高强高导Cu-Cr-Zr合金时效性能

采用真空熔炼的方法制备Cu-Cr-Zr合金,研究合金的时效析出行为;借助高分辨透射电镜对合金时效析出相的组织形态进行分析,探讨合金的时效强化机制。结果表明:Cu-0.36Cr-0.03Zr合金经450℃时效4 h后获得较好综合性能,合金硬度和导电率分别达到为156 HV和82.62%IACS;通过微观分析确定经450℃时效4 h后合金中析出相为面心立方Cr相,且与基体保持共格关系;当时效时间延长至8 h时,合金中面心立方Cr相转变为体心立方Cr相;经450℃时效4 h后合金强度与硬度的提高主要由共格应变强化所造成。     

时效对Cu-Ag-Fe合金组织及性能的影响

研究了时效对Cu-0.15Ag-0.1Fe合金的显微硬度、抗拉强度和电导率的影响。结果表明：随着时效时间的增加和时效温度的升高,Cu-0.15Ag-0.1Fe合金的显微硬度和抗拉强度先急剧增加随后逐渐降低;合金经960℃×1 h固溶,在500℃时效2 h后可获得较好的显微硬度和抗拉强度,分别为124 HV和442 MPa;当时效时间增加到6 h,可获得较高的电导率,达到82.5%IACS。通过透射显微镜分析,该合金中的强化相是γ-Fe粒子,与以前报道的Cu-Fe系合金的析出强化相是α-Fe不同。     

不同处理状态下Cu-2.5Fe-0.03P合金的组织与性能演变

以Cu-2.5Fe-0.03P高强高导铜合金带材为研究对象,测试不同处理状态合金板材的力学性能和电学性能,采用金相和电子显微分析方法研究该合金不同加工热处理状态下的组织与性能演变规律及其时效析出特性.并在此基础上研究微量元素Fe和P在合金中的存在形式和作用机制.结果表明:Cu-2.5Fe-0.03P合金热轧后在线固溶态合金基本上为单相固溶体,合金硬度、强度和电导率较低,塑性较好,但还存在少数未溶的Fe相外,在线固溶效果有待进一步改善;软化退火后的薄带进一步冷轧并时效后,合金成品薄带的显微硬度、抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别达到147 HV、456 MPa、271 MPa、10.7%和29.9 S/m;热轧-在线固溶-冷轧-时效态Cu-2.5Fe-0.03P合金中的Fe和P以Fe_3P和Fe相形式存在,合金的高强度来源于形变热处理产生的亚结构强化及Fe_3P和Fe粒子的析出强化.     

Al—Yb合金的析出强化行为

研究了稀二元Al一Yb合金在不同时效温度下的析出强化行为。结果表明,在时效过程中析出了细小、弥散的L12结构Al3Yb相,时效析出所能达到的峰值硬度为400～416MPa,各温度的峰值硬度比较接近。L12结构的Al3Yb析出相的粗化动力学遵循LSW理论,表明粗化由溶质原子扩散控制。当Al3Yb析出相的半径小于11nm时其与基体保持共格关系,大于11nm时开始出现半共格现象。当析出相的半径小于2nm时,时效强化的机理是位错切割机制,大于2nm时则主要为位错绕过的Orowan机制。     

Cu-Ni-Si合金时效析出相的长大机制研究

通过测量导电率研究了Cu-3．2Ni-0．75Si-0．30Zn合金在时效过程中的调幅分解行为。结果表明，合金在450℃时效时按照调幅分解机制经历了三个序列：溶质富集区→半共格Ni：Si相→非共格Ni：Si相。即随时效时间的延长，溶质原子富集区出现有序化，形成与基体半共格的强化相（Ni：Si）。继续时效，强化相不断析出与长大，半共格关系被破坏。最终在表面张力的作用下逐渐球化，导电率和显微硬度上升趋势随之减弱。     

Ag对Al-Cu-Mg合金组织与性能的影响

通过硬度测试、拉伸测试和透射电镜(TEM)分析,研究了Ag对Al-Cu-Mg合金室温力学性能与显微组织的影响.结果表明,Ag的添加加速了合金的时效过程,使合金的室温强度得到明显提高.在165℃峰时效时,含Ag的合金析出相是与基体共格的片状Ω相及少量θ'相组成,未含Ag的合金析出相主要是θ'相.Ag促进合金强化的原因在于Ω相具有很好的沉淀强化作用,在长时间时效时具有较好的抗粗化能力.     

