Cu-Cr-Ti-Si合金加工软化的机理

通过大气熔炼制备Cu-Cr-Ti和Cu-Cr-Ti-Si合金铸锭,进行热轧—固溶—时效—冷轧工艺制备带材,研究合金经不同变形量冷轧后的组织和性能。采用金相显微镜(OM)、配备有电子背散射衍射系统(EBSD)的扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及透射电子显微镜(TEM)等检测手段对冷轧后的合金的组织结构与性能进行分析。结果表明,添加微量Si元素的Cu-Cr-Ti-Si合金在变形量ε≥80%时,硬度不升反降,而Cu-Cr-Ti合金没有发现此现象。随着变形量增大,Cu-Cr-Ti-Si合金小角度晶界比例降低,位错胞增多,位错密度略有下降,但无再结晶晶粒,说明回复导致加工软化。通过分析冷轧前组织发现,Si元素能细化合金晶粒,导致变形前Cu-Cr-Ti-Si合金晶粒较Cu-Cr-Ti更加细小,单位面积内晶界数量多,从而为合金变形中发生回复提供更多的形核位置储能。

大气熔炼制备Cu-Cr-Ti合金时效动力学研究

采用大气熔炼制备了Cu-Cr和Cu-Cr-Ti合金铸坯,经热轧-固溶-冷轧-时效工序制备了厚1.5 mm的带材,研究了Ti元素添加和时效处理对试验合金的影响。结果表明,相比于Cu-Cr二元合金,Cu-Cr-Ti合金不但能够保持较高的导电性能,Ti元素的添加显著加快了Cu-Cr合金时效硬化响应速度,明显提高了合金的时效硬化效果,峰值时效(400℃×8 h)态Cu-Cr-Ti合金的维氏硬度125 HV,抗拉强度517 MPa,对应的电导率71.2%IACS;此外,通过导电率与析出相体积分数关系的分析,确定了不同温度下时效的相变动力学Avrami经验方程和电导率方程,并绘制了两种合金的TTT曲线。

时效处理对Cu-Cr-Ti合金组织与性能的影响

由于高强、高导Cu-Cr-Zr合金在工业化生产熔炼时不易控制Zr的收得率,通过采用Ti替代Zr,以期获得易熔炼以及性能与Cu-Cr-Zr合金相当的时效强化型Cu-Cr-Ti合金。采用真空感应熔炼技术,经过热锻、固溶、冷轧、时效共4道工序,制备了Cu-Cr-Ti合金板材;对时效后的Cu-Cr-Ti合金的组织状态、析出相形态、析出相与基体的界面关系进行了分析;对合金的抗拉强度和导电率进行了测试。结果表明:450℃时效60 min后,Cu-0.45Cr-0.14Ti合金的综合性能最佳,抗拉强度和导电率分别达到620 MPa和64.9%IACS;Cu-0.45Cr-0.14Ti合金中纳米尺寸的Cr强化相呈现椭圆形和双花瓣形,2种形状的析出相粒子均为面心立方结构,且均与基体保持完全共格关系。

稀土Dy对Cu-Cr-Ti合金时效态组织和性能的影响

为了研究稀土Dy对Cu-Cr-Ti合金组织和性能的影响,采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪对添加不同含量Dy的时效态Cu-Cr-Ti合金析出相形貌、组织和成分进行了表征和分析,并对合金的硬度和导电率进行了测试.研究表明:Cu-0.3Cr-0.2Ti合金中形成新相CuTi3;富Dy相以4种形态存在,在Cu基体上以球形、柳叶状、颗粒状存在,晶界上以短棒状析出.经500℃保温1h时效处理后,Cu-0.3Cr-0.2Ti合金中0.1%Dy的添加有效地提高了合金的硬度和导电率,其硬度和导电率分别达138.8HV和98.3%IACS.

冷变形对Cu-Cr-Ti合金性能和组织的影响及其织构转变

采用大气熔炼-铁模浇铸的方法制备了Cu-Cr-Ti合金铸锭,通过热轧-固溶-时效-冷轧工艺制备了带材。采用配备电子背散射衍射系统(EBSD)的扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)等检测手段对冷轧后的Cu-Cr-Ti合金的组织与性能进行观测分析。结果表明,随着冷轧加工率增加,晶粒尺寸减小,位错密度增大,合金显微硬度升高;同时,变形中合金织构发生转变,随着冷轧的进行,{001}<110>旋转立方型织构减弱趋于消失,{112}<111>铜型织构先增强后减弱,{123}<634>S型织构体积分数一直增加,当加工率达到90%后,S型织构成为主要织构类型。

