形变与时效Cu-Cr合金的研究进展

综述了国内外形变与时效Cu-Cr合金的研究现状和最新进展,主要包括形变与时效Cu-Cr合金的特点和性能;形变与时效Cu-Cr合金的优缺点及研究现状.如拉拔法、冷轧法、锻造法、挤压法等.在综述的基础上,简要讨论了形变与时效Cu-Cr合金未来的发展动向.     

Cu-Cr合金的电击穿性能

采用Cu-Cr合金作阴极,φ3.2mm的纯W棒作阳极,在改制的真空室进行试验。通过计算Cu-25Cr合金的耐电压强度以及电压、电阻与距离的关系,测定了Cu-25Cr合金的电击穿性能,研究了RE含量对Cu-Cr合金电击穿性能的影响;分析试样的耐电压强度、电压和电阻与距离的关系及试验前后试样的显微组织,探讨了影响Cu-Cr合金电击穿性能的因素。结果表明,稀土元素的加入能够细化组织,从而提高Cu-Cr合金的耐电压强度和抗电弧腐蚀性能,改善Cu-Cr合金的电击穿性能。Cu-Cr合金的电击穿性能与电触头材料在空间中的电阻与距离的关系有关,当空间距离一定时,电触头材料间的电阻越大,它的耐电压强度越高。这可缩小电触头的起弧距离,满足Cu-Cr合金触头材料的电性能要求。     

体育器材传感器用Cu-Cr合金的组织与性能研究

通过真空感应熔炼制备了过饱和的Cu-Cr合金,对该合金进行固溶处理后,在不同温度下进行时效处理。采用光镜和扫描电镜观察了合金组织,并检测了该合金的强度及硬度,测量了合金电导率。研究结果表明:过饱和Cu-Cr合金在合适温度下时效处理,可获得良好的力学性能和电性能,当时效温度为475℃时,Cu-Cr合金抗拉强度最大达到371 MPa,硬度高于150 HB;Cu-Cr合金在时效过程中析出了大量的铬颗粒,并与初析的较大颗粒的铬颗粒弥散分布在铜基体中,起到了析出强化效果。     

碳对Cu-Cr合金显微组织和性能的影响

采用真空感应电炉熔炼获得含碳量不同的Cu-Cr合金铸锭,利用扫描电镜、硬度仪和涡流导电仪研究了碳元素的加入对Cu-Cr合金显微组织、力学性能和导电性的影响。结果表明,添加适当的碳元素可以同时提高Cu-Cr合金铸锭的硬度和导电性。在Cu-Cr合金中添加碳元素可导致:显微组织中的Cr枝晶逐渐发生破碎,球化和细化;促进了铸锭在熔炼冷却过程中Cu基体中固溶Cr元素的析出,形成细小的Cr颗粒弥散分布于Cu基体中;导电性普遍略高于未添加碳元素的试样;在碳元素添加量不高于0.2wt%时,随着碳元素含量的提高,Cu-Cr合金铸锭的显微硬度随之而增加。     

Cu-Cr合金触头材料制备技术的研究进展

Cu-Cr合金是新一代中压大功率真空开关触头材料之一,有着广泛的应用前景。本文综合述评了Cu-Cr合金的几种传统制备方法,粉末烧结法、熔渗法和电弧熔炼法,以及制备新技术真空感应熔炼法、自蔓延熔铸法、机械合金化法等工艺方法,分析了它们的优缺点及研究现状,并指出了Cu-Cr合金发展趋势。     

Cu—Cr合金在H2—H2S混合气中的腐蚀行为

研究了Cu-Cr合金及纯铜、纯铬在500－600℃，硫分压为10^-5Pa时的硫化腐蚀。两种Cu-Cr合金的腐蚀速度均介于两种纯金属之间，并随温度的升高而增大，但在两种Cu-Cr合金的表面均形成了复杂的腐蚀产物膜，外层为Cu2S层，有时不连续甚至剥落，中间层为二元Cu-Cr硫化物CuCrS2，内层为二元Cu-Cr硫化物CuCr2S4和CrS的混合物，有时也包含未被腐蚀的金属铬颗粒。在腐蚀区以下的合金基体中没有铬的贫化现象发生。这种腐蚀膜结构的形成是合金中存在两相的结果。     

