接触线用Cu-Ag-Cr合金的抗软化性和再结晶研究

对比研究Cu-0.1Ag-0.1Cr和Cu-0.1Ag合金的基本性能和在不同温度下退火的抗软化性,结果表明Cu-0.1Ag-0.1Cr合金具有更好的综合性能,软化温度比Cu-0.1Ag合金升高110 ℃.同时对退火过程中Cu-0.1Ag-0.1Cr合金的回复和再结晶状况,进行了初步研究,表明由于弥散析出物的阻碍作用,该合金的再结晶过程延缓,在450～600 ℃(1 h)之间完成再结晶.     

硬钎焊温度对Cu-Cr-Zr合金组织和力学性能的影响

Cu-Cr-Zr合金是一种高强高导铜合金,常用于高温、耐磨等复杂环境中关键零部件的制造。以时效硬化后的Cu-1.04Cr-0.16Zr合金为研究对象,采用扫描电镜、拉伸试验机、显微硬度计、体视显微镜研究了硬钎焊温度(600℃～800℃)条件下的Cu-1.04Cr-0.16Zr母材的组织、拉伸性能、显微硬度及断口组织特征,并在此基础上分析了Cu-1.04Cr-0.16Zr合金的高温软化机制。结果表明：Cu-1.04Cr-0.16Zr合金的抗拉强度和显微硬度随钎焊温度的升高而降低,初始抗拉强度为477.32MPa,延伸率为40.13%,显微硬度为151.78HV,当钎焊温度为600℃时,Cu-1.04Cr-0.16Zr合金抗拉强度稍有降低,显微硬度基本不变,表现出良好的抗软化性能；当钎焊温度为650℃时,Cu-1.04Cr-0.16Zr合金开始发生部分再结晶,大等轴晶边界出现一些细小、无畸变的等轴晶粒,晶粒尺寸为2μm～7μm,析出相对晶界的钉扎作用开始减弱,抗拉强度和显微硬度大幅下降；随着钎焊温度的升高,Cu-1.04Cr-0.16Zr合金进一步软化,Cu-1.04Cr-0.16Zr合金内部出现大量的退火栾晶；Cu-1.04Cr-0.16Zr合金在硬钎焊温度条件下均出现颈缩现象,并存在明显的塑性扩展区,随着钎焊温度的升高,断面收缩率逐渐增大,韧窝沿拉伸方向伸展长大,表现出很好的塑性。在满足钎焊接头各项性能的条件下,可采用熔化温度较低的钎焊材料,避免Cu-1.04Cr-0.16Zr合金出现软化现象。     

Sn添加对Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg合金高温抗软化性能的影响及其机理

采用中频感应熔炼炉制备了 4种不同Sn含量的Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg-xSn合金,研究了 Sn添加对Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg合金高温抗软化性能的影响及其作用机理.结果表明,Sn元素的添加可提高合金的峰值硬度,且随着Sn含量的增加,其提升效果更显著;0.6％Sn元素的添加可提高Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg合金的抗软化温度,这与Sn元素的添加阻碍合金回复和再结晶行为有关;Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg-xSn合金在不同温度区间的退火软化机理不同,低温退火时(450～500℃),退火软化与回复相关;中温退火时(500～600℃),退火软化主要受回复和再结晶影响;当退火温度过高时(＞600℃),退火软化主要受第二相粒子的粗化影响.     

加工工艺对高性能铜合金组织和性能的影响

在真空感应炉熔炼得到Cu-0.2Cr-0.1Ag合金,研究了该合金在不同加工条件下的组织、强度和导电性变化.研究表明,通过固溶强化、时效强化和形变强化等手段的配合,可以获得高强度、高导电性的Cu-0.2Cr-0.1Ag合金.固溶、时效处理后的合金导电率达91%IACS,伸长率为37.4%.在固溶后加入冷变形,然后再时效,可以使强度提高84 MPa,而导电率不发生变化,再继续冷变形可以使强度提高到556 MPa.     