高强高导Cu-Cr-Ti合金加工工艺设计与优化

通过采用上引连铸、冷拉拔、固溶和时效新工艺制备高强高导Cu-Cr-Ti/Cu-Cr合金杆,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜研究各工艺处理后Cu-Cr-Ti合金的微观组织演变规律;通过维氏硬度计和涡流电导率仪测量合金的维氏硬度和电导率。结果表明,随着时效时间的增加,抗拉强度先增加后降低,电导率先增加后趋于不变,Cu-Cr-Ti/Cu-Cr的最佳工艺为450℃时效60min后冷拉拔至Φ=3mm,抗拉强度分别达到584MPa、526MPa,电导率分别达到63.7%IACS、83.1%IACS、抗软化温度分别为507.4℃、557.3℃,Ti元素的添加可以抑制合金的再结晶晶粒长大及影响第二相的形貌。

不同Ti含量Cu-Cr-Ti合金的析出动力学

采用真空熔炼方法制备了Cu-0.42Cr、Cu-0.50Cr-0.06Ti和Cu-0.52Cr-0.40Ti合金,并对合金进行了“热轧—固溶—时效”处理。研究了在450、550和650℃下时效不同时间对不同Ti含量的Cu-Cr-Ti合金导电率的影响,并分析了合金在时效过程中析出相的析出动力学。结果表明:Cu-0.42Cr合金导电率在时效2 h后趋于平稳,加入Ti元素后,合金则在时效8 h后导电率趋于平稳,表明析出相在此时已完全析出;Ti元素对合金导电率的影响较大,在450℃时效8 h后,Cu-0.42Cr合金的导电率为97%IACS,而Cu-0.50Cr-0.06Ti和Cu-0.52Cr-0.40Ti合金分别为80.2%IACS和34.1%IACS。根据马基申-富列明格规律和Avrami经验方程计算得到Cu-0.42Cr、Cu-0.50Cr-0.06Ti和Cu-0.52Cr-0.40Ti合金在不同时效温度的析出动力学方程和导电率方程,并通过透射电镜(TEM)统计在完全析出时的析出相体积分数,与通过析出动力学方程计算出的析出相体积分数进行了对比,计算值与统计值相符合。

Cu-Cr-Co-Ti合金微观组织和高温性能研究

采用真空感应熔炼结合两步低温轧制-时效处理(CRA)工艺制备了Cu-Cr-Co-Ti合金,分析了峰时效样品的室温性能和高温性能。通过电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)观察了Cu-Cr-Co-Ti样品的微观组织。结果表明:两步低温轧制-时效处理能够在铜基体中引入高密度的变形孪晶片层、位错和纳米析出相,有效提升了Cu-Cr-Co-Ti合金的室温强度和导电率。具有面心立方结构的纳米Cr析出相均匀弥散地分布在铜基体内,和基体具有立方-立方位向关系。Co和Ti元素能够聚集在纳米Cr析出相表面上,阻碍了析出相在时效处理和高温变形过程的粗化和长大现象。在经过300℃高温拉伸测试后,纳米Cr析出相仍稳定地阻碍了晶界运动,显著提升了Cu-Cr系合金的高温性能。经过500℃时效处理2 h后,峰时效CRA样品的室温抗拉强度为571 MPa、导电率为73.9%IACS(国际退火铜标准)。高密度孪晶片层具有优异的热稳定性,将铜合金在300℃和400℃下的高温强度分别提升至481 MPa和379 MPa。

电感耦合等离子体质谱法测定天然水体中19种元素

建立STD/KED模式-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法同时测定天然水体中铍、硼、钛、钒、铬、锰、钴、镍、铜、锌、钼、镉、锑、钡、铊、铅、铁、砷和硒19种元素的分析方法。仪器调谐校准后,样品在线加入锂、钪、铑、铋校准溶液校正,以标准曲线内标法定量分析。标准曲线相关系数均大于0.999,样品加标回收率为92.6%~103.6%,质控样品测定值相对标准偏差为0.20%~2.6%(n=6),方法检出限为0.01~0.70μg/L。该方法灵敏度高,操作简便,节省人力,能满足天然水体中19种元素的同时检测需要。

Cu-0.33Cr-0.05Ti合金时效相变动力学

通过中频感应熔炼制备了Cu-0.33Cr-0.05Ti合金铸锭,铸锭经热挤压、固溶、冷拔和中间退火工序制备成直径2.1mm的线材,对合金线材进行时效处理,研究时效处理对合金导电率的影响并对该合金的时效动力学进行了分析.结果表明:Cu-0.33Cr-0.05Ti合金在400℃×2h可获得较高的导电率,导电率为83.13%IACS,随保温时间的延长,合金的导电率变化趋于平缓.根据马基申-富列明格规律和Avrami经验方程计算得到Cu-0.33Cr-0.05Ti合金在350,400及450℃的Avrami方程分别为f=1-exp(-0.0199t1.0555),f=1-exp(-0.0578t0.8632)和f=1-exp(-0.0613t0.7724),并得到了合金时效时的等温脱溶转变曲线.

