显微缩松对Ag-28Cu-0.75Ni合金性能影响研究

分别采用水冷铜模铸造、石墨模铸造两种工艺获得具有不同显微缩松的Ag-28Cu-0.75Ni合金铸锭,通过模锻开坯、旋锻减径、热处理及拉拔等工艺对两种铸锭进行超细丝加工。研究不同铸造工艺下显微缩松对Ag-28Cu-0.75Ni合金超细丝加工、电学及力学性能的影响。结果表明,直径30mm的Ag-28Cu-0.75Ni合金铸锭芯部分布有显微缩松,且水冷铜模铸造铸锭的显微缩松含量更高、尺寸更大;经过锻造加工后显微缩松呈现出“愈合”的趋势,但无法完全消除显微缩松;显微缩松含量高、尺寸大的Ag-28Cu-0.75Ni合金铸锭加工得到的丝材电阻率较高、抗拉强度较低。通过合理的热处理,能有效消除加工硬化、残余应力,两种铸锭均可拉拔加工至直径0.05 mm的超细丝。     

晶粒尺寸对Cu-60Ni合金高温氧化行为的影响

研究了铸态Cu-60at%Ni(CACu-60Ni)和机械合金化制 备的纳米晶Cu-60at%Ni(MACu-60Ni)合金在800℃空气中的氧化行为.结果表明：CACu-60Ni 合金的氧化动力学偏离抛物线规律,形成外层为CuO,内层为疏松、多孔的Cu2O和NiO混合 氧化物层,同时沿合金基体发生了Ni的内氧化;MACu-60Ni合金的氧化动力学近似遵循抛物 线规律,合金表面氧化膜外层为很薄一层CuO,内层为较厚,且均匀致密的NiO层.晶粒细化 明显促进了由Cu2O和NiO混合氧化膜向单一连续NiO膜的转变.讨论了合金的氧化机制.     

Cr20Ni35合金的晶粒尺寸对电阻率的影响

通过拉伸变形和再结晶退火改变Cr20Ni35合金的晶粒尺寸,研究晶粒尺寸对Cr20Ni35合金电阻率的影响。结果表明,Cr20Ni35合金经过拉伸变形后,随着伸长率的增加其电阻率出现递减的趋势,此时晶粒尺寸呈现递增的趋势;随后经过退火后,其电阻率值又重新升高,分析观察其金相组织,晶粒尺寸越小,电阻率越大。     

Ag-6Cu-1Zn-0.5Ni合金变形行为的高通量研究

对Ag-6Cu-1Zn-0.5Ni合金楔形试样进行轧制,获得了变形量从33%-80%连续变化的高通量实验样品,并对合金显微组织和性能进行了表征。结果表明,合金塑性变形后,晶粒发生变形,沿形变方向被压扁并拉长,最后全部转变为纤维组织。合金内晶粒从不均匀变形逐渐转变为均匀变形,晶界为滑移带的发射源。随着变形量的增大了,出现了交叉滑移和平行四边形的亚结构。硬度的变化分为4个阶段,呈台阶形式上升,其强化机制为固溶强化和位错强化的共同作用的结果。     

时效对喷射成形Cu-3.2Ni-0.75Si合金性能的影响

研究了喷射成形Cu-3.2Ni-0.75Si合金"固溶+60%冷轧态"、"60%冷轧态"和"初始态"的时效特性,分析了时效对显微硬度和电导率的影响.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的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(301 HV),"60%冷轧态"合金则可获得最高的电导率.     

晶粒尺寸对Cu—10Ni合金高温氧化行为的影响

研究了晶粒尺寸差异显著的两种Ｎｉ含量（质量分数,％,下同）为１０％的Ｃｕ基合金在８００～９００℃空气中的氧化．两种合金的氧化膜结构类似,外层由ＣｕＯ和内侧较厚的Ｃｕ２Ｏ组成,内层为多孔的分布着ＮｉＯ颗粒的Ｃｕ２Ｏ,并发生了Ｎｉ的内氧化．具有较小晶粒尺寸的合金内外氧化膜生长速率均高于粗晶合金．这种差异在于细晶合金中合金与氧化膜的晶粒尺寸降低后提供了更多的晶界短路扩散通道,从而增加了氧在合金中及氧与Ｃｕ在氧化膜中的有效扩散系数．     

时效处理对Cu-3Si-2Ni合金组织及性能的影响

通过室温拉伸性能测试、X衍射和断口分析等方法研究了时效工艺对Cu-3Si-2Ni合金组织性能的影响.结果表明:Cu-3Si-2Ni合金时效后,强化相粒子可在晶界处及晶粒内部析出,有效提高室温屈服强度和抗拉强度,但导致合金的伸长率降低,室温拉伸断口呈现韧性和沿晶脆性混合断裂特征,而固溶态合金的室温拉伸断口均呈现典型的韧性断裂特征.根据实验结果,得出该合金较佳时效工艺为450℃×2 h.     

