Cu-Ni-Si合金带材表面白线缺陷成因分析

采用能谱仪(EDS)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、表面三维轮廓仪及超声波仪,对Cu-Ni-Si合金带材表面白线缺陷及对应的铸态样品的化学成分和微观形貌进行观察和分析,探讨了白线缺陷的产生原因。结果表明:白线区域宏观上为基体大晶粒,表面覆盖一层不均匀的1~2μm的小颗粒,微观上存在白色孔洞区域、黑色孔洞区域以及孔洞周边颗粒区3种典型形貌,其中孔洞尺寸大小为2~5μm,孔洞深度约为200 nm。经过EDS测试,这3种形貌周围组织中O, Mg, Si元素含量较基体正常部分偏高;白线缺陷对应铸态样品经超声波检测后有缺陷回波,内部存在疏松缺陷,铸态缺陷处形貌与带材白线缺陷处形貌类似,且铸态缺陷处成分同样富含O, Mg,Si元素。因此,带材白线缺陷的产生原因可归结为铸锭内的疏松缺陷经后续加工形成。

加工工艺对Cu-Ni-Si合金带材性能的影响

针对时效强化型高强导电弹性Cu-Ni-Si合金.研究了热处理工艺和预冷变形对Cu-Ni-Si合金硬度、抗拉强度、屈服强度和电导率的影响规律。结果表明,经过固溶处理后,在460℃时效,可获得较好的综合指标:硬度(HV)220～240,抗拉强度760MPa～790MPa,延伸率大于7%,导电率45%IACS以上。

铁基非晶纳米晶合金带材滚剪加工过程分析

在生产现场采用跟踪统计方法,归纳分析铁基非晶纳米晶合金带材滚剪加工过程以及滚剪刀耐用度、刀具刃磨等问题,统计分析不同宽度滚剪刀的加工情况发现,滚剪刀有效工作时间比率为65%~88%,平均有效工作时间比率为76.1%,有效工作时间不稳定;滚剪刀剪切行程处于3700~4200m之间,平均剪切行程为3839.74m,刀具耐用度存在较大差异,剪切宽度越大滚剪刀耐用度越长;滚剪刀刃磨时刀具径向去除量在80~150μm之间,平均刃磨去除量为106μm,刀具刃磨工艺对刀具耐用度有决定性影响。最后针对滚剪刀磨损检测问题,提出采用声发射信号对滚剪刀状态进行在线检测的技术方案。

形变热处理对Cu-Ni-Si合金组织性能的影响

借助扫描电镜、电子万能试验机、维氏硬度计和数字涡流金属电导仪等研究了冷轧变形量和时效对Cu-Ni-Si合金组织与性能的影响。结果表明:冷轧态合金变形量越大,显微组织中晶粒沿着轧制的方向被拉得越长和越扁。当时效温度或时效时间增加到一定程度时,冷变形晶粒发生了回复再结晶,时效时间继续延长再结晶晶粒逐渐长大。冷轧态合金主要以脆性断裂为主,时效态合金以韧性断裂为主。当冷轧变形量为80.0%及经500℃×1 h时效后合金的综合性能最佳,电导率为46.37%IACS,显微硬度为236.14 HV0.1,抗拉强度为638.24 MPa,屈服强度为581.55 MPa,伸长率为5.77%。

轧制形变热处理对Cu-Ni-Si系合金性能和微结构的影响

对比了Cu-Ni-Si合金二次固溶态(790℃×120 min)和大变形冷轧(98.42%累积变形量)+二次时效态(420℃×480 min)的强度、硬度、导电率等性能的变化规律,分析了两种不同形变热处理工艺状态下合金的显微组织和断口形貌。结果表明:大变形冷轧+二次时效工艺条件下制备的合金平均晶粒尺寸为4.28μm;析出相主要由Cr3Si与Ni2Si构成,平均尺寸分别为65 nm和11 nm,呈弥散分布,且合金内出现大量纳米孪晶。累积大变形产生的形变强化和弥散分布的纳米级析出相形成的析出强化,以及大量纳米孪晶的形成,是Cu-Ni-Si合金力学性能显著提升的主要因素。大变形冷轧+二次时效处理后的合金导电率、硬度、抗拉强度、屈服强度分别为27.2%IACS,HV 231.98,707 MPa,703MPa,较二次固溶态合金分别提升了32.60%,94.67%,204.74%,575.96%。二次固溶态合金断口形貌主要由大而深的韧窝组成,大变形冷轧+二次时效态合金断口形貌主要由小而浅的韧窝组成,数量较多,分布致密。

