内氧化法制备Al2O3弥散强化铜合金的组织和性能

用Cu2O粉作氧化剂,采用内氧化工艺制备了Al2O3弥散强化铜合金薄板.研究不同Al含量(0.14%、0.30%)和内氧化时间(3、8、12 h)下的Al2O3弥散强化铜合金薄板的电导率和硬度,并进行了显微组织分析.结果表明,内氧化时间越长,内部晶粒越粗大;其他内氧化条件相同情况下,Al含量越高,内氧化层的深度越小,内部晶粒越粗大;Al2O3弥散强化铜合金材料具有良好的电导率和较高的硬度.     

不同浓度Cu-Al2O3弥散强化铜合金退火行为的研究

通过力学性能测试和金相观察对中、低浓度Cu-Al2O3弥散强化铜合金的退火行为进行了研究.结果表明低浓度弥散强化铜合金具有一定的抗高温软化性能,500℃退火后发生再结晶,900℃退火后已基本完全再结晶,屈强比约为56%.中浓度合金抗高温软化性能较好,900℃退火后,合金仍然以回复过程为主,金相尺度下不能看到再结晶晶粒,屈强比可达70%.弥散强化铜合金优越的抗高温软化性能归功于铜基体内均匀弥散分布有纳米Al2O3粒子.     

低浓度Cu-Al2O3弥散强化铜合金拉伸断裂特性的研究

通过力学性能测量、金相以及SEM观察对不同状态低浓度Cu-0.23vol%Al2O3弥散强化铜合金的断裂行为进行了研究.结果表明:合金经过单向冷轧变形后,无论是冷轧态还是退火态纵向强度、伸长率均高于横向.纵向工程应力-应变曲线仅发生一次断裂,但是横向工程应力-应变曲线却出现"二次断裂"现象.出现"二次断裂"现象的原因可能是,经冷轧变形后的弥散强化铜合金组织呈纤维状,而纤维界面为弱结合面,裂纹易于在界面上形成和扩展,在横向拉应力作用下极易导致几层纤维组织优先被"劈开",出现"一次断裂";在继续拉伸过程中其他部位不断"劈开",合金的工程应力-应变曲线出现"二次断裂"现象,并给出了纵横向拉伸断裂模型图.     

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。     

低浓度Cu-Al2O3弥散强化铜合金退火特性的研究

采用短流程工艺制备了低浓度Cu-Al2O3弥散强化铜合金,通过力学性能测量、金相、扫描电镜断口研究了该合金的退火特性。发现该合金80％冷轧后进行退火,强度和硬度随退火温度的升高不断降低,伸长率则不断升高,到400℃下降和升高速率加快,说明合金已发生再结晶;退火温度升高到700℃以后强度和硬度有所升高,而伸长率基本保持不变。组织观察发现900℃退火后的再结晶晶粒比700℃的小,产生细晶强化,强度增量与实验所测增量基本一致,并利用回复再结晶理论对其进行了解释;合金拉伸断口随着退火温度的升高韧窝尺寸和深度都增加,但是900℃韧窝尺寸较700℃的要小。     

纳米Al2O3粒子弥散强化铜合金冷加工及退火行为

通过力学性能、电学性能测量和金相、电镜观察对Cu-Al2O3弥散强化铜合金的冷加工及退火后性能和组织的变化进行了系统研究。结果表明：挤压态合金随冷拉拔变形量增大,σb和σ0.2逐渐升高,δ逐渐下降,电导率则变化甚微。合金经92％的变形后,σb,σ0.2,δ和电导率分别为490MPa,485MPa,10％和91．4％IACS,其在400℃～1000℃温度范围退火后性能有不同程度的回复。不同变形量的合金样品900℃ 1h退火后性能均回复至挤压态水平,且未见再结晶现象。冷拉拔有利于粉末颗粒间进一步冶金化结合。     

Ti3SiC2弥散强化Cu:一种新的弥散强化铜合金

选用具有高导电,高导热性能的新型陶瓷Ｔｉ３ＳｉＣ２做为弥散强化相,通过与Ｃｕ粉档高能球磨混合后,热压成一种新型弥散强化Ｃｕ材料,机械性能测试表明,随着Ｔｉ３ＳｉＣ２体积分数的提高,弥散强化Ｃｕ掘 服强度和维氏硬度线性上升,分析表明Ｔｉ３ＳｉＣ２相的晶粒细化和位错塞积是主要强化机制,当颗粒粗化和团聚后Ｔｉ３ＳｉＣ２的强化效果将明显减弱。     