时效处理对快速凝固Cu—Cr合金显微组织和显微硬度的影响

对Cu-3.17Cr（质量分数,％）合金进行旋淬法快速凝固,对快凝合金条带铸态和时效后的显微组织与显微硬度进行了观察与测定。发现其急冷态组织中,有少量大的铬颗粒均匀分布在整个条带上,并得出这些大颗粒的凝固模式。当时效温度不大于500℃时,合金的显微硬度随时效温度升高明显地增加,并可证明此时共格强化起主要作用;当时效温度超过600℃时,显微硬度急剧下降,发生了过时效。     

Cu-Ni-Si合金时效析出相的长大机制研究

通过测量导电率研究了Cu-3．2Ni-0．75Si-0．30Zn合金在时效过程中的调幅分解行为。结果表明,合金在450℃时效时按照调幅分解机制经历了三个序列:溶质富集区→半共格Ni2Si相→非共格Ni2Si相。即随时效时间的延长,溶质原子富集区出现有序化,形成与基体半共格的强化相(Ni2Si)。继续时效,强化相不断析出与长大, 半共格关系被破坏,最终在表面张力的作用下逐渐球化,导电率和显微硬度上升趋势随之减弱。     

超高强度Cu-5.2Ni-1.2Si合金的形变热处理

研究不同形变热处理条件下Cu-5.2Ni-1.2Si合金的性能与显微组织结构,对合金的力学性能和电学性能进行测量,并采用金相显微镜、透射电镜及电子衍射分析其显微组织。结果表明：时效前的冷变形可以加速时效析出过程,在时效初期尤为明显;在450℃时效时该合金的峰时效有3种强化机制：调幅组织强化、析出的第二相粒子强化和有序强化;析出的第二相粒子主要是Ni2Si粒子;采用铸锭—热轧—冷轧（变形量为60%）—时效工艺处理的合金可以得到硬度和导电率的最优组合。     

Al-5.2Cu-0.4Mg-1.02Ag合金的时效析出行为研究

研究了Al-5.2Cu-0.4Mg-1.02Ag合金在不同时效制度下的力学性能和显微组织,并详细分析了合金的主要析出相Ω的形核与粗化,同时提出了浓度台阶粗化机制.结果表明:合金的主要强化相是Ω相和θ'相.欠时效时出现了大量细小的Ω相和少量的θ'相;峰时效时Ω相和θ'相的体积分数大大增加,且Ω相与基体呈半共格关系;过时效时出现了球状的平衡θ相,Ω相略为长大,而θ'相的长度和厚度明显增大.Mg/Ag原子簇是时效初期Ω相的形核核心;Mg,Ag和Cu的浓度差异引起的台阶迁移是Ω相粗化的驱动力.由于Mg和Ag原子在Ω相与基体界面存在时降低了晶格的畸变能,使得Cu原子向Ω相迁移的速率受到限制,因此Ω相能够在长时间下保持片状而不发生共格失稳.     

Cu-3.2Ni-0.75Si-0.30Zn合金强化相的析出行为分析

采用金相组织分析、力学性能和电导率测试研究了Cu-3.2Ni-0.75Si-0.30Zn合金的过饱和固溶体在时效过程中强化相的析出机制.结果表明,在250℃～450℃时效初期,过饱和固溶体按调幅分解的方式进行转变,形成溶质原子的贫集区和富集区;随时效时间的延长,溶质原子富集区出现有序化,形成与基体半共格的强化相（Ni2Si）;继续时效时,强化相不断析出与长大,半共格关系被破坏,最终在表面张力的作用下逐渐球化,电导率和显微硬度上升趋势随之减弱.     

时效温度对Sn-0.7Cu-xFe钎焊接头可靠性的影响北大核心

研究了时效温度对钎料Sn-0.7Cu及Sn-0.7Cu-0.05Fe钎焊接头微观组织和接头拉伸强度及断口形貌的影响规律。结果表明:随着时效温度提高,焊点组织粗化,钎料中Cu_6Sn_5化合物形貌由针状向棒状转变,且长大趋势较明显,Fe颗粒的添加可以延缓时效过程中Sn-0.7Cu-x Fe接头微观组织中Cu_6Sn_5的粗化程度;钎焊接头抗拉强度随着时效温度提高呈现下降趋势,且在相同时效温度下钎料Sn-0.7Cu-0.05Fe钎焊接头抗拉强度均高于Sn-0.7Cu;随着时效温度提高,Sn-0.7Cu和Sn-0.7Cu-0.05Fe钎料钎焊接头断口形貌主要由韧窝和河流解理花样组成,接头的断裂机制随时效温度的升高由塑性断裂逐渐转变为脆性断裂。     

时效温度对Sn-0.7Cu-xFe钎焊接头可靠性的影响

研究了时效温度对钎料Sn-0.7Cu及Sn-0.7Cu-0.05Fe钎焊接头微观组织和接头拉伸强度及断口形貌的影响规律。结果表明:随着时效温度提高,焊点组织粗化,钎料中Cu_6Sn_5化合物形貌由针状向棒状转变,且长大趋势较明显,Fe颗粒的添加可以延缓时效过程中Sn-0.7Cu-x Fe接头微观组织中Cu_6Sn_5的粗化程度;钎焊接头抗拉强度随着时效温度提高呈现下降趋势,且在相同时效温度下钎料Sn-0.7Cu-0.05Fe钎焊接头抗拉强度均高于Sn-0.7Cu;随着时效温度提高,Sn-0.7Cu和Sn-0.7Cu-0.05Fe钎料钎焊接头断口形貌主要由韧窝和河流解理花样组成,接头的断裂机制随时效温度的升高由塑性断裂逐渐转变为脆性断裂。     