Cu-0.8Cr-0.2Zr触头材料的组织与性能

制备了Cu-0.8Cr-0.2Zr触头合金材料,并对其组织与性能进行了研究。结果发现,Cu-0.8Cr-0.2Zr合金基体呈面心立方(FCC)结构,基体上Zr颗粒呈弥散分布,合金硬度(HB)为141,抗拉强度约为430 MPa,电导率为43.5 MS/m,软化温度为550℃。     

合金元素对铜基合金导热率及高温强度的影响

本文探讨了合金元素和退火温度对Cu-0.1Ag-xP-yMg和Cu-xSn-yTe合金(所有成分均为质量分数/%)的导热率和软化行为的影响.尽管Cu-0.1Ag-xP-yMg合金中P和Mg的含量较高,但该合金的导电率和软化温度仍然高于Cu-0.1Ag-0.031P合金.Cu-0.032Sn-0.023Te合金的导电率和软化温度与Cu-0.040Sn合金处在同一水平.Cu-0.032Sn-0.023Te合金的导电率和软化温度与目前用于连铸型材料的Cu-0.1Ag-0.013P合金相当.     

Ag对Cu-10Fe-0.15Zr原位复合材料微观结构及性能的影响

研究了Cu-10Fe-0.15Zr、Cu-10Fe-2Ag-0.15Zr合金微观组织及性能。测定了在不同条件下试验合金的强度和电导率;并利用扫描电镜对材料的微观组织结构进行了观察和分析。结果表明：Cu-10Fe-0.15Zr、Cu-10Fe-2Ag-0.15Zr原位复合材料经（450~500）℃×1 h的最终退火处理,可获得较好的导电性和强度。热稳定性测试表明进行固溶处理后的形变Cu-10Fe-0.15Zr、Cu-10Fe-2Ag-0.15Zr原位复合材料抗软化温度能提高到450~500℃左右。当退火温度低于500℃时,导电率随着温度的升高而升高,而当温度高于这个温度,导电率逐渐下降。Cu-10Fe-2Ag-0.15Zr形变原位复合材料中间退火温度在450℃左右时,可获得最佳的综合性能,抗拉强度1056 MPa、导电率75%IACS、抗软化温度高于450℃。Cu-10Fe-2Ag-0.15Zr合金中添加微量合金元素Ag可使材料的极限抗拉强度增大,并改善材料的热稳定性,但导电率略有提高。     

微合金化对Cu-15Cr原位复合材料组织和性能的影响

研究了合金元素Zr对Cu-15Cr原位复合材料微观组织、力学性能、导电性能及热稳定性的影响规律。用SEM和TEM分别观察了材料的微观组织演变和析出相形貌,测试了不同应变下材料的抗拉强度和导电率,测定了材料的抗软化温度。结果表明:Zr促进Cr的析出,保持了微合金化Cu-15Cr复合材料的导电性;添加少量Zr可使Cu-15Cr-0.1Zr的抗拉强度提高约15%;Zr的加入使复合材料的抗软化温度提高了50℃左右。     

微量铪对铜及铜铬合金组织及性能的影响

采用真空熔炼铸造制备了Cu-0.15Hf、Cu-0.4Hf和Cu-0.6Cr-0.15Hf合金铸锭,随后通过热轧-固溶-冷轧-时效的工艺对合金进行形变热处理,测试了各工艺条件下的力学和导电性能。利用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜研究了Cu-Hf和Cu-CrHf合金在各工艺阶段的组织演变以及时效析出相的形貌和结构。结果显示:Cu-0.15Hf、Cu-0.4Hf合金耐热温度均大于450℃,Cu-0.4Hf合金导电率可达80%IACS,硬度达160 HV0.2以上;Cu-0.6Cr-0.15Hf合金的耐热温度高于550℃,导电率可达80%IACS,硬度可达190 HV0.2以上。Cu-0.4Hf和Cu-0.6Cr-0.15Hf合金时效后的样品进行TEM观察,在Cu-0.4Hf合金中发现了大小约为20 nm的细小短棒状并且弥散分布的析出相,经过标定为面心立方Hf;同样地,在Cu-0.6Cr-0.15Hf合金中发现了大小差不多的短棒状Hf相,另外还发现了大量更为细小的咖啡豆状Cr相。     

热处理工艺对ITER级CuCrZr合金性能的影响

研究了同溶温度、时效温度和时间对ITER级Cu-0.8Cr-0.1Zr合金强化规律的影响和不同工艺下的金相组织,分析了合金导电率随时效温度的变化规律.结果表明:Cu-0.8Cr-0.1Zr合金硬度均随同溶温度、时效温度和时间的增加而呈现出峰值.在950℃同溶、480℃时效3 h后获得最佳硬化效果,硬度值为138 HV0.2.合金经同溶处理后的相对导电率仅为34%IACS,随时效温度的升高,导电率增加,480℃时效处理3 h,导电率达最大值74%IACS.     

