Ca含量对Cu-0.8Cr-0.1Zr合金组织和拉伸性能的影响

通过微观组织观察及力学性能测试,研究了Ca含量（0～1.8%）对Cu-0.8Cr-0.1Zr显微组织和力学性能的影响,分析了变形温度200℃条件下合金的高温热变形行为。结果表明：当Ca元素含量增加后,晶粒变形程度也随之增大,并导致更加明显的晶粒细化现象。当Ca含量增大至1.2%时,合金在高温下开始出现动态再结晶过程。合金固溶处理后的析出相析出的不太稳定,导致Cu5Zr相不断粗化。Cu-Cr-Zr合金的抗拉强度和伸长率随Ca含量的增加先升高后降低,加入1.2%Ca的合金力学性能最优。随着Ca元素的逐步添加,合金断口处的断裂痕迹逐步增加,表现出大量的韧窝以及连接韧窝的撕裂棱。

冷变形时效处理对Cu-1.0Cr-0.1Zr合金性能的影响

采用拉伸力学性能测试、电导率测量、金相和透射电镜技术研究不同冷变形下时效处理对Cu-1.0Cr-0.1Zr合金性能的影响。结果表明:Cu-1.0Cr-0.1Zr合金在950℃×1h固溶处理+70%冷变形+450℃×4h时效后的综合性能最好,其抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别达到543.3MPa、522.3MPa、12.68%和82.6%IACS。从合金的显微组织观察分析中可知,在此工艺下合金基体中析出了大量弥散细小的强化相,第二相析出是合金强化的重要原因。

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.

火箭发动机燃烧室用高强高导Cu-0．8Cr-0．2Zr合金的组织与性能

采用硬度、拉伸力学性能及导电率测试研究了Cu-0.8Cr-0.2Zr合金的力学性能和导电性能,采用金相显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM)观察了不同处理态合金的显微组织。研究结果表明:时效热处理过程中,合金发生回复和再结晶,同时过饱和固溶体分解析出新相,析出的纳米弥散强化相,能显著提高合金的强度,同时保持良好的导电性。Cu-0.8Cr-0.2Zr合金的最佳热处理工艺为:热轧后980℃/1h固溶处理,经70%冷变形,然后再经过450℃/4h时效处理后,硬度、抗拉强度和屈服强度分别为153HB5、29MPa和489Mpa,导电率达到85.1%IACS。研究的加工工艺实现了高强高导,获得了强度和导电率的最佳匹配。

热处理工艺对高强高导Cu-Cr-Zr系合金性能的影响

通过金相、透射电镜分析合金的微观结构,采用力学性能测试和电导率测试分析合金的物理性能,研究了热处理工艺对高强高导Cu-0.8Cr-0.2Zr合金性能的影响。通过对固溶-时效,固溶-冷轧-时效,固溶-时效-冷轧-退火3种热处理工艺下合金的强度和电导率进行对比,分析计算出70%冷变形、时效、退火对合金强度的影响为:163、177、-62MPa;对电导率的影响为-15.08、21.75、2.99MS/m。结合试验结果对比分析了合金在各个不同热处理后微观组织和结构的变化对合金力学和导电性能作用。经固溶+冷轧+时效工艺,合金的性能最佳:强度为529MPa,电导率为49.36MS/m,其再结晶温度为520℃。

中间退火对形变Cu-15Cr-0．1Zr原位复合材料性能的影响

研究了采用中间退火+冷变形方法制备的形变Cu-15Cr-0.1Zr原位复合材料的显微组织、抗拉强度和导电性。结果表明:铸态铬相为树枝晶,在变形过程中,铬相变成纤维状,横截面上呈卷曲薄片状;适当的中间退火能显著提高其电导率;配合适当的中间退火与冷变形,可以得到较好的强度和导电性;应变量为6.43时,采用450℃+400℃或500℃+500℃两次中间退火工艺制备的形变Cu-15Cr-0.1Zr原位复合材料具有较好的性能组合,分别为1227 MPa/64.8%IACS、1025 MPa/71.5%IACS。

