Cu-Cr-Ag合金的组织与性能

研究了经挤压、拉拔、固溶、时效、再拉拔后Cu-Cr-Ag合金的微观组织演变规律,并测试了不同状态下合金的抗拉强度、维氏硬度和导电率。结果表明:Cu-Cr-Ag合金较为适宜的时效温度为450℃、时效时间为120 min,此时效工艺下合金的抗拉强度365 MPa、导电率91.3%IACS、伸长率19%、抗软化温度550~600℃;时效过程中第二相的析出与冷变形可提升合金的力学性能,但对导电率的影响不大。     

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。     

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。     

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。     

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。     

冷轧变形量及再结晶对TC4合金组织与性能的影响

通过XRD、OM、EDS、SEM和万能试验机等方法,研究了不同冷变形量对TC4合金微观组织及力学性能的影响以及相同再结晶处理对不同冷变形量合金再结晶程度的影响。结果表明,冷轧制使得TC4合金产生加工硬化,相较固溶试样,35%和48%冷变形量试样的抗拉强度分别提高451 MPa和228 MPa。再结晶工艺相同时,随着变形量的增大,合金的抗拉强度逐渐降低。     

轧制与时效处理对Cu-Cr-Zr合金组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、万能材料试验机、涡流金属电导仪等分析技术研究了30%、60%、90%变形量轧制与(450℃, 1 h)时效处理对Cu-1.0Cr-0.1Zr合金组织和性能的影响。结果表明:Cu-1.0Cr-0.1Zr合金经适当的冷变形和时效处理,其力学性能和导电性能都显著提高,在90%冷变形+(450℃, 1 h)时效后的综合性能最好,其抗拉强度、屈服强度、硬度、伸长率和导电率分别达到411.7 MPa、364.69 MPa、127.6 HV、25.72%和63.7%IACS。通过显微组织分析和理论计算可知,时效处理后,第二相的弥散析出是该合金获得高强度的重要原因,同时合金元素大量析出,使导电主体(Cu基体)中固溶原子减少,进而获得了较高的导电率。     

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。     

回归再时效对喷射成形7055铝合金组织和力学性能的影响

材料经过热挤压和双级固溶处理后,在不同的回归再时效工艺条件下进行了回归再时效处理,测试了时效态合金的抗拉强度、屈服强度、硬度和导电率,并观察其显微组织,研究回归温度和时效对合金组织和性能的影响。结果表明:采用温度160℃回归3 h的回归再时效处理可以使试样抗拉强度达到695 MPa,屈服强度达到680 MPa,硬度达到224.08 HV,导电率达到29.66%IACS。     

时效对Cu-2.0Ni-0.5Si-0.15Ag合金组织和性能的影响

研究了时效温度和时效时间对不同冷变形条件下Cu-2.0Ni-0.5Si-0.15Ag合金组织和性能的影响.结果表明,Cu-2.0Ni-0.5Si-0.15Ag合金经900 ℃×1 h固溶处理和不同预冷变形,在450 ℃和500 ℃时效处理,第二相呈弥散分布,能获得较高的显微硬度与导电率,析出相为Ni2Si相.当变形量为80%、时效温度达到500 ℃时,其显微硬度达到252 HV0.1,导电率达到45%IACS;合金经40%变形、450 ℃×4 h时效处理后,其抗拉强度达到680 MPa.     