SnAgCu系无铅钎料合金力学性能及钎焊性能研究

利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDX)及Instron电液伺服疲劳拉伸试验机,对SnAgCu系无铅钎料合金的力学性能和钎焊性能进行了研究.结果表明,适量的稀土元素Ce的添加显著地延长了Sn3Ag2.8Cu钎焊接头在室温下的蠕变断裂寿命,Sn3Ag2.8Cu-0.1Ce钎焊接头的蠕变断裂寿命超过Sn3Ag2.8Cu钎料的9倍;同时,使Sn3Ag2.8Cu合金的延伸性能也得到了显著改善,伸长率达到15.7%;Sn3Ag2.8Cu-0.1Ce与铜基板的扩散层厚度比Sn37Pb厚,但是比Sn3Ag2.8Cu薄.     

Al-12Si-6Cu-1.5Ni-0.3Cr-0.2La-0.8Ce合金双级固溶处理工艺研究

以Al-12Si-6Cu-1.5Ni-0.3Cr-0.8Ce-0.2La铸造耐热铝合金为研究对象,对其进行双级固溶处理,以及人工时效。通过OM、SEM观察以及拉伸性能测试等手段,研究不同二级固溶温度和时间对合金显微组织和力学性能的影响。结果发现,随二级固溶温度升高和固溶时间延长,合金初生Si相钝化,共晶Si和网状相溶断成颗粒状或块状,室温和高温抗拉强度呈先增加后降低的趋势,当二级固溶温度达到530℃,时间为2h时综合性能最好。对试样进行200℃×6h的时效处理,并进行室温和高温(300℃)拉伸试验,结果表明,当合金经过490℃×2h+530℃×2h+200℃×6h热处理后,室温抗拉强度达342.0MPa,高温抗拉强度达到159.9MPa。     

D-KH法制备AgCuSn合金钎料的性能研究

分别采用熔铸法和D-KH法(叠轧复合-扩散合金化工艺)制备了Ag-22.4Cu-20Sn钎料合金,采用XRD、SEM、DSC及万能力学试验机等测试技术,对合金相组成、显微组织、熔化特性、钎焊接头的剪切强度和钎焊界面形貌等进行了对比研究。结果表明,D-KH法制备的钎料相组成为(Ag)、Cu3Sn、Ag5Sn相,而熔铸法制备的钎料相组成为(Ag)、Cu3Sn、Ag5Sn以及Cu41Sn11相;D-KH法制备的钎料合金液固相线均降低,熔程减小。与熔铸法相比,用D-KH法制备得到的厚度0.1 mm的钎料薄带,润湿铺展性更优、接头剪切强度更高、接头强度稳定性更好。     

Cu-7Cr-0.1Ag Microcomposites Optimized for High Strength and High Condutivity

This paper (i) investigated how the microstructure, conductivity, and mechanical properties of Cu-7Cr-0.1Ag microcomposites were changed by cold drawing and subsequent heat treatment, and (ii) produced the Cu-7Cr-0.1Ag microcomposite with an optimum combination of strength and conductivity. The figure of merit Z (combining strength and conductivity) of the Cu-7Cr-0.1Ag microcomposite was larger than that of the microcomposite without silver for each heat treatment. The value of Z of the Cu-7Cr-0.1Ag microcomposite was a maximum after heat treatment for 1 h at 600 °C, indicating that this was the optimum intermediate heat treatment. The following combinations of conductivity, strength and ductility (measured as elongation to fracture) were obtained by the Cu-7Cr-0.1Ag microcomposite with η = 8: (i) 77.9% IACS (International Annealed Copper Standard), 920 MPa and 3.1%; (ii) 79.3% IACS, 880 MPa and 3.3%; and (iii) 79.9% IACS, 798 MPa and 3.5%. These values for the Cu-7Cr-0.1Ag microcomposite were larger than those of the Cu-7Cr microcomposite.     

