单辊旋淬Cu-2.8Ni-0.7Si合金的时效性能研究

通过单辊旋淬快速凝固技术得到Cu-2.8Ni-0.7Si(质量比)合金薄带,研究时效对快速凝固合金的导电率、显微硬度、拉伸强度的影响。经单辊旋淬得到的合金晶粒细小、组织均匀、无偏析。在400~550℃温度下时效后,合金的导电率、显微硬度和拉伸强度大幅提升。合金随时效时间的延长,导电率呈上升趋势;显微硬度和拉伸强度先升高,达到峰值后下降。合金在450℃时效2 h时获得最佳的综合性能:导电率为46.01%IASC,显微硬度209.7 HV,拉伸强度654.4 MPa。     

时效对Cu-3.2Ni-0.75Si-0.30Zn合金组织和性能的影响

研究了时效温度和时效时间对Cu-3.2Ni-0.75Si-0.30Zn合金组织和性能的影响.结果表明,合金经900℃固溶,不同时间时效处理后,第二相呈弥散分布.合金经不同冷变形后时效,能获得较高的显微硬度与导电率,当时效温度达到500℃时,其显微硬度达到253.7Hv,导电率达到40%IACS.同时建立了该合金在500℃下,关于时效时间的一元导电率方程.时效前的预冷变形能够有力的促进合金在时效过程中第二相的析出,从而提高合金的显微硬度和导电率.     

热轧水冷Cu-Ni-Si合金的时效与冷轧工艺改进

研究了时效对不同状态Cu-3.2Ni-0.75Si-0.3Zn合金性能的影响,发现时效冷轧产生的高密度位错在时效初期和后期对溶质原子的析出分别起着促进和抑制两种相反的作用.对热轧水冷 60%冷轧合金的时效及冷轧工艺进行了正交试验.结果表明,各因素对电导率和显微硬度影响程度的主次顺序分别为:时效温度＞时效时间＞时效后冷轧量,和时效温度＞时效后冷轧量＞时效时间.对热轧水冷并60%冷轧合金直接进行适当的时效和冷轧工艺,可以获得和合金固溶 时效后相当的性能,为生产中省去固溶工艺提供了参考依据.     

Cu-Cr-Zr-Mg合金时效组织与性能

为了研究时效工艺对Cu-0.3Cr-0.15Zr-0.05Mg合金显微组织及性能的影响,在时效温度400～650℃和时效时间1～11h条件下,得到时效工艺参数与硬度和电导率的曲面关系,并利用透射电镜分析合金时效后的微观形态和析出相.研究结果表明:合金固溶后470℃时效4 h,硬度和电导率可达HV108和45 S·m-1,析出相为Cr、Cu4Zr和有序的CrCu2(Zr,Mg)相;550℃时效1 h后硬度和电导率仍具有HV106和46.8 S·m-1,析出相完全转变为Cr和Cu4Zr.     

Cu-2.0Ni-0.5Si合金时效析出动力学研究

研究了不同时效温度和时间对Cu-2.0Ni-0.5Si合金组织和性能的影响,合金经不同温度和时间时效处理后,第二相呈弥散分布,并可获得较高的显微硬度及导电率。通过该合金在500℃时效过程中的导电率变化,同时根据导电率与新相的转变量之间的关系计算出了时效过程中新相的转变比率,从而确定了该合金不同温度下时效时的Avrami相变动力学方程及导电率方程。该合金时效析出过程中以Orowan机制为主,实际强化的结果与采用Orowan强化机制计算的结果非常接近。     

Ni、Si元素配比对Cu-Cr-Zr合金组织与性能的影响

在Cu-Cr-Zr合金中添加Ni、Si元素,制备Cu-0.6Cr-0.15Zr、Cu-2.8Ni-0.7Si-0.6Cr-0.15Zr(w(Ni)/w(Si)=4∶1)、Cu-2.8Ni-0.9Si-0.6Cr-0.15Zr(w(Ni)/w(Si)4∶1)、Cu-2.8Ni-0.56Si-0.6Cr-0.15Zr(w(Ni)/w(Si)4∶1)共4种合金。研究了Ni、Si元素及其配比对合金组织及性能的影响。结果表明:Ni、Si元素细化了合金组织,增强了合金高温力学性能。合金时效初期先析出CrSi2化合物,时效后期析出相颗粒主要有CrSi2、Ni2Si、ZrCrSi2,形态为长条形、椭圆形及圆盘状。时效处理后,与Cu-0.6Cr-0.15Zr合金相比,加入Ni、Si元素后合金硬度从131HV上升到240HV以上;导电率从88%IACS左右降到40%IACS左右。Ni、Si元素配比对导电率的峰值影响有限,在4%IACS~9%IACS;对硬度峰值的影响在20HV~30HV之间。     

