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。     

下引连铸Cu-Ag合金拉拔过程中组织与性能演变EI北大核心CSCD

采用下引连铸工艺制备了d 11 mm Cu-4%Ag合金棒坯,棒坯具有高轴向取向柱状晶组织,表面质量良好,断后伸长率达到35.0%,可直接进行拉拔加工成d 0.04 mm微细丝,无中间退火的累积冷变形量达99.998%。拉拔过程中,在一般变形阶段,棒材变形机制为位错滑移,形成了较多的位错胞,晶内发生微区晶体转动,随应变量增大,剪切变形程度加剧,晶内形成了较多的切变带;在大变形阶段,通过各种动态回复机制如纳米孪晶、位错墙的亚晶化,层状界面,实现大塑性变形。随着变形量的增加,棒材的抗拉强度和硬度分别由铸态的245 MPa和63.4 HV增加至变形量99.7%时的655 MPa和187 HV,而导电率由90.3%IACS则降低至82.2%IACS。上述下引连铸-连续拉拔加工方式制备Cu-Ag合金微细丝材具有短流程、高效率的优势,提供了新的思路。     

Cu-10Cr-2Zr原位形变复合材料性能研究

采用大气熔铸与形变原位复合的方法制备了Cu-10Cr-2Zr形变原住复合材料,测定了不同应变量和中间热处理温度下的显微硬度、抗拉强度和电导率,并研究了Cu-10Cr-2Zr原位复合材料的显微组织.结果表明:Cu-10Cr-2Zr合金通过中间热处理和大变形,合金元素Cr及Zr由铸态不连续的枝晶组织演变成纤维组织,且随应变量的增加,合金的显微硬度升高;通过调整中间热处理温度,可以获得抗拉强度≥950 MPa,电导率73%IACS,中间热处理温度在450～500℃为宜.     

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。     

定向凝固Cu-2.0Ag合金冷拉拔时性能与组织演变

采用水平连续定向凝固法制备了φ16 mm的Cu-2.0Ag铜杆,经多道次冷拉拔,获得了直径为0.043 mm的高强高导微细线,其抗拉强度为1062 MPa,导电率为79.12%IACS。在拉拔过程中,柱状晶组织逐步演变为纤维组织,并形成了强化银纤维。当φ16 mm杆拉拔到φ6.2 mm时,晶体取向发生偏转,少量100织构转变为111、112织构,等效滑移系数减少,Schmid因子减小,线材抗拉强度增强。拉拔过程中导电率下降,主要是由于纤维细化以及界面散射效果增强所致。随着形变量的增大,导电率的下降速度先增大后减小,φ16 mm杆拉拔为φ0.043 mm微细线时,导电率仅下降了11.39%IACS,仍保持较高的导电性。     

拉拔工艺对7050铝合金铆钉线材组织和性能的影响

采用拉拔装置将7050铝合金挤压圆杆拉拔成线材,研究道次变形量对单道次拉拔7050线材的组织、力学性能的影响规律。结果表明:经挤压、单道次拉拔后的7050铝合金线材组织呈现纤维状分布,且未出现再结晶。随着单道次拉拔变形量的增加,线材的加工硬化程度增加,强度、硬度升高,伸长率下降。同时过大的拉拔变形量会使线材发生断裂。7050铝合金挤压杆经400℃2 h退火热处理后,单道次拉拔极限变形量约为43%,此时线材的抗拉强度达到360 N/mm~2,导电率为17.3%IACS。     