快速凝固Cu-5Ag-0.5Zr-0.4Cr-0.35Nb合金的组织与力学性能

采用快速凝固方法制备了Cu-5Ag-0.5Zr及Cu-5Ag-0.5Zr-0.4Cr-0.35Nb(wt%)合金粉末,采用热等静压将粉末压制成坯料,随后进行热锻、冷轧处理。测试了合金在室温及高温(500 ℃)下的力学性能,并分析了合金的显微组织及断口形貌。结果表明,冷轧态合金具有更优异的室温拉伸性能,冷轧态Cu-Ag-Zr合金抗拉强度为739.3 MPa,伸长率7.1%,这与铜基体中密集的Cu₄AgZr颗粒及纳米级Ag颗粒有关。除Cu₄AgZr颗粒及Ag颗粒外,Cr、Nb元素的添加还生成高温稳定的Cr₂Nb颗粒,同时提高了合金的室温和500 ℃拉伸强度。冷轧态Cu-Ag-Zr-Cr-Nb合金的室温极限抗拉强度和伸长率分别为799.1 MPa与5.3%。因为热锻态合金晶粒尺寸粗大,Ag颗粒尺寸细小,相比冷轧态合金拥有更好的抗高温弱化性能。热锻态Cu-Ag-Zr-Cr-Nb和Cu-Ag-Zr合金的500 ℃抗拉强度分别为186.8和129.2 MPa,而冷轧态Cu-Ag-Zr-Cr-Nb和Cu-Ag-Zr合金在500 ℃抗拉强度分别仅为113.1和95.4 MPa。     

Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的热压缩变形行为

通过热压缩试验研究了Cu-0.5Cr-0.1Zr合金在600~750 ℃/0.001~1.0 s^-1时的热变形行为。结果表明,Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的高温流变应力,动态再结晶临界值和动态再结晶软化效应与变形温度和应变速率密切相关。利用Arrhenius方程计算了Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的热激活能Q和Z参数,分别为244.94 kJ/mol、Z=ε·exp(244.94×10³/RT)。采用3种方法进行了动态再结晶临界值的计算,结果证明Poliak-Jonas准则具有最高的精度,并建立了动态再结晶临界值的本构方程。利用动态再结晶的净软化效应η值,讨论了热变形过程中动态再结晶的软化行为。最后,建立了Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的热加工图,确定最佳的热加工参数为680~750 ℃,0.001~0.03 s^-1,并详细介绍了功率耗散系数与动态再结晶晶粒尺寸之间的关系。     

两种雾化无铅焊锡粉末特性及钎焊接头显微组织

采用扫描电镜(SEM)和激光粒度分析仪研究了无铅焊锡粉末Sn3Ag2.8Cu和Sn3Ag2.8cu旬.1Ce的特性诸如球形度、粒度分布、润湿性及钎焊接头的显微组织,并与对应合金的润湿性及钎焊接头显微组织进行了对比.结果表明:Sn3Ag2.8Cu和Sn3Ag2.8Cu-0.1Ce粉末都具有较好的粒度分布和球形度;与传统Sn37Pb粉末和Sn3Ag2.8Cu粉末相比,Sn3Ag2.8cu_o.1Ce粉末均具有更好的润湿性;在与铜基板的钎焊中,Sn3Ag2.8Cu-0.1Ce粉末的扩散层比Sn3Ag2.8Cu粉末更薄,但两种粉末与铜基板形成的扩散层均比其对应合金与铜基板的扩散层更厚.因此,Sn3A萨.8Cu-0.1Ce粉末具有更好的综合性能.     

固溶处理对Cu-Cr-Zr合金组织与性能的影响

对热轧态Cu-1.0Cr-0.1Zr合金在电阻炉中进行了不同温度不同保温时间的固溶处理,并对固溶后合金的组织与性能进行了检测,分析了固溶温度与时间对该合金组织性能的影响。结果表明:固溶后合金组织性能由回复、再结晶、未溶粒子回溶与晶粒长大综合影响;随固溶温度升高,合金的硬度先大幅下降,后不断上升,而导电率不断下降;随固溶时间的延长,合金的硬度呈抛物线升高并趋于平缓的趋势,导电率的变化则与之相反。在固溶温度为950 ℃,固溶时间为120 min时,固溶基本完成,此时硬度为58.9 HBS,导电率为50%IACS。