连续纤维晶纯铜高温与低温退火的对比研究

采用电子背散射衍射技术对比研究了经大变形冷拔后的连续纤维晶纯铜线材860℃×30 s高温短时退火与400℃×1 h低温长时退火其微观组织、织构和晶界特征分布以及力学性能和导电性能的变化规律。结果表明:经860℃退火30 s后铜样品基本完成再结晶,其晶粒平均直径为20μm与400℃×1 h退火结果 25μm相差不大,且两者的织构均为较明显的100丝织构;860℃退火30 s后其重合位置点阵(Coincidence Site Lattice,CSL)晶界量可达51%明显高于400℃退火处理结果 35%。高温退火后的抗拉强度和导电率与低温大致相当,高温退火和低温退火后铜线的导电率均达到较高水平分别为103.29%IACS和101.50%IACS。因此,连续纤维晶纯铜线材经860℃高温短时退火后获得的力学性能和导电性能不低于低温退火。     

高温长时退火后纯铜丝的组织与性能

将ø8 mm退火态T2纯铜棒材,通过工业拉丝机进行多道次冷拉拔变形,最终得到ø3.5 mm的拉拔态试样,对其进行了600 ℃保温不同时间的退火试验,并通过组织形貌的观察、力学和电学性能的测试,研究了退火后纯铜试样组织与性能的关系。结果表明:拉拔态纯铜组织经退火后形成新的再结晶晶粒,并伴有退火孪晶比例的增加。随着退火时间的增长,再结晶晶粒不断长大,抗拉强度和断后伸长率小幅波动。退火态试样的平均抗拉强度为拉拔态的67.3%,平均断后伸长率是拉拔态试样的8倍,平均导电率比拉拔态提高约3.3%,且随着退火时间的增加导电性得到逐步提高。     

连续纤维晶纯铜高温短时退火的组织和性能

研究了连续纤维晶纯铜线材860℃短时退火的显微组织、织构和CSL晶界以及力学性能和导电性能的变化规律。结果表明:退火15 s,抗拉强度由406.13 MPa降到235.15 MPa,降幅达42.10%,断后伸长率由2%升到峰值40.80%。退火30 s,完成再结晶,导电率达到峰值103.29%IACS,相对拉拔态的98.93%IACS提高4.41%。随后孪晶相对量先增加后降低,60 s时达到峰值1.531,抗拉强度出现小幅波动;Σ3晶界由48%降低至39%,导电率也逐步下降;111晶粒消耗周围100晶粒而长大,断后伸长率下降显著;退火120 s,形成强的{112}111铜型织构,断后伸长率仅为7.14%。因此连续纤维晶纯铜线材,860℃短时退火能够优化线材性能,同时提高工业生产效率。     

退火对黄铜包覆纯铜绞线组织和力学性能的影响

黄铜包覆纯铜绞线是电气化铁路综合接地系统的关键地线材料，目前主要采用套管拉拔法加工。本文采用连铸复合-拉拔加工新工艺制备了黄铜包覆纯铜绞线，研究了退火温度和时间对拉拔态复合线材微观组织、性能、界面和拉伸断裂行为的影响。结果表明：当退火时间固定为1 h时，随着退火温度的升高，纯铜芯线和黄铜包覆层再结晶程度增大，二者分别在275℃和300℃完成再结晶。在退火温度200～300℃、退火时间0.5～1 h的范围内，随退火温度升高和退火时间的延长，复合线材的硬度和抗拉强度快速下降，断后伸长率快速提高。随退火温度的提高和退火时间的延长，黄铜/纯铜界面的扩散层厚度增厚，从(250℃, 1 h)退火条件下的4.0μm增加至(400℃, 1 h)的7.2μm，或从(300℃, 0.5 h)时的4.3μm增加至(300℃, 2 h)时的8.1μm。综合考虑各种因素，推荐的合理退火条件为(300～350℃, 1 h)。在该条件下退火后，线材的断后伸长率由拉拔态的3%大幅度升高至约40%；黄铜包覆层的拉伸断裂模式由退火前的解理断裂转变为韧性断裂，有利于提升贯通地线的服役安全性和延长服役寿命。     

退火温度对冷静液挤压铜包铝线材组织和力学性能的影响

研究了退火温度对冷静液挤压铜包铝线材组织和性能的影响规律,在界面断裂形式分析的基础上探讨了其作用机理.结果表明:直径为6 mm的冷静液挤压态铜包铝线材合理的退火温度为350℃.低于200℃退火时,纯Cu包覆层只发生回复,复合线材的力学性能得以部分恢复;350℃退火时,铜层再结晶基本完成,复合线材的抗拉强度降到最低,延伸率则达到最高;400℃退火时,铜层晶粒开始长大,复合线材的延伸率开始劣化.界面结合强度随温度的变化呈先增加后降低的趋势,而界面的断裂则由低温退火时的铝基体塑性断裂转变为高温退火后Cu/Al界面的脆性断裂.     

