Sc、Zn、B等元素对Ag-4Cu-0.5Ni合金抗硫化性能的影响

本文以高真空感应炉制备添加了Sc、Zn、B等元素的Ag-4Cu-0.5Ni合金，采用静态浸渍试验、动电位扫描等表征手段对其抗硫化性能进行了分析。研究结果表明，Sc、Zn、B等元素的加入可显著提高Ag-4Cu-0.5Ni合金在H₂S气氛和Na₂S溶液中的抗硫化能力；合金元素的添加不仅大幅降低合金材料自腐蚀电流和腐蚀速率，而且显著提高抗硫化性能。材料性能的改善与合金显微缩孔的减少、Zn与S的优先反应和生成的钝化膜(Sc)等因素有关。     

Ti和Ag元素添加对Cu-Cr系合金微观组织及力/电性能影响研究

以Cu-0.5Cr和Cu-0.5Cr-0.1Ti-0.1Ag合金为实验材料,研究同时添加Ti和Ag元素对Cu-Cr系合金微观组织及力/电性能的影响。结果表明,Cu-0.5Cr和Cu-0.5Cr-0.1Ti-0.1Ag两种合金在450 ℃×1 h退火时达到峰时效状态,且Ti和Ag元素的加入显著提高了Cu-Cr系合金的硬度,但导电性能有所降低。同时研究了两种合金的高温抗软化行为,发现软化过程伴随着晶粒回复和再结晶,Ti和Ag元素的添加提高了Cu-Cr系合金的再结晶活化能,延缓了软化过程中合金的再结晶过程,使得Cu-0.5Cr-0.1Ti-0.1Ag合金的抗软化温度比Cu-0.5Cr合金提高约25 °C。     

热处理工艺对高弹高导Cu-Ni-Al合金组织与性能的影响

利用力学与电学性能测试、透射电子显微镜(TEM)对Cu-9.0Ni-1.4Al合金的时效过程进行了观察和研究;分析了Cu-9.0Ni-1.4Al-0.5Ti合金的组织和性能,分别比较了Cu-9.0Ni-1.4Al和Cu-9.0Ni-1.4Al-0.5Ti合金在3种形变热处理工艺下的力学和电学性能.性能试验结果表明:Ti的加入能够提高合金的硬度,而对导电率影响不大,经过工艺3试验后,Cu-9.0Ni-1.4Al和Cu-9.0Ni-1.4Al-0.5Ti合金的维氏硬度分别达到243、317,导电率分别达到19.1%IACS、21.0%IACS.TEM观察结果表明:Cu-9.0Ni-1.4Al合金时效过程中的主要强化过程是γ'相(Ni3Al)的连续沉淀.     

合金元素对Al-Si合金力学性能及组织的影响

采用正交试验方法研究Ni、Cr及Zn三种合金元素对Al-7.5Si-3.5Cu-0.35 Mg亚共晶铸造铝硅合金力学性能影响,并用SEM和EDX对加入微量合金后的铸态组织进行观察与分析。结果表明,最优配比为Ni0.02Cr0.03Zn0.2。在合金铸态组织中,Ni、Cr、Zn元素形成复杂的灰白色短棒状或粒状ω相,中和了Fe的有害作用,并且在合金拉伸变形时,可以阻碍位错的运动,对合金基体有一定的强化作用。     

新型低膨胀Mo-Cu合金电子封接材料研究

本试验研究了添加活化元素Ni对Mo-Cu合金的相对密度、烧结性能、热导率、电导率、热膨胀系数及组织的影响.研究结果表明:在Mo-Cu合金中加入Ni能降低合金烧结的致密化温度,促进烧结的进行.但Ni的加入降低了合金的导电和导热性能,并且使合金的组织变得粗大,75Mo-20Cu-5Ni的导热系数和95%Al2O3,陶瓷非常匹配,可被用作与其封接的合金.     

Cu-9.5Ni-2.3Sn-0.25Si合金铸态组织与时效性能的研究

本文应用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、X-射线衍射仪、SIGMASCOPE SMP10型导电仪、维氏硬度计等仪器,分析了添加0.25%Si对Cu-9.5Ni-2.3Sn合金的铸态微观组织,时效后的微观组织、电导率和硬度的影响。结果表明:Cu-9.5Ni-2.3Sn-0.25Si合金铸态组织呈明显的树枝晶状,且枝晶发达,组织中出现了Ni2Si、Ni3Si、Ni3Sn、Ni4Sn相,经400℃×4h时效后,由于Ni2Si、Ni3Si相的析出,通过阻碍晶粒长大和时效沉淀而强化,合金的电导率随时效时间的延长或时效温度的提高先一直增大,随后增加减缓,而合金的硬度与时效时间、时效温度曲线是单峰曲线,并随时效时间的延长或时效温度的提高先增大后减小,合金时效制度为400℃×6h为宜。     