冷变形对表面弥散强化铜合金组织与性能的影响

以Cu2O为氧源,对Cu-Al合金平板试样进行了内氧化处理,使试样表面获得Al2O3弥散强化铜合金层,并进行了不同变形量的冷轧变形;测定了内氧化前后和冷变形前后试样硬度和导电率,并进行了微观组织观察。结果表明：内氧化处理后,合金表面硬度与合金导电率大幅度提高;随着变形量的增加,合金表面硬度值急剧升高,而电导率随着变形量的增加则略有下降。微观组织研究表明：内氧化后合金表面存在大量的纳米级Al2O3颗粒,使合金表面具有高的硬度;随着变形量的增加,位错密度升高,位错与第二相粒子的作用加剧,从而使合金表面的硬度进一步提高;同时由于Al2O3颗粒周围位错缠结的增多,增强了电子的散射作用,导致合金电导率随变形量增加呈下降趋势。     

冷变形对简化工艺制备Cu-Al2O3复合材料组织和性能的影响

研究了一种新型简化的内氧化工艺,制备了不同氧源系数的Cu-Al2O3复合材料,对所制备复合材料的烧结态和经60%、70%、80%变形后的微观组织、硬度、导电率进行了分析.结果表明:该简化工艺成功制备了Cu-Al2O3复合材料,在铜基体上弥散分布着细小粒状Al2O3颗粒,其粒径约为5～20 nm,颗粒间距约为25～60 nm;复合材料变形后,其硬度明显提高,最大值达到144 HV,而导电率则随变形量的增大先升高后降低,但降幅很小;当氧源系数k为1.20 h,压制粉末烧结(950 ℃,4 h)后全部完成内氧化,且变形后综合性能最优,此时氧化剂含量为最佳的添加量.     

Cu-Al2O3弥散强化铜合金接触线的组织和性能

采用内氧化法制备的Cu-Al2O3弥散强化铜合金接触线,并对其组织和性能进行了研究。结果表明:Cu-Al2O3合金接触线抗拉强度达到568 MPa,导电率达到84%IACS,载流量达到764 A,技术性能优于TB/T 2809-2017标准中Cu-Cr-Zr合金接触线的技术要求;其强化机制主要为细晶强化及Al2O3粒子引起的弥散强化和应变强化;由于合金基体内Al2O3粒子不均匀,导致合金内部组织的不均匀,从而引起显微组织的尺寸不均和拉伸断口混合断裂的断裂方式。     

Effect of cold rolling on properties and microstructures of dispersion strengthened copper alloys

Mechanical properties and microstructures of unidirectionally and tandem rolled alumina dispersion strengthened copper（ADSC） alloys under different conditions were investigated by tensile test, optical microscopy（OM）, transmission electron microscopy（TEM） and scanning electron microscopy（SEM）. For unidirectionally rolled ADSC alloys, their strengths and elongations in the longitudinal direction are higher than those in the transverse direction under both cold rolling and annealing conditions. Once fracture appears in their longitudinal stress--strain curves, sudden reduction of overall stress level before complete fracture can be observed in the transverse tensile curves. The anisotropy of mechanical properties for the ADSC alloy can be greatly improved by tandem cold rolling. And no sudden reduction of overall stress level appears in the stress--strain curves for tandem rolled ADSC alloys. The differences of their microstructures and tensile fractures were analyzed. In order to compare the differences of tensile fracture mechanism in different directions, longitudinal and transverse fracture models for unidirectionally rolled ADSC alloys were also introduced.     