Cu-3Ag-0.5Zr合金的高温低周疲劳性能研究

研究了Cu-3%Ag-0.5%Zr合金在800K条件下的高温低周疲劳性能。对循环应力响应行为及循环应力-应变行为进行了分析,给出了Cu Ag Zr合金的疲劳参数,并根据试验数据拟合出了疲劳寿命曲线和方程。结果表明,Cu Ag Zr合金的位错密度较低,循环应力响应行为表现出循环软化特征,合金低周疲劳曲线方程为Δεt/2=0.003(2Nf)-0.1104+0.14(2Nf)-0.7792,合金具有较低的弹性应变幅和较低的过渡疲劳寿命,塑性对疲劳寿命起决定性作用。疲劳裂纹起源于试样表面,且存在有多个裂纹源,有大量微小孔洞存在,孔洞连接萌生裂纹,合金高温断裂方式为穿晶韧性断裂。     

凝固参数对ZA27合金晶粒尺寸的影响

采用差热分析方法研究了DTA曲线特征参数和冷却速率对ZA合金晶粒尺寸的影响，同时使用IAS-4图像分析系统分析了合金的微观组织。结果表明：DTA曲线峰高与晶粒尺寸呈线性关系；随冷却速度的增加，合金的晶粒尺寸呈线性降低。     

晶粒细化对Cu—20Ni—20Cr合金氧化行为的影响

为探讨晶粒尺寸变化对三元复相合金氧化行为的影响，采用机械合金化制备了纳米晶三元Cu-20Ni-20Cr合金，并对比研究了该合金与同成分的铸态合金在700℃～800℃，0．1MPa纯氧气中的氧化行为。结果表明，铸态合金表面没有形成连续的Cr2O，保护膜，而是形成了含有所有组元氧化物及它们复合氧化物的复杂氧化膜结构。纳米晶Cu—20Ni—20Cr合金在700℃时合金表面形成了连续的Cr2O3氧化膜，而800℃时虽没有形成Cr2O3外氧化膜，但氧化膜规则平坦，外层是CuO，中间层是Cu2O，NiO和Cr2O3组成的混合氧化物区，内层则形成了一薄但不连续的Cr2O3层。晶粒细化降低了合金表面形成Cr2O3氧化膜所需活泼组元Cr的临界浓度。     

Ag和Zr对Cu-Ag-Zr合金组织和性能的影响

用中频熔炼-铁模激冷铸造-热轧-冷轧-热处理工艺,制备了Cu-3Ag、Cu-0.2Zr和Cu-3Ag-0.2Zr三种成分的中强高导电铜合金.通过硬度、拉伸性能和电导率测试、金相与电子显微分析等方法,研究了固溶-时效工艺对上述合金力学性能、导电性能及其组织结构的影响和变化规律.结果表明,Ag和微量Zr的添加以及时效前的预冷变形能较显著提高铜的力学性能而不明显降低其导电性;Cu-Ag-Zr合金的高强度来源于Ag的固溶强化、β-Ag与铜锆化合物粒子的析出强化;高导电性则来源于合金在时效过程中大部分Ag和Zr分别以β-Ag与铜锆化合物粒子的形式析出,合金基体接近为高导电性纯铜.     

T6态Al-10Si-5Cu-0.75Mg合金干滑动摩擦磨损性能的研究

利用UMT-2 型摩擦磨损试验机研究了T6态Al-10Si-5Cu-0.75Mg 合金的干滑动摩擦磨损性能,采取SEM、XRD、EDS等方法分析了合金在不同转速和载荷下的摩擦磨损行为。结果表明：合金的磨损率随转速和载荷的增加而增大,但在800 r/min的高转速下仍具有良好的耐磨性,15N高载荷时的磨损率相对于5N低载荷时只增加了291%,属于轻微磨损;摩擦系数的平均值在0.35-0.40范围内变化,且随时间的变化不大,具有较高的稳定性;另外,磨损机制由低速轻载时的磨粒磨损、粘着磨损向高速重载时的剥层磨损、氧化磨损转变。     