变形对Cu-Cr合金脱铬腐蚀的影响

针对Cu—Cr合金在HCl溶液中脱铬腐蚀问题，借助金相测试手段研究了变形对Cu-Cr合金脱铬腐蚀的影响。结果表明：试样变形量越大，Cu-Cr合金脱铬孕育期越短，脱铬倾向增大。     

热型连铸Cu-Cr合金铸态下的组织与性能

用热型连铸法制备过共晶Cu-Cr合金线．探讨了其在铸态下的微观组织形态、力学性能和导电性能。结果表明：随着含Cr量的增加，Cu-Cr合金的抗拉强度增加，拉铸速度增加，Cu-Cr合金的导电性增加。     

Cu-Cr合金电滑动摩擦磨损性能研究

对制备的Cu-Cr析出强化型铜合金在电磨损试验机上进行磨损试验,并用扫描电子显微镜观察材料的磨损表面形貌,用能谱仪对其磨损表面主要元素进行分析,然后探讨其磨损机制.结果表明,Cu-Cr合金的磨损率随滑行距离的增加而增加;磨损率随Cr含量的增加而减小,其中Cu-0.65Cr、Cu-0.76Cr合金的磨损率是Cu-0.86Cr合金磨损率的2～3倍;Cu-Cr合金的磨损机制以粘着磨损为主.     

变电站电缆用Cu-Cr合金在高温暴露环境下的腐蚀行为研究

研究了电缆用二元合金Cu-Cr在600℃下的腐蚀行为。结果表明,未经过晶粒细化处理的Cu-Cr二元合金腐蚀后的氧化产物主要是氧化铜,存有极少数的氧化铬附在氧化铜的内膜上。经过晶粒细化处理后的Cu-Cr二元合金,其氧化产物为氧化铜和氧化亚铜,还有一些氧化铬弥散分布于氧化物的内部。二元合金的氧化速度随铬含量的升高而降低,腐蚀氧化物的分布与形态还与具有抗氧化能力的β相有关。     

Cu-Cr触头合金制备技术的发展

通过对近年来Cu-Cr合金制备技术的回顾，综述了Cu-Cr合金制备技术的进展。论述了该合金的化学成分及显微组织对电性能的影响，包括Cr含量的影响、第三组元的影响、合金中杂质的影响、Cr粒子宏观分布的影响、Cr粒子尺寸的影响、合金致密度的影响、热处理工艺的影响以及表面老炼处理的影响。介绍并分析了Cu-Cr合金的几种主要制备工艺，包括粉末烧结法、熔渗法、电弧熔炼法、自耗电极法以及最近发展起来的低偏析熔铸法；最后，对Cu-Cr合金进一步发展方向，如发展熔铸技术、Cr粒子细化、进一步减少Cr含量以及添加第三组元等进行了简要的讨论。     

Cu-Cr合金时效过程的相变动力学

通过测量电导率研究了Cu-Cr合金450℃的相变动力学。利用电导率与新相析出量之间的关系计算新相析出体积分数,推导出450℃下的Avrami经验方程和电导率方程。在此基础上作450℃时效时的相变动力学"S"曲线。并用固溶体脱溶分解反应机理的积分方程验证Avrami经验方程的正确性。通过同样的方法计算出420~600℃的n和b值,并利用Cu-Cr合金在不同温度下的n和b值作Cu-Cr合金等温转变动力学"C"曲线。450℃×1 h时效Cu-Cr合金主要为GP区,450℃×8 h时效Cu-Cr合金主要析出相为具有cube-on-cube位向关系的有序fcc富Cr相。     

几种Cu-Cr合金的晶体生长特点

介绍了在电弧熔炼、水冷铜模工艺条件下,几种不同含Cr量Cu-Cr合金的晶体生长特点.分析了其微观组织的形成原因.在较大的富Cr粒子的心部有一暗色的区域,在其周围有一亮色圆环,这是一种罕见的显微组织.随着Cu-Cr合金中含Cr量的增加,合金组织变的越来越差,富Cr相的分布越来越不均匀.该工艺方法可以用于制作Cr含量≤10 %的Cu-Cr合金,但无法保证Cr含量≥15 %的触头材料具有良好的性能.     