退火对冷拉拔Al-0.7Fe-0.2Cu合金组织性能的影响

运用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了冷拉拔铝合金Al-0.7Fe-0.2Cu在不同退火处理制度下的微观组织结构演变,并分析了其对电导率和力学性能的影响.结果表明:300℃退火,初生相Al(Fe,Cu)中Cu元素部分回溶于基体,500℃退火,Cu元素几乎完全回溶于基体;冷拉拔Al-0.7Fe-0.2Cu丝材再结晶温度为300～350℃;450℃长时间退火后,再结晶晶粒长大不明显,但有极少量的晶粒出现异常长大现象,这主要是因为Al(Fe,Cu)相分布不均匀对晶粒长大的影响;其电导率在250℃×2h条件下退火达到最大值;超过350℃长时间退火其抗拉强度趋于稳定,伸长率降低.冷拉拔合金在350℃×2h退火处理制度下,拥有最优异的导电性能和力学性能.     

退火处理对冷拉拔亚微米晶Cu-5wt%Cr合金组织与性能的影响

对冷拉拔的亚微米晶Cu-5wt%Cr合金丝材进行350～1000℃退火处理,用透射电镜分析了退火后合金回复与再结晶以及Cr相析出的变化,并测定合金硬度、强度、伸长率和电导率的变化.结果表明,冷拉拔的亚微米晶Cu-5wt%Cr丝材在450 ℃左右退火后析出大量Cr相颗粒,其再结晶软化温度为480～560℃.经550℃退火,得到了晶粒尺寸为200～300 nm的再结晶组织.其电导率在550℃左右退火时出现峰值.冷拉拔的亚微米晶Cu-5wt%Cr丝材在600 ℃以上退火,其组织和性能趋于稳定.经800 ℃高温退火,Cu基体晶粒长大到500～600 nm,仍保持在亚微米级.Cr相颗粒有阻碍Cu基体晶粒长大的作用,从而使亚微米晶Cu-5wt%Cr的组织和性能比较稳定.     

亚微米晶Cu-5%Cr冷拉拔后的回复再结晶及热稳定性

通过对冷拉拔的亚微米晶Cu-5%Cr丝材进行退火及高温热处理,研究其回复与再结晶、组织与性能的变化及其热稳定性.采用透射电镜(TEM)分析了退火后Cu-5%Cr的组织结构,并对其进行了硬度和导电性的测试.结果表明,冷拉拔的亚微米晶Cu-5%Cr丝材退火处理时析出大量的Cr相颗粒,Cu基体发生了回复和再结晶,其再结晶温度是在480℃～560℃范围内,其导电率在退火温度为550℃左右出现峰值.冷拉拔的亚微米晶Cu-5%Cr丝材在600℃以上热处理,硬度趋于稳定,其组织也比较稳定.在800℃热处理时,Cu晶粒虽有所长大,但其晶粒尺寸仍保持在500 nm～600 nm.这主要是因为Cr相颗粒有阻碍Cu晶粒长大的作用.同时发现,拉拔变形量大的在热处理时再结晶形核数量多,晶粒更细小.     

连续柱状晶CuAlNi合金无模拉拔过程中的组织性能演变

在进料速率0.5 mm/s,冷热源距离15 mn保持不变,拉拔速率0.8—1.1 mm/s,变形温度650—900℃的条件下,对连续柱状晶组织Cu-14.0%Al-3.8%Ni(质量分数)合金线材进行了无模拉拔实验,研究了无模拉拔工艺与合金显微组织和力学性能的关系,并对变形后合金组织性能演变的机理进行了探讨.结果表明:平直晶界连续柱状晶合金线材经无模拉拔变形后,可形成平直晶界和锯齿状晶界连续柱状晶、不完全动态再结晶和完全动态再结晶4种微观组织.在变形温度650℃,拉拔速率0.80.9 mm/s的范围内,变形后合金仍然保持平直晶界连续柱状晶组织;随着变形温度和拉拔速率的提高,连续柱状晶的平直晶界向锯齿状晶界转变.当拉拔速率为0.9 mm/s,变形温度上升至850℃时,合金呈现出明显的不完全动态再结晶的组织特征,即原始柱状晶粒沿变形方向拉长变细,在部分锯齿状晶界处有细小的动态再结晶晶粒产生;继续升高温度至900℃,合金发生完全动态再结晶,大量等轴、尺寸较大的动态再结晶晶粒完全取代了变形的柱状晶粒.拉拔变形后合金线材的抗拉强度随着变形温度的升高先小幅度增加然后显著降低,而伸长率则单调降低.     