低W-W连接度65W-25Cu-10Ni合金的制备及准静态力学性能研究

利用W颗粒表面化学镀Ni结合SPS的方法,制备了低W-W连接度65W-25Cu-10Ni合金,并开展了准静态力学性能研究。结果表明,制得的Ni包W复合粉中Ni包覆层分布均匀且与W结合良好;以Ni包W复合粉和Cu粉为原料制备的65W-25Cu-10Ni合金组织均匀且致密。在准静态压缩加载条件下,与65W-35Cu合金相比,65W-25Cu-10Ni合金的强度及塑性均大幅度提高;在准静态拉伸加载条件下,与65W-35Cu合金相比,65W-25Cu-10Ni合金的强度较高,塑性没有明显提高。机理分析表明,与65W-35Cu合金相比,65W-25Cu-10Ni合金中W-W连接度较低、粘结相由Cu相转变为Cu0.81Ni0.19固溶体,且W与粘结相之间形成了冶金结合,以上三个因素共同导致65W-25Cu-10Ni合金强度的提高;此外,W-W连接度的降低以及W-粘结相界面结合强度的提高是65W-25Cu-10Ni合金在准静态压缩加载条件下塑性提高的原因。     

定向凝固Ag-28Cu-xNi系合金的组织和性能研究

采用定向凝固技术,制备了Ag-28Cu-xNi (x=0、0.75、1.0、2.0)系4类合金棒材,采用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜研究了合金的显微组织结构和断口形貌;采用万能电子实验机,研究了合金的力学性能。结果表明,定向凝固Ag-28Cu合金的显微组织为竖直生长的柱状晶组织,Ag-28Cu-0.75Ni合金的显微组织为不同方向生长的树枝晶组织,Ag-28Cu-1Ni和Ag-28Cu-2Ni合金的显微组织为块状+花瓣状枝晶组织。随着冷拉拔变形真应变从η=3.22逐渐增大到η=6.0,Ag-28Cu-xNi系合金呈现出抗拉强度逐渐升高、延伸率逐渐下降的变化趋势;Ni元素的添加使Ag-28Cu合金的硬度、强度和延伸率均有不同程度的减小。Ag-28Cu-0.75Ni合金的室温拉伸断口形貌呈现有明显的缩颈现象和大量的韧窝,其断裂机制为微孔聚集型塑性断裂。     

退火工艺对Cu-2Ag-0.075Y合金线坯组织和性能的影响

采用真空感应熔炼、热锻和冷拉拔等工艺制备了Cu-2Ag-0.075Y合金线坯,通过拉伸性能测试、导电性能测试和显微组织观察,研究不同退火工艺下Cu-2Ag-0.075Y合金线坯的组织和性能。结果表明,Cu-2Ag-0.075Y合金线坯抗拉强度随着退火时间的延长先显著下降至300~435 MPa,随后下降速率明显放缓,最终趋于平稳,退火温度越高,抗拉强度越低。而伸长率和导电率的变化规律则与抗拉强度相反,先是迅速提升,随后提升速率放缓,最后趋于平稳,550 ℃退火试样可获得较高伸长率和导电率。随着退火温度的提高和退火保温时间的延长,都可以使Cu-2Ag-0.075Y合金线坯组织再结晶程度加大。采用550 ℃×60 min退火工艺,Cu-2Ag-0.075Y合金线坯可以获得细小、均匀的等轴晶组织,良好的伸长率和导电率匹配,有利于其进行后续超微细丝拉拔加工。     

电沉积宽晶粒度分布纳米镍的组织结构与力学性能研究

通过直流与脉冲电沉积分别制备平均晶粒度为20～30 nm,宽晶粒度分布(5～120 nm)的纳米镍.在室温静拉伸应变速率范围内,直流电沉积制备的纳米镍的平均抗拉强度和平均断裂延伸率分别为1176 MPa与10.6%.而由脉冲电沉积技术制备的纳米镍抗拉强度可达1500 MPa之上,最高断裂延伸率可达13.3%.与电沉积获得的普通窄晶粒度分布的纳米镍相比,宽晶粒度分布的纳米镍的塑性要高出100%以上.其原因是大型晶粒内部允许位错的存在,且理论计算表明,晶内位错可通过Frank-Read源机制进行增殖.     

晶粒长大抑制剂对超细WC-9%Co硬质合金性能的影响

在复合抑制剂(VC/Cr3C2)的基础上,添加了不同配比的TaC,研究了TaC对超细WC-9%Co硬质合金组织结构和力学性能的影响。结果表明:添加不同配比的TaC制备的WC-9%Co硬质合金的硬度随着TaC质量分数的增加先增大后减小;TaC的加入降低了W在Co相中的固溶度,从而抑制了晶粒长大。在本实验范围内,在复合抑制剂(VC/Cr3C2)质量分数为0.6%的基础上添加质量分数0.3%的TaC,经1 390℃真空烧结后,制备的超细WC-9%Co硬质合金硬度为93.5 HRA,TRS为2 370 MPa,致密度为99.5%,磁饱和强度为13.29 G.cm3/g,矫顽磁力为31.86 kA/m,此时具有较佳的综合力学性能。