中间退火对Cu-15Fe-0.15Zr原位复合材料性能的影响

铜基形变原位复合材料是制备高强高导铜合金的新方法。由于Fe元素相对Nb、Ag等元素便宜,且板带铜材需求量巨大,使得Cu-Fe原位复合材料带材制备成为高性能铜合金研究的热点。文章通过冷轧和中间退火工艺制备了Cu-15Fe-0.15Zr形变原位复合材料,重点研究了中间退火对该材料抗拉强度、导电率和软化温度的影响。结果表明,中间退火可以在不损害材料强度的情况下大幅提高其电导率,而且材料的抗软化温度大于550℃。通过变形和中间退火的合理配合,可获得较理想的材料抗拉强度和电导率的匹配。     

Structures and properties of deformation-processed Cu-16Fe-2Cr in-situ composites

1　INTRODUCTIONTheCubasedinsitucomposites,whichconsistofCumatrixsreinforcedwithbccorfccmetalssuchasNb[13] ,Ta[4 ] ,Cr[56 ] ,Fe[8,9] andAg[10 ,11] havebeendevelopedtomeettheincreasingindustrialre quirementsformaterialswithhigherstrengthandhigherelectricalconductivity .Thesesocalledinsitucompositesare generallymanufacturedbyvacuumcastingorpowdermetallurgyfollowedbyheavycolddrawingorrolling ,andaresuperiortotheartificialcompositessuchascarbonfilamentreinforcedcoppercompositesduetotheirecon…     

冷轧Cu-15Cr原位复合材料性能及Cr纤维相高温稳定性

采用冷轧变形结合中间退火得到形变Cu-15Cr原位纤维增强复合材料。利用扫描电镜、电子拉力试验机及数字微欧计研究退火温度对材料的Cr纤维形貌、抗拉强度及导电性能的影响。结果表明:Cr纤维的高温不稳定性是边缘球化和晶界开裂的结果;随退火温度升高,Cr纤维的高温失稳过程为Cr纤维发生边缘球化、球化向Cr纤维中心扩展、Cr纤维晶界开裂(三叉晶界处)、Cr纤维断裂。随退火温度升高,Cu-15Cr原位复合材料抗拉强度逐渐降低,导电率先逐渐升高,在550℃达到峰值84.4%IACS后迅速下降;经450℃退火,能得到具有较好综合性能的冷轧Cu-15Cr原位复合材料,其抗拉强度达到656 MPa,导电率达到82%IACS。     

不同处理状态下Cu-2.5Fe-0.03P合金的组织与性能演变

以Cu-2.5Fe-0.03P高强高导铜合金带材为研究对象,测试不同处理状态合金板材的力学性能和电学性能,采用金相和电子显微分析方法研究该合金不同加工热处理状态下的组织与性能演变规律及其时效析出特性.并在此基础上研究微量元素Fe和P在合金中的存在形式和作用机制.结果表明:Cu-2.5Fe-0.03P合金热轧后在线固溶态合金基本上为单相固溶体,合金硬度、强度和电导率较低,塑性较好,但还存在少数未溶的Fe相外,在线固溶效果有待进一步改善;软化退火后的薄带进一步冷轧并时效后,合金成品薄带的显微硬度、抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别达到147 HV、456 MPa、271 MPa、10.7%和29.9 S/m;热轧-在线固溶-冷轧-时效态Cu-2.5Fe-0.03P合金中的Fe和P以Fe_3P和Fe相形式存在,合金的高强度来源于形变热处理产生的亚结构强化及Fe_3P和Fe粒子的析出强化.     

时效处理对形变Cu-10Fe-3Ag组织及性能的影响

研究时效处理对形变Cu-10Fe-3Ag复合材料组织和性能的影响,分析合金元素Ag在时效过程中的行为规律和作用机制。结果表明,Ag能够促进γ-Fe在Cu基体中的时效析出,同时也降低了Fe纤维的热稳定性;随着时效温度的升高,形变Cu-10Fe-3Ag复合材料的硬度和导电率都是先增加后降低,在475℃时效6h,导电率达到58.4%IACS。合金的断口均为韧性断裂,随着时效温度的升高,韧窝有变小的趋势,合金的塑性变好。     

