冷变形Cu-0.36Cr(wt%)合金的抗软化性能和再结晶行为

通过光学显微镜、透射电子显微镜和硬度测试,研究了析出相尺寸不同的冷变形Cu-0.36Cr(wt%,下同)合金的抗软化性能和高温再结晶行为。结果表明,Cr可以有效地阻碍再结晶过程,提高材料抗高温软化性能;在退火过程中可发生原位再结晶和不连续再结晶两种再结晶形式,再结晶的形式主要取决于析出相颗粒的大小,可以钉扎住晶界移动的Cr析出相的临界尺寸约为43.8 nm,小于临界尺寸的析出相促使原位再结晶发生,原位再结晶后析出相仍比较细小,合金保持较高硬度;而且析出相尺寸还可以影响再结晶的开始温度和速度。

红砂岩集料对水稳基层强度与抗软化性能的影响

红砂岩具有遇水软化的特性,通过与石灰岩集料对比,研究了红砂岩粗、细集料硬度与抗软化性能及其对水泥稳定基层(水稳基层)强度与抗软化性能的影响规律,并通过界限含水率、XRD与SEM测试,对比了红砂岩、石灰岩集料浸水前后的矿物成分与微观形貌。结果表明,红砂岩集料浸水后质量减少,硬度降低,抗软化性变差,制备的红砂岩水稳基层强度、软化系数低于石灰岩水稳基层,但红砂岩粗集料制备的水稳基层强度、软化系数降低幅度小于红砂岩细集料制备的水稳基层。红砂岩集料中的黏土矿物遇水崩解剥落、膨胀疏松化是红砂岩水稳基层强度、软化系数降低的主要原因。本研究可以为红砂岩在路面基层材料中的组成设计与工程应用提供理论参考。

引线框架用Cu-Sn-Ni-P合金抗软化性能的研究

研究了化学成分、退火处理对引线框架用Cu-Sn-Ni-P合金抗软化性能的影响。对抗软化处理试样的硬度和显微组织进行研究,并与常规的引线框架材料进行对比分析。结果表明,Cu-Sn-Ni-P合金经低温退火后材料的性能及抗软化性能均有所改善。锌元素的添加能提高合金的力学性能和再结晶温度。综合比较C194,C7025和Cu-Sn-Ni-P引线框架材料,Cu-Sn-Ni-P合金性能指标介于C194与C7025合金中间,因具有生产工艺简单和成本低廉,可满足中高端引线框架材料的市场需求。

组合形变热处理工艺对Cu-Cr-Zr-Si合金组织性能及抗软化特性的影响

采用光学显微镜、透射电镜、电子万能试验机、数字电导率仪和维氏硬度计等研究了不同形变热处理工艺对Cu-0.31Cr-0.19Zr-0.03Si(mass%)合金组织演变、力学性能、电学性能及抗软化特性的影响。结果表明:经960℃×1 h固溶处理+450℃×2 h预时效处理+80%冷轧+450℃×1 h时效处理后(组合形变热处理),合金的抗拉强度达到615 MPa,屈服强度达到598 MPa,硬度达到206 HV,电导率达到70.5%IACS。合金经预时效处理后在基体中析出大量弥散分布的细小析出相,在后续的冷轧中,析出相与位错发生强烈交互作用,在基体中引入高密度的位错,从而提高合金的力学性能。此外,对经组合形变热处理取得峰值强度的试样进行了抗软化性能的研究,结果表明该合金的软化温度高达580℃。经微观组织分析发现,在该温度下合金中析出相发生了粗化,但再结晶程度较低,此时引起合金软化的主要机制为析出相长大机制。

原位TiC_P/Fe、VC_P/Fe复合材料抗高温软化性能的研究

介绍了原位反应制备TiCp/Fe、VCp/Fe复合材料的方法,研究了原位自生TiCp/Fe、VCp/Fe复合材料的抗高温软化性能。试验结果表明:复合材料由于TiC、VC颗粒的增强作用,因而与#45钢和HT250材料相比,随着温度升高,硬度下降的幅度较小、趋势较平缓,TiCp/Fe、VCp/Fe具有更好的抗高温软化能力。

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。

沥青路面抗软化研究获突破

11月10日，长沙理工大学承担的“潭邵高速公路沥青路面材料性能与施工控制研究”通过湖南省科技厅组织的技术鉴定。专家组认为，国内外尚未发现普通沥青路面抗软化的研究，该项成果处于世界先进水平。湖南未来将新建2000公里沥青高速公路，如采用该技术将节约投资1．2亿元。