Cu-0.7Cr-0.13Zr合金时效强化行为的研究

研究了不同时效工艺对Cu-0.7Cr-0.13Zr合金的硬度和导电性能的影响,利用透射电镜分析了合金的时效析出微观组织.研究表明:500℃时效6 h后硬度和电导率具有141HV和76%IACS,强度的提高主要是由扩展位错以及共格弥散析出所造成的;合金在550℃时效2 h硬度和电导率仍具有126HV和77%IACS,析出相仍较细小,但与基体失去共格关系;最佳时效工艺条件为500℃时效4～6 h,硬度为134～141HV,电导率达72%～76%IACS.     

二级时效形变对Cu-Cr-Zr-Mg合金组织与性能影响研究

采用力学性能和电导率测试及透射电子显微镜等方法,研究了不同时效工艺对Cu-0.45Cr-0.15Zr-0.05Mg合金硬度和电导率等性能的影响规律。结果表明:合金在一级时效工艺(950℃×1h固溶+70%冷变形+520℃×2.5h时效)下有很强的时效强化效应,合金的显微硬度和电导率分别为155HV和85%IACS;采用二级时效工艺(950℃×1h固溶+70%冷变形+520℃×2h时效+60%冷变形+450℃×2h时效),合金在保持较高的电导率的同时强度得到较大提高。显微硬度为190HV,比一级时效提高了22.5%,而电导率保持在80%左右。显微组织分析表明,高强度主要来源于冷变形引起的亚结构强化和弥散相的析出强化。二级时效工艺可促进析出相的析出,析出的弥散质点对基体的回复和再结晶阻碍作用强烈。析出相与冷变形过程中产生的位错交互作用使析出相不仅阻碍位错的运动而且沿密集且分布均匀的位错快速析出,促进合金强度提高。     

Cu-Ni-Si合金冷变形及动态再结晶行为研究

研究了时效温度和时效时间对不同冷变形条件下Cu-2.0Ni-0.5Si合金性能的影响。在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对Cu-2.0Ni-0.5Si合金在高温压缩变形中的流变应力行为进行了研究。结果表明,合金经900℃固溶,当变形量为40%,时效温度达到450℃时,其显微硬度达到201HV,导电率达到34%IACS。随变形温度升高,合金的流变应力下降,随应变速率提高,流变应力增大。在应变温度为700、800℃时,合金热压缩变形流变应力出现了明显的峰值应力,表现为连续动态再结晶特征。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变形激活能Q。     

喷射成形Cu-3.2Ni-0.75Si合金的热处理

首先对比研究了传统铸造和喷射成形Cu-3.2Ni-0.75S i合金的热处理特点,然后重点分析了喷射成形合金"固溶+60%冷轧态"、"60%冷轧态"和"初始态"3种状态的时效特性,讨论了时效对显微硬度和导电率的影响。结果表明,时效前的冷轧可以促进析出并提高强化效果,而时效前的先期析出相在显微硬度峰值过后快速长大是造成显微硬度迅速下降的主要原因。结果还表明,"固溶+60%冷轧态"合金可以获得最高的峰值显微硬度(301Hv),"60%冷轧态"合金则可获得最高的导电率。     

加工硬化效应对Cu-3.2Ni-0.75Si合金时效组织和性能的影响

利用显微硬度法研究了Cu 3 .2Ni 0 .75Si合金不同时效组织的加工硬化效应对合金组织和性能的影响。研究表明 ,Cu 3 .2Ni 0 .75Si合金中Ni2 Si相的大小和分布对合金时效硬化效应产生显著的影响 ,4 5 0℃×8h时效组织加工硬化效应最大 ,变形量为 80 %时 ,显微硬度增幅在Hv60左右 ;5 5 0℃× 8h时效组织随变形量增加其硬度变化最平缓 ,变形量为 80 %时 ,显微硬度增幅仅为Hv1 0左右。随着变形量的增加 ,合金的导电率缓慢下降 ,80 %变形后 ,4 5 0℃× 4h、4 5 0℃× 8h和 5 0 0℃× 8h的时效组织导电率均下降 6%IACS左右 ,而5 5 0℃× 8h时效组织的导电率变化不大     