高性能Cu-Ni-Si系合金研究现状及发展趋势

先进铜基材料具有广阔的市场及良好的发展前景。相比于Cu-Be, Cu-Fe-P, Cu-Cr等合金而言,Cu-Ni-Si系合金具有高强度、较高的导电率、良好的抗高温软化、抗应力松弛性能及低廉的价格等优点,广泛应用于机械制造、航空航天、交通运输、电子和电气工程等工业领域。本文首先介绍了Cu-Ni-Si系合金的发展现状,并从产品性能及产业化方面论述了国内外存在的差异。该合金发展趋势主要是朝着先进高强高导弹性铜合金方向发展,核心挑战是在提升强度的同时保持甚至提高导电性能,并且由于服役环境的复杂化及服役时间的延长,对于材料服役性能的可靠稳定性也提出了更为严苛的要求。最后从成分设计、加工及形变热处理工艺、时效析出行为、服役性能等方面综述了CuNi-Si系合金的研究现状,并针对目前该材料存在的不足,展望了高强度高导电铜合金的未来发展趋势。

高性能Cu-Fe合金薄带材及其短流程制备技术

为了解决Cu-Fe合金常规制备流程中重力分层的问题,利用铸轧工艺的亚快速凝固特点抑制其液相分离,并结合Marangoni效应及热泳力的耦合作用合理调控铸轧参数,获得厚度为2.2~2.4 mm、铁磁相尺寸和分布可控的Cu-20%Fe和Cu-30%Fe带材。通过金相与EBSD分析确定铸带形成了Cu相-富Fe相-Cu相的“三明治”层状复合结构,其中Cu-20%Fe铸带中的Fe相分布更为均匀,且EBSD分析结果表明凝固层中形成了大量的低能晶界,如Σ1和Σ3等。将Cu-20%Fe合金从2.4 mm冷轧至0.4 mm,在不同温度下进行热处理后继续冷轧至0.12 mm。结果表明:450℃热处理对轧板性能更好,导电率超过50%IACS,抗拉强度超过600 MPa,均匀伸长率达到7.5%,饱和磁化强度超过4.24×10^(5)A/m。

基于多段带材卷绕的非晶合金立体卷铁心空载损耗研究

非晶合金闭口立体卷铁心采用多段非晶合金带材连续卷绕而成,由于每段非晶合金带材卷绕长度和宽度不同,损耗、片厚、叠片系数等参数存在差异,非晶合金铁心产品性能又受到生产工艺的影响,因此无法直接通过非晶合金带材性能控制非晶合金铁心的空载损耗大小,导致非晶合金铁心空载损耗性能离散度较大。本文提出基于非晶合金带材损耗性能估算非晶合金闭口立体卷铁心成品空载损耗值的方法,为从源头匹配到符合非晶合金铁心空载损耗性能需求的非晶合金带材提供了一种可行性方案。

高溶质含量Cu-Ni-Si合金热压缩变形行为研究

电连接器用铜合金为目前5G通讯、新能源汽车等领域的重要材料,Cu-Ni-Si系合金因其优异的力学电学性能、良好的抗应力松弛性能成为该研究背景下广泛应用的材料。目前尚缺乏热变形制度对该合金显微组织影响机理的研究。本文研究了变形温度在600~950℃、应变速率在0.01~10.00 s-1条件下的高溶质含量Cu-Ni-Si合金铸锭的热变形行为,发现在高应变速率下,硬化和软化在变形过程中交替占据主导地位,流变应力呈“波浪形”变化。建立了合金的热变形本构方程和热加工图,获得了高溶质含量Cu-Ni-Si合金的热变形温度为900~950℃,探究了不同变形条件下合金热变形过程的软化机制。结果表明,在950℃低应变速率时,合金的再结晶主要以晶界弓出形核的不连续动态再结晶为主,而在应变速率较高时,主要发生位错转动合并形成新的大角晶界的连续动态再结晶。

