上引连铸-连续挤压技术制备Cu-Cr-Zr合金的组织与性能EI北大核心CSCD

采用上引连铸-连续挤压技术制备Cu-0.88Cr-0.14Zr(质量分数)合金,并对挤压后的棒材进行不同制度的时效处理。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射技术(EBSD)等分析测试手段研究合金经不同工艺/制度处理后的组织与性能的变化。结果表明:上引连铸Cu-Cr-Zr合金棒坯在连续挤压过程中发生了剧烈的剪切变形和动态时效,晶粒明显细化,析出尺寸为15~20 nm的Cr相,与铸态相比,挤压态合金的导电率与硬度分别增加了28.6%IACS、49.6 HV。确定了挤压态合金杆材经(925℃,12 h)均匀化退火和(1000℃,1 h)固溶处理后的峰时效制度是(475℃, 3 h),此时基体中析出了平均晶粒尺寸为2.6 nm的Cr相,合金的导电率和硬度分别可达73%IACS、155 HV。     

上引-连续挤压法制备Cu-Cr-Ag合金的组织与性能

采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等分析测试手段系统研究不同热处理工艺制度对上引-连续挤压法制备Cu-Cr-Ag合金微观组织性能的影响规律。结果表明,上引连铸Cu-Cr-Ag合金棒坯经连续挤压过程中合金发生了强烈的剪切变形,晶粒破碎明显,其晶粒平均尺寸为4～5μm。挤压后合金经60%冷轧,875℃固溶1h,60%冷轧,450℃时效不同时间后,其维氏硬度与时效时间的关系呈先下降后上升再下降的趋势,而导电率与时效时间的关系呈先快速上升后缓慢增加最后趋于稳定的趋势。固溶冷变形后合金在450℃时效的析出序列为过饱和固溶体→G.P区→fcc Cr相→有序化→bcc Cr相,且bcc Cr相与基体的取向关系呈N-W关系,即(110)_(Cr)//(111)_(Cu),(001)_(Cr)//(111)_(Cu),[110]_(Cr)//[112]_(Cu)。     

上引-连续挤压法制备Cu-Cr-Ag合金组织性能的研究

本文采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等分析测试手段系统研究不同热处理工艺制度对上引-连续挤压法制备Cu-Cr-Ag合金微观组织性能的影响规律。试验结果表明,上引连铸Cu-Cr-Ag合金棒坯经连续挤压过程中合金发生了强烈的剪切变形,晶粒破粹明显,其晶粒平均尺寸为4～5μm。挤压后合金经60%变形,875℃×1h固溶处理,60%变形,450℃不同时效处理后,其维氏硬度与时效时间的关系呈先下降后上升再下降的趋势,而导电率与时效时间的关系呈先快速上升后缓慢增加最后趋于稳定的趋势。析出相的析出序列为过饱和固溶体→G.P 区→f.c.c Cr相→有序化→b.c.c Cr相,且b.c.c Cr相与基体的取向关系呈N-W关系。     

热处理对Mg-12Gd-3Y-Sm-0.5Zr合金组织和性能的影响

通过OM,SEM,TEM,XRD和力学拉伸实验,研究了固溶和时效热处理对Mg-12Gd-3Y-Sm-0.5Zr(质量分数,%)合金组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-12Gd-3Y-Sm-0.5Zr合金铸态组织由α-Mg基体和含Mg5Gd相和Mg41Sm5相的粗大枝晶组成,经过固溶和时效处理后,时效析出了Mg24Y5相,Mg5Gd相演变为Mg3Gd相,固溶时效态合金纳米尺寸的长条状相的脱溶析出可有效强化合金。合金在不同状态下的室温抗拉强度为:铸态219.4 MPa、固溶态224.0 MPa和时效态299.8 MPa。     

Cu-Cr-Zr合金热处理组织及其力学性能

通过金相组织观察和力学性能测定研究了固溶和时效热处理对Cu-Cr-Zr合金合金锻件组织和力学性能的影响规律.结果表明,随固溶温度的提高合金锻件硬度连续下降,当固溶温度大于995 ℃后,合金充分固溶,形成单相固溶体组织;随时效温度的提高,合金锻件硬度在450 ℃出现峰值,在大于450 ℃后合金硬度和抗拉强度趋于下降,但塑性提高;时效状态下的主要组成相为富Cu和富Cr固溶体以及Cu10Zr7金属间化合物相;富Cr固溶体与Cu10Zr7复合生长,以富Cr固溶体为先析出相,呈鹅卵形态.     