定向凝固下Cu-Cr合金初始凝固的平界面距离及界面失稳

讨论了定向凝固下合金初始过渡区的溶质分布,说明合金可以在初始过渡区内发生平界面失稳现象,给出了界面失稳的临界速率表达式,获得了两种定向凝固过程中初始凝固的平界面距离与凝固速率之间的关系.对Cu-Cr合金初始凝固的平界面距离进行了分析,发现Cu-Cr合金中由于存在密度差,使得合金初始凝固的平界面距离增加,理论获得的规律与实验测量的结果基本吻合.     

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。     

混合稀土(La-Ce)在快速凝固Cu-Cr合金中的作用

比较了混合稀土（La-Ce）对快速凝固Cu-Cr合金不同状态下组织和性能的影响，结果表明：在急冷态，稀土元素消除了Cu-Cr合金部分柱状晶，稀土元素本身的添加使显微硬度有所提高；抑制时效后Cu-Cr合金二次Cr颗粒的析出，使硬度值随时效温度变化相对比较平稳，提高热稳定性，延缓了过时效的发生。此外，稀土元素改变了Cu-Cr合金共晶组织的短棒状或层片状形态，大多以网状共晶组织存在，经退火共晶组织更加清晰化。     

Cu-Cr中间合金熔铸新工艺

采用中频感应电炉在大气下熔炼Cu-Cr中间合金，Cr以Cu-50Cr中间合金的形式加入，采用自配的专用覆盖剂，控制好熔炼工艺，最终获得Cr的质量分数为4．0％～5．0％的Cu-Cr中间合金。     

热轧淬火Cu-Cr系合金的性能和组织演变

利用在线热轧淬火工艺和随后的形变热处理工艺制备Cu-Cr系列合金带材,并采用硬度、电导率测试与光学显微镜、透射电子显微镜观察的方法,研究合金在制备加工过程中的性能和组织演变。结果表明:在线热轧淬火和后续的形变热处理工艺可成功地制备高硬度、高导电和抗软化性能优异的Cu-Cr系合金带材。具有有序FCC结构、与基体呈立方立方位向关系的Cr相从过饱和固溶体中分解出来是时效过程中合金硬度和电导率提高的原因。Cu-Cr系合金的高硬度是细晶强化、应变强化和析出强化共同作用的结果,而高电导率是由于时效析出极大地降低了基体中溶质原子浓度。     

自力型触指用高强高导铜合金带材的制备工艺

以自力型触指用高强高导Cu-Cr合金带材为研究对象,尝试开发一种满足高压开关自力型触指服役条件的Cu-Cr合金制备加工技术。结果表明,基于中小批量生产条件的自力型触指用Cu-Cr合金带材,获得最佳组织、性能的制备工艺为:铸坯热变形—固溶处理—二次热变形—冷变形—时效处理。以该工艺生产加工的Cu-Cr合金,硬度可达130.5 HBW,电导率可达90.5%IACS。     

自力型触指用高强高导铜合金带材制备工艺研究

以自力型触指用高强高导Cu-Cr合金带材为研究对象,尝试开发一种满足高压开关自力型触指服役条件的Cu-Cr合金制备加工技术。结果表明,基于中小批量生产条件的自力型触指用Cu-Cr合金带材,获得最佳组织、性能的制备工艺为：铸坯热变形—固溶处理—二次热变形—冷变形—时效处理。以该工艺生产加工的Cu-Cr合金,硬度可达130.5 HBW,电导率可达90.5%IACS。