Cr、Ti掺杂Cu/石墨烯界面结合性能的第一性原理预测（英文）

基于密度泛函理论,对过渡金属Cr、Ti掺杂的Cu/石墨烯界面结合性能进行第一性原理预测,构建并对比一系列不同Cu/石墨烯界面的三明治和表面模型。计算结果表明,界面位相关系对界面结合强度影响不大。两种界面模型的计算结果均显示top-fcc配位模型是最稳定的界面结构,并具有较低的界面结合能。Cr掺杂倾向于偏析到界面上取代Cu,而Ti惨杂倾向于占据界面处的填隙位。虽然这两种元素的偏析趋势都较弱,其偏析可以显著提高界面的结合性能,从而强化界面。

微量Ti/Co元素对Cu-Cr合金组织与性能的影响

采用真空高频感应熔炼技术,经过固溶-冷轧-时效处理工艺制备了Cu-Cr-Ti和Cu-Cr-Co合金。通过金相显微镜研究了两种合金不同工艺状态下组织演变;利用维氏硬度计、万能试验机、涡流导电仪对合金的硬度、强度、电导率进行了测量。结果表明:在450℃时效1 h条件下,Cu-Cr-Ti/Cu-Cr-Co合金的维氏硬度分别为160.1 HV、147.6 HV,抗拉强度分别为510.1 MPa、457.6 MPa,电导率分别为78.1%IACS、82.5%IACS,抗软化温度分别为540.1℃、504.2℃,Cu-Cr-Ti合金具有更好的综合性能。

Ti对不同冷却条件下Cu75Cr25合金凝固相变及其组织的影响

采用加钛合金化的方法得到了不同冷却条件下Cu-Cr-Ti合金的凝固组织。利用带有能谱(EDS)的扫描电镜(SEM)分析了富Cr相的形态、成分以及形成机制。结果表明:在电弧熔炼条件下,加入合金元素Ti,合金正常凝固的过程得到抑制,凝固后期的共晶反应被液相分解反应取代;在快速凝固条件下,加入合金元素Ti,液相分解组织之间的聚集现象更加严重。EDS结果表明,合金元素Ti加大了Cu、Cr之间的固溶度,但基体中的含Cu量变化不大。

ICP-AES法同时测定纯铁中八种杂质元素

本文研究了用ＩＣＰ－ＡＥＳ法同时测定纯铁中８种杂质元素：Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｖ的分析方法。研究了铁基体元素对被测元素光谱线的光谱干扰与物理干扰，采用背景扣除法与基体匹配法进行校正。被测元素的检出限为０．４－３．０μｇ／Ｌ，合成试样的回收率为９１％－１１０％，杂质元素含量为０．０００３％－０．０５％时，测量的相对标准偏差＜９％。方法简便、准确、结果满意。

微波消解等离子体发射光谱法测定铁矿石中14种元素的研究

报道用ICP光谱法测定铁矿石中14种指标元素。铁矿石试样在高压密闭容器中微波消解,砷等易挥发元素避免了损失,从而可以被同时测定。优化了微波溶样条件及ICP的工作参数,试验了共存元素影响和基体效应。校准用的标准溶液中加入铁作基体匹配。用该法分析了12个国内外有证标准物质,分析结果与证书值一致,从而验证了方法的准确度和精密度,满足铁矿石日常检验分析的要求。与现行的单元素分析方法相比,该法缩短了分析周期,适合大批量试样的分析,并已用于实际的检验工作中。

ICP-AES测定2E12铝合金中钛、铜、镁、锰、锌、铬、硅和铁的研究

采用ICP-AES法对2E12铝合金中钛、铜、镁、锰、锌、铬、硅和铁的测定进行了研究,着重进行了基体元素及待测元素在测定浓度范围内的线性相关性试验,进行了酸度试验,测定了2E12铝合金中8种元素的含量,得到了较好的精密度和准确度。方法简便,可靠,获得了满意的分析结果。

海洋用高级不锈钢和金属合金

文中对高合金不锈钢 (highlyalloyedstainlesssteels)铜镍合金、镍 -铬 -钼合金、钛合金等在海洋管路应用中的应用情况作了分析比较 ,从而指出 :高合金不锈钢和铜镍合金在海水管路应用中是最激烈的竞争者 ,而且前者的优点多于后者 ,是一类最引人注目的钢种。在海洋泵阀材料中高级不锈钢 (advancedstainlesssteels)是受人们欢迎的钢种。

