冷变形及时效处理对Cu-0.3Zr-0.2Cr合金组织与性能的影响

采用真空熔炼法制备Cu-0.3Zr-0.2Cr合金,将其热锻后在900℃进行固溶处理,随后进行轧制量30%与60%的冷轧处理,之后再对合金进行(400~550℃,0~360 min)的时效处理;对时效处理后合金进行性能测试及显微组织观察。结果表明:固溶后的合金再经过60%的冷轧+450℃时效120 min后拥有较好的性能,硬度可达179HV,抗拉强度为467 MPa,导电率为88.5%IACS,伸长率为12.1%,此时合金主要存在Copper织构;在450℃时效360 min后合金的主要织构转变为Brass织构,织构的转变对合金的延展性有一定的影响;时效处理后,基体析出大量纳米尺寸的Cr相,这导致合金的强度与导电率大幅升高。

Cu-0.3Cr-0.15Zr-0.05Mg合金形变时效强化与再结晶

对Cu 0 3Cr 0 15Zr 0 0 5Mg合金形变时效强化和再结晶过程进行了考察和研究。析出相对位错的钉扎作用强烈阻碍合金再结晶的形核和长大 ,使合金产生明显的时效硬化。 6 0 %冷变形 4 5 0℃～ 5 0 0℃时效 1h～ 2h ,硬度和导电率分别可达 16 2HV和 73%IACS左右。大变形量降低了合金再结晶激活能 (Qr) ,加速再结晶过程 ,以致于在较高温度下时效 ,出现了再结晶形核和长大的现象 ,再结晶产生的软化导致析出硬化程度下降。

Cu-0.3Cr-0.05Ti合金时效析出动力学

研究了时效温度和时间对Cu-0.3Cr-0.05Ti合金导电率的影响。结果表明:Cu-0.3Cr-0.05Ti合金在400℃×2 h时效,可获得83%IACS的导电率,随着时效时间的延长,导电率变化趋于平缓。根据导电率与新相的转变量之间的关系计算出时效过程中新相的转变比率,利用马基申-富列明格规律和Avrami经验方程,推导出Cu-0.3Cr-0.05Ti合金在不同时效温度的析出动力学方程,并得到合金不同时效温度的等温转变曲线。

微量Zr对Al-5.8Cu-0.3Mn合金焊接接头组织与性能的影响

采用4047焊丝对Al-5.8Cu-0.3Mn铝合金进行熔化极惰性气体保护焊,利用金相显微镜、透射电镜、显微硬度等检测分析手段研究了Zr对Al-5.8Cu-0.3Mn母材及焊接接头的力学性能和显微组织的影响。结果表明,Al-5.8Cu-0.3Mn合金中添加适量Zr元素可使母材强度提高30MPa,焊接接头强度提高50MPa,同时,细化了母材的再结晶组织和焊缝组织。焊接接头的强度低于母材强度,焊缝区是合金的薄弱处,热影响区强度降低是θ′相粒子受热粗化所致。

热处理工艺对Al-10%Si-3%Cu-0.3%Mg合金微观组织和性能的影响

研究了热处理工艺对Sr变质Al-10%Si-3%Cu-0.3%Mg合金组织和和力学性能的影响。通过显微组织观察、力学性能检测及断口形貌分析,对Al-10%Si-3%Cu-0.3%Mg合金硬度和抗拉强度进行了研究。结果表明,在500℃(或500℃×4 h+515℃)下固溶处理,随时间的延长,富铜相的溶解量增多,同时在535℃下出现了富铜相的熔化。同时还发现与一步固溶工艺相比,两步固溶处理工艺下富铜相能够充分溶解,性能更好。经500℃保温4h+515℃保温8h处理性能最佳;对该试样再进行175℃×4h时效处理后,试样抗拉强度和塑性都明显提高。