GH738高温合金长期时效过程中γ'相演变规律

研究了镍基GH738高温合金经两种热处理后分别在550、750、800和850℃下,时效0～ 4500 h后γ'强化相形貌与硬度性能之间的关联性.结果表明,在长期时效过程中,经两种热处理后,γ'强化相随温度升高和时间延长而长大,但温度比时间影响更明显;γ'相粗化速率随着时效温度的升高和γ'相初始尺寸的增大而增大;γ'相的粗化符合L-S-W熟化理论;长期时效中γ'相的长大初期粗化速率较高;经过550℃长期时效后组织及性能几乎没有变化,表明合金在该温度下具有良好的组织稳定性;同时获得两种热处理后长期时效γ'相长大激活能;两种热处理制度下,时效硬度随温度变化大致呈下降趋势,亚固溶热处理后合金时效硬度明显高于过固溶热处理后的硬度;同时发现在750、800和850℃温度下,随着温度升高合金强化相的数量逐渐降低,从而导致合金强化相体积分数的降低.     

Cu-2．0Ni-0．5Si合金形变热处理及强化机理分析

研究了不同形变热处理条件下Cu-2.0Ni-0.5Si合金的性能,对合金的显微硬度和电导率进行测量,采用透射电镜及电子衍射分析其显微组织.结果表明,时效前的冷变形可以加速时效析出过程,在时效初期尤为明显;在450 ℃时效时合金有3种强化机制:调幅组织强化、位错强化、析出的第二相粒子强化.随着变形量的增加硬度的峰值也会增加,但对电导率影响不大.变形量为80%时其显微硬度达到248 HV,相对电导率达38.5%IACS.     

Cu-Cr-Zr合金时效强化机理

研究了不同时效工艺对Cu-0．7Cr-0．13Zr合金硬度、强度和导电率性能的影响,利用透射电镜分析合金时效后的微观形态和析出相。结果表明：在500℃时效30min析出相为Cu5Zr,硬度和导电率可达116．7HV和47％IACS。500℃时效6h后,硬度和导电率为140HV和76％IACS,强度达到峰值430MPa,弥散共格的析出相Cr是强度提高的重要原因,强化效应与采用共格强化机理计算的结果非常接近。合金在500℃时效8h硬度和强度仍具有135．6HV和410MPa,导电率为77％IACS,析出相仍较细小但与基体失去共格关系。     

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.     

时效处理对形变Cu-10Fe-3Ag原位复合材料组织及性能的影响

采用大气熔炼与形变原位复合的方法制备形变Cu-10Fe-3Ag原位复合材料。在不同温度时效6 h后,用SEM观察分析材料的显微组织;用XRD测定晶面间距的变化,分析合金元素Ag在时效过程中的行为规律和作用机制。结果表明:Ag能够促进γ-Fe在Cu基体中的时效析出,同时降低Fe纤维的热稳定性;随着时效温度的升高,形变Cu-10Fe-3Ag复合材料的硬度和导电率都是先增加后降低,在475℃时效6 h后,导电率达到58.4%IACS。合金的断口全是韧性断裂,随着时效温度的升高,韧窝变小。     

时效及冷变形对Cu-5.2Ni-1.2Si合金组织和性能的影响

利用力学性能、电学性能测量、金相、电镜观察及电子衍射分析研究了时效及冷变形对Cu-5.2Ni-1.2Si合金硬度和电导率的影响规律.结果表明:时效前的冷变形可以加速时效析出过程,在时效初期尤为明显;Cu-5.2Ni-1.2Si合金冷轧80%在450℃时效15 min,其硬度可以达到3.02 GPa,其相对电导率达到53.8%IACS.合金的强化机制为Orowan位错绕过机制:合金的导电率与析出相的体积分数之间存在线性关系.     

时效处理对形变Cu-10Fe-3Ag组织及性能的影响

研究时效处理对形变Cu-10Fe-3Ag复合材料组织和性能的影响,分析合金元素Ag在时效过程中的行为规律和作用机制。结果表明,Ag能够促进γ-Fe在Cu基体中的时效析出,同时也降低了Fe纤维的热稳定性;随着时效温度的升高,形变Cu-10Fe-3Ag复合材料的硬度和导电率都是先增加后降低,在475℃时效6h,导电率达到58.4%IACS。合金的断口均为韧性断裂,随着时效温度的升高,韧窝有变小的趋势,合金的塑性变好。