稀土La对Cu-1Cr-0.1Zr合金铸态组织的影响

采用真空感应熔炼得到Cu-1Cr-0.1Zr和Cu-1Cr-0.1Zr-0.14La合金铸锭,采用金相显微镜(OM)观察了铸锭宏观晶粒组织,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察了基体中第二相种类、形貌及分布规律。结果表明:稀土La的添加能够明显细化铸锭晶粒,促进柱状晶向等轴晶转变。稀土La添加后,网状共晶Cr相变细、变短,分布更弥散,枝晶偏析现象减轻。TEM表征发现,铸态Cu-1Cr-0.1Zr合金中Zr在Cr相表面富集,抑制Cr相长大,使Cr相呈现球状;而添加稀土La后,La与Zr结合,减弱了Zr对Cr相的球化作用,导致Cr相沿着基体<110>方向生长并呈现棒状。铸态Cu-1Cr-0.1Zr合金主要存在的相有:网状共晶Cr相、球形Cr相和椭球形Cu_(5)Zr相,而添加0.14%La后,主要存在网状共晶Cr相,棒状Cr相、棒状CuCrZr三元相和富La相。

热处理对Cu-0.8Cr-0.15Zr-2.8Co-0.7Si-0.1RE合金组织与性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪等测试手段,研究了热处理对Cu-0.8Cr-0.15Zr-2.8Co-0.7Si-0.1RE合金显微组织、电导率和硬度的影响。结果表明,合金铸态组织为粗大的等轴晶,基体分布着大量Co_5Cr_3Si_2相和Co、Si组成的灰色析出相;固溶处理后,晶粒明显长大,灰色析出相完全溶解,Co_5Cr_3Si_2相并未溶解;时效处理后,析出相主要有Co_5Cr_3Si_2、Co_2Si等。随固溶温度升高,合金电导率快速下降,硬度快速上升。时效处理后,合金电导率、硬度值都有大幅提高。经980℃×2h固溶+450℃×10h时效后,硬度(HV)达到218.9,电导率达到28.54 MS/m,软化温度达到686℃。

Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的热压缩变形行为

通过热压缩试验研究了Cu-0.5Cr-0.1Zr合金在600~750℃/0.001~1.0 s^(-1)时的热变形行为。结果表明,Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的高温流变应力,动态再结晶临界值和动态再结晶软化效应与变形温度和应变速率密切相关。利用Arrhenius方程计算了Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的热激活能Q和Z参数,分别为244.94 k J/mol、Z=εexp(244.94×10^(3)/RT)。采用3种方法进行了动态再结晶临界值的计算,结果证明Poliak-Jonas准则具有最高的精度,并建立了动态再结晶临界值的本构方程。利用动态再结晶的净软化效应η值,讨论了热变形过程中动态再结晶的软化行为。最后,建立了Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的热加工图,确定最佳的热加工参数为680~750℃,0.001~0.03 s^(-1),并详细介绍了功率耗散系数与动态再结晶晶粒尺寸之间的关系。

集成电路高导铜合金框架材料的热处理与形变关系研究

对高导三元铜合金在热处理时的工艺与形变之间的关系进行研究。结果表明,优化后的工艺为铸锭在1 204 K的温度下进行均匀退火60 min,将其在1 245 K的温度下进行固溶处理60 min,随后将其快淬至常温后进行应变为65%的冷变形处理,在784K的温度下进行时效处理70 min。经过这一处理后所得试样具有较好的力学性能,电导率可达到87%IACS,显微硬度可高达189 HV。未经冷变形处理所得试样的导电率约为82%IACS,显微硬度约为140 HV。经比较可知,当试样在时效处理前进行25%~85%的应变冷变形时,可使其显微硬度提高25 HV以上。