Cu-Cr-Zr合金的铸态组织分析

采用金相分析、扫描电镜及能谱仪等分析方法对Cu-0.35Cr-0.14Zr合金的铸态组织进行研究分析。研究结果表明,主要存在有三种相,即铜基体、富Cr相以及富CuZr相。合金中Zr元素主要以Cu51Zr14化合物较粗大三角块状或长条状形式存在,Cr元素主要以单质块状或粒状形式存在于基体中,部分固溶于Cu51Zr14化合物中,第二相主要在铸态组织枝晶间分布。     

Cu-Cr-Zr合金搅拌摩擦焊接接头的组织和力学性能

采用旋转速度为750和1500 r/min,焊接速度为23.5 mm/min的焊接参数分别对时效态和固溶态的3 mm厚的Cu-Cr-Zr合金板进行搅拌摩擦焊接,研究转速及母材区(BM)初始状态对搅拌摩擦焊(FSW)接头的微观组织与力学性能的影响,并对接头的力学性能进行模型化定量分析。结果表明:FSW后,接头晶粒显著细化,沉淀相在搅拌头的高温热作用下固溶在基体中。当BM的初始状态为时效态时,与1500 r/min样品相比,750 r/min样品晶粒尺寸较小且存在沉淀相,750 r/min样品力学性能较高,主要是晶界强化和沉淀强化的作用。当BM的初始状态为固溶态时,与1500 r/min样品相比,750 r/min样品晶粒尺寸较小,力学性能较高,主要是晶界强化的作用。当FSW转速相同时,时效态接头的晶粒尺寸小于固溶态接头,而力学性能高于固溶态接头,主要是由于BM的初始组织状态不同导致的。综合分析表明:FSW过程中选用低转速焊接,可以获得性能较优的接头。     

Cu-Cr-Zr系合金非真空熔炼过程的热力学分析

对Cu-Cr-Zr系合金非真空熔炼过程进行热力学分析,分别计算Cu、Cr和Zr等合金组元与炉气、坩埚、炉衬和炉渣反应的吉布斯自由能变化,分析合金熔炼过程中相关反应的可能性,并对部分分析结果进行实验验证。结果表明,在熔炼温度下,炉气中微量氧气和氮气都能与合金组元中的铬和锆发生化学反应而使其烧损;金属氧化物ZrO2和MgO等对于铬和锆具有良好的化学稳定性,可以作为熔炼Cu-Cr-Zr系合金的坩埚和炉衬材料。     

异质结构铜铬锆合金的摩擦磨损性能

以纯铜粉和铜铬锆合金粉为原料,通过热压烧结法制备了由铜铬锆超细晶和铜粗晶组成的异质结构铜合金,研究了其在干摩擦条件下的摩擦磨损行为。结果表明,与均质结构铜合金相比,异质结构铜合金具有更稳定的摩擦因数、更好的耐磨性和更高的导电性能。性能的提高源于其独特的异质结构。     

Cu-Cr-Zr合金连续驱动摩擦焊接头热力演变

采用热电偶—蓝牙技术测量了Cu-Cr-Zr合金连续驱动摩擦焊接头特征点的温度,并研究接头温度与组织演变的关系. 结果表明,各特征点温度均存在一定程度的滞后现象;沿工件径向, 2/3R区温度最高;沿工件轴向,摩擦界面处温度最高;旋转工件的温度略低于移动工件. 在热力耦合作用下,接头焊合区形成细小的等轴晶粒,热力影响区晶粒被不同程度拉长,呈塑性流线.从轴心到外径动态再结晶区的宽度增加,晶粒粗化,而与其相邻的热力影响区径向塑性流动的趋势减小. 此外,与旋转端相比,移动端接头具有较高的峰值温度和再结晶峰值宽度,所对应的焊合区晶粒也较为粗大.     

Cu-Cr-Zr合金的低周疲劳行为

通过室温低周疲劳(LCF)试验研究了Cu-Cr-Zr合金的低周疲劳性能和循环变形行为,利用电子背散射衍射、透射电镜和扫描电镜分别分析了合金循环变形前后的微观结构和疲劳断口。结果表明:Cu-Cr-Zr合金的弹性应变幅、塑性应变幅与断裂时的循环周次之间的关系可分别用Basquin和Coffin-Manson公式表示。Cu-Cr-Zr合金在高外加总应变幅(Δε_t/2=0.6%)的疲劳变形后期会出现循环硬化现象,循环变形组织为位错墙、位错团簇、亚结构胞状组织的混合结构,并且观察到了孪晶的形成。此外,所选材料在外加总应变幅为0.4%时的疲劳断口呈现多疲劳源特征,疲劳裂纹扩展区中观察到了大量的撕裂棱、韧窝、以及犁沟。     

