Cu-Zr-Cr合金热变形行为及微观组织研究

目的探究应变速率、变形温度及Cr含量对Cu-Zr-Cr合金组织与性能的影响。方法采用真空熔炼法制备了Cu-0.3Zr-0.05Cr和Cu-0.3Zr-0.15Cr合金。热锻后,使用Gleeble-1500型热模拟试验机分别对2种合金在温度为750~900℃、反应速率为0.003~1 s^(−1)的条件下进行热压缩实验。绘制了2种合金在不同热变形条件下的真应力-真应变曲线,建立了本构方程,绘制了Cu-0.3Zr-0.15Cr合金的热加工图,观察并分析了合金的微观组织。对温度850℃、应变速率1 s^(−1)条件下热压缩Cu-0.3Zr-0.15Cr合金进行了TEM观察。结果流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大。Cu-0.3Zr-0.05Cr和Cu-0.3Zr-0.15Cr合金的热激活能分别为488.9 kJ/mol和491.3 kJ/mol,确定了Cu-0.3Zr-0.15Cr合金的最佳加工区域。当Cu-0.3Zr-0.05Cr和Cu-0.3Zr-0.15Cr合金在850℃、应变速率1 s^(−1)下进行热压缩实验时,垂直于压缩方向的晶粒尺寸分别为25μm和21.4μm。Cu-0.3Zr-0.15Cr合金中存在2种析出相,分别为细小Cr析出相和粗大未溶解的Cu5Zr相,尺寸分别约为10 nm和840 nm。结论Cu-Zr-Cr合金在850℃、应变速率为1 s^(−1)的条件下进行热变形时具有较好的晶粒细化效果,Cr元素的增加会细化晶粒并且提高合金的热激活能,改善合金的热加工性能。