态组织为以大角度晶界为主的等轴晶,所占比例最高的是60°的大角度晶界;随着冷变形的进行,合金组织中开始出现分布不均匀的小角度晶界,随着变形量的进一步增加,小角度晶界先增多后减少。当变形量达到80%时,合金轧面的变形织构以S剪切织构和Copper织构为主,此时合金显微组织中的变形条带发生弯曲,向胞状组织过渡。     

流变铸造镁合金AZ31B的热/力模拟

采用双螺旋流变铸造工艺制备了镁合金AZ31B的棒坯,利用Gleeble-3000型热/力模拟机研究了流变铸造和普通连铸棒坯在变形温度为250～400℃,变形速率为0.001～5 s-1,最大变形量为60%时的热压缩变形行为.分析了材料流变应力与变形量、变形温度和应变速率之间的关系,比较了两种不同铸造工艺对热塑性变形行为的影响.结果表明:流变铸造坯料在变形过程中的形变均匀性明显优于普通铸造的,因此不需预处理即可直接进行塑性成型;350℃以上热变形流变铸造坯料的变形抗力明显小于普通铸造坯料的;流变铸造使AZ31B合金的塑性加工性能得到改善;产生这种差别的主要原因是普通铸造坯料组织为粗大树枝晶,而流变铸造坯料组织为细小等轴晶.     

变形方式对Cu-8.3Fe-1Ag形变原位复合材料组织性能的影响

分别采用冷拉拔和冷轧变形并结合中间退火工艺,制备了丝状和带状形变Cu-8.3Fe-1Ag原位复合材料。用SEM、精密万能试验机、显微硬度计和电阻测量仪对两种变形方式下试样的微观组织、力学性能和导电性能进行了比较研究。微观组织观察表明:冷拉拔和冷轧变形试样的横截面组织形貌有显著差异,前者为基体上分布着弯曲、扭折、交叠的蠕虫状相,后者为基体上定向排列着与冷轧方向平行的平直颗粒相。力学性能和导电率测试结果表明:相同应变量下,冷拉拔变形的抗拉强度、硬度均高于冷轧变形,但二者的导电率几乎相同。应变量达到6.70时,二者的抗拉强度/硬度/导电率分别达到838 MPa/149 HV/58%IACS和924 MPa/160 HV/58%IACS。