Cu-Cr-Zr-Mg-Ce合金微观组织及时效工艺

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及能谱分析仪(EDS)对Cu-0.4Cr-0.2Zr-0.15Mg-0.02Ce合金的铸态、固溶态及时效态的组织进行了观察和相分析。结果表明,铸态合金为枝晶组织;在960℃×2h固溶后合金析出了条状金属间化合物;再经60%变形量的冷轧和480℃×8h时效,合金生成了Cr单质和Cu4Zr相。同时研究了在480℃下不同的时效时间(2、5、8、11、14、17h)下电导率和硬度。结果表明,在480℃×8h时效时硬度(HBW)达165,在480℃×11h时效后电导率达到了46.98MS/m。     

热处理对Mg-8Gd-2.5Nd-0.5Zr合金组织和力学性能的影响EI北大核心CSCD

通过OM、XRD、TEM、SEM和电子拉力试验机等,研究了固溶和时效处理对Mg-8Gd-2.5Nd-0.5Zr(质量分数,%)合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:合金铸态组织由α-Mg基体和含Mg5Gd相、Mg12Nd相的粗大枝晶组成,经过热处理后,合金中方块状颗粒相明显增多,且分布在晶界处;固溶时效态合金析出的纳米尺寸方块相可有效强化合金。时效态合金中β'析出相形态类似多个纺锤形相连接而成,相互之间的夹角呈120°,且具有周期结构。铸态、固溶态和时效态合金在不同状态下的室温拉伸强度分别为:189.3、201.4和251.1MPa。     

热处理对Mg-8Gd-2.5Nd-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

通过OM、XRD、TEM、SEM和电子拉力试验机等,研究了固溶和时效处理对Mg-8Gd-2.5Nd-0.5Zr(质量分数,%)合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:合金铸态组织由α-Mg基体和含Mg5Gd相、Mg12Nd相的粗大枝晶组成,经过热处理后,合金中方块状颗粒相明显增多,且分布在晶界处;固溶时效态合金析出的纳米尺寸方块相可有效强化合金。时效态合金中β'析出相形态类似多个纺锤形相连接而成,相互之间的夹角呈120°,且具有周期结构。铸态、固溶态和时效态合金在不同状态下的室温拉伸强度分别为:189.3、201.4和251.1MPa。     

热处理对Cu-Cr-Zr-Ni-Si-B合金组织与性能的影响

向Cu-Cr-Zr合金中添加Ni、Si、B元素制备Cu-Cr-Zr-Ni-Si-B合金,研究热处理对Cu-0.6Cr-0.15Zr-2.8Ni-0.7Si-0.06B合金显微组织、电导率和硬度的影响。结果表明：合金铸态组织为粗大的柱状晶,基体内部弥散分布着大量粗大过剩相;固溶处理后,过剩相基本溶解,晶粒明显长大;时效析出颗粒主要有Ni2Si、CrSi2、Cr3B4等化合物。随固溶温度的升高,合金硬度及电导率均快速下降,最低达到105.10 HV0.2、18.77%IACS。时效处理后,合金电导率、硬度都有大幅提升。经960 ℃×2 h固溶＋550 ℃×1 h时效后,硬度达到256.32 HV0.2,导电率达到39.7%IACS,软化温度达到575 ℃。     

CuCr1合金接触线的时效工艺及组织性能

采用固溶-连续挤压-时效-轧制-拉拔工艺和固溶-连续挤压-轧制-时效-拉拔工艺生产了CuCr1合金接触线,测试和分析了不同状态CuCr1合金的组织和性能。结果表明:连续挤压态CuCr1合金时效处理后的性能优于轧制时效态;连续挤压态CuCr1合金组织为条带状变形组织,有少量的回复组织;轧制态CuCr1合金组织为变形的晶粒和沿带状晶界分布的Cr相;时效态CuCr1合金组织主要为再结晶组织。固溶-连续挤压-时效-轧制-拉拔工艺生产的接触线抗拉强度达到489 MPa,导电率达到79.47%IACS,其性能优于固溶-连续挤压-轧制-时效-拉拔工艺生产的接触线。     