Mg-6Zn-1Cu-0.3Mn镁合金的半固态组织演变

采用半固态等温热处理法,研究了重熔温度和等温时间对Mg-6Zn-1Cu-0.3Mn镁合金半固态组织演变的影响。结果表明:在不同温度保温30min或在585℃保温不同时间的球化演变过程中,Mg-6Zn-1Cu-0.3Mn合金中球状组织的平均尺寸、形状因子均先减小后增大,且固相率明显下降;晶界和亚晶界共同提供了溶质原子的扩散通道和液相相互渗透的路径,晶粒内部的溶质原子Zn、Cu和Mn富集区和枝晶壁搭接处形成了高溶质浓度的小"液池";当保温温度超过585℃或时间超过30 min时,颗粒易于粗化,其粗化符合Ostwald熟化机制。适合Mg-6Zn-1Cu-0.3Mn合金的半固态等温处理工艺为585℃×30 min,其颗粒平均尺寸、形状因子和固相率分别为29.91μm、1.09和47.55%。

半固态等温热处理对Mg-7Zn-1Cu-0.3V镁合金非枝晶组织的影响

本工作采用半固态等温热处理法研究了保温温度和保温时间对Mg-7Zn-1Cu-0.3V镁合金半固态非枝晶组织演变的影响。结果表明:半固态等温热处理能将Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金的原始树枝晶组织转变为半固态非枝晶组织,最终得到细小、圆整且分布均匀的球状颗粒。延长等温时间或升高保温温度有利于非枝晶组织的分离球化;但当保温温度过高或保温时间过长时,半固态颗粒会出现合并及长大现象,其主要演变符合Ostwald熟化机制。在整个等温热处理过程中,半固态组织演变主要经历了初始粗化、组织分离及球化、颗粒合并及熟化三个阶段。Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金的最佳等温热处理工艺为:保温温度580℃,保温时间35 min。在该条件下得到的非枝晶颗粒平均尺寸、固相率及形状因子分别为33.25μm、45%及1.33。

微量Ag对Sn-0.7Cu-0.3Ni焊料微观组织和性能的影响

在Sn-0.7Cu-0.3Ni焊料的基础上,掺加不同比例的Ag元素,形成(Sn-0.7Cu-0.3Ni)-xAg系合金,研究不同的Ag掺量对Sn-0.7Cu-0.3Ni的熔化温度、润湿性及焊接接头微观组织的影响。结果表明,随Ag掺量的增加,能够降低其熔点,但这个体系的熔点普遍较高;随Ag掺量的增加,体系的润湿性能变好,但不明显;随Ag掺量的增加,界面化合物层的厚度逐渐增大,起伏逐渐变小而呈平坦的连续相。

锻造温度对Al-7Si-2.5Cu-0.3Mg铝合金活塞性能的影响

采用不同的始锻温度和终锻温度进行了Al-7Si-2.5Cu-0.3Mg铝合金活塞的锻造,并进行了高温磨损性能和抗高温氧化性能的测试与分析。结果表明:随始锻温度从445℃提高至505℃、终锻温度从335℃提高至395℃,试样的磨损体积和单位面积质量增加均先减小后增大,高温磨损性能和抗高温氧化性能均先提升后下降。475℃始锻和380℃终锻锻造试样的磨损体积和单位面积质量增加最小。Al-7Si-2.5Cu-0.3Mg铝合金活塞试样的锻造工艺参数优选为:475℃始锻温度、380℃终锻温度。

深冷处理对Al-7Si-2Cu-0.3Mg合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、拉伸试验、硬度测试、SEM断口分析等研究了不同时间深冷处理对Al-7Si-2Cu-0.3Mg合金组织及力学性能的影响。结果表明:对铸态Al-7Si-2Cu-0.3Mg合金进行520℃×6 h固溶+-196℃不同时间深冷+160℃×6 h时效处理试验,随着深冷时间的增加,合金的抗拉强度和硬度逐渐增加,伸长率逐渐降低,抗拉强度和硬度在深冷22 h前提升明显。固溶+22 h深冷+时效处理合金的抗拉强度、硬度分别为351.2 MPa、135.5 HB,比固溶+时效处理合金分别提高了10.1%和8.4%。随着深冷处理时间的增加,合金晶粒尺寸先减小后增大,固溶+22 h深冷+时效处理合金的晶粒较为均匀细小,深冷处理有效改善了合金的组织。

Calculation of the Surface Segregation of Cu-0.3 at. pct Au Alloy

Monte Carlo simulation technique with the energetics described by the embedded atom method has been used to calculate the surface segregation of Cu-0.3 at. pct Au alloy at T=800 K. It is found that the component Au in the first surface layer (i.e.(100), (110) and (111) faces) is about 50～60 times as large as that in the bulk.

