高强高导Cu-Cr-Zr系合金的研究与应用进展

对Cu-Cr-Zr系合金从成分设计、制备方法、形变热处理工艺、研究热点及应用进展四个方面展开论述.分析了Cr、Zr对Cu基体的影响,概述了多种微量元素及稀土元素对铜铬锆性能的影响.非真空熔炼的研究比其它熔炼方式要实际很多.固溶后冷变形能显著提高合金的强化效果.该类合金研究价值高,应用领域广.并提出了Cu-Cr-Zr系合金的研究发展趋势及存在的问题.     

高强高导 Cu -Cr -Zr 系合金的研究与应用进展

对 Cu-Cr-Zr 系合金从成分设计、制备方法、形变热处理工艺、研究热点及应用进展四个方面展开论述.分析了 Cr、Zr 对 Cu 基体的影响,概述了多种微量元素及稀土元素对铜铬锆性能的影响. 非真空熔炼的研究比其它熔炼方式要实际很多.固溶后冷变形能显著提高合金的强化效果.该类合金研究价值高,应用领域广.并提出了 Cu-Cr-Zr 系合金的研究发展趋势及存在的问题.      

Cu-Zr和Cu-Ag-Zr合金时效与形变强化行为研究

通过真空感应熔炼制备Cu-0.094Zr,Cu-0.1A g-0.093Zr两种合金,分析了两种合金导电率随时效时间的变化关系,并优化了合金时效工艺,得出了420°C时效动力学方程。     

热处理形变对Cu-0.40Cr-0.15Zr合金性能的影响

研究了Cu-0．49Cr-0.15Zr合金，在950℃固溶1h，淬火后，然后拉拔至3mm，460℃时效，时效时间对材料的力学性能和导电性能的影响。根据试验结果，分析了在460℃时效时，Cu-0．40Cr-0．15Zr合金的强度、延伸率、导电率的变化。结果表明在经过固溶冷加工变形后在460℃时效2h，Cu-0．40Cr-0．15Zr合金的抗拉强度、延伸率、电导率分别达515MPa，22％，81％IACS，满足高强高导Cu-Cr-Zr合金的应用要求。     

Cu-Cr-Zr合金非真空熔炼过程的元素变化规律

文章分析了上引连铸Cu-Cr-Zr合金的元素变化规律和耐火材料的选用,指出采用定时加料的工艺技术,可实现上引连铸Cu-Cr-Zr合金的成分稳定;上引连铸Cu-Cr-Zr合金时,Cr元素、Zr元素与硅质和铝质的耐火材料发生反应,影响上引连铸装置的使用寿命,不益采用硅质、铝质耐火材料。     

高强高导Cu-Cr-Ti合金加工工艺设计与优化

通过采用上引连铸、冷拉拔、固溶和时效新工艺制备高强高导Cu-Cr-Ti/Cu-Cr合金杆,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜研究各工艺处理后Cu-Cr-Ti合金的微观组织演变规律;通过维氏硬度计和涡流电导率仪测量合金的维氏硬度和电导率。结果表明,随着时效时间的增加,抗拉强度先增加后降低,电导率先增加后趋于不变,Cu-Cr-Ti/Cu-Cr的最佳工艺为450℃时效60min后冷拉拔至Φ=3mm,抗拉强度分别达到584MPa、526MPa,电导率分别达到63.7%IACS、83.1%IACS、抗软化温度分别为507.4℃、557.3℃,Ti元素的添加可以抑制合金的再结晶晶粒长大及影响第二相的形貌。     

时效状态对Cu-Cr-Zr系合金性能的影响

采用不同时效状态和随后形变热处理工艺制备了Cu-Cr-Zr系合金,采用微观组织观察、硬度和导电率测试等手段研究了不同时效状态对双级时效Cu-Cr-Zr系合金性能的影响.结果表明:欠时效+冷轧+时效工艺和峰时效+冷轧+时效工艺制备的Cu-Cr-Zr-Mg-Si和Cu-Cr-Zr-Ni-Si合金均可获得力学性能和电学性能的优良组合.其中:欠时效+冷轧+时效工艺所制备的合金综合性能更优,但加工热处理过程中性能变化剧烈,材料生产过程中性能均匀性不易控制;峰时效+冷轧+时效工艺制备的合金综合性能极其稳定,易于在生产中控制.不同工艺下的合金性能差异是由析出相与位错的交互作用机制不同造成的.     

