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。