微量Co对Cu-0.2Be合金组织性能的影响

采用大气熔铸工艺制备不同Co含量的Cu-0.2Be-XCo合金(X=0、0.5%、1.0%,质量分数),采用维氏硬度计、金属电导率测试仪及金相显微镜对合金的性能及组织进行测试.结果表明:随着Co含量的增加,铸态Cu-0.2Be-XCo合金的中心等轴晶区域逐渐扩大、粗大柱状晶区域减小,晶粒明显细化;Co的添加提高了铸态合金硬度,但同时降低了导电率,Cu-0.2Be-1.0Co合金的硬度较Cu-0.2Be合金增加23.5%,而导电率降低39.9%.合金经950℃×1 h固溶+460℃不同时间时效后,Cu-0.2Be合金导电率及硬度随时效时间基本不发生变化,Cu-0.2Be-0.5Co合金及Cu-0.2Be-1.0Co合金导电率及硬度在时效初期(0~2 h)急剧升高,中期(2~4 h)缓慢增加,后期(4~8h)趋于稳定.时效态Cu-0.2Be-0.5Co合金的综合性能较佳,经460℃×2 h时效,导电率为57.1%IACS,硬度(HV)为243.     

Co元素对Cu-3.0Ni-0.75Si合金软化温度的影响

研究了Co元素对Cu-3.0Ni-0.75Si合金电导率、硬度和软化温度演变规律的影响,并探讨了高温条件下Cu-3.0Ni-0.75Si-x Co合金电导率、硬度和抗拉强度随温度的变化规律,使用扫描电镜(SEM)对合金的拉伸断口形貌进行了分析。结果表明:经热轧,950℃×1 h固溶处理,一次冷轧,450℃×2 h时效处理和二次冷轧后,随着Cu-3.0Ni-0.75Si-x Co合金中Co含量的增加,合金的电导率先升后降,硬度和软化温度则不断升高,在二次冷轧后Cu-3.0Ni-0.75Si-0.5Co合金的软化温度能达到430℃,与未添加Co元素的Cu-3.0Ni-0.75Si合金相比,提高了约30℃。二次冷轧后的4种合金试样分别在350~550℃之间五个温度保温2 h,随着保温温度的升高,合金的电导率先升高后降低,抗拉强度和硬度则不断下降,延伸率不断上升,观察二次冷轧后分别在450和550℃保温2 h的试样拉伸断口形貌,进一步说明加热温度越高合金的塑性越好。在相同处理条件下,Co含量越高的Cu-3.0Ni-0.75Si-x Co合金,其抗拉强度也越高。     

Ni元素对Al-Cu-Mn合金组织及力学性能的影响

为研究添加Ni元素对Al-5.0Cu-0.6Mn合金组织及力学性能的影响,通过硬度试验、拉伸力学试验及摩擦磨损试验对合金力学性能进行研究;采用扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜及透射电子显微镜对合金微观组织进行检测分析。结果表明：向Al-5.0Cu-0.6Mn合金中添加Ni元素后,由于Al₃CuNi相析出的强化作用,并且与基体结合良好的增强相颗粒能均匀分布于合金中,使得合金硬度和强度大幅提高,摩擦磨损深度显著降低,综合力学性能得到有效的提升。当Ni元素的添加量为0.3%(质量分数)时,由于T相(Al₂₀Cu₂Mn₃)和Al₃CuNi相分布比较均匀,合金综合性能较为理想,其HV硬度、抗拉强度、摩擦磨损系数分别为126.4 MPa、395.2 MPa、0.12。     

时效态高强高导Cu-Ag-Cr合金的组织与性能

采用真空熔炼的方法制备了Cu-4Ag-0.8Cr合金,经时效处理后,可获得抗拉强度为585 MPa,电导率为85%IACS的高强高导铜合金。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、涡流导电仪、万能材料试验机研究了合金的组织与性能。结果表明,Cu-4Ag-0.8Cr合金在不同工艺下时效时,析出相存在两种形态,球状和三叉状。随着时效温度的升高,析出相逐步长大,且分布不均匀。随时效时间的延长,Cu-4Ag-0.8Cr合金的导电率不断增加,最后趋于恒值,而合金的抗拉强度先增加,达到峰值后急剧降低。合金在直流阻性负载条件下的电弧侵蚀表面显示出大量的浆糊状凝固物和喷发坑。     

