Cu-10Cr-0.4Zr形变原位复合材料的组织演变特征

制备了Cu-10Cr和Cu-10Cr-0.4Zr合金,并经冷变形形成了原位复合材料。研究Zr添加剂对合金铸态组织和复合材料的纤维形貌的影响,以及随着形变率的提高β-Cr纤维演变特征。研究表明,在Cu-10Cr合金中添加的0.4%（质量分数）Zr,Cr析出相的直径由15-80μm细化到10-20μm;对Cu-10Cr-0.4Zr合金能谱分析表明,在Cu-10Cr-0.4Zr铸态组织中存在Cu5Zr相的形成和析出;随着形变率增大,β-Cr相之间的间距不断减小,其宽厚比也进一步增大,纤维相发生比较明显的弯曲和扭折,特别是当形变率η=6.2时,纤维相的厚度能够达到250-350nm,纤维相变形和分布也趋于均匀;当η=6.2时,Cu-10Cr-0.4Zr形变复合材料的抗拉强度达到1089 MPa,采用改进的Hall-Petch公式计算其值为1037 MPa,理论计算数值与观测结果基本一致。

Cu-10Cr-0.4Zr原位复合材料的微观组织与性能

制备了Cu-10Cr和Cu-10Cr-0.4Zr合金,并经冷变形形成了原位复合材料,观察了Zr的添加对合金铸态组织、复合材料的纤维形貌,研究了Zr的添加和冷变形率对拉伸强度以及导电率的影响。研究表明,在Cu-10Cr合金中添加的0.4%Zr,Cr析出相的直径由15～80μm细化到10～20μm;在相同的冷拔应变下,Cu-10Cr-0.4Zr复合材料较Cu-10Cr材料具有了更高的基体晶格阻力、更加细小均匀的纤维相以及纤维间距,使得Cu-10Cr-0.4Zr复合材料的强度更高。当冷拔应变达到6.2时,Cu-10Cr-0.4Zr原位复合材料抗拉强度高达1089MPa,而Cu-10Cr材料的抗拉强度仅为887MPa。在相同冷拔应变下,Cu-10Cr材料的导电率比Cu-10Cr-0.4Zr材料中的导电率略高。随着材料冷拔应变的增加,决定复合材料电阻率的基体材料内位错散射电阻转变成界面散射电阻,复合材料的电导率逐渐下降。

Cu-0.36Cr-0.03Zr合金的时效动力学

对Cu-0.36Cr-0.03Zr合金进行时效处理,研究时效温度和时间对合金性能和组织的影响,借助高分辨透射电镜观察时效析出相的组织形态,并研究不同温度下该合金的时效析出动力学。结果表明:经过时效处理后,析出相弥散分布,提高了合金的显微硬度和导电率,经500℃时效2 h后,合金硬度和导电率分别达到153.9 HV和84.54%IACS;通过微观分析确定在550℃时效2 h后合金中存在Cr和Cu4Zr两种析出相;通过对导电率与析出相体积分数关系的分析,确定合金在不同温度下时效的相变动力学Avrami经验方程和导电率方程,并绘制等温转变动力学曲线。

Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr镁合金热变形行为与加工图

在Gleeble-1500热/力模拟机上,对Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr镁合金进行高温压缩试验,压缩时设定应变速率范围为0.001～1 s-1,温度范围为623～773 K,最大真应变为1.3;研究该合金高温变形时流变应力与应变速率、变形温度之间的关系及变形过程中的微观组织演化;计算塑性变形表观激活能及相应的应力指数;建立该合金的加工图。结果表明:在该合金的加工图中,功率耗散系数η随应变速率的降低及温度的升高而不断增加,失稳区域随应变量的增加而扩大;综合得出该合金的最佳实际变形工艺为温度723～773 K、应变速率0.1～1 s-1。

直流电流时效对Cu-0.33Cr-0.06Zr合金显微硬度的影响

对Cu-0.33Cr-0.06Zr合金先固溶再冷变形,进行了450℃下不同时效时间及不同电流密度的时效试验。研究了不同电流密度对Cu-0.33Cr-0.06Zr合金时效后硬度的影响。研究结果表明:电流密度越大,合金到达硬度峰值的时间越短。合金在电流密度为400 A·cm-2下,时效0.25 h就到达峰值227HV。对比无电流下时效,大密度的直流电流在时效初期能大大提高合金的硬度,时效后期则会降低合金的硬度。

非真空熔铸Cu-Cr-Zr合金的热变形行为

采用Gleeble-1500热模拟实验机对Cu-0.92Cr-0.068Zr合金进行高温热压缩实验,研究该合金在变形温度为500～800℃、应变速率为0.01～1 s-1工作条件下的流变应力行为和组织演变。结果表明:变形温度和应变速率对合金的高温变形有显著影响,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的降低而减小;流变曲线表现出动态回复和动态再结晶两种特征。可用包含Zener-Hollomon参数的Arrhenius双曲正弦函数算出Cu-0.92Cr-0.068Zr热变形激活能和高温热变形流变应力本构方程。合金形变组织受变形温度影响强烈。

Cu-Cr-Zr-Ce合金的高温热变形行为

在Gleeble-1500D热模拟试验机上通过高温等温压缩试验,对Cu-0.4Cr-0.15Zr-0.05Ce合金在应变速率为0.01～5 s-1、变形温度为600～800℃的动态再结晶行为以及组织转变进行了研究。结果表明:流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的提高而增大。同时从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金高温热压缩变形时的热变形激活能Q为495.8 kJ/mol,同利用逐步回归的方法建立了该合金的流变应力方程。利用光学显微镜分析了形变温度对该合金在热压缩过程中的组织演变及动态再结晶形核机制的影响规律。

工艺处理对Cu-0.8Cr-0.1Zr合金组织及性能的影响

研究了不同加工工艺及热处理工艺对Cu-0.8Cr-0.1Zr合金组织和性能的影响,通过组织和性能的对比得出了最佳的处理工艺。试验结果表明,Cu-0.8Cr-0.1Zr合金经过热挤变形后,在980℃保温40min后水冷,再经460℃时效3h,Cu-0.8Cr-0.1Zr合金的电导率和硬度(HV0.2)分别达49.01MS/m、131。

非真空熔铸Cu-Cr-Zr合金的热变形行为及动态再结晶临界条件

采用Gleeble．1500热模拟实验机对Cu．0．90Cr-0．18Zr合金在变形温度为500～800℃、应变速率为0.01～1s^-1变形条件下进行热压缩变形实验，研究该合金的流变应力、本构方程及动态再结晶临界条件。结果表明：Cu．Cr—Zr合金的流变应力随变形温度的升高而降低，随应变速率的增加而增加，计算出该合金的热变形激活能为584．87kJ／mol并构建本构方程；利用合金的1nθ-ε曲线出现拐点及-（1θ-ε）／ε·ε曲线出现最小值来研究动态再结晶临界应变。