高强导电铜-钛-铬合金热学及力学性能研究

运用实验手段对Ｃｕ－Ｔｉ－Ｓｎ－Ｃｒ合金热学及力学性能进行了研究．结果表明，该合金经５０％以上的冷变形和时效处理后，硬度ＨＢ可达２１０以上，杭拉强度可达６６０ＭＰａ，延伸率高于１０％，电导率达 ２３．２６Ｓ／ｍ以上．

磨粒真空预钎焊金刚石磨轮的研制及其加工性能分析

分别采用Cu-Sn-Ti合金、A合金稀释的Ni-Cr合金对金刚石真空预钎焊处理,将预钎焊磨粒与金属粉末混匀后热压烧结制作节块和磨轮,并进行磨轮对比磨削实验。由抗压强度、冲击韧性实验测试磨粒力学性能,由抗弯强度实验测试节块抗弯强度。由扫描电镜分析磨粒与胎体界面结合效果。结果表明:Cu基预钎焊磨粒预钎焊层分布均匀,力学性能比A-Ni基预钎焊磨粒提高;预钎焊节块抗弯强度高于常规节块;Cu基预钎焊磨粒与胎体结合致密,界面处Ti元素偏聚富集,Fe、Cu元素相互扩散,实现了牢固化学冶金结合;预钎焊磨轮加工性能明显优于常规磨轮,Cu基预钎焊磨轮锋利度比Ni基预钎焊磨轮提高约15%,实现了多层钎焊效果。

金刚石工具钎焊用连接材料研究进展

金刚石在已知材料中具有最高的硬度,特别适合切割和磨削玻璃、石材、陶瓷等硬质材料。自1954年首颗人造金刚石被成功合成以后,金刚石工具就迅速在汽车制造、机械工程、石油钻探、国防军工等领域推广应用。金刚石颗粒需要被固结在金属基体上,其制备方法主要有三类,分别为电镀、热压烧结和钎焊。相对于其他两种方法,钎焊法是利用钎焊材料作为连接介质,在更高温度下实现金刚石与金属基体的连接技术。钎焊金刚石工具金刚石颗粒出露度高、锋利度更好。金刚石表面具有很高的化学惰性。为了设计出性能优良的钎焊材料,研究者在金刚石与金属的交互作用方面开展了大量的研究,发现过渡金属原子3d电子轨道上空位的多少决定其与金刚石的交互作用行为,并据此将过渡金属元素分为三类,即无交互作用类、促进石墨化类和反应生成碳化物类。钛(Ti)、铬(Cr)、钒(V)、锆(Zr)等金属元素与金刚石的碳反应形成碳化物,能够实现金刚石颗粒的牢固连接,可作为金刚石工具钎料中的活性元素,但这些元素往往具有较高的熔点,高温钎焊易导致金刚石石墨化。为了降低钎料熔点,常常将上述金属组合使用。目前金刚石工具钎料主要有银铜钛基(Ag-Cu-Ti)、铜锡钛基(Cu-Sn-Ti)、镍铬基(Ni-Cr)等,三者的熔化温度以及强度和耐磨性能依次上升。近年来,研究者对三类钎料在金刚石钎焊过程中的作用进行了深入研究,发现活性元素通过反应润湿实现金刚石与金属的冶金结合,反应润湿过程存在元素复杂的交叉扩散,反应物种类、形貌、数量、分布等强烈依赖工艺条件,并且熔融钎料也通过热量传递和材料侵蚀造成金刚石表面损伤。为了减少金刚石的强度损失,在成分设计上,研究者优化了三类钎料活性元素含量,通过加入铟、磷、稀土等元素,或利用铜辊急冷的方法将钎料制备成非晶钎料,成功实现钎料降熔。随着激光钎焊等高效钎焊方法的应用,Ni-Cr钎料受到了很大的关注,但快速热循环条件下金刚石与钎料连接界面易开裂,目前的研究初步阐明了裂纹启裂、扩展行为,并认为其与金刚石和钎料热膨胀系数的失配有关,其强韧化机理仍有待深入探讨。本文首先介绍了金刚石微粒的焊接特性,阐述了钎焊金刚石工具用钎料设计的基本原理及其连接机理,然后着重综述了国内外在Ag-Cu-Ti、Cu-Sn-Ti、Ni-Cr等三大类钎料钎焊金刚石工具方面的研究现状,最后介绍了近年来出现的新型钎焊材料,指出了钎焊金刚石工具用钎料的现存问题和研究方向。