时效态C17200合金的组织与性能

采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨电子显微镜(HRTEM)等分析手段研究C17200合金时效过程中微观组织演变,测试不同时效工艺处理后合金的硬度和电导率等性能。结果表明:合金经320℃时效1 h后,基体(200)主峰的左侧出现比较明显的低角度边带峰,即合金发生调幅分解,使得在基体的(100)面上形成圆盘状结构的GP区。合金在时效过程中存在两种析出方式:晶界不连续析出和晶内连续析出,且连续析出序列为α过饱和固溶体→GP区→γ′→γ。调幅分解和γ′相析出是C17200合金在时效过程中硬度升高并达到峰值的主要原因。

C17200合金时效早期相变行为

采用XRD与TEM分析手段研究了C17200铜合金早期时效相变行为及其对合金性能的影响。结果表明,该合金固溶处理后320℃时效,时效1 h内,铍原子借助铜基体中的空位进行上坡扩散,形成富铍区,造成了(200)主峰的左侧出现了比较明显低角度边带峰。合金发生了调幅分解,沿基体的(100)面上形成了圆盘状结构的GP区。利用Daniel-Lipson公式可得出,随时效时间的延长,成分调幅波长先增大后减小;同时,GP区则不断长大,且逐渐转化成板条状的γ'相。调幅分解和γ'相的析出是合金在时效过程中强度、电导率升高的主要原因。

C17200合金热变形行为及热加工图

采用Gleeble-1500D数控动态热力模拟试验机,对C17200(Cu-1.9Be-0.3Co)合金进行了热压缩试验,研究了该合金在变形温度为600、650、700、750和800℃,应变速率为0.01、0.1、1、5和10 s-1,总压缩应变量为50%条件下的热变形行为。结果表明:合金的峰值应力随应变速率的增加和温度的降低而升高,C17200合金为热(负温度)敏感型和正应变速率敏感型合金,应变速率为1 s-1、5 s-1和10 s-1时,合金软化机制以动态回复为主,应变速率为0.01 s-1和0.1 s-1时,合金软化机制以动态再结晶为主,且高温低应变速率有利于促进合金发生动态再结晶;基于Arrhenius双曲正弦本构关系得到了C17200合金的峰值流变应力本构方程;基于MATLAB平台编程构建了应变量为0.1~0.6时C17200合金的热加工图,在实验范围内获得安全加工区的热加工工艺参数区间为:变形温度750~800℃,应变量0.4~0.6,应变速率0.1~0.2 s-1。

热处理工艺对C17200合金耐磨性的影响

采用化学成分分析、低倍检验、扫描电镜及摩擦磨损性能检测等方法研究了C17200合金热处理温度对其组织和耐磨性的影响,测试了C17200合金锻件经不同工艺热处理后的力学性能和耐磨性。结果表明:合金经不同温度热处理后,材料的组织和力学性能发生变化。采用CETR UMT-3型摩擦磨损机,在相同的实验条件下,合金的硬度与耐磨性不成正比例关系;合金经780℃固溶+595℃时效热处理,其耐磨性最好。

C17200铍铜合金脉冲激光焊接头组织性能分析

以C17200铍铜合金为母材进行脉冲激光焊接,用金相显微镜观察焊接接头金属的微观组织,并测试了其显微硬度,分析脉冲能量对焊缝横断面尺寸的影响。研究结果表明:随着脉冲能量增加,焊缝横断面呈"钉"型的趋势越明显;焊缝区金属组织为单相α过饱和固溶体,晶粒尺寸比母材金属的小;焊接热影响区中γ相以线条状及块状沉淀析出,局部严重球化聚集;焊缝和热影响区金属的硬度均低于母材金属的硬度,焊接热影响区出现了严重的软化现象。

C17200铍铜合金表面等离子制备Ta涂层的组织及耐腐蚀性能

用双层辉光等离子渗金属技术在C17200铍铜合金表面制备Ta涂层,以提高其抗腐蚀性能。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、划痕仪等分别研究Ta涂层组织结构、成分以及与基体的结合强度,并用三电极体系测量C17200合金及其制备Ta涂层后的腐蚀性能。研究表明,保温0.5~3 h后,在C17200表面形成表面Ta沉积层/Ta-CuBe过渡层的复合Ta涂层,该复合涂层由Ta、Ta2Be、Cu(Be)等相组成。涂层由岛状组织融合生长,Ta涂层随保温时间的延长而增厚。保温2 h的Ta涂层表面平整致密,与基体结合良好,在10%H2SO4溶液中较未处理C17200基材的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流下降,腐蚀速率降低,表现出良好的耐蚀性能,有效地保护铍铜基体不受腐蚀液侵蚀。