液固两相介质流中Cu-Cr-Zr合金的冲蚀磨损行为

利用MCF-30冲蚀磨损实验机,对固溶态及随后经过不同形变热处理的Cu-Cr-Zr合金进行液固两相流冲蚀磨损实验,并运用扫描电镜对其微观形貌进行观察与分析。结果表明：在两种不同介质冲蚀磨损实验中,固溶态合金冲蚀磨损质量损失最大,且随形变时效后加工变形程度的增大,冲蚀磨损质量损失呈先逐渐下降然后上升的变化趋势;添加少量石英砂（10 g/L）后,合金冲蚀磨损质量损失约增加19%-35%;铜合金线材二次加工变形率在50%-80%之间时,具有良好的抗冲蚀磨损性能。     

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。     

不同Cr含量Cu-Cr-Zr合金的热拉伸变形行为

采用Gleeble-3810热模拟试验机进行高温热拉伸试验,研究了不同Cr含量的Cu-Cr-Zr合金在变形温度350～500℃,应变速率0.01～1 s-1范围内的流变行为.发现随着应变速率和Cr含量的升高以及变形温度的降低,Cu-Cr-Zr合金的流变应力呈现上升规律.对断口组织的分析发现,应变速率、变形温度以及Cr含...     

Effect of deep cryogenic treatment on mechanical behavior of a Cu-Cr-Zr alloy for electrodes of spot welding

The effects of deep cryogenic treatment on mechanical behavior of a Cu-Cr-Zr alloy for electrodes of spot welding were investigated employing Brinell-hardness testing unit, abrasion examination machine, electronic almighty testing machine and X-ray stress analyzer. Tensile fracture surfaces of the alloy were characterized by scanning electronic microscope （SEM） with energy dispersive X-ray spectroscopy （EDS）. The results showed that, after deep cryogenic treatment, σb and σ0.2 increased 23 MPa and 21 MPa respectively, the wear rate of the alloy exhibited the trend of decrease with the decreasing temperature and increasing time of deep cryogenic treatment, and the surface residual stress of the alloy was partially eliminated by deep cryogenic treatment.     

Cu-Cr-Zr合金高温热变形行为

为研究Cu-Cr-Zr合金的高温热变形行为,建立Cu-Cr-Zr合金的高温本构模型,采用Gleeble-1500D热模拟实验机对该合金进行不同变形条件下的热压缩实验。实验参数为:变形量60%、应变速率0. 1~5 s-1、变形温度650~900℃。实验结果表明:变形初始阶段加工硬化大于动态软化作用,使得应力值迅速增大至峰值,之后动态软化大于加工硬化作用,使得应力值降低至一定程度再趋于平稳。通过对Cu-Cr-Zr合金应力-应变曲线的变化规律进行分析可得,低应变速率和高变形温度都会促进合金动态再结晶的程度。利用计算软件对实验数据进行计算和整理,将由线性拟合所得数值代入Arrhenius本构模型,可得Cu-Cr-Zr合金的本构模型。     

Cu-Cr-Zr合金在施加直流电流时效后的电性能和力学性能(英文)

在不同温度和电流密度下对Cu-Cr-Zr合金进行不同时间的时效处理,发现在合适的时效温度下施加电流,可以同时提高合金时效后的电导率和硬度。随着电流密度的增加,电导率呈线性增长,但硬度保持不变。显微组织观察表明,施加电流时效后,组织中出现了大量的位错和纳米级铬析出物,这是提高电导率和硬度的原因。电流作用机理与焦耳热、大量电子的迁移及因电子风力而提高的溶质原子、空位和位错的扩散能力有关。     

Cu-Cr-Zr合金电滑动磨损微观形貌分析

对经真空熔炼、热锻、固溶和时效处理、拉拔变形获得的Cu-0．40Cr-0．10Zr合金线材进行了电滑动磨损试验,利用扫描电镜对合金磨损后的合金微观形貌进行了观察和分析。结果表明,Cu-Cr-Zr合金在磨损过程中,表层先产生塑性变形和加工硬化现象。在较大电流（50A）作用下,合金次表层中会产生明显再结晶层,与表面未再结晶层之间存在较大拉应力,从而促进磨损裂纹的萌生和扩展,加速磨损过程。加工过程中产生的裂纹,将对合金的磨损性能产生不利影响。     

