稀土元素La、Ce含量对Cu-0.4Cr-0.2Zr-0.15Mg合金组织和性能的影响

采用真空感应熔炼技术得到Cu-0.4Cr-0.2Zr-0.15Mg-RE铸锭,通过金相显微镜观察加入不同含量稀土的金相组织,采用SEM观察组织形貌并对合金组织进行EDXS能谱分析,最后测试铜合金的力学性能和导电性能。结果表明:加入La和Ce后,合金晶粒细化,组织均匀致密,Cr、Mg析出相在基体中的分布由条状、带状转变为点状、细块状。稀土元素主要分布在晶界处,加入稀土元素后,合金的抗拉强度有大幅度的提高,分别加入0.10%的La和0.10%的Ce后,合金的峰值强度分别为250.13 MPa和259.32 MPa,相比于不加稀土的212.34 MPa,分别提高了17.80%、22.13%;加入0.15%稀土元素La和Ce后,合金的导电率则随着稀土元素含量的增加呈单调增加,且La对铜合金导电性能的提高作用优于Ce的,但两者相差微小。因此,从提高合金综合性能方面考虑,加入0.10%的Ce是最佳选择。

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。

两步低温轧制与时效工艺对Cu-Cr-Zr-Hf合金组织和性能的影响

采用两步低温轧制与时效(CⅡ)工艺制备Cu-1Cr-0.2Zr-0.2Hf合金,利用电子背散射衍射(EBSD)、扫描电镜(SEM)等技术分析了该合金轧制态和时效态样品微观组织演变,同时测定其相应的抗拉强度和电导率,重点研究了两步低温轧制和最终时效对Cu-1Cr-0.2Zr-0.2Hf合金取向和性能的影响。结果表明,低温轧制促进该合金织构由铜型向黄铜型转变,形成黄铜型织构的主要原因是Copper型取向的晶粒发生孪生以及随后的滑移。最终时效处理不会改变轧制态样品的织构类型,只会影响其织构强度。两步低温轧制与时效工艺样品断口处有大量韧窝,断裂模式为典型的韧性断裂。两步低温轧制时效工艺制备出了具有抗拉强度为(642±2)MPa、电导率为(79.00±0.15)%IACS(国际退火铜标准)的高强高导Cu-1Cr-0.2Zr-0.2Hf合金,为制备高强高导铜合金提供了一种新策略。

低温轧制对高强高导Cu-1Cr-0.2Zr-0.25Nb合金性能及析出行为的影响

随着现代工业中交通、电气、航空航天、电子等领域的快速发展,对铜合金的性能要求越来越高。强度和导电率是相互矛盾的性质,实现铜合金兼具高强度和高导电率是现代铜工业发展的重要课题。采用真空熔炼、低温轧制、时效处理等工艺制备了Cu-1Cr-0.2Zr-0.25Nb(质量分数,%)合金,研究了低温轧制对Cu-1Cr-0.2Zr-0.25Nb合金显微组织、力学性能和导电性能的影响,分析了时效工艺对析出相种类、形貌和分布的影响。结果表明,Cu-1Cr-0.2Zr-0.25Nb合金主要由Cr相、富Zr相、Cr2Nb相及Cu基体相组成。450℃短时(30 min)时效后Cu-1Cr-0.2Zr-0.25Nb合金即可析出纳米级fcc结构的Cr析出相,在长时间(300 min)时效后,会形成bcc结构的Cr析出相。Cu-1Cr-0.2Zr-0.25Nb合金经过低温轧制和时效处理后,在Cu基体中形成了纳米析出相、纳米变形孪晶和位错等混合组织并获得了优异的综合性能。低温轧制Cu-1Cr-0.2Zr-0.25Nb合金450℃时效30 min后,抗拉强度为700 MPa,导电率为73.29%IACS;450℃时效300 min后,导电率可达79.81%IACS,此时,抗拉强度、屈服强度和硬度分别为646 MPa、606 MPa和212 HV。结合实验结果和对强度贡献计算表明,位错强化和析出强化是Cu-1Cr-0.2Zr-0.25Nb合金的主要强化机制。