Cu-15%Cr形变原位复合材料的组织与性能

采用大气熔铸与形变原位复合的方法制备了Cu-15%Cr形变原位复合材料,测定了不同应变量和中间热处理温度下的显微硬度、抗拉强度和电导率,并研究了Cu-15%Cr原位复合材料的显微组织。结果表明,大气熔铸与真空熔铸制备的Cu-15%Cr复合材料铸态组织没有明显差别;通过改变应变量以及调整中间热处理,可以获得不同的显微硬度、强度和电导率的组合;中间热处理温度在480℃以下,可以获得抗拉强度>1000MPa、电导率>71%IACS的Cu-15%Cr形变原位复合材料,其综合性能与真空熔铸制备的形变Cu-15%Cr原位复合材料相当。     

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.     

Ag对Cu-10Fe-0.15Zr原位复合材料微观结构及性能的影响

研究了Cu-10Fe-0.15Zr、Cu-10Fe-2Ag-0.15Zr合金微观组织及性能。测定了在不同条件下试验合金的强度和电导率;并利用扫描电镜对材料的微观组织结构进行了观察和分析。结果表明：Cu-10Fe-0.15Zr、Cu-10Fe-2Ag-0.15Zr原位复合材料经（450~500）℃×1 h的最终退火处理,可获得较好的导电性和强度。热稳定性测试表明进行固溶处理后的形变Cu-10Fe-0.15Zr、Cu-10Fe-2Ag-0.15Zr原位复合材料抗软化温度能提高到450~500℃左右。当退火温度低于500℃时,导电率随着温度的升高而升高,而当温度高于这个温度,导电率逐渐下降。Cu-10Fe-2Ag-0.15Zr形变原位复合材料中间退火温度在450℃左右时,可获得最佳的综合性能,抗拉强度1056 MPa、导电率75%IACS、抗软化温度高于450℃。Cu-10Fe-2Ag-0.15Zr合金中添加微量合金元素Ag可使材料的极限抗拉强度增大,并改善材料的热稳定性,但导电率略有提高。     

Cu-10Cr-2Zr原位形变复合材料性能研究

采用大气熔铸与形变原位复合的方法制备了Cu-10Cr-2Zr形变原住复合材料,测定了不同应变量和中间热处理温度下的显微硬度、抗拉强度和电导率,并研究了Cu-10Cr-2Zr原位复合材料的显微组织.结果表明:Cu-10Cr-2Zr合金通过中间热处理和大变形,合金元素Cr及Zr由铸态不连续的枝晶组织演变成纤维组织,且随应变量的增加,合金的显微硬度升高;通过调整中间热处理温度,可以获得抗拉强度≥950 MPa,电导率73%IACS,中间热处理温度在450～500℃为宜.     

合金元素及中间退火对Cu-Cr系形变原位复合材料组织和性能的影响

采用冷拔结合中间退火工艺制备出Cu-13%Cr-0.24%Zr、Cu-15%Cr-0.24%Zr和Cu-15%Cr形变原位复合线材。研究了Cr含量、Zr元素、中间退火温度及次数对线材极限抗拉强度及导电性能的影响。结果表明:Zr元素可显著提高材料的强度,且对其导电性能影响不大;提高Cr元素含量,对材料的强度有一定贡献,但效果不明显。增加中间退火次数和提高中间退火温度都会使材料的极限抗拉强度降低,导电率升高。本实验中,通过两次500oC中间退火工艺制备的Cu-15%Cr-0.24%Zr线材获得较为优异的综合性能,抗拉强度达到1056MPa,导电率达到73%IACS。     

Zr对Cu-15Cr原位复合材料Cr纤维相及性能的影响

通过冷轧变形并结合中间退火制备了Cu-15Cr和Cu-15Cr-0.24Zr形变原位纤维复合薄板材料。采用扫描电子显微镜、拉伸试验机和电阻率测试仪研究了Zr及退火温度对Cr纤维形貌、合金强度及导电性能的影响。结果表明:Cr纤维随退火温度升高依次发生:边缘球化、晶界开裂和纤维断裂;Zr的加入使Cr纤维球化、断裂行为延迟约100℃;Zr提高了复合材料的抗拉强度,并使其抗软化温度提高100℃;450℃时,Cu-15Cr的抗拉强度/导电率达到良好的匹配,为656 MPa/81.7%IACS,550℃时,Cu-15Cr-0.24Zr的抗拉强度/导电率达到良好的匹配,为722 MPa/81.3%IACS。     

形变Cu-10Fe-1Ag原位复合材料的组织和性能

采用大气熔铸与形变原位复合的方法制备了形变Cu-10Fe-1Ag原位复合材料.测定了不同应变量下材料的抗拉强度和导电率;用SEM观察分析了材料的显微组织;用EDS分析了Fe和Ag在铜基体中的分布.结果表明,形变Cu-10Fe-1Ag原位复合材料采用合适的变形量和中间退火工艺,可以获得强度和导电率较好的结合.当应变量为6.7时,抗拉强度达到913 MPa,导电率达到51%IACS.     

