我国先进铜基材料发展战略研究

铜及铜基材料以其优异的力学、功能和工艺综合性能而广泛应用于电力电子、汽车、机械制造以及航空、航天、通信、集成电路等高技术制造领域。我国是世界上最大的铜材生产国和消费国，广阔的应用市场使先进铜基材料拥有良好发展前景。本文在综述铜加工行业宏观环境和发展概况的基础上，分析了我国铜基材料发展取得的成绩和不足，深层次剖析了我国铜加工产业“大而不强”的原因，重点梳理了我国高强导电铜合金材料、高性能电子铜箔、耐蚀铜合金、耐磨铜合金、铜基热管理材料、特殊用途铜材和新能源用铜材的发展现状、存在问题及未来发展趋势。面向重大应用需求布局前沿方向，推动我国先进铜基材料的进一步发展，研究提出了形成有效的“产学研用”互动机制，建立国家铜基材料产业和技术发展协调平台等发展建议。     

Zr的加入对Cu—Ti合金耐热性能影响的研究

研究了Zr的加入对Cu-Ti合金耐热性能的影响.结果表明,加入0.1wt%的Zr,Cu-3.65Ti的软化温度从485℃提高到540℃左右;Cu-Ti合金的耐热性能与其在450～550℃发生的相变有关.Zr的加入能够抑制合金从连续析出的调幅组织向不连续析出的胞状组织转变.从而达到稳定合金组织、提高合金耐热性能的目的.     

时效态Cu-Cr-Zr-Mg-RE合金的组织与性能

采用高分辨电子显微镜（HRTEM）和光学显微镜（OM）研究Cu-0.43%Cr-0.17%Zr-0.05%Mg-0.05%RE（质量分数）合金的微观组织,测试不同时效工艺下合金的抗拉强度和电导率等性能。结果表明：合金经过冷轧后,在450℃时效4 h,析出相细小且弥散分布在基体中,合金具有较好的综合性能。HRTEM和能谱分析表明,铬相在合金中有棒状、六边形和球状3种存在形态;锆主要以富锆相存在于合金基体中;合金在400℃时效时,观察到了亚稳相CrCu2（Zr,Mg）及其分解过程。     

引线框架材料C194x的组织性能分析

利用光镜、SEM和TEM等手段研究了热处理对合金微观组织的影响，通过测定应力-应变曲线、维氏硬度和电导率来研究合金的性能变化规律，并分析了材料组织性能变化的机理。     

时效态Cu-Fe-P合金组织和性能的研究

利用微合金化法设计了引线框架用Cu-Fe-P合金的成分(Cu-2.5Fe-0.12Zn-0.03P-0.05Mg-0.05Cr-0.05RE),采用金相显微镜(OM)和高分辨电子显微镜(HRTEM)研究了合金的微观组织,测定了合金的抗拉强度、伸长率及电导率等性能.试验结果表明,在其他试验条件相同的情况下,冷轧后的合金板材经550 ℃×4 h时效后处于过时效状态,球形的析出相γ-Fe粗化,尺寸在50～100 nm的范围,合金的强度为482 MPa,显微硬度HV为161,电导率为39.7 MS/m;经450 ℃×4 h时效后处于欠时效状态,呈球形的γ-Fe相尺寸在20 nm以下,抗拉强度为417 MPa,显微硬度HV为139,电导率是30.4 MS/m;经550 ℃×2 h 450 ℃×2 h时效后处于峰值时效状态,球形的γ-Fe相尺寸在20～50 nm的范围,此时合金的抗拉强度为510 MPa,显微硬度HV为168,导电率为40.6 MS/m.     