固溶时效对上引拉铸Cu-0.3Cr-0.1Zr组织性能的影响

用扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、涡流电导率测量仪和万能试验机测试分别测量了上引拉铸拉拔之后固溶时效对Cu-0.3Cr-0.1Zr合金抗拉强度及导电率性能的影响,用金相显微镜观察不同拉拔加工率下固溶的显微组织。并探讨了合金的强化机理。结果表明:上引Cu-0.3Cr-0.1Zr合金铸锭经过75%冷拉变形后固溶其组织和力学性能较好。经时效后的固溶态Cu-0.3Cr-0.1Zr合金,抗拉强度和导电率迅速上升,随着时间时间的延长,其抗拉强度达到峰值后呈下降趋势,而导电率则继续上升。Cu-Cr-Zr合金析出强化的重要因素是大量共格弥散的析出相,以共格强化机制估算的强化值423MPa与实验结果 415MPa相近。

形变热处理对Cu-0.3Cr-0.1Zr合金上引铸坯杆组织性能的影响

通过对上引Cu-0.3Cr-0.1Zr合金固溶处理、冷拉拔以及随后的时效处理工艺,研究冷拉拔形变及时效对材料力学性能、导电性能及组织结构的影响规律.结果表明:时效前的冷拉拔变形能提高Cu-0.3Cr-0.1Zr合金的力学性能而保持较高的导电率;合金在950℃固溶1 h后,经70%冷拉拔变形和500℃时效4 h,合金抗拉强度和导电率分别达到了418 MPa和87%IACS;时效合金组织转变过程为:固溶体G.P.区Cr+Cu4Zr,析出相对位错运动的阻碍是合金强化的重要机制.

Al-3.5Cu-2.0Mg-1.0Mn-0.3Y合金固溶处理工艺研究

对Al-3.5Cu-2.0Mg-1.0Mn-0.3Y合金进行了不同温度和时间的固溶处理,再进行185℃×8 h的时效处理试验。采用OM、硬度测试等手段研究了Al-3.5Cu-2.0Mg-1.0Mn-0.3Y合金的最佳固溶处理工艺。结果表明:随着固溶温度的升高和固溶时间的增加,Al-3.5Cu-2.0Mg-1.0Mn-0.3Y合金中第二相越来越多的溶入基体,合金晶粒尺寸也逐渐增大,495℃×6 h固溶处理的合金中第二相基本完全溶入基体。经495℃×6 h固溶+185℃×8 h时效处理的Al-3.5Cu-2.0Mg-1.0Mn-0.3Y合金的硬度达到最大值,为141 HB。Al-3.5Cu-2.0Mg-1.0Mn-0.3Y合金的最佳固溶工艺为495℃×6 h。

时效Cu-0.6Zr-0.3Fe合金的组织与性能

通过真空熔炼的方法制备了Cu-0.6Zr-0.3Fe合金。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射和电子万能试验机等对合金的显微组织及元素分布、物相及力学性能进行了分析测试。结果表明:铸态Cu-0.6Zr-0.3Fe合金的晶粒较为粗大,同时晶间存在黑色球状、长条状共晶组织;经930℃固溶处理60 min后的晶粒组织变得细小,并且共晶组织由长条状转变为球状,经30%冷变形及时效后晶粒基本保持着冷轧形貌;时效初期合金的硬度先迅速升高达到峰值,而后随着时效时间的延长开始降低,最后趋于平缓或下降,抗拉强度变化趋势与之相同;在本次实验条件下合金的最佳时效工艺参数为450℃时效120 min,此时其显微硬度、抗拉强度和导电率分别为152.6 HV0.3、495.4 MPa和55.5%IACS。