热处理对Al-Cu合金电导率的影响

通过电导率测量、硬度分析和金相组织观察,研究了不同热处理工艺对Al-4.0%Cu(质量分数,下同)合金电导率的影响,分析了析出相、合金硬度和电导率之间的关系。实验结果表明,Al-4.0%Cu合金的电导率主要受基体中Cu固溶度和析出相状态的影响;双级时效处理对电导率和硬度的决定因素主要为二级时效的温度与时间,一级时效后合金的电导率和硬度会随着二级时效发生改变;退火后的Al-4.0%Cu合金于350℃保温24h后,可获得较高的电导率,此时基体中的析出相为细小、弥散的θ相。     

Cu-Ni-Si合金时效的正交试验研究

采用正交试验对Cu-3.2Ni-0.75Si-0.3Zn合金的时效工艺进行了研究。结果发现,各因素对合金导电率和显微硬度影响程度的主次顺序分别为:时效温度>合金状态>时效后冷变形量>时效时间和时效温度>冷变形量>合金状态>时效时间。在保证合金性能不降低的情况下,该合金热轧板材经60%冷变形后,可直接进行时效而省去固溶处理。合金经最佳工艺时效和60%冷变形后,导电率和显微硬度分别可达41.96%I-ACS和263.4Hv。     

Cu-3.0Ni-0.64Si合金的热变形行为

对Cu-3.0Ni-0.64Si合金进行了变形温度为750~900℃、变形速率为0.001~1s~(-1)条件下的等温压缩实验。结果表明,随着变形温度升高或变形速率降低,峰值应力明显降低,合金容易发生动态再结晶。通过线性回归分析,求得Cu-3.0Ni-0.64Si合金的变形激活能为410.4kJ/mol,建立了Cu-3.0Ni-0.64Si合金的高温热变形流变应力本构方程6)ε=e~(40.56)[sinh(0.017σ)]~(5.21)exp[-410.4×10~3/(RT)]。分别讨论了变形温度和变形速率对Cu-3.0Ni-0.64Si合金在等温压缩变形中显微组织的影响。最后基于动态材料模型理论,用Prasad失稳判据,得到不同真应变量下的热加工图。优化后的工艺参数为变形温度860~900℃和变形速率0.002~0.01s~(-1)。     

基于正交试验的Cu-Ni-Si合金加工工艺研究

利用L9(34)表对Cu-3.2Ni-0.75Si-0.3Zn合金的时效工艺进行了正交试验,结果发现,各因素对合金导电率和显微硬度影响程度的主次顺序分别为:时效温度＞合金状态＞时效后冷变形量＞时效时间和时效温度＞冷变形量＞合金状态＞时效时间.在保证合金性能不降低的情况下,该合金热轧板材经60%冷变形后,可直接进行时效而省去固溶处理.本试验所得合金的性能为:抗拉强度830MPa,显微硬度220Hv,导电率51%IACS,延伸率6%;同时材料厚度＜0.120 mm.     

Cu-Cr-Zr合金时效后显微硬度和导电率的研究

研究了Cu 0 .3Cr 0 .15Zr 0 .0 5Mg合金时效温度、时效时间和时效前变形量对导电率和显微硬度的影响。结果表明 ,合金 92 0℃固溶后在 4 5 0℃时效可以获得较高的硬度 ,在 6 0 0℃时效可以获得较高的导电率 ;时效前冷变形可以加速第二相的析出 ,大幅度提高合金的导电率 ,合金固溶并 6 0 %形变后在 5 0 0℃时效 0 .5h导电率可达 72 .0 2 %IACS ,而固溶后直接时效仅为 5 1.79%IACS。     

Effect of precipitates on properties of cold-rolled Al–Mg–Si–Sc–Zr alloy with higher temperature aging

The aging hardening behaviours of the cold-rolled Al–Mg–Si–Sc–Zr alloy were investigated. The microstructure, hardness and electrical conductivity (EC) of the Al–Mg–Si–Sc–Zr alloy were measured. The relationship between the microstructure and the properties of the Al–Mg–Si–Sc–Zr alloy with cold-rolling and aging processes was studied. The result shows that the addition of Sc and Zr elements significantly refines the grains of the Al–Mg–Si alloy during casting. The cold rolling promotes the Al–Sc(Zr) precipitation. The precipitate strengthening increases with increasing roll reduction. The EC of the cold rolling?+?aging Al–Mg–Si–Sc–Zr alloy increases with increasing rolling reductions. The combination effects of the precipitation hardening and DRX softening during the aging process lead to the similar peak hardness values of around 70?HV of the rolled Al–Mg–Si–Sc–Zr alloy with the different reductions.