铸造工艺对C19400铜合金带缺陷的影响

采用光学显微镜（OM）、场发射扫描电镜（FESEM）观察了C19400合金常规铸造与改进铸造方式制备铸锭及铜带缺陷形貌,通过工业CT V/Tome x m以20μm的扫描分辨率进行缺陷的3D检测分析。结果表明,通过采用双水冷环的改进铸造工艺方式,铸锭晶粒细化明显,晶粒尺寸约为15 mm,柱状晶区占比较少,而等轴晶区占比较大;铸锭心部等轴晶区试样的工业CT 3D缺陷检测分析和微观组织观察表明,常规铸造方式铸锭中缺陷数量较多,分布呈现网络状,缺陷尺寸达0.599 mm;改进双水冷环铸造中,铸锭中缺陷数量明显较少,分布较为分散,缺陷尺寸约0.161 mm;铜带起泡、起皮和分层缺陷内部颗粒相及条纹和铸态缺陷内部颗粒相和条纹基本一致,该类铜带缺陷由铸锭中的缩松缺陷所致,需要减少铸锭中缩松缺陷。     

Cu-0.35Cr-0.15Zr合金板带的织构和性能研究

采用晶体取向分布函数(ODF)研究了不同形变热处理制度下Cu-0.35Cr-0.15Zr(质量分数,下同)合金板带织构的演变规律,对各取向的体积分数进行了分析和计算,检测了不同状态材料在0°,45°和90°方向上的力学和物理性能.研究结果表明:在该合金冷轧板中主要有以{113}<332>取向为主的Copper织构、Brass取向、S取向和Goss取向,且随着冷变量的增加.Copper取向逐渐向Brass取向转变:时效态的带材中织构较弱,以Brass取向为主,S取向次之,Copper取向最弱,没有发现Copper织构的{113}<332>取向;时效态试样经过冷变形后,带材中又出现了{113}<332>取向,并且体积分数达60%以上.当带材中主要为Copper织构时.在0°→90°方向上合金的抗拉强度和延伸率逐渐升高,导电率逐渐降低;当Copper取向和Brass取向体积分数相当时,在0°→90°方向上,合金强度、延伸率和导电率的差别较小.     

铝青铜形变热处理工艺研究

采用气氛保护中频炉熔炼新型铝青铜合金,铸锭经热轧后立即淬火,分别进行40％、50％、60％、70％和80％的冷轧变形,然后进行中间退火(700℃×2 h)和成品退火(650℃×2h、700℃×2h、750℃×2 h)处理,并在两次退火中间分别进行20％、40％和60％的冷轧变形.通过金相显微镜(OM)和透射电镜(TEM)研究了形变热处理参数对铝青铜合金析出相和相变驱动力的影响.结果表明,提高退火温度、增加冷轧变形量,可以增大相变驱动力.合理的形变热处理参数:60％～80％冷变形+700℃×2h中间退火+20％～40％冷变形+(650～750℃)×2h成品退火,可使析出相细小且分布均匀,合金具有较高的综合性能.     

Processing technology for C194 alloy sheet and strip

To optimize processes for stable commercial production of C 194 alloy sheet and strip, several key steps were investigated. Various procedure and the parameters for melt purifying, finishing rolling temperature, split aging parameters, and water cooling capacity during casting and hot rolling were analyzed. The results imply that shield gas atmosphere along with alloying element of Mg and Ce help greatly on purifying the melt. C194 alloy sheet and strip with finishing rolling temperature higher than 750 ℃ and split aging treatment at 550 ℃, 2 h＋450℃, 2 h can obtain excellent integrity properties. The cooling capacity during casting and on-line quenching after hot rolling are also key factors influencing the quality of C 194 alloy sheet and strip.     

基于机器学习的薄板屈服强度与制耳率建模分析

针对1070铝合金薄板制耳率高、屈服强度不稳定等问题,基于生产数据,采用随机森林算法建立了“成分—工艺—性能”模型。选取冷轧率、热终轧温度、Fe含量、Fe/Si（铁硅质量比）等工艺和成分作为自变量,所建立的屈服强度模型精度（R2）为0.75,制耳率模型精度为0.87。利用模型定量分析各参数对屈服强度和制耳率的影响规律。通过对模型的解析,求解出各自变量的变量权重系数和Shap值。结果表明,对屈服强度影响最显著的因素为冷轧率,二者呈正相关关系,对制耳率影响最显著的因素为Fe含量,二者呈负相关关系。同时,根据模型进行了特定工艺下的性能预报并得出了较优工艺。