气垫炉高温短时固溶工艺对7021铝合金带材组织与性能的影响

通过力学性能测试、金相观察、SEM分析及EBSD分析,研究了气垫炉高温短时固溶工艺对7021铝合金带材显微组织与力学性能的影响。结果表明:随固溶温度升高和保温时间增加,合金中未溶解相逐步溶入基体,长条纤维组织转化成蜂窝状组织,织构强度增大。经130℃× 13 h人工时效后,合金强度提高,470℃ × 18 m/min固溶工艺下合金强度最高。随固溶温度进一步提高,合金中纤维组织形成再结晶组织,织构强度和合金强度均下降,延伸率增大。7021铝合金带材气垫炉最优固溶工艺为固溶温度470℃,运行速度18 m/min。

粉末冶金法制备Cu-Ni-Si合金的组织和性能

以单质Cu粉、Ni粉和Si粉为原料,通过热压烧结方法制备Cu含量为94(质量分数,%),Ni、Si质量比为4∶1的Cu-Ni-Si合金。经过900℃固溶处理2 h和450℃时效处理4 h后,采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析和X射线衍射仪对合金的显微组织和相组成进行了分析。结果表明:合金中只有δ-Ni2Si相形成,且δ-Ni2Si相的组织形貌及分布状态对合金的力学性能和导电率起着决定性的作用;经过时效处理后,析出的δ-Ni2Si相使合金的导电率和维氏硬度都明显提高。

基于高磷铁矿制备Fe-P合金催化剂用于高效全解水反应

本工作首次报道了一种高磷铁矿协同纯Ca_(3)(PO_(4))_(2)熔融还原并结合单辊旋淬技术制备Fe-P合金带材催化剂的短流程冶金工艺,该工艺具有成本低、产品附加值高、易于工业化的优点。针对电催化析氢合金催化剂低成本高效制备难题,国内外学者进行了重点研究。因此,通过短流程冶金的方法制备Fe-P合金带材催化剂并将其用于电催化制氢(HER)领域,一方面降低了冶金过程中二氧化碳和其他大气污染物的排放,另一方面为冶金资源实现“大型化、清洁化、连续化、自动化”再利用平台搭建提供了指导方案,有望解决催化剂技术在发展中存在的“卡脖子”问题。

6082铝合金热轧带材表面鼓包原因及对策

我公司生产6082铝合金热轧带材时部分产品表面出现了类似气泡的小鼓包缺陷,最初按气泡缺陷攻关,强化熔铸精炼和除气,然而收效甚微;进一步研究发现,这不是一个简单的铸锭氢含量高引起的热轧带材表面鼓包,而是铸锭内部有未溶解的大尺寸Si颗粒导致的,是原辅材料Al-Si中间合金质量异常,内部有大量未溶解的、表面已氧化的Si颗粒残留造成的.质量异常的Al-Si中间合金与夹渣类似,热轧剧烈变形时,在表面氧化的残留Si颗粒位置发生应力集中出现微裂纹,富集的氢在微裂纹处膨胀,将带材表面顶起,最终在带材表面形成类似于气泡的鼓包缺陷.鉴于此,熔铸换用了优质Al-Si中间合金,新生产的铸锭热轧带材没有再出现这种类似气泡的小鼓包缺陷,实现了产品稳定供货.