导线用高强度高导电性铜-铬合金的热处理和性能研究

高强度高导电性铜-铬合金是一种接触导线用铜合金,含0. 79%Cr、0. 11%Zr、0. 06%La和0. 06%Y(质量分数)。研究了铸态、固溶态、时效态和冷轧后时效态铜-铬合金的显微组织、硬度和导电性能。固溶处理工艺为950℃×60 min水冷,时效温度为400～600℃,时效时间0～360 mm,冷轧变形量20%～80%。结果表明:铸态铜-铬合金的组织为黑色Cr相和含钇和镧的亮白色Cu5Zr相;固溶处理后Cu5Zr相基本回溶于基体,黑色Cr相细小弥散;经60%冷轧变形的合金晶粒沿轧制方向拉长,尺寸约为400μm;时效时间相同,随着时效温度的升高,合金的硬度和电导率均提高;与未经冷轧的时效态铜-铬合金相比,经冷轧变形并时效的合金达到最高电导率的时效时间较短,且冷轧变形60%随后500℃时效60 min的合金硬度明显高于未经冷轧、500℃时效360 min的合金;冷轧变形60%、500℃时效60 min的铜-铬合金中有高密度位错和位错缠结,弥散的纳米级第二相与基体保持共格关系,使合金强化。     

时效和形变对Cu-Cr-Zr合金性能的影响

采用非真空熔炼工艺制备Cu-Cr-Zr合金,研究了不同温度下时效时间对合金显微硬度和导电率的影响,并分析了在500℃时效时变形量和合金显微硬度与导电率的关系,用扫描电子显微镜(SEM)观察分析了材料的显微组织。结果表明:非真空熔铸的Cu-0.90Cr-0.18Zr合金950℃×1 h固溶后,经过适当的形变和固溶时效处理,显微硬度和导电率都显著增加,分别达到179 HV和79%IACS。时效后固溶在基体中的合金元素大量析出,析出相弥散分布。     

热处理对Mg-4Y-3R_E合金微观组织和力学性能影响

采用熔铸法制备了Mg-4Y-3R_E-0.5Zr合金,利用固溶处理和时效处理;采用扫描电子显微镜(SEM)观察了合金的微观组织,利用能谱仪(EDS)对微区成分和析出相进行了分析,采用X射线衍射仪对合金的相组成进行分析。结果表明,Mg-4Y-3R_E-0.5Zr铸态合金由α-Mg和晶界处Mg-Y-Nd三元相组成,析出相为不规则的条状,固溶处理后晶界处三元相溶入基体,晶粒尺寸与铸态晶粒尺寸相差不明显。随着时效时间增加,晶粒尺寸无明显变化,时效2 h后,晶粒内部出现细针状和细小颗粒的析出相,且随时效时间延长析出相的数量明显增加。固溶+时效处理8 h后的合金比铸态合金的拉伸性能提高了30 MPa,而伸长率没有明显变化。     

挤压变形对Sr+Sb联合变质Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金时效硬化效果的影响

对比分析了铸态和挤压态Sr+Sb联合变质Mg-5Sn-1. 5Al-1Zn-1Si合金在时效过程中的组织与硬度的异同,讨论了产生差异的原因。结果表明:挤压变形合金的时效硬化效果明显强于铸态合金的时效硬化效果。铸态合金随着时效温度的升高和保温时间的延长,析出的化合物增多,特别是Mg_(17)Al_(12)和Mg_2Sn相。铸态合金经固溶和时效处理后的最大平均硬度为92. 12 HBW,比未经固溶时效处理时的硬度仅提高了7. 78%,且硬度测量误差范围波动较大。挤压变形合金随着时效温度的升高和时效时间的延长,大量颗粒状析出相均匀分布在基体上,析出相明显长大。挤压变形合金经固溶时效处理后的最大平均硬度为116. 94 HBW,比未固溶时效处理时的硬度提高了21. 4%,且硬度误差波动范围较小。挤压后合金经过固溶时效处理后,材料的性能稳定性明显提高。     

Cu-Cr-Zr系合金中Zr含量对初生相的影响

采用大气熔铸的方法制备了不同Zr元素含量的Cu-Cr-Zr系合金。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱分析(EDS)等检测手段,分析了不同Zr元素含量对Cu-Cr-Zr系合金初生相形貌、分布、成分和尺寸等方面的影响,同时还观察了时效析出相。结果表明:Cu-Cr-Zr系合金中初生相主要沿晶界分布,初生富Cr相有多边形、椭圆形和短棒状3种形貌,其成分为Cr_3Si,是面心立方结构。初生含Zr相主要为细长的针状,为Cu_5Zr相。时效时间对初生相形貌和尺寸的影响不大,但会影响初生富Cr相的数量,Zr元素含量提高会阻碍初生富Cr相的长大,促进初生相的球化过程,这与界面能σ和弹性应变能ΔΕ的相对大小有关;时效析出相有豆瓣衬度和椭圆形两种形貌,且与基体完全共格。     