冷轧Cu-15Cr原位复合材料性能及Cr纤维相高温稳定性

采用冷轧变形结合中间退火得到形变Cu-15Cr原位纤维增强复合材料。利用扫描电镜、电子拉力试验机及数字微欧计研究退火温度对材料的Cr纤维形貌、抗拉强度及导电性能的影响。结果表明:Cr纤维的高温不稳定性是边缘球化和晶界开裂的结果;随退火温度升高,Cr纤维的高温失稳过程为Cr纤维发生边缘球化、球化向Cr纤维中心扩展、Cr纤维晶界开裂(三叉晶界处)、Cr纤维断裂。随退火温度升高,Cu-15Cr原位复合材料抗拉强度逐渐降低,导电率先逐渐升高,在550℃达到峰值84.4%IACS后迅速下降;经450℃退火,能得到具有较好综合性能的冷轧Cu-15Cr原位复合材料,其抗拉强度达到656 MPa,导电率达到82%IACS。     

退火温度对铜合金-镍复合材料组织与力学性能的影响

对3种铜合金-镍复合材料进行了不同温度的退火处理，通过力学拉伸试验和电子探针(EPMA)观察与分析，研究了退火温度对3种复合材料的金相组织、元素扩散以及力学性能的影响。结果表明，经300℃以上温度退火处理后，3种复合材料的抗拉强度、屈服强度和硬度均随退火温度的升高而降低，而伸长率则随退火温度的升高而增大，铜合金与镍之间的Cu／Ni元素均发生了扩散，但主要是铜元素向镍层的扩散。合适的退火温度有利于提高复合材料的综合性能。     

冷轧Cu-15Cr原位复合材料组织和性能研究

经冷轧变形和中间退火制备了Cu-15Cr形变原位纤维增强复合薄板材料。用SEM、拉伸试验机和电阻率测试仪研究了变形量及退火温度对Cr纤维形貌、合金强度及导电性能的影响。结果表明:随合金变形量的增加,Cr纤维逐渐变薄、变宽,纤维间距逐渐减小,材料的抗拉强度和导电率都逐渐增大。退火温度升高,材料抗拉强度随之降低,导电率先升高后降低,退火温度为550℃时,导电率峰值为84.4%IACS;退火温度升高,Cr纤维依次发生球化,球化加剧、纤维断裂。最终变形量时,材料达到较好的综合性能匹配,退火前抗拉强度和导电率为694 MPa和78%IACS;500℃退火后抗拉强度和导电率为570 MPa和83%IACS。     

Structures and properties of deformation-processed Cu-16Fe-2Cr in-situ composites

1　INTRODUCTIONTheCubasedinsitucomposites,whichconsistofCumatrixsreinforcedwithbccorfccmetalssuchasNb[13] ,Ta[4 ] ,Cr[56 ] ,Fe[8,9] andAg[10 ,11] havebeendevelopedtomeettheincreasingindustrialre quirementsformaterialswithhigherstrengthandhigherelectricalconductivity .Thesesocalledinsitucompositesare generallymanufacturedbyvacuumcastingorpowdermetallurgyfollowedbyheavycolddrawingorrolling ,andaresuperiortotheartificialcompositessuchascarbonfilamentreinforcedcoppercompositesduetotheirecon…     

变形方式对Cu-8.3Fe-1Ag形变原位复合材料组织性能的影响

分别采用冷拉拔和冷轧变形并结合中间退火工艺,制备了丝状和带状形变Cu-8.3Fe-1Ag原位复合材料。用SEM、精密万能试验机、显微硬度计和电阻测量仪对两种变形方式下试样的微观组织、力学性能和导电性能进行了比较研究。微观组织观察表明:冷拉拔和冷轧变形试样的横截面组织形貌有显著差异,前者为基体上分布着弯曲、扭折、交叠的蠕虫状相,后者为基体上定向排列着与冷轧方向平行的平直颗粒相。力学性能和导电率测试结果表明:相同应变量下,冷拉拔变形的抗拉强度、硬度均高于冷轧变形,但二者的导电率几乎相同。应变量达到6.70时,二者的抗拉强度/硬度/导电率分别达到838 MPa/149 HV/58%IACS和924 MPa/160 HV/58%IACS。     