电弧熔炼与热挤压复合工艺对Cu-15Sn-0.3Ti合金组织及性能的影响

CuSnTi合金是青铜法制备Nb3Sn超导线材的关键材料,常规铸造法制备的CuSnTi合金晶粒粗大,反偏析现象严重,无法满足制备Nb3Sn线材高伸长率的要求。本研究采用热-力协同强化的思路,通过调控电弧熔炼及热挤压工艺参数,使Cu-15Sn-0.3Ti合金发生再结晶行为,成功制备出组织为细小等轴晶,力学性能良好的高溶质Cu-15Sn-0.3Ti合金。结果表明,在热-力协同作用下,铸态Cu-15Sn-0.3Ti合金中粗大的树枝晶演化为细小的等轴晶,存在于枝晶间隙的富锡相发生回溶,合金组织转变为单一的α相;合金的极限抗拉强度达到387.2 MPa,伸长率达到42.5%,强度与伸长率超过了进口铜锡合金的性能指标。

等温热处理对Mg-7Zn-1Cu-0.3Mn-xNd合金组织的影响

设计了Mg-7Zn-1Cu-0.3Mn-xNd(x=0,0.1,0.3,0.5,质量分数,%)镁合金,利用OM、XRD以及SEM等观察了不同Nd添加量时合金的铸态组织以及经过等温热处理后的半固态非枝晶组织演变,探索了Mg-7Zn-1Cu-0.3Mn-0.3Nd合金的最佳等温热处理工艺。结果表明,Mg-7Zn-1Cu-0.3Mn-xNd合金的铸态组织主要由α-Mg、Mg_(4)Zn_(7)、NdCu_(2)和CuMgZn相组成,加入0.3%的Nd对晶粒具有最好的细化效果,共晶组织分布更加弥散;Mg-7Zn-1Cu-0.3Mn-0.3Nd合金在595℃下保温30 min后可获得最理想的半固态非枝晶组织,其固相率、固相颗粒的形状因子和平均晶粒尺寸分别为57.59%、1.38和44.56μm。非枝晶组织的演变由4个阶段构成,分别为初始的粗化阶段、组织分离、球化以及最后的粗化。

Al-4.8Cu-0.5Mg-0.3Ag-0.15Zr合金固溶工艺的研究

采用光学显微镜(OM)、差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等分析手段,以及通过力学性能和电导率测试验证,研究了新型Al-4.8Cu-0.5Mg-0.3Ag-0.15Zr合金挤压板带的固溶工艺,研究结果表明:(520～525)℃×(1.5～2)h是较适合该合金的单级固溶工艺,材料在该固溶制度下进行160℃×24h时效后能够获得515～526MPa的室温抗拉强度和14%～15%的伸长率,以及41.7%IACS的电导率。

Cu-0.8Cr-0.3Zr-0.2Mg合金热变形行为及热加工图

采用Gleeble-1500D数控动态-力学模拟试验机,对Cu-0. 8Cr-0. 3Zr-0. 2Mg合金在550~900℃温度范围和0. 001~10 s^-1应变速率条件下进行了热变形试验,绘制了其真应力-真应变曲线,利用光学显微镜分析了其在热变形过程中的组织演变。绘制了合金的热加工图,找出热变形过程中最适宜的热加工参数。结果表明:合金的流变应力随温度的降低和应变速率的提高而增大;在热变形过程中,合金组织的演变对温度和应变速率有很高的敏感性,高温低应变速率有利于促进动态再结晶的发生;Cu-0. 8Cr-0. 3Zr-0. 2Mg合金适宜的热加工参数范围为:变形温度为850~900℃,应变速率为0. 01~0. 07 s^-1。

时效态Al-4.5Cu-0.6Mg(-0.3Si)合金的组织与力学性能

通过硬度和拉伸性能测试以及扫描电镜和透射电镜观察,研究了Al-4.5Cu-0.6Mg和Al-4.5Cu-0.6Mg-0.3Si合金在180℃下进行不同保温时间(6、10、14和18 h)的时效处理及元素Si对力学性能的影响。结果表明:随时效时间的延长,Al-4.5Cu-0.6Mg(-0.3Si)合金的硬度和强度先增大后减小,断裂伸长率明显降低;Si元素的添加使Al-4.5Cu-0.6Mg合金的硬度、强度、断裂伸长率均有明显提高,但延迟了Al-4.5Cu-0.6Mg合金达到峰时效的时间。利用SEM对Al-4.5Cu-0.6Mg(-0.3Si)合金拉伸断口形貌进行的观察表明:加入0.3%的Si元素后,Al-4.5Cu-0.6Mg合金的断裂特征由韧脆混合断裂变为韧性断裂。