Ag对C19210合金带材的微观组织和性能的影响

研究了添加0.1%Ag对Cu-0.1Fe-0.03P合金铸杆连续挤压、时效和冷轧后组织与性能的影响,采用金相显微镜OM观察了该合金带材的微观组织,采用万能拉伸机、硬度计和涡流导电仪测试了其力学性能和导电性能。结果表明,Ag元素的添加能细化铸杆及其连续挤压后的晶粒组织,能阻碍冷轧态带材时效过程中的快速软化。Cu-0.1Fe-0.03P合金添加0.1%Ag的铸杆制备的成品带材导电率大于80%IACS,抗拉强度由417.2 MPa提高至504.8 MPa,同时具备优异的折弯性能和抗高温软化性能。

不同工艺加工C19210合金带材的组织和性能

采用“半连续铸锭热轧及多道次冷轧和退火”与“铸杆连续挤压及多道次冷轧和退火”两种工艺制备了C19210合金带材。采用金相显微镜观察该合金带材的晶粒组织,采用万能拉伸机、硬度计和涡流导电仪测试其力学性能和导电性能。结果表明:连续挤压工艺更利于细化晶粒,制备的带材折弯性能更优异;而热轧工艺制备的带材由于热轧过程固溶更充分,时效过程能析出更多的第二相,使得热轧工艺制备的带材力学性能、导电率和抗软化性能略优于连续挤压工艺。

热轧淬火Cu-Cr系合金的性能和组织演变

利用在线热轧淬火工艺和随后的形变热处理工艺制备Cu-Cr系列合金带材,并采用硬度、电导率测试与光学显微镜、透射电子显微镜观察的方法,研究合金在制备加工过程中的性能和组织演变。结果表明:在线热轧淬火和后续的形变热处理工艺可成功地制备高硬度、高导电和抗软化性能优异的Cu-Cr系合金带材。具有有序FCC结构、与基体呈立方立方位向关系的Cr相从过饱和固溶体中分解出来是时效过程中合金硬度和电导率提高的原因。Cu-Cr系合金的高硬度是细晶强化、应变强化和析出强化共同作用的结果,而高电导率是由于时效析出极大地降低了基体中溶质原子浓度。

回火处理对Cr-W-Mo系改进型H13钢的微观形貌及高温性能的影响

在H13钢成分的基础上,通过低Cr高Mo加W的改进思路制备出新型CXN03钢,并对比了CXN03钢与H13钢的高温力学性能及高温耐磨性能,得到如下结论:对比H13钢,改进型CXN03钢由于Mo元素的增加及W元素的加入使其具有更优异的抗回火软化性能。在500℃回火后,强度、硬度及冲击吸收功与H13相当,但在600℃回火后,CXN03钢的强度及硬度显著高于H13钢;同时,CXN03钢的高温耐磨性能更优异,在600℃的试验温度下,CXN03钢的磨损失重为H13钢的0.5%,其主要原因是CXN03钢在此温度下基体仍然保留较高的强硬度,有效的支撑了表面氧化物的完整性,而H13钢的表面氧化膜在摩擦过程中破损严重。预期CXN03钢较H13钢可以承受更高的服役温度,此外具有更长的服役寿命,CXN03钢的推广及应用具有较高的经济效益。

Fe含量对Cu-Ti-Ni-xFe合金组织与性能的影响

采用Pandat软件绘制了Cu-2.5Ti-2Ni-xFe四元合金相图,对Fe元素在合金中的存在形式进行了预测。然后通过真空熔炼制备了4种不同Fe含量的Cu-2.5Ti-2Ni-xFe(x=0, 0.4, 0.8, 1.5)合金,再经退火、热轧、固溶、冷轧和时效处理工艺,探究了Fe含量对铸态及时效态Cu-Ti-Ni-xFe合金组织与性能的影响。结果表明,Fe元素在Cu-2.5Ti-2Ni-xFe合金中以FeTi相、Fe2Ti相的形式存在,Fe的添加会导致铸态组织中产生粗大的第二相,使合金的硬度降低。但是经时效处理后,添加Fe元素的合金硬度和导电率获得明显提升,抗高温软化性能也更优,其中以Cu-2.5Ti-2Ni-0.8Fe合金的性能最佳,其硬度和导电率分别为274.26 HV和17.6%IACS,软化温度达到526℃。

提高铜带耐热性能的工艺控制方法分析

以铜带为研究对象,从微合金化和加工工艺两大途径改善其耐热性能。着重介绍现阶段散热器带和引线框架带耐热性能改善的工艺控制方法和手段,并结合大量提高铜带耐热性能的工艺实践,深入分析铜带合金化和基于合金化的加工工艺这两个途径对铜带耐热性能改善的原理和应用,最后对比Cu-Sn和Cu-Fe系方法工艺特点,提出散热器用铜带生产工艺新途径。

