Cu-Fe复合材料的形变对其力学性能及导电性能的影响

采用原位变形法制备Cu-8%Fe,Cu-12%Fe和Cu-16%Fe(质量分数)3种复合材料,利用金相显微镜和扫描电镜观察各材料的显微组织,利用拉伸试验和双臂电桥分别对力学性能和导电性能进行研究,并与经相同加工过程的纯铜材料进行对比.结果表明:在形变加工过程中,Cu-Fe复合材料中的Fe相由枝晶状逐渐变成沿形变方向的纤维状结构;随应变量逐渐增加,纤维逐渐增长,间距和宽度逐渐减小,分布趋于均匀,排列方向趋于一致;且随着应变量的增加,Cu-Fe复合材料的硬度和屈服强度呈上升趋势,塑性和导电性能呈下降趋势;退火后其屈服强度下降,导电性能增强.     

拉拔变形量对Cu-4 mass%Ag合金线材组织和性能的影响

采用三室真空冷型竖引连铸设备制备了线径为7.821 mm的铸态Cu-4 mass%Ag合金杆，并利用多道次连续拉拔工艺制备了变形量分别为53.38%、93.14%和98.37%的线材；分别对铸态和拉拔态的Cu-4 mass%Ag合金线材进行力学性能、电学性能测试以及微观组织分析。结果表明：铸态Cu-4 mass%Ag合金杆的抗拉强度为236 MPa、导电率为88.50%IACS,当拉拔变形量达到98.37%时，抗拉强度升高到674 MPa,提升了185.59%,而导电率下降到81.00%IACS,仅下降了8.47%;铸态Cu-4 mass%Ag合金杆的横截面组织为典型的“纺布”状枝晶、纵截面为“鱼骨”状枝晶，随着拉拔变形量的增加，线材在纵截面上整体结构呈现出纤维状组织，边缘部分的变形程度要比心部剧烈；当拉拔变形量达到98.37%时，产生了形变孪晶。加工硬化和细晶强化是Cu-4 mass%Ag合金线材拉拔过程中的主要强化机制。     

时效对Cu-0.33Cr-0.06Zr合金导电率与硬度的影响

采用固溶+冷变形（80%变形量）+不同温度和时间时效工艺制备了Cu-0.33Cr-0.06Zr合金试样,研究了时效温度以及时效时间对Cu-0.33Cr-0.06Zr合金导电率和显微硬度的影响。结果表明,固溶后冷变形加时效可以显著提高合金的导电率和显微硬度。固溶和冷变形后Cu-0.33Cr-0.06Zr合金的合理时效工艺为450 ℃下时效2 h,经此工艺处理后合金的导电率可以达到83 %IACS,硬度达到195 HV0.1。     

冷拉拔变形量对Cu-Al2O3弥散强化铜合金线材组织性能的影响

对退火态Cu-0.2%Al₂O₃弥散强化铜合金进行最大变形量达99％的冷拉拔加工,采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和拉伸试验机等测试手段,研究了冷拉拔变形量对合金微观组织、织构、导电率及力学性能的影响规律。结果表明:随着冷拉拔变形量的增加,合金的微观组织由较粗的长条形组织变成细长的纤维组织,并且经过大变形量冷拉拔加工后部分Al₂O₃颗粒发生了破碎;当变形量为0%时,合金的织构由黄铜织构{011}<211>和立方织构{001}<100>组成,冷拉拔变形量达到60%后,部分立方织构和黄铜织构逐渐转变为高斯织构{011}<100>和铜型织构{112}<111>;冷拉拔变形量对合金导电率几乎没有影响;合金的显微硬度从141 HV0.3增加到161 HV0.3,而合金的抗拉强度由492 MPa增加到637 MPa,屈服强度由452 MPa增加到605 MPa,伸长率由14.0%下降至1.0%,并且发现合金拉伸断裂为韧性断裂。研究结果表明Cu-0.2%Al₂O₃弥散强化铜合金具有较优良的塑性加工性能。     

形变热处理对Cu-Ti-Fe-Sn合金组织与性能的影响

利用真空熔炼法制备了Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金,通过均匀化退火、固溶+冷轧(变形量分别为40%、60%、80%)+450 ℃时效处理,研究了形变热处理对Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金显微组织、导电率及硬度的影响。结果表明:真空熔炼制得的 Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金铸态组织中含有大量的枝状晶组织,经固溶处理后组织中出现了晶粒长大;铸态合金的硬度和导电率分别为178.1 HV和10.85%IACS,固溶处理后硬度和导电率都相应降低,分别为102.7 HV和4.58%IACS。经过冷变形和时效处理后Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金硬度明显提高,变形量为60%时,时效480 min时硬度达到峰值,合金硬度为310.2 HV,此时合金的导电率为18.59%IACS。     