热处理对Mg-12Gd-2Y-0.5Sm-0.5Sb-0.5Zr显微组织的影响

采用OM、SEM、EDS、TEM和SAED等技术研究了Mg-12Gd-2Y-0.5Sm-0.5Sb-0.5Zr合金在铸态、时效态及固溶态的显微组织变化。结果表明,与铸态合金显微组织相比,时效态合金析出相更加细小弥散;铸态合金析出相有α-Mg、Mg5Gd相和Mg24Y5相,固溶态有α-Mg、Mg3Gd相和Mg24Y5相,时效态有α-Mg,Mg41Sm5,β'相。β'相形态为多个纺锤形相联结而成,相互夹角呈120°,具有周期结构。     

预孪生化镁合金时效微观组织研究

对铸造Mg-8Zn-2Y-1Zr合金进行了固溶处理、预拉伸变形和时效处理,采用金相显微镜及透射电子显微镜等研究了经3%预拉伸变形的Mg-8Zn-2Y-1Zr合金时效微观组织。结果表明:经3%预拉伸变形的固溶态合金试样晶粒内产生大量孪晶,其硬度值比未变形的固溶态合金试样提高了HV6.9。经3%预拉伸变形的固溶态合金试样经160℃时效处理后,时效进程中产生大量GP区。峰时效阶段合金中存在大量弥散分布的短杆状沉淀相和未完全脱溶的沉淀相,此时合金硬度达HV86.2。过时效阶段部分沉淀相已长大为长杆状,但基体中仍存在大量弥散分布且尺寸细小的短杆状沉淀相,孪晶界上的短杆状沉淀相不仅析出密度高于基体,且发生约86°的转动。     

Mn18Cr18N钢的时效析出行为及对力学性能的影响

采用等温时效处理研究了Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢在650~900℃温度区间的析出行为,并分析了析出物对力学性能的影响。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对析出物数量、形貌和拉伸断口进行观察。结果表明:固溶态试样的显微组织是由单相奥氏体晶粒和少量退火孪晶组成。随着时效温度从650℃增加到900℃,750℃为Cr_2N的最敏感析出温度。析出物Cr_2N优先沿着晶界析出,随着时效时间的延长,析出物以不连续胞状方式向晶内生长。对固溶态试样和750℃时效处理试样进行室温拉伸测试,时效态试样的断裂模式从固溶态的韧窝状断口转变为脆性沿晶/穿晶断口。因此,为了避免热变形过程中Cr_2N的析出,应将温度严格控制在900℃以上。     

Cu－0．99 Cr合金的组织和力学性能研究

在大气环境下采用普通中频感应电炉制备了Cu-0.99 Cr合金,并研究分析了该合金的铸态和热处理态的显微组织和力学性能.试验结果表明,铸态和固溶时效合金中所存在的相为α-Cu、Cr.铸态时部分Cr溶于基体中,部分Cr以第二相形式存在.合金铸态试样的拉伸强度为211.5 MPa,硬度为85.8 HB.对铸态合金试样经980℃×1 h固溶(水淬)→470℃×4 h时效(空冷)热处理后,过饱和固溶体分解析出了更多的Cr相.其拉伸强度和硬度分别提高到274.6 MPa和116.9 HB.     

Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr合金的显微组织与力学性能

对Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr(NZ30K)合金铸态、固溶态(T4)和时效态(T6)的显微组织、室温力学性能和断裂行为进行了研究。研究结果表明,NZ30K合金铸态时由α-Mg与分布在晶界的Mg12Nd相组成;固溶处理态时由过饱和α-Mg固溶体和晶粒内部细小的含Zr化合物组成;时效处理态时细小片状析出相从棱柱面析出,同时晶粒内部细小的含Zr化合物仍然存在。不同的时效处理工艺下时效析出相种类不同,200℃峰值时效态时为β″亚稳相,250℃×10h时效态时为β′亚稳相。合金经过200℃峰值时效处理后具有最佳的室温力学性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为142MPa、305MPa、11%。合金的断裂方式与其状态有关,铸态合金以沿晶断裂为主,固溶处理态和200℃峰值时效态合金以穿晶解理断裂为主,250℃×10h时效态合金为穿晶和沿晶混合型断裂。