Effect of alloying elements on mechanical properties in Cu-15%Cr in-situ composites

The effects of alloying elements on the mechanical properties as well as electrical conductivity in Cu-15% (mass fraction) in-situ composites were systemalically studied and high strength and high electrical conductive Cu base in-situ composites have been developed. The best combination is the addition of 0.1% to 0.2% Zr, Ti, or Sn in Cu-15%Cr in-situ composite, thermomechanical treatment to refine the microstructure and optimizing the precipitation of second phase. The strength is controlled by high density of dislocations in the Cu matrix, the lamellar spacing of the second phase, and the fine Cr precipitates. The aging treatment to reduce solute atoms has a beneficial effect on the increase of electrical conductivity. The addition of Zr, or Ti of about 0. 15% to 0.2% promotes the precipitation of Cr particles.     

微合金化对Cu-15Cr原位复合材料组织和性能的影响

研究了合金元素Zr对Cu-15Cr原位复合材料微观组织、力学性能、导电性能及热稳定性的影响规律。用SEM和TEM分别观察了材料的微观组织演变和析出相形貌,测试了不同应变下材料的抗拉强度和导电率,测定了材料的抗软化温度。结果表明:Zr促进Cr的析出,保持了微合金化Cu-15Cr复合材料的导电性;添加少量Zr可使Cu-15Cr-0.1Zr的抗拉强度提高约15%;Zr的加入使复合材料的抗软化温度提高了50℃左右。     

Cu-0.35Cr-0.15Zr合金板带的织构和性能研究

采用晶体取向分布函数(ODF)研究了不同形变热处理制度下Cu-0.35Cr-0.15Zr(质量分数,下同)合金板带织构的演变规律,对各取向的体积分数进行了分析和计算,检测了不同状态材料在0°,45°和90°方向上的力学和物理性能.研究结果表明:在该合金冷轧板中主要有以{113}<332>取向为主的Copper织构、Brass取向、S取向和Goss取向,且随着冷变量的增加.Copper取向逐渐向Brass取向转变:时效态的带材中织构较弱,以Brass取向为主,S取向次之,Copper取向最弱,没有发现Copper织构的{113}<332>取向;时效态试样经过冷变形后,带材中又出现了{113}<332>取向,并且体积分数达60%以上.当带材中主要为Copper织构时.在0°→90°方向上合金的抗拉强度和延伸率逐渐升高,导电率逐渐降低;当Copper取向和Brass取向体积分数相当时,在0°→90°方向上,合金强度、延伸率和导电率的差别较小.     

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.     

成品退火工艺对Cu-20wt%Fe原位复合带材组织和性能的影响

通过拉伸性能和导电率测试、扫描电镜微观组织观察和能谱分析,研究了不同成品退火工艺下Cu-20wt%Fe原位复合带材的抗拉强度、导电率和富铁相的变化规律。结果表明,经退火处理后,部分厚度较小的富铁相可以回溶到铜基体中,随着退火温度的升高,富铁相回溶增多,残留的扁长富铁相最终呈断续分布。带材抗拉强度随退火时间的延长先显著下降至380~440 MPa,随后下降速率明显放缓,甚至出现轻微波动上升,最终趋于平稳,而退火温度越高,抗拉强度越低。带材导电率随退火时间的延长迅速提高至31%IACS~37%IACS,随后变化缓慢、略有波动,最终趋于平稳。Cu-20wt%Fe原位复合带材较理想退火工艺为450 ℃×60 min。     

Cu-15Cr-0.1Zr原位复合材料的组织与性能

采用冷变形+中间热处理方法制备Cu-15Cr-0.1Zr原位复合材料.这种Cr纤维原位强化复合材料的强度为1200 MPa,导电率为73%IACS.研究了不同应变量下材料的微观组织演变和力学性能.随应变量的增加,强度增加,Cr相形态由枝晶演变为细小丝带状.研究不同中间退火工艺对材料性能的影响,结果表明,通过冷变形及适当的中间热处理可获得强度和导电率的较好组合.