0.5 mm半硬态C5071铜合金带材气垫炉600℃留底退火工艺研究

为了提高气垫炉生产0.5 mm半硬态C5071铜合金带材的退火效率,对现行700℃退火工艺进行优化,使之与常规紫铜和锡磷青铜的气垫炉600℃退火工艺相匹配。期间以气垫炉600℃留底退火工艺为研究对象,研究气垫炉不同退火工艺对带材组织与性能的影响。结果表明,将带材留底厚度控制在0.68 mm,采用600℃,40 m/min的气垫炉退火工艺条件退火后,材料发生了完全再结晶,经过成品轧制后获得了性能符合预期且满足要求的0.5 mm半硬态C5071铜合金带材。

5005铝合金带材纵向条纹色差缺陷产生的原因及其改善措施

采用分光色差仪、粗糙度仪、金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪对5005铝合金带材纵向条纹色差的形貌和化学成分进行分析,探讨了纵向条纹色差缺陷产生的原因,并提出改善措施。结果表明,轧制过程中轧辊与带材间油膜厚度不均匀是带材产生纵向条纹色差的根本原因。通过更换冷轧轧制油喷射梁,规避了喷射性能存在严重问题的喷嘴,使轧制油冷却润滑均匀;轧制油的油温控制在(35±3)℃、黏度控制在2.35~2.65 mm^(2)/s;上下工作辊中凸度由+0.065 mm优化为+0.04 mm;对轧制压下率及轧制速度等工艺进行优化匹配。采取以上措施后,消除了带材纵向条纹色差缺陷,满足了高表面质量铝合金带材的要求。

厚度对纳米晶软磁合金带材自由面结构的影响

为了可以更好地了解厚度对纳米晶软磁合金带材结构的影响,需要通过试验,采用熔炼、喷烤等工艺制备带材,熔炼温度为50~100℃,压力为0.3~0.8 MPa,通过SEM、AFM分析带材自由面结构。基于此,文章针对厚度对纳米晶软磁合金带材结构的影响展开试验,通过加热融化提纯形式,对实际影响展开分析。

铜合金板带材轧制技术的研究

铜与铜合金的优良性能受到广泛关注,因此被运用于多个领域,产品形式包括管、棒、线、板等多种类型。本文重点分析铜合金板带材轧制工艺,结合着轧制设备的技术现状探讨应用趋势,综合概述轧制工艺参数控制技术的创新,解读轧制温度和轧制速度等对铜板带成形性能的影响。

合金化与磁场热处理对Fe基非晶纳米晶带材高频磁性能影响的研究

随着宽禁带隙半导体在功率电子及电机控制领域的深入应用,软磁材料是实现高频工作的核心材料,铁基非晶纳米晶因其具有较低的磁致膨胀系数及均匀的磁各向异性等优点,在功率电子设备及电机等领域具有广阔的应用前景。铁基纳米材料的工作频率一般在0.5-150 kHz之间,但随着工作频率的提高,其磁导率会急剧下降,不能适应高频率工作条件下的工作需求。因此,发展具有优良高频磁学性能的软磁材料是目前国际上的一个热门课题。

铁基纳米晶合金带材叠层剪切加工特性研究

铁基纳米晶合金带材叠层剪切加工质量与层数、剪切速度等有直接的关系,因此,在对铁基纳米晶合金带材叠层剪切加工过程进行分析中,则需要从剪切速度、毛刺控制等角度进行完善,从而实现铁基纳米晶合金带材叠层剪切加工水平的进一步提升。在分析铁基纳米晶合金带材叠层剪切加工工艺流程的基础上,从铁基纳米晶合金带材叠层剪切加工流程以及影响因素的角度进行分析,并针对剪切速度、剪切层数与铁基纳米晶合金带材磁畴结构、加工质量的变化关系进行分析,旨在提高铁基纳米晶合金带材叠层剪切加工的综合水平。

Cu-Ni-Si合金在时效过程中析出与再结晶行为

通过对冷变形Cu Ni Si合金时效过程中电阻率变化规律的分析及透射电镜观察 ,发现该材料在 45 0℃时效处理时 ,时效 0 .5h以内发生的主要转变有两类 :一是在位错缠结处的择优析出 ;另一个便是析出与再结晶协同作用而产生的类似不连续析出过程。这些过程的发生使铜基体得到快速净化 ,电阻率急剧下降。在时效 1.5h后 ,主要发生的是均匀析出过程 ,析出相在被位错胞壁分割的亚晶内均匀析出 ,此外 。