冷变形对含氮028合金微观组织和力学性能的影响

通过对含氮028合金进行不同变形量的冷轧,采用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)和拉伸试验研究了冷变形量对其组织和力学性能的影响。结果表明,当冷变形量相同时,随着氮含量的增加,屈服强度增加明显。当冷变形量从0%增加到70%时,0.25%N 试验合金的抗拉强度从764 MPa提高到1405 MPa,屈服强度从390 MP提高到1249 MPa。在低变形量时,试验合金中存在大量位错和平面滑移结构。随着冷变形量的增加,试验合金中形变孪晶的数量逐渐增加,位错不断增殖。当冷变形量继续增加时,形变孪晶被割裂破碎。     

拉拔变形量和退火工艺对铜包纯铁线材组织与性能的影响

采用拉伸复合法制备了铜包纯铁线材,研究了拉拔变形量、退火温度和时间对铜包纯铁线材组织与性能的影响。结果表明：随着拉拔变形量的增加,铜包纯铁线材铜、铁晶粒越来越小,铜晶粒呈现不规则形状,铁晶粒呈现典型的流变形特征,线材抗拉强度逐渐升高,电导率、伸长率逐渐降低;随着退火温度的升高和退火时间的延长,铜和铁的晶粒逐渐长大;随退火温度的升高,铜-铁界面铜、铁原子发生扩散,形成一定厚度的扩散层,线材的抗拉强度降低、伸长率提高,电导率先升高后降低;随着退火时间延长,复合线材的电导率和伸长率逐渐升高,抗拉强度降低。     

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.     

Influence of annealing treatment on properties and microstructures of alumina dispersion strengthened copper alloy

Alumina dispersion strengthened copper(ADSC) alloy was produced by internal oxidation. The hardness, ultimate tensile strength and electrical conductivity measurements and microstructure observation on the produced 0.12?SC (0.24% Al2O3, mass fraction) and 0.25% ADSC (0.50% Al2O3) subjected to different annealing treatments were conducted. The results show that the microstructure of the produced ADSC is characterized by an uniform distribution of nano-Al2O3 particles in Cu-matrix; the particles range in size from 20 to 50 nm with an interparticle spacing of 30 - 100 nm. The produced 0.12% ADSC can maintain more than 87% hardness retention after 900℃, 1 h annealing treatment; the recrystallization can be largely retarded and is not fully completed even after annealing at 1 000℃ for 1 h, followed by cold deformation of 84% ; local grain growth can be observed after 1 050℃ ,1 h annealing treatment. The results also show that increasing either the alumina content or cold deformation degree increases the hardness of the produced ADSC.     

冷轧变形对CrCoNi合金组织与性能的影响

针对磁悬浮熔炼的铸态CrCoNi合金,在室温条件下,进行变形量为50%的冷轧变形,研究了铸态及变形后合金的物相成分、显微组织、力学性能及耐腐蚀性能。结果发现,铸态CrCoNi合金在变形前后没有发生物相变化,依旧为FCC单相结构;铸态组织分布不均匀,经过轧制变形后,晶粒被破碎与拉长;随变形道次增加,强度提升,塑性下降。同时发现,相比于铸态,经过轧制变形后的CrCoNi合金耐腐蚀性得到改善,且均优于304不锈钢。     

退火工艺对Cu-2Ag-0.075Y合金线坯组织和性能的影响

采用真空感应熔炼、热锻和冷拉拔等工艺制备了Cu-2Ag-0.075Y合金线坯,通过拉伸性能测试、导电性能测试和显微组织观察,研究不同退火工艺下Cu-2Ag-0.075Y合金线坯的组织和性能。结果表明,Cu-2Ag-0.075Y合金线坯抗拉强度随着退火时间的延长先显著下降至300~435 MPa,随后下降速率明显放缓,最终趋于平稳,退火温度越高,抗拉强度越低。而伸长率和导电率的变化规律则与抗拉强度相反,先是迅速提升,随后提升速率放缓,最后趋于平稳,550 ℃退火试样可获得较高伸长率和导电率。随着退火温度的提高和退火保温时间的延长,都可以使Cu-2Ag-0.075Y合金线坯组织再结晶程度加大。采用550 ℃×60 min退火工艺,Cu-2Ag-0.075Y合金线坯可以获得细小、均匀的等轴晶组织,良好的伸长率和导电率匹配,有利于其进行后续超微细丝拉拔加工。     

轧制变形量对Mg-12Li-3AlSi合金组织和性能的影响

研究不同轧制变形量对Mg-12Li-3AlSi合金板材组织和性能的影响规律。结果表明,随着轧制变形量的增加,合金的抗拉强度明显增加,伸长率先增后减,总轧制变形量控制在85%~90%之间可获得综合力学性能优良的合金。