定向凝固Ag-28Cu-xNi系合金的组织和性能研究

采用定向凝固技术,制备了Ag-28Cu-xNi(x=0、0.75、1.0、2.0)系4类合金棒材,采用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜研究了合金的显微组织结构和断口形貌;采用万能电子实验机,研究了合金的力学性能。结果表明,定向凝固Ag-28Cu合金的显微组织为竖直生长的柱状晶组织,Ag-28Cu-0.75Ni合金的显微组织为不同方向生长的树枝晶组织,Ag-28Cu-1Ni和Ag-28Cu-2Ni合金的显微组织为块状+花瓣状枝晶组织。随着冷拉拔变形真应变从η=3.22逐渐增大到η=6.0,Ag-28CuxNi系合金呈现出抗拉强度逐渐升高、延伸率逐渐下降的变化趋势;Ni元素的添加使Ag-28Cu合金的硬度、强度和延伸率均有不同程度的减小。Ag-28Cu-0.75Ni合金的室温拉伸断口形貌呈现有明显的缩颈现象和大量的韧窝,其断裂机制为微孔聚集型塑性断裂。

AgCuNi合金的加工及组织性能研究

采用定向凝固技术制备了Ag-28Cu-xNi(x=0,0.5,1.0,2.0)系成分呈分布式的四种合金棒材,采用感应加热技术进行了连续热处理,采用扫描电镜和显微硬度仪研究了合金的显微组织结构和硬度。结果表明,定向凝固制备的Ag-28Cu合金的显微组织为竖直生长的柱状晶组织,Ag-28Cu-0.5Ni合金的显微组织为不同方向生长的树枝晶组织,Ag-28Cu-1Ni和Ag-28Cu-2Ni合金的显微组织为块状+花瓣状枝晶组织。

连铸Ag-28Cu-0.75Ni合金相组成、组织及性能

采用连续铸造技术制备Ag-28Cu-0.75Ni(%,原子分数)合金棒材,真空退火后进行冷拉拔加工,分别采用X射线衍射(XRD)、金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)对合金的物相、铸态、加工态和断口组织进行表征,并对导电率、硬度、强度和延伸率进行测试。结果表明:Ag-28Cu-0.75Ni的显微组织为:以Ag,Ni为溶质的Cu相固溶体,以Cu为溶质的Ag相固溶体和共晶(Ag+Cu)结构;其连铸态微观结构为典型的表面细晶区、柱状晶区和中心等轴层片状晶区三区结构,铸锭中散落着形貌清晰、形态规整的枝晶,枝晶偏析以及中心等轴区的边界偏析造成易腐蚀的低熔点区域。同时,材料本身加工态横截面晶粒细化、组织均匀,纵截面晶粒由点块状变为纤维状,发生择优取向形成形变织构。随真应变的增加,强度、硬度随之增加,而导电率、延伸率下降。

晶粒形态、尺寸对Ag-28Cu-0.75Ni合金超细丝加工及电学性能的影响

为诠释柱状晶贵金属兼具优良超细丝加工性能及高电阻率的原因,采用水平连铸、水冷铜模铸造及石墨模铸造,分别获得了具有20μm×60μm柱状晶、10μm等轴晶、以及5μm表面细晶+长/径比约为3的柱状晶+30μm芯部等轴晶三晶区的3种Ag-28Cu-0.75Ni(质量分数,%,下同)合金棒材。研究了晶粒形态、尺寸对Ag-28Cu-0.75Ni合金超细丝加工性能及电阻率的影响。结果表明:与等轴晶和三晶区Ag-28Cu-0.75Ni合金棒材相比,柱状晶棒材由于其较低的位错密度(Ag相1.78×1015 m^-2、Cu相1.34×1015 m^-2)及最低的显微硬度变化率(33.3%)、铸态断口无解理台阶,表现出了最低的加工硬化率,且铸态轴向抗拉强度高达384.6 MPa,可实现长度100 m以上、直径0.05 mm超细丝高效不断丝加工;加工态及退火态的柱状晶Ag-28Cu-0.75Ni合金超细丝均表现出了较高的电阻率,经两次连续退火后电阻率高达3.68μΩ·cm,这与其较低的位错密度及最低的加工硬化率有关。