微量铈和铬对Cu-0.1Ag合金接触线的性能影响

采用显微硬度计、电子拉伸试验机、光学显微镜和TEM等，通过与Cu-0．1％Ag合金对比，分析了Cu-0．1％Ag-0．06％Ce合金和Cu-0．1-kAg0．1％Cr合金的抗软化性能、合金元素的作用及组织形貌特征。结果表明：Cu-0．1％Ag合金中分别加入铬和稀土铈后，综合性能明显提高。软化温度分别提高了110和35℃，稀土化合物以小球状分布在晶体内，细化晶粒，提高硬度（强度）和抗软化性能。     

Sc对7056铝合金组织和性能的影响

对铸态合金进行了均匀化处理、挤压、固溶处理和时效处理,通过分析合金的化学成分,观察合金在不同状态的显微组织及析出相透射电镜(TEM)形貌,测试合金在热处理后的硬度和拉伸性能,研究了向7056铝合金中加入质量分数0.2%的Sc对合金组织和性能的影响.实验结果表明,Sc元素的加入可以明显细化组织晶粒,铸态晶粒由100~500 μm下降到50 μm左右;Sc元素的加入对合金的塑性有大幅度提高,时效处理后,合金的断后伸长率从10.82%增加到了13.60%;但屈服强度却由668 MPa下降到657 MPa.通过综合计算晶粒大小、析出相强化等因素,详细分析了Sc元素加入引起7056铝合金峰时效态屈服强度下降的原因.理论计算显示,向合金中加入质量分数0.2%的Sc元素时,峰时效处理后,合金的强度值会下降12.005 MPa,与试验值11 MPa接近.研究得到7056铝合金最佳的单级时效制度为120℃+16 h,峰值硬度和强度为195.2 HV和714 MPa,此时合金中主要强化相为圆盘状和短棒状的MgZn₂相,大小约为4~6 nm,同时存在球状的Al₃Zr相,大小约为20 nm.      

Ni含量对Cu-Ni-Cr合金组织和性能的影响

采用中频熔炼-铁模铸造-热轧-固溶-冷轧-时效处理工艺,制备了Cu-Ni-Cr合金板材.通过拉伸力学性能测试、电导率测试、金相和透射电子显微镜观察.研究了不同Ni含量对该合金组织和性能的影响.结果表明:Cu-Ni-Cr合金在Ni含量不大于2%时.其常温力学性能相差不大,在Ni含量达到5%后强度才有较大的下降;Ni可有效地调节合金的电导率,在Ni含量从0.5%变化到5%时,合金的电导率也从64%IACS变化到20.9%IACS,因此可根据具体要求选择设计合金的成分;在此处理态下,两成分的合金Cu-1.5Ni-0.5Cr和Cu-2.0Ni-0.5Cr的高温力学性能都较好,抗拉强度在350℃时在280MPa左右,延伸率也在8%左右.     

形变时效处理对Cu-0.5Cr-2Ni合金性能的影响

通过中频熔炼—铁模铸造—热轧—固溶处理—冷轧—时效处理工艺制备了Cu-0.5Cr-2Ni合金板材。采用拉伸力学性能测试、电导率测试、金相和透射电子显微镜观察研究了不同时效处理对该合金组织和性能的影响。结果表明,Cu-0.5Cr-2Ni合金在固溶处理为930℃×1 h、冷变形量为60%、时效状态为450℃×4 h的条件下综合性能最好。该合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率、电导率分别达到438 MPa、398 MPa、12.4%、45.5%IACS。     

Sc对7056铝合金组织和性能的影响

对铸态合金进行了均匀化处理、挤压、固溶处理和时效处理,通过分析合金的化学成分,观察合金在不同状态的显微组织及析出相透射电镜(TEM)形貌,测试合金在热处理后的硬度和拉伸性能,研究了向7056铝合金中加入质量分数0. 2%的Sc对合金组织和性能的影响.实验结果表明,Sc元素的加入可以明显细化组织晶粒,铸态晶粒由100～500μm下降到50μm左右; Sc元素的加入对合金的塑性有大幅度提高,时效处理后,合金的断后伸长率从10. 82%增加到了13. 60%;但屈服强度却由668 MPa下降到657 MPa.通过综合计算晶粒大小、析出相强化等因素,详细分析了Sc元素加入引起7056铝合金峰时效态屈服强度下降的原因.理论计算显示,向合金中加入质量分数0. 2%的Sc元素时,峰时效处理后,合金的强度值会下降12. 005MPa,与试验值11 MPa接近.研究得到7056铝合金最佳的单级时效制度为120℃+16 h,峰值硬度和强度为195. 2 HV和714MPa,此时合金中主要强化相为圆盘状和短棒状的MgZn2相,大小约为4～6 nm,同时存在球状的Al3Zr相,大小约为20 nm.     