形变Cu-20vol%Fe原位复合材料研究

研究了形变Cu-20vol％Fe原位复合材料的组织结构，结果发现，合金经室温变形后，Fe相由铸造态的树枝状变成纤维状组织，在纵截面上呈现片状，其厚度随变形量增加而减小，在横断面上呈弯曲的薄片状。随变形量增加，Cu-20vol％Fe合金的强度提高。适当的中间热处理可以大大降低其电阻率，经过室温形变和中间热处理的合理配合，可获得良好强度和电导率的结合。     

退火对Cu-8wt%Fe原位形变复合材料组织及性能的影响

用原位变形法制备了Cu-8wt%Fe复合材料,并对其进行退火处理,获得了形变及退火对其组织、力学性能和导电性能的影响规律.Cu-8wt%Fe材料铸态下由等轴状的Cu相和树枝状分布其中的Fe相构成,经热挤压和冷拉拔后转变为纤维状.结果表明,通过退火可以提供相对拉拔态更加优越的强度和导电率匹配,在一定强度下,可提高导电率10%～20%.     

稀土元素对纤维复合Cu-6%Fe合金组织和性能的影响

采用冷拉拔结合中间热处理方法制备了纤维复合强化Cu-6%Fe、Cu-6Fe%.0.05%RE和Cu-6%Fe-0.3%RE(质量分数)合金,观察并测定了不同变形程度下合金显微组织、力学性能和电学性能,研究了稀土微合金化在双相纤维强化Cu-Fe合金中的作用.添加0.05%～0.3%的稀土元素可以明显细化Cu-6%Fe合金初晶组织但对纤维复合形态不产生明显影响.随变形程度增大,合金强度上升而电导率下降.在较高变形程度条件下,稀土元素能够使Cu-6%Fe合金应变硬化效应减弱和电导率下降趋势变缓,导致在一定拉拔变形程度后含稀土合金的抗拉强度低于而电导率高于不含稀土合金.     

不同成分铜铁合金组织与性能变化研究

利用高频反应炉制备了铸造铜铁合金,并进行热锻,采用金相显微镜、数字导电率测试仪、XRD、SEM、EDS等设备研究了其显微组织、导电性、力学性能等。另外,通过DIL和PPMS分析了不同铁含量铜铁合金的热力学性能以及磁性能的变化。结果表明,铜铁合金的热膨胀系数、抗拉强度、屈服强度、饱和磁感应强度随着铜铁合金中铁含量的增大而增大,而导电性随着铁含量的增大而降低。当铁含量为15%时,铜铁合金的磁矫顽力、剩余磁化强度达到最大值;铁含量为10%时剩磁比达到最大。     

Cu-14 Fe-C合金拉拔后的组织和性能

采用光学显微镜、扫描电镜、维氏硬度计等研究了真空熔炼制备Cu-14Fe-C合金不同应变量拉拔和不同温度退火处理后的组织、力学性能和导电性能,结果表明,铸态Cu-14Fe-C合金中碳元素主要存在于富铁相内部;拉拔使Cu-14Fe合金中富铁相由铸态时的树枝状随机分布趋向于沿拉拔方向分布,拉拔变形量越大,纤维状富铁相尺寸越细,分布也越均匀;拉拔使Cu-14Fe-0.2C合金中大部分近似球状富铁相逐渐转变为近似椭球状,拉拔变形量越大,近似球状相被拉长得越明显;拉拔变形显著提高Cu-14Fe-C合金的硬度而降低其电阻率; Cu-14Fe-C合金拉拔后退火,电阻率随退火温度提高不断下降。     

Cu-Cr-Fe合金的时效析出行为

采用真空熔炼方法制备了Cu-0.32Cr-1.82Fe、Cu-0.33Cr和Cu-1.87Fe合金,随后分别进行了固溶-时效和固溶-冷变形-时效处理.采用XRD物相分析、点阵参数测量、硬度和电导率测试等手段,研究了合金在不同热处理状态下的时效行为.结果表明,同时添加Cr、Fe元素能够显著提高合金硬度,但对导电性能影响不大.Cu-0.32Cr-1.82Fe合金经1 000℃×2 h固溶处理、80%变形,在480℃时效60 min后其硬度(HV)和电导率分别可达215和31.9 MS/m.     