Cu-Cr-Zr形变原位复合材料的微观结构及热稳定性研究

采用真空熔铸与形变原位复合的方法制备了Cu-Cr-Zr形变原位复合材料.研究了Cu-Cr-Zr合金铸态、变形态和最终变形态经不同温度退火后材料的显微组织,测定了三种工艺的最终变形态经不同温度退火后材料的抗拉强度.结果表明,Cu-Cr-Zr合金经室温变形后,Cr相由铸态的树枝晶逐渐转变成细纤维状形,横截面呈薄片弯曲状,且应变量越大,纤维越均匀细化;随着最终退火温度的提高,Cu基体发生回复再结晶,Cr纤维逐渐分裂最终球化;Cu-Cr-Zr形变原位复合材料抗软化温度达到550℃.当退火温度低于600℃时,电导率随着温度的升高而增大,而当温度高于这个温度,电导率急速下降.     

铬青铜和铜铬锆热处理前后的显微组织

采用高分辨的透射电子显微镜分析铬青铜和铜铬锆在固溶时效处理前后的显微组织。结果表明,铬青铜和铜铬锆合金在固溶时溶解于铜基体的强化相Cr在时效后弥散均匀分布在基体Cu上。铬与铜没有中间相或化合物形成,铜铬锆固溶时效处理后组织中的析出相要比铬青铜组织中的析出相尺寸小,铜铬锆晶界处偏聚的析出相尺寸也比铬青铜晶界处的析出相小,而且添加锆所构成的铜合金则有Cu5Zr相的析出。     

纳米相增强铜合金的强化机理

采用TEM和HRTEM测试手段研究了铸态和时效处理后Cu-0.43Cr-0.22Zr-0.092Mg合金的微观结构,并对热处理过程中纳米相的形成及其对铜合金的增强机制进行了探讨。研究结果表明：铸态显微结构中晶格条纹间距为1.2 nm的粒子经时效处理后形成新的沉淀相,与铜基体之间显示Nishiyama-Wasserman的取向关系,具有Orowan强化效果。     

Establishing the knowledge repository of rapidly solidified aging Cu-Cr-Zr alloy on the artificial neural-network

The non-linear relationship between parameters of rapidly solidified aging processes and mechancal and electrical properties of Cu-Cr-Zr alloy is available by using a supervised artificial neural network (ANN). A knowledge repository of rapidly solidified aging processes is established via sufficient data learning by the network. The predicted values of the neural network are in accordance with the tested data. So an effective measure for foreseeing and controlling the properties of the processing is provided.     

Cu-Cr-Zr合金铸锭铸造缺陷产生原因与防止措施

铸锭的铸造质量对合金的使用性能有重大影响,Cu-Cr-Zr合金常见的铸造缺陷包括缩孔、气孔、裂纹、偏析、冷隔和铜豆等。通过对比不同工艺条件下铸锭的微观组织,讨论了熔铸工艺参数以及模具预处理状态对Cu-Cr-Zr合金铸锭铸造质量的影响,并分析了较高含量合金元素所造成的枝晶偏析以及成分偏聚对合金性能的影响。分析了铸造缺陷的产生原因及其对合金性能的影响,介绍了防止常见铸造缺陷的措施和工艺方法。     

Cu-Cr-Zr合金热处理工艺研究

研究并分析了固溶及时效工艺对Cu-Cr-Zr合金性能的影响，通过性能和工艺对比．得出了理想的固溶和时效工艺参数范围。试验数据表明，加工率对时效Cu-Cr-Zr合金电导率有一定影响，75％左右的塑性加工率，会使Cu-Cr-Zr合金电导率下降3％～5％IACS，因此要合理安排时效处理前后的塑性变形量。试验数据显示．时效前后分别采用30％-40％和〉50％的塑性加工率可以得到良好的综合性能。     

Cu-Cr-Zr合金热处理工艺研究

研究并分析了固溶及时效工艺对Cu-Cr-Zr合金性能的影响,通过性能和工艺对比,得出了理想的固溶和时效工艺参数范围。试验数据表明,加工率对时效Cu-Cr-Zr合金电导率有一定影响,75%左右的塑性加工率,会使Cu-Cr-Zr合金电导率下降3%￣5%IACS,因此要合理安排时效处理前后的塑性变形量。试验数据显示,时效前后分别采用30%￣40%和>50%的塑性加工率可以得到良好的综合性能。