热变形对烧结Cu-10wt.%WC复合材料组织及性能的影响

采用还原法制备Cu-10%WC复合粉末(质量分数),热压烧结得到Cu-10%WC复合材料,并进行热轧处理。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、拉伸试验等研究了热轧对Cu-10%WC复合材料组织和性能的影响及机理。结果表明,经热轧：复合材料中WC颗粒尺寸无变化但沿轧制方向重新排列;Cu晶粒尺寸减小,发生再结晶时沿(220)晶面择优生长,降低了与WC颗粒结合界面的错配度。轧制后,复合材料抗拉强度从426 MPa提高至492MPa,硬度HV_0.2从1467.1 MPa提高至1634.6 MPa,导电、导热性能不变。热轧使WC颗粒重新排列调节了位错的分布、Cu晶粒择优取向提高与WC颗粒界面结合强度以及细晶强化的作用,提高了复合材料综合性能。     

Modification of microstructure and strength/conductivity properties of Cu-15 Ag in-situ composites by equal-channel angular pressing

Equal-channel angular pressing (ECAP) was carried out on Cu-15 wt% Ag in-situ composites at room temperature. The ECAPed Cu-15 Ag in-situ composite exhibited an ultra-fine two-phase structure with the shape and distribution of the Ag phase dependent on the processing routes. In route A, the initial lamellae of the Ag phase were elongated along the shear direction and developed into filaments, whereas the initial lamellae became finer by fragmentation with no pronounced change of the shape in route Bc. The strength/conductivity combination of 743 MPa/78.6 %IACS was attained in Cu-15 Ag processed by route Bc. The strength of Cu-15 Ag ECAPed using route Bc was greater than that ECAPed using route A, suggesting that substructural strengthening combined with precipitation strengthening is superior to interface strengthening. The electrical conductivity decreased more drastically in route Bc than in route C due to the frequent fragmentation of the lamellae in route Bc.     

Influence of Fe addition on microstructure and properties of Cu-Ag composite

We investigated the effects of Fe content on microstructure and properties in as-cast and as-drawn Cu-(5.1-x) vol%Ag-x vol%Fe alloys. In microscale, increasing Fe content first refined and then coarsened Cu dendrites. In nanoscale, the size and length of Ag precipitates in Fe-doped alloys were smaller than the size and length of Ag precipitates in Fe-free alloy, and the γ-Fe precipitates in Cu-2.9 vol%Ag-2.4 vol%Fe alloy were finer than the γ-Fe precipitates in Cu-5.1 vol%Fe alloy. The maximum hardness in as-cast Cu-Ag-Fe alloys was found in the Cu-2.9 vol%Ag-2.4 vol%Fe alloy. With increasing drawing strain, both ultimate tensile strength and hardness of Cu-Ag-Fe composites were increased. Simulation data among the relative volume fractions of Fe, hardness and electrical conductivity showed that, as the relative value approached 40%, the Cu-Ag-Fe composite displayed greater hardness than other samples. As a small amount of Ag was replaced by Fe, the electrical conductivity decreased significantly with a descending slope of approximately 3%IACS (International Annealed Copper Standard) per vol% Fe. As 47 vol%Ag was replaced by Fe, however, the electrical conductivity decreased by 51% and remained almost invariable with further increasing Fe content. After annealing at 450 °C for 4 h, the electrical conductivity of the Cu-2.9 vol%Ag-2.4 vol%Fe composite was elevated up to 68.3%IACS from 38.5%IACS.     

微合金化对Cu-15Cr原位复合材料组织和性能的影响

研究了合金元素Zr对Cu-15Cr原位复合材料微观组织、力学性能、导电性能及热稳定性的影响规律。用SEM和TEM分别观察了材料的微观组织演变和析出相形貌,测试了不同应变下材料的抗拉强度和导电率,测定了材料的抗软化温度。结果表明:Zr促进Cr的析出,保持了微合金化Cu-15Cr复合材料的导电性;添加少量Zr可使Cu-15Cr-0.1Zr的抗拉强度提高约15%;Zr的加入使复合材料的抗软化温度提高了50℃左右。