Pd-25W合金组织与性能研究

将Pd-25W合金铸锭经过冷锻、轧制、中间退火、拉拔制备出φ0.05 mm的丝材,研究了合金的组织结构、电学性能和力学性能。结果表明,所得合金铸态组织为均匀、等轴、致密的树枝晶,晶粒生长取向平行于圆锭中心线;合金在400℃以上加热慢冷时发生短程有序转变(K效应),引起合金电学性能和力学性能的变化:电阻率、抗拉强度和维氏硬度的增加。900℃保温30 min退火慢冷,可获得综合性能优良的高阻高耐磨精密电阻合金。     

冷拔后退火对Monel 400合金丝材的再结晶过程及力学性能的影响

使用ETM105D电子拉伸试验机对退火后的Monel 400合金丝材进行拉伸试验,并通过Matlab-MTEX软件统计再结晶体积分数的方法,研究了冷拔态Monel 400合金丝材在不同退火处理后的组织演变、力学性能及二者的关系,构建了Monel 400合金的再结晶模型,并计算其再结晶激活能。结果表明,用Matlab-MTEX软件处理EBSD数据得到的图像可以直观地呈现试样在经历退火处理后组织中晶粒的演变,以及更准确地统计再结晶的体积分数;选择825 ℃×20 min退火,可以获得较好的塑性和足够的强度。     

电线电缆用Al-Fe-Cu-0.25La-Zr耐热合金的导电性能

采用导电率测试仪、万能拉伸试验机、光学显微镜等分别测试了Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金的导电率、抗拉强度、伸长率等性能指标及显微组织,研究了电线电缆Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金在不同退火工艺下的导电性能与力学性能。结果表明,合金在350 ℃×2 h退火时达到导电率峰值62.8%IACS,抗拉强度为101.5 MPa,伸长率为32.4%;在300 ℃退火2 h时导电率达到62.1%IACS,抗拉强度为125.0 MPa,伸长率为13.4%。合金在300 ℃×(4~10) h退火期间,合金的导电率维持相对稳定,且高于350 ℃×(4~10) h,说明合金在300 ℃时具有更好的耐热稳定性。Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金最优的退火工艺为300 ℃×2 h,此工艺处理后的合金线材符合对电线电缆电学性能与力学性能的标准要求,且可以降低生产成本。     

Cu-Te合金的退火工艺

研究了退火工艺对Te含量分别为0.02%、0.07%、0.10%的3种Cu-Te合金的力学与导电性能及组织的影响,测试了不同退火温度和不同退火时间下合金的力学性能和导电性能,使用扫描电镜(SEM)研究了Cu-Te合金在不同退火温度下拉伸断口的形貌变化。结果表明:Cu-Te合金断裂属于韧性断裂,断裂形成的韧窝随着退火温度的上升,尺寸变得越大、越深,形状变得更加圆整;随着退火温度与退火时间的增加,Cu-Te合金的导电率持续增加,抗拉强度在350～390 ℃退火1 h时变化不大,合金处于回复阶段,400 ℃退火1 h后,抗拉强度大幅度下降,合金处于再结晶阶段;Cu-Te合金经过冷变形 (ε=96.5%)后,在400 ℃退火1 h,获得最佳的综合性能。     

退火温度对冷拔钢丝织构与性能的影响

采用精确的线材织构测定方法分析了冷拔钢丝在450、550和650 ℃退火过程中织构变化,并采用光学显微镜和显微硬度计研究了此过程中钢丝的显微组织和显微硬度。 结果表明：冷拔钢丝在不同温度下退火过程中,随着退火温度的升高,显微组织由纤维状转变为等轴晶,硬度显著下降;不同温度退火后的织构与拉拔态的织构类型相同,以<110>丝织构为主,且沿着线材径向呈现一定梯度分布。 但是随着退火温度的升高,<110>丝织构强度下降。另外,退火过程中,冷拔钢丝的硬度与<110>丝织构强度具有相似的变化趋势。     