高速电气化铁路铜接触线研究现状与发展趋势

随着电气化铁路运营速度的不断提升,接触线性能要求越来越高。分析了接触线材料在不同工作条件和环境下的性能要求,其中最重要的是强度、导电率和抗高温软化性能;总结了不同种类接触线材料(纯铜、铜银、铜锡、铜镁、铜铬锆)的性能特点及研究现状,包括强化机制、工艺特点以及存在的问题;提出高强高导铜合金接触线是未来的发展趋势,现有合金体系性能优化、新型合金体系开发以及先进生产工艺和装备的开发是我国接触线产业的发展方向。

连续挤压板尺寸对C19210合金产品组织和性能的影响

研究了连续挤压板尺寸对C19210合金组织和性能的影响。通过对铸杆进行连续挤压,制备了3种尺寸的挤压板,对3种挤压板分别进行粗轧、时效和成品轧制,并通过金相显微镜和透射电镜观察挤压和轧制板材的微观组织,通过万能拉伸机、硬度计和涡流电导仪检测力学性能和导电性能。实验结果发现,挤压板尺寸越大,连续挤压过程中变形产热越多,固溶效果越好,促使时效析出更小的第二相粒子,从而使制备的成品具备更小的晶粒尺寸、更高的力学性能和抗软化性能。相对小尺寸挤压板制备的成品,大尺寸挤压板制备的成品的抗拉强度由404.1 MPa提升至414.6 MPa,抗软化硬度由98.7 HV提升至102.3 HV。

改进型H13钢的微观形貌及高温性能

在H13钢成分的基础上,通过低Cr高Mo加W的改进思路制备出新型HBJ2钢,并与H13钢对比了回火后常温力学性能及高温性能,得到如下结论:HBJ2钢与H13钢经550℃回火后,强度、硬度相当;600℃回火后,HBJ2钢硬度提升至48.1HRC,较H13钢提高了16%,改进型HBJ2钢具有更优异的抗高温回火软化性能。HBJ2钢在400℃时,耐磨性优异,磨损失重仅为H13钢的4.6%,其原因主要是在此温度下HBJ2钢基体具有更高的强度、硬度,能有效地保护和支撑氧化膜。HBJ2钢在600℃时,耐磨性与H13钢相当,两者磨损机制均为氧化磨损与磨粒磨损相结合。高温磨损过程中,2种材料表面均出现了严重的氧化现象,但HBJ2钢中较低的Cr含量使其高温抗氧化性能降低,氧化物中含有更多Fe_(2)O_(3),氧化更加严重。但由于HBJ2钢优异的抗回火软化性能,HBJ2钢基体在高温摩擦过程中仍保持较高的硬度,可以有效地支撑氧化膜。这使得HBJ2钢的表面氧化虽然更严重,但是其磨损失重与H13钢相当。

微量Mg元素添加对Cu-Cr合金析出行为及性能的影响

通过熔炼铸造工艺制备了Cu-Cr和Cu-Cr-Mg合金,评价了Mg元素对Cu-Cr合金硬度、导电和抗软化性能的影响,研究了Mg元素对Cu-Cr合金析出相的细化作用,探讨了Mg元素的迁移行为。结果表明,相比于Cu-Cr二元合金,时效态Cu-Cr-Mg合金具有更高的硬度和软化温度,且保持较高的导电性能。两种合金的主要时效强化相均为纳米Cr析出相,Mg元素的加入抑制了纳米沉淀相的长大和结构转变,峰时效态Cu-Cr-Mg合金的析出相与基体可能仍保持共格界面关系,过时效态合金中出现与Heulser相结构相同的析出相,且峰时效态Cu-Cr-Mg合金经过高温保温处理后,其强化相的尺寸明显小于Cu-Cr合金析出相。EDS的结果表明,在时效初期Mg和Cr共存于析出相内部,而在时效后期析出相内部只有Cr元素存在,Mg元素发生迁移,同时理论估算结果显示,Mg元素可明显降低Cu(fcc)/Cr(bcc)之间的界面能,导致其偏聚于基体/析出相界面处,这可能是Mg元素能够细化析出相和提高合金性能的主要原因。

碳含量对4Cr5Mo2V型热作模具钢冷热疲劳性能的影响

采用自约束热疲劳试验法,结合SEM、EDS以及Jmat-pro热力学计算软件等研究了碳含量(0.35%和0.71%)变化对4Cr5Mo2V型热作模具钢冷热疲劳性能的影响。结果表明:提高含碳量后,钢中析出大量细小弥散的MC型碳化物,从而使0.71%C钢的抗回火软化性能和热稳定性能均强于0.35%C钢;冷热疲劳循环1000次后,提高碳含量推迟了疲劳裂纹的萌生,当循环次数增加到2000次后,虽然0.71%C钢表面和基体的软化程度均弱于0.35%C钢,但该钢存在较多尺寸较大且呈聚集状态分布的未溶碳化物,这些碳化物在应力的作用下与基体脱离,脱离处成为裂纹扩展的通道,从而促进了疲劳裂纹萌生和扩展。