形變Cu-15Cr-Zr原位復(fù)合材料的組織與性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)導(dǎo)電材料性能的要求越來越高，既要有良好導(dǎo)電性，還要具有高的強(qiáng)度。傳統(tǒng)的提高銅合金強(qiáng)度的方法作用有限，難以滿足使用要求。因此研究和開發(fā)新型高性能銅合金對(duì)現(xiàn)代工業(yè)具有極為重要的戰(zhàn)略和現(xiàn)實(shí)意義。 本文通過多次冷變形結(jié)合適當(dāng)?shù)闹虚g退火制備了Cu-15Cr-0.1Zr、Cu-15Cr-0.2Zr、Cu-15Cr-0.1Zr-RE三種形變?cè)粡?fù)合材料，借助抗拉強(qiáng)度測(cè)試、導(dǎo)電率測(cè)試、掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TE

2、M)等手段研究了Zr含量、微量的RE元素、應(yīng)變量、中間退火工藝對(duì)合金組織和性能的影響，主要得到以下結(jié)論： Zr含量為0.1％的合金拉拔至最終尺寸時(shí)綜合性能最好。Cu-15Cr合金中添加0.2％Zr會(huì)加劇合金在形變過程中產(chǎn)生的加工硬化，不利于拉拔變形，并使導(dǎo)電率受到惡化；在Cu-15Cr-0.1Zr合金中加入微量的RE會(huì)使合金的導(dǎo)電性略有提高，但強(qiáng)度降低。 合金的鑄態(tài)組織由α-Cu基體、大量粗大的Cr樹枝晶、少量的Cr共晶

3、體組成。在冷拉拔過程中，熱鍛并經(jīng)固溶處理后的Cr相沿拉拔方向伸長，隨著應(yīng)變量的增大，逐漸形成橫截面為彎曲薄片狀的Cr纖維，合金的強(qiáng)度增加，導(dǎo)電率降低。 對(duì)兩道中間退火制備的Cu-15Cr-0.1Zr合金的研究發(fā)現(xiàn)，中間退火在不嚴(yán)重影響材料強(qiáng)度的同時(shí)顯著提高了材料的導(dǎo)電率。第一道中間退火對(duì)合金的最終性能起關(guān)鍵作用。拉拔至最終尺寸時(shí)，第一道中間退火溫度為450℃的合金能獲得最好的抗拉強(qiáng)度。第一道中間退火溫度為500℃的合金能獲得最好

4、的導(dǎo)電性能。 用三道中間退火的Cu-15Cr-0.1Zr合金在變形至最終尺寸時(shí)，合金的強(qiáng)度略低于經(jīng)兩道中間退火制備的合金，但導(dǎo)電率有所升高。 對(duì)Cu-15Cr-0.1Zr合金的熱穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果表明：合金的抗軟化溫度達(dá)到了500℃以上，滿足性能指標(biāo)。合金在400℃~600℃退火，導(dǎo)電率隨著退火溫度的升高逐漸增大，在600℃達(dá)到最大值(約78％IACS)，并隨著退火溫度的繼續(xù)升高迅速下降。 拉拔至最終尺寸η=6.43