Cu-Mg-Te-Y合金退火工艺研究

研究了退火温度和退火时间对冷轧变形后的Cu-Mg-Te-Y合金组织及性能的影响。结果表明:Cu-Mg-Te-Y合金在冷轧变形后,显微组织呈纤维状,内部晶粒取向改变,硬度提高,导电率降低;经过退火处理后,铜合金硬度下降,导电率回升,提高退火温度可明显提高合金伸长率;随退火时间延长,Mg原子从晶格中脱出,通过位错等扩散通道,在Cu2Te相周围偏聚,使导电率提高,但再结晶新晶粒的出现,晶界增多,使导电率降低,综合作用使合金的导电率明显提高;退火温度在360~390℃,退火时间1 h以内时,Cu-Mg-Te-Y合金可以得到最佳的综合性能。     

Fabrication and properties of low oxygen grade Al2O3 dispersion strengthened copper alloy

The low oxygen grade Al2O3 dispersion strengthened copper alloy without hydrogen-fired expansion was fabricated by the technique of vacuum hot press and hot extrusion. The mechanical and electrical properties measurements and microstructures observation on as-hot extruded, as-cold drawn and as-annealed Cu-Al2O3 alloy were conducted. The results show that the addition of a suitable amount of boron in the alloy can lower the residual free oxygen content and then inhibit the hydrogen-fired expansion. The density, σb, σ0.2, hardness, δ and electrical conductivity of the alloy reach 8.86 g/cm^3 (relative density of 99.6%), 340MPa, 250MPa, HB95,24% and 93%(IACS) respectively after hot extruded with the extrusion ratio of 30:1. Its properties have no change after annealed at 900℃ for 1h. Its strength increases after cold drawing, while its ductility and electrical conductivity drop gradually. Various properties of the cold drawn alloy can recover to those of as-extruded after annealed at 900℃ for 1h without the occurrence of recrystallization.     

热处理对Monel冷轧管材组织与性能的影响

针对Monel400管材冷轧过程中的硬化现象,主要研究热处理工艺的有效性,并对其显微组织和力学性能的演变进行研究.结果表明:经再结晶退火处理,Monel400冷轧管材可获得较均匀细小的晶粒.力学性能得到改善,消除了冷轧过程中的硬化现象:Monel400冷轧管材的再结晶热处理温度为650～850℃.     

Microstructures and properties of cold drawn and annealed submicron crystalline Cu-5%Cr alloy

The microstructures and properties after cold drawing and subsequent annealing of submicron crystalline Cu-5%Cr (mass fraction) alloy were investigated. The results show that, the microstructure of submicron crystalline Cu-5%Cr can be further refined by cold drawing. After cold drawing, the grains of Cu-5%Cr alloy with grain size of 400-500 nm can be refined to be cellular structures and subgrains with size of 100-200 nm. Both strength and ductility of Cu-5%Cr alloy can be enhanced by cold drawing, and the optimal mechanical properties can be achieved with drawing deformation increasing. It is suggested that dislocation glide is still the main mechanism in plastic deformation of submicron crystalline Cu-5%Cr, but grain boundary slide and diffusion may play more and more important roles with drawing deformation increasing. When the cold drawn Cu-5%Cr wires are annealed at 550 ℃, fine recrystal grains with grain size of 200-300 nm can be obtained. Furthermore, there are lots of fine Cr particles precipitated during annealing, by which the recrystallization softening temperatures of the cold drawn Cu-5%Cr wires can be increased to 480-560 ℃. Due to the fact that Cr particles have the effect of restricting Cu grains growth, a favorable structural thermal stability of the submicron crystalline Cu-5%Cr can be achieved, and the submicron grained microstructure can be retained at high temperature annealing.     

冷轧退火对FeMnCoCrAl高熵合金组织和力学性能的影响

使用真空电弧炉熔炼出(Fe₅₀Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀)₉₄Al₆合金,利用冷轧及在不同温度对合金进行退火,以期望得到由多尺度再结晶晶粒构成的层状结构;并对不同退火温度的样品进行拉伸性能测试。利用扫描电镜和EBSD对合金组织形貌进行表征,采用X射线衍射方法研究其相组成。结果表明:合金在铸态和冷轧后相组成未发生变化,700 ℃退火得到较好的多尺度再结晶晶粒的层状结构,其屈服强度为487 MPa,抗拉强度为708 MPa,断后伸长率为39%,表现出良好的综合力学性能。