微量铬强化B10合金形变热处理后的组织及性能

利用真空感应熔炼-铸造工艺制备了微量铬强化的B10合金(即Cu-10Ni-0.3Cr(mass%)合金),并对铸态合金进行固溶、冷变形及退火处理,采用光学显微镜、拉伸测试和四线制测量法等研究了不同处理状态下Cu-10Ni-0.3Cr合金的显微组织、力学性能和电导率。结果表明,铸态Cu-10Ni-0.3Cr合金晶粒为等轴状,晶粒中均匀分布着黑色颗粒状析出相;再结晶退火后合金的组织均匀细小,晶粒内有明显的退火孪晶。铸态合金的导电性最好,电导率为17.15%IACS,900℃固溶2 h后合金的导电性最差,电导率为12.30%IACS。冷轧态(50%变形量)合金的强度、硬度最高,分别为340 MPa、112 HB,延塑性最差,伸长率只有8%;再结晶退火态合金综合力学性能最好;随着退火温度升高,冷轧态合金形变组织逐渐消失,且退火温度愈高,形变组织消失得愈明显,同时晶粒在退火过程中发生长大,最终导致合金强度、硬度降低,塑性增加。     

Cu-14 Fe-C合金拉拔后的组织和性能

采用光学显微镜、扫描电镜、维氏硬度计等研究了真空熔炼制备Cu-14Fe-C合金不同应变量拉拔和不同温度退火处理后的组织、力学性能和导电性能,结果表明,铸态Cu-14Fe-C合金中碳元素主要存在于富铁相内部;拉拔使Cu-14Fe合金中富铁相由铸态时的树枝状随机分布趋向于沿拉拔方向分布,拉拔变形量越大,纤维状富铁相尺寸越细,分布也越均匀;拉拔使Cu-14Fe-0.2C合金中大部分近似球状富铁相逐渐转变为近似椭球状,拉拔变形量越大,近似球状相被拉长得越明显;拉拔变形显著提高Cu-14Fe-C合金的硬度而降低其电阻率; Cu-14Fe-C合金拉拔后退火,电阻率随退火温度提高不断下降。     

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。     

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。     

高强铝合金导线均匀化处理工艺研究

采用光学显微镜、扫描电镜、导电率测试、拉伸测试等研究了不同均匀化处理工艺对高强导线用Al-Mg-SiB-Sr-RE合金铸态组织及性能的影响。结果表明:铸态Al-Mg-Si-B-Sr-RE合金组织存在成分偏析,合金导电率、抗拉强度与伸长率分别为44.3%IACS、177.4 MPa和13.0%。铸态Al-Mg-Si-B-Sr-RE合金经过580℃×9 h均匀化处理后,成分偏析得到明显改善。580℃×9 h均匀化后,合金的导电率、抗拉强度与伸长率分别为56.5%IACS、168.3 MPa和13.2%,综合性能最佳。580℃×9 h为Al-Mg-Si-B-Sr-RE合金的最佳均匀化处理工艺。     

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。     

热型连铸制备Cu-0.3Sn合金线材的研究

通过"热型连铸法 冷拔 再结晶退火 冷拔"工艺制备的Cu-0.3Sn的合金线材,抗拉强度约为421MPa,导电率为73.2%IACS;通过软化性试验(300℃退火2h)后,抗拉强度下降不到6%.采用该工艺制备Cu-0.3Sn合金接触线材的抗拉强度、导电率和耐软化性能均达到TB/T2809-2005中Cu-Sn合金接触线的性能要求.     

Y对铸态Cu-15Ni-8Sn合金性能及Sn元素分布的影响

利用传统熔铸法制备了Cu-15Ni-8Sn和Cu-15Ni-8Sn-0.57Y合金，通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和直读光谱仪等研究了Y元素对铸态Cu-15Ni-8Sn合金的组织、力学性能和Sn元素分布的影响。结果表明：添加Y能细化铸态Cu-15Ni-8Sn合金的枝晶形貌，使合金中层片状过渡组织(α+γ相)减少，并且可以抑制Sn元素的宏观偏析，铸锭中部和下部Sn元素宏观偏析程度分别改善了28%和9%;此外添加Y元素后，Cu-15Ni-8Sn合金硬度由108 HB增加到116.3 HB,导电率由9.834%IACS下降到6.634%IACS。     