微量稀土钇对Cu-Cr-Zr合金时效性能的影响

研究了微量稀土钇对Cu-Cr-Zr合金时效后导电率和显微硬度的影响。结果表明:Cu-0.41Cr-0.10Zr合金在950℃固溶1 h后,在480℃时效2h能获得较高的显微硬度和导电率;时效前冷变形可加快第二相的析出,使其性能得到显著提高。固溶后经60%变形后于480℃时效1 h其显微硬度和导电率分别高达154.3HV和81.5%IACS,而固溶后直接时效时仅为110.2HV和65.2%IACS。微量稀土元素Y的加入,使Cu-0.39Cr-0.11Zr-0.041Y合金的显微硬度较Cu-0.41Cr-0.10Zr合金高9HV,而导电率略有降低。     

时效处理与加工量对连续挤压Cu-Cr-Zr合金性能的影响

对采用"非真空上引连铸+连续挤压"工艺试制出的Cu-Cr-Zr合金线杆进行时效处理和冷加工试验,研究时效温度和加工量对其HRB硬度、导电率及抗拉强度的影响.试验结果表明:随着时效温度的提高,Cu-Cr-Zr合金杆的软化前HRB硬度和抗拉强度先逐渐提高,而后逐渐降低,而导电率则逐步提高;时效后的Cu-Cr-Zr合金线杆,...     

电感耦合等离子体发射光谱法同时测定铜铬锆合金中铬、锆、钴、镁、铌

基于铜铬锆(Cu-Cr-Zr)合金的前处理方法,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法,并通过选择合适的分析谱线实现了 Cu-Cr-Zr合金中铬、锆、钴、镁、铌(Zr、Cr、Co、Mg、Nb)元素含量的同时测定.同时,通过内标元素校正,有效提高Zr、Cr、Co、Mg、Nb测定的稳定性.使用该方法测定铜合金标准样品中各元素含...     

引线框架用Cu-Cr-Zr合金的加工与性能研究

主要对引线框架用Cu-Cr-Zr合金的加工与性能进行了研究，通过对固溶态、时效态合金性能的研究分析，发现在合理的固溶时效与形变热处理工艺条件下，可获得抗拉强度为540．4MPa，电导率为84％IACS的高性能Cu-Cr-Zr合金带材。     

固溶时效对上引拉铸Cu-0.3Cr-0.1Zr组织性能的影响

用扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、涡流电导率测量仪和万能试验机测试分别测量了上引拉铸拉拔之后固溶时效对Cu-0.3Cr-0.1Zr合金抗拉强度及导电率性能的影响,用金相显微镜观察不同拉拔加工率下固溶的显微组织.并探讨了合金的强化机理.结果表明:上引Cu-0.3Cr-0.1Zr合金铸锭经过75％冷拉变形后固溶其组织和力学性能较好.经时效后的固溶态Cu-0.3Cr-0.1Zr合金,抗拉强度和导电率迅速上升,随着时间时间的延长,其抗拉强度达到峰值后呈下降趋势,而导电率则继续上升.Cu-Cr-Zr合金析出强化的重要因素是大量共格弥散的析出相,以共格强化机制估算的强化值423MPa与实验结果415MPa相近.     

IC引线框架用高强高导Cu-Cr-Zr合金时效特性研究

利用力学性能测量和透射电镜观察分析等手段，研究了固溶、时效热处理制度对Cu-Cr-Zr合金组织和性能的影响，讨论了合金强化和高电导的机制。结果表明：Cu-0．55Cr-0．15Zr（ω／％）合金经固溶淬火、70％冷轧、450℃ 4h时效后，σb=495MPa、σ2=420MPa、δ=17．5％、相对电导率81％IACS，合金高强高导。     

新型高强高导接触导线用Cu-Cr-Zr系合金研究进展

总结了国内外电气化高速铁路接触网用接触导线的研究和使用现状,讨论了高强高导Cu-Cr-Zr系合金应用于新一代国产化接触线的必要性和可行性.分析了Cu-Cr系合金中所添加的Zr、Mg、Sn、Ti、Si及RE等不同元素对合金性能的影响,概述了当前对于Cu-Cr-Zr系合金导电率、强度、耐磨性和抗软化性等合金性能的研究现状,总结了高强高导Cu-Cr-Zr系合金在制备工艺方面的研究情况,提出几个亟待解决的问题及对进一步的研究做出展望.     