稀土元素Ce对铸态Cu-Si-Ni合金组织号陛能的影响

研究了稀土元素Ce的不同加入量对铸态Cu—Si—Ni合金电导率、硬度和组织的影响。研究结果表明：稀土元素Ce能净化铜基体、细化晶粒、提高cu—si—Ni合金的电导率及硬度,当稀土元素Ce的加入量为0．06％时Cu—Si—Ni合金的电导率和硬度最高。     

Cu-Ag-Cr合金的强化机制及定量探讨

采用中频熔炼-铸造-热轧-固溶-冷轧-时效处理工艺制备了Cu-Ag-Cr合金。通过拉伸力学性能测试、硬度测试和透射电子显微镜观察,研究了微量Cr和Ag对固溶-预冷变形-时效合金组织和性能的影响,探讨了Cu-Ag-Cr合金的主要强化机制,并用理论计算来预测Cr对合金屈服强度的增量。结果表明:微量Ag在Cu-0.1Ag-0.5Cr合金中主要以固溶形式存在,微量Cr在时效态Cu-0.1Ag-0.5Cr合金中主要以单质Cr粒子形式存在,Cr粒子的尺寸约为几个到十几个纳米,呈现共格畸变产生的豆瓣状析出相衬度,与基体共格,冷轧后时效态组织中有部分保留的位错亚结构。细小弥散分布的析出相质点能够强烈地钉扎位错,对形变组织中的亚结构具有稳定作用,阻碍位错运动和亚晶界的合并,从而使合金中仍能保持较高的位错密度,延缓回复过程和再结晶形核的开始。Cu-0.1Ag-0.5Cr合金的强化机制是Ag的固溶强化、预冷变形引入的亚结构强化和Cr粒子的析出强化。理论计算的屈服强度增量,与实验测试的Cu-Ag-Cr合金屈服强度增量很接近,计算值与实测值相差5.5%。Cr的析出强化量可以由计算近似得到。     

微量合金元素添加对Al2O3弥散强化Cu微观组织和硬度的影响研究

弥散强化Cu是一种广泛应用于汽车和电子行业的高强高导Cu基复合材料。本文采用机械合金化法制备了Al2O3颗粒弥散强化Cu合金,并对比研究了微量Ag、Ni、Zr、Hf和Ti合金元素对Cu-1.20%Al2O3弥散强化Cu合金微观组织和硬度的影响。XRD结果表明高能球磨能有效地固溶Al2O3弥散相到Cu基体中;硬度测试表明添加Ag元素能显著地提高弥散强化Cu的维氏硬度,添加Ni和Hf元素仅在一定程度上改善弥散强化Cu的维氏硬度,而添加Zr和Ti元素则对提高弥散强化Cu的硬度作用不大;SEM表征结果显示有Ag掺杂的弥散强化Cu合金中的Al2O3弥散相粒径明显小于未掺杂Ag的情况。弥散强化Cu硬度的提高与Ag在Cu与Al2O3相界面的偏聚进而有效抑制弥散Al2O3颗粒长大紧密相关。     

Nb含量对机械合金化Cu-Nb合金组织与性能的影响

在金属铜粉中分别加入1.5%和6%的Nb粉(质量分数),通过机械合金化和800℃/2 h/30 MPa条件下真空热压,制备Cu-1.5%Nb和Cu-6%Nb合金,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及电导率与硬度测试,研究Nb含量对合金微观组织结构与性能的影响。结果表明,通过机械合金化得到的Cu-1.5%Nb和Cu-6%Nb复合粉末,Cu相平均晶粒尺寸分别约为17和13 nm。Nb含量增加有助于抑制Cu晶粒长大,热压Cu-6%Nb合金中Cu相的平均晶粒尺寸保持纳米级(65 nm),而Cu-1.5%Nb合金的Cu晶粒平均尺寸为亚微米级,约为110 nm。热压过程中脱溶析出的Nb颗粒尺寸分布为双模态,既有尺寸大于100 nm的粗大Nb粒子,也有尺寸小于10 nm的纳米Nb粒子。与Cu-1.5%Nb合金相比,Cu-6%Nb合金的显微硬度(HV)提高了112,但电导率降低约7.54×10~6 S/m。细晶强化和弥散强化是Cu-Nb合金的主要强化机制。     

热处理对Cu-3Si-2Ni合金组织与性能的影响

用硬度计、涡流电导率测试仪和万能试验机测试分析了固溶—时效工艺对Cu-3Si-2Ni合金组织和性能的影响。结果表明,该合金具有显著的时效强化特性,经900℃×45 min固溶和450℃×2 h时效工艺处理后,其抗拉强度、屈服强度、硬度、电导率分别提高了41.6%、30.1%、116.5%、10.8%。