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。     

Cu-Te-Zr合金的预变形与时效特性

研究预变形及时效过程对Cu-0.5Te-0.2Zr合金的力学性能、导电性能及组织结构的影响。结果表明:Cu-0.5Te-0.2Zr合金具有较强的时效强化效应;经70%预冷变形+(450℃,4h)时效处理,Cu-0.5Te-0.2Zr合金获得最佳的综合性能,此时其抗拉强度和屈服强度分别达到405和339MPa,伸长率为11%,电导率为95%IACS。合金的力学与导电性能主要由时效过程中过饱和固溶原子的析出、基体的回复与再结晶控制,其中析出相对合金的力学性能与导电性能有最重要的影响。     

真空熔铸法制备Cu-0.73Cr合金工艺及性能研究

在真空中频感应炉中采用石墨坩埚熔炼+气体保护浇注+金属型凝固工艺制备了Cu-0.73Cr合金铸锭,分别测试了铸态和经980℃×1 h固溶和450℃不同保温时间时效处理后铸锭的导电率、硬度,并对铸态下力学性能、显微组织进行了观察和比较.结果表明,该工艺制备的合金铸态时导电率为47.8%IACS,硬度为63.6 HB;经固溶时效处理后,导电率达到87.7%IACS,硬度达到102.3 HB;铸态下的抗拉强度为241.517 MPa,伸长率为41.00%;铸态合金中存在a-Cu和Cr相,其中部分Cr溶于基体中,部分Cr以第2相形式存在.在试验条件下,该工艺同普通大气熔铸法相比,制备的合金铸锭综合性能优良.     

制备工艺对Cu-15Ni-8Sn合金晶粒特征和力学性能的影响

对比了Cu-15Ni-8Sn合金铸态、均匀化退火态(850℃×8 h)、锻造态、固溶态(840℃×1 h)和时效态(400℃×6 h)的硬度、强度和伸长率变化规律,分析了不同工艺状态下合金的显微组织和断口形貌。结果表明：铸态合金的组织为发达的树枝晶;经均匀化退火后,枝晶组织消失,层片状组织完全溶于铜基体;均匀化退火态合金经锻造后,晶粒尺寸明显减小,平均晶粒尺寸从58.78μm减小到4.22μm,抗拉强度由395.39 MPa提高到659.50 MPa,细晶强化为主要强化机制;固溶态合金由于溶质原子的充分固溶,伸长率大幅提升到46.7%;进一步经时效处理后,抗拉强度提高到802.50 MPa。     

Er对电工Al-Fe-Mg-Si合金组织和性能的影响

制备了不同Er含量的Al-0.7Fe-0.4Mg-0.1Si铝合金,采用OM、SEM、EDS、TEM等手段对合金铸态、挤压态和线材的组织进行分析,并检测了Er含量及不同制备工艺对合金力学性能和电导率的影响。结果表明,合金中加入Er后,形成的Al3Er相作为结晶核心引起合金铸态组织的细化;铸态合金经过挤压和拉拔成线材后,组织进一步细化。Er加入量过多会导致合金抗拉强度和电导率下降。适宜的Er加入量为0.2%,此时线材的力学性能和电导率最佳,抗拉强度为273.90 MPa,伸长率为21.32%,电导率为31.69 MS/m。     

Sc对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金铸态组织和力学性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析,研究Sc对Al-9.0Zn-2.5Mg-2.5Cu-0.15Zr合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明,添加0.20%-0.60%的Sc,会使合金的铸态组织由粗大的树枝晶变为等轴晶,并使Cu的偏聚减轻,且Sc含量越高,合金铸态组织越细,Sc含量为0.60%的合金铸态组织最细小;随着Sc含量的增加,合金的抗拉强度升高,T6态时,Sc含量为0.60%的合金抗拉强度高达783.9 MPa。从熔体中析出的Al3（Sc,Zr）一次粒子具有与α（Al）基体相同的FCC晶格,晶格常数接近,可有效地细化合金的铸态组织。合金强化机理主要为Al3（Sc,Zr）引起的细晶强化、亚结构强化和沉淀强化。