Cu-0.8Mg-0.15Ce合金的时效强化特性

研究了冷变形量、时效温度和时效时间对Cu-0.8Mg-0.15Ce合金导电率和硬度变化规律的影响。结果表明,时效前进行冷变形处理可以显著提高合金的导电率和硬度;当合金经过60%冷变形,在时效温度450℃下时效2 h,其综合性能最好,导电率和显微硬度分别为48.3%·IACS和169 HV0.1;得到了Cu-0.8Mg-0.15Ce合金在450℃时效温度下的导电率方程和转变动力学方程。     

时效对Cu-2.0Ni-0.5Si-0.15Ag合金组织和性能的影响

研究了时效温度和时效时间对不同冷变形条件下Cu-2.0Ni-0.5Si-0.15Ag合金组织和性能的影响.结果表明,Cu-2.0Ni-0.5Si-0.15Ag合金经900 ℃×1 h固溶处理和不同预冷变形,在450 ℃和500 ℃时效处理,第二相呈弥散分布,能获得较高的显微硬度与导电率,析出相为Ni2Si相.当变形量为80%、时效温度达到500 ℃时,其显微硬度达到252 HV0.1,导电率达到45%IACS;合金经40%变形、450 ℃×4 h时效处理后,其抗拉强度达到680 MPa.     

时效工艺对Cu-12%Fe合金组织性能的影响

用熔铸法制备了Cu-12%Fe合金,研究了经1000℃固溶后不同时效工艺对合金的相组成、显微组织、硬度及电导率的影响.结果表明,550℃时效可细化合金的Fe枝晶.消除Cu基体枝晶偏析并改变晶面间距.合金硬度在时效初期时下降,随后增加并达到最大值后再次下降.在350℃和450℃时效时,电导率随时效时间增加而上升.在550℃和650℃时效时,电导率随时效时间先增加而后下降.对Cu-12%Fe合金固溶并在550℃时效4h,可以获得良好的力学和电学性能匹配.     

Cu-Ag-Cr合金时效析出行为研究

研究了时效参数和变形量对Cu-0.1Ag-0.61Cr合金性能的影响。结果表明:合金经980℃×20 min固溶后,在480℃时效1 h可获得较高的导电率和硬度。时效前对合金加以冷变形可以显著提高其显微硬度,合金经60%变形后在480℃时效30 min时,峰值硬度可达165.13 HV,导电率可达83%IACS,而固溶后直接时效分别仅为153.46 HV和77.63%IACS。与Cu-0.1Ag-0.46Cr合金相比其显微硬度有较大提高而导电率降低很少。     

热处理工艺对Cu-Ag-Cr合金性能的影响

研究了不同固溶温度、时效参数和变形量对Cu-0.1Ag-0.61Cr合金性能的影响.结果表明合金显微硬度随固溶温度升高而降低,导电率反而升高.合金经980℃×20 min固溶后,在480℃时效1 h可获得较高的导电率和硬度.时效前对合金加以冷变形可以显著提高其显微硬度,合金经60%变形后在480℃时效30 min时,可获得良好的综合性能.     

高铁含量铜铁合金强化机理的研究进展

因铜铁合金具有优异的物理性能和较低的成本,表现出巨大的潜力和应用前景,特别是其电磁屏蔽特性在5G通信、高端电子器件领域有着重要的应用价值。一般来说,铜铁合金经过冷变形加工、固溶处理以及时效处理后能够获得较高的强度,因此关于铜铁合金强化机理的研究自合金问世以来从未停止。本文首先简要分析了铁含量对铜铁合金强度的影响,然后,从铜铁合金的强化方式出发对其强化机理进行了综述,在此基础上,对铜铁合金的强化机理进行了总结并提出了展望。其中,高铁含量铜铁合金的主要强化方式为纤维强化,并且在冷变形过程中会发生马氏体相变。此外,在后续热处理过程中可能析出纳米孪晶铜,甚至形成铜铁超有序结构。值得注意的是,以上方式都使铜铁合金的强度得到进一步的提高。     

Preparation and Characterization of CuFe Alloy Ribbons

首先采用高频感应熔炼法制备不同Fe含量的CuFe母合金,在对其组织与性能研究基础上采用单辊快速凝固甩带法制备了合金CuFe合金薄带,对不同成分的CuFe合金薄带相结构、组织进行分析表征。结果表明,Fe 含量在2%~10% (质量分数) 的范围内,随着Fe含量增加,合金的微观组织中富Fe枝晶数量增多且发生粗化。CuFe母合金的电导率随Fe含量增加逐渐降低,而硬度随之增大。Fe含量为 8%的 CuFe 合金组织中 Cu 基体的显微硬度较高。CuFe合金薄带组织中晶粒非常细小,从辊面到自由面由于凝固速度的差异,合金薄带组织中晶粒逐渐变粗。对 CuFe合金薄带进行XRD分析,未发现Fe的衍射峰,仅有Cu的衍射峰;同时发现随着Fe含量的增加,Cu的衍射峰逐渐降低并且变宽,并向低角度偏移,同时