高性能Cu-Ni-Si系合金研究现状及发展趋势

先进铜基材料具有广阔的市场及良好的发展前景。相比于Cu-Be, Cu-Fe-P, Cu-Cr等合金而言,Cu-Ni-Si系合金具有高强度、较高的导电率、良好的抗高温软化、抗应力松弛性能及低廉的价格等优点,广泛应用于机械制造、航空航天、交通运输、电子和电气工程等工业领域。本文首先介绍了Cu-Ni-Si系合金的发展现状,并从产品性能及产业化方面论述了国内外存在的差异。该合金发展趋势主要是朝着先进高强高导弹性铜合金方向发展,核心挑战是在提升强度的同时保持甚至提高导电性能,并且由于服役环境的复杂化及服役时间的延长,对于材料服役性能的可靠稳定性也提出了更为严苛的要求。最后从成分设计、加工及形变热处理工艺、时效析出行为、服役性能等方面综述了CuNi-Si系合金的研究现状,并针对目前该材料存在的不足,展望了高强度高导电铜合金的未来发展趋势。

高溶质含量Cu-Ni-Si合金热压缩变形行为研究

电连接器用铜合金为目前5G通讯、新能源汽车等领域的重要材料,Cu-Ni-Si系合金因其优异的力学电学性能、良好的抗应力松弛性能成为该研究背景下广泛应用的材料。目前尚缺乏热变形制度对该合金显微组织影响机理的研究。本文研究了变形温度在600~950℃、应变速率在0.01~10.00 s-1条件下的高溶质含量Cu-Ni-Si合金铸锭的热变形行为,发现在高应变速率下,硬化和软化在变形过程中交替占据主导地位,流变应力呈“波浪形”变化。建立了合金的热变形本构方程和热加工图,获得了高溶质含量Cu-Ni-Si合金的热变形温度为900~950℃,探究了不同变形条件下合金热变形过程的软化机制。结果表明,在950℃低应变速率时,合金的再结晶主要以晶界弓出形核的不连续动态再结晶为主,而在应变速率较高时,主要发生位错转动合并形成新的大角晶界的连续动态再结晶。

Ti和Ag元素添加对Cu-Cr系合金微观组织及力/电性能影响研究

以Cu-0.5Cr和Cu-0.5Cr-0.1Ti-0.1Ag合金为实验材料,研究同时添加Ti和Ag元素对Cu-Cr系合金微观组织及力/电性能的影响。结果表明,Cu-0.5Cr和Cu-0.5Cr-0.1Ti-0.1Ag两种合金在450℃×1 h退火时达到峰时效状态,且Ti和Ag元素的加入显著提高了Cu-Cr系合金的硬度,但导电性能有所降低。同时研究了两种合金的高温抗软化行为,发现软化过程伴随着晶粒回复和再结晶,Ti和Ag元素的添加提高了Cu-Cr系合金的再结晶活化能,延缓了软化过程中合金的再结晶过程,使得Cu-0.5Cr-0.1Ti-0.1Ag合金的抗软化温度比Cu-0.5Cr合金提高约25°C。

浅谈长沙市南托港河道黑臭水体治理

城市水体生态环境既对人民的日常生活起着至关重要的作用,又和国民经济的可持续发展密切相关。本文以长沙市天心区南托港黑臭河道治理工程为依托,阐述了黑臭水体的成因、综合治理的一些设计理念及治理方法,可为其他黑臭水体的治理提供参考。