Cu-Cr-Zr合金线杆非真空上引连铸生产工艺研究

研究了采用非真空上引连铸工艺生产Cu-Cr-Zr合金线杆过程中,合金元素Cr、Zr含量变化规律、冷却速度对产品表面质量的影响。试验结果表明:非真空条件下,合金液中Cr比较稳定,收得率可达89%,波动量15 g/t以内。通过改变覆盖方式和间断添补中间合金的方式可大幅减少Zr的损耗率,实现对其含量准确控制,Zr总收得率可达49%,波动范围66 g/t以内;在上引连铸Cu-Cr-Zr合金线杆的过程中,采用一般的冷却速度会导致线杆表面开裂,甚至会引起出现线杆断裂现象,采取措施提高冷却速度可有效减少断杆和线杆表面开裂的现象。     

均匀化处理对Cu-Cr-Zr合金显微组织的影响

采用OM、SEM和TEM分析手段对Cu-Cr-Zr合金的铸态和均匀化组织进行研究.结果表明,Cu-Cr-Zr合金的铸态组织呈典型的枝晶状组织,主要由网状的Cr枝晶、共晶组织和基体组成,其中共晶组织是由基体和层片状的Cu5Zr相组成.在Cu-Cr-Zr合金的均匀化退火过程中,发生共晶组织的溶解和Cr相的析出.随着均匀化退火温度和时间的升高和延长,共晶组织逐渐溶解,Cr相的析出体积分数逐渐减小.合理的均匀化退火制度为900℃×12 h.     

Cu-Cr-Zr-Nb合金组织及耐磨性研究

借助Nb元素在Cu-Cr-Zr合金中的作用,通过真空感应熔炼结合两步轧制-时效工艺制备Cu-Cr-Zr-Nb合金,并对其组织及耐磨性进行了研究。结果表明：经过两步轧制-时效工艺的合金中存在着大量的位错、纳米析出相和纳米变形孪晶,使合金的强度显著提升。通过Nb元素合金化,在合金中引入了均匀分布的Cr2Nb微米颗粒,同时在合金中存在微米和纳米尺度Cr颗粒,利用微米和纳米颗粒的协同强化使合金的性能提升。针对其耐磨性,铸态合金的摩擦系数在0.6以上,体积磨损量随实验载荷的增加而增加。经过轧制-时效工艺,由于合金强度和硬度的提升,其摩擦系数下降至0.6以下,体积磨损量稳定在0.2 mm3以下,磨损机制主要以粘着磨损和疲劳磨损为主。     

时效转变与Ti/(Ti,Zr)2Si复合材料的制备

通过真空自耗电极炉熔炼得到硅锆比为1，2的Ti—Zr—Si合金材料，对合金材料进行了1200℃，3．5h的固溶处理和850℃不同时间的时效处理，通过时效析出反应制备Ti／(Ti，Zr）2Si复合材料。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、EDX分析了Ti—Zr—Si合金的铸造、固溶和不同时效阶段的显微组织及其相组成。分析结果表明，硅锆比为1／2(重量百分比)的Ti—Zr—Si合金，铸造组织为块状β—Ti、晶界由块状β—Ti和条状的5—3型硅化物组成；Ti—Zr—Si合金经过850℃，480min的时效处理，5—3型硅化物转变为2—1型硅化物；尺寸细小、分布均匀的2—1型硅化物使制备高性能的Ti／(Ti，Zr)2Si复合材料成为可能。     

非真空熔铸CuCrZr合金的抗烧损研究

高强高导CuCrZr合金在非真空熔铸过程中合金元素的氧化烧损是限制其工业化连续化生产的关键因素之一.为减缓合金元素的烧损,研究脱氧剂和覆盖材料对CuCrZr合金的非真空熔铸抗烧损效果的影响.结果表明,Mg元素的添加在熔炼初期能有效减缓Zr的烧损,且温度应当低于1 350 ℃,熔炼30 min后Zr的收得率在同一水平;当熔炼温度高于1 350 ℃时,合金中Zr元素烧损非常严重,Mg元素的保护作用大大减弱.采用复合盐覆盖能够显著提高Zr的收得率,熔炼30 min后其收得率仍达40.86 %.对合金炉渣进行XRD分析的结果表明:复合盐覆盖时,其炉渣相对木炭和氧化镁覆盖时更干净,炉渣中只含盐类.      

Cu-0.67Cr-0.27Zr合金时效析出动力学研究

对固溶态Cu-0. 67Cr-0. 27Zr合金进行时效处理,研究了时效温度及时效时间对合金性能的影响.研究结果表明:在460℃时效8 h,合金的电导率为71%IACS.根据Cu-0. 67Cr-0. 27Zr合金在时效过程中电导率与新相转化率之间的关系,用Avrami相变动力学方程描述Cu-0. 67Cr-0. 27Zr合金的时效过程,进而推导出该合金在不同时效温度下的相变动力学方程及电导率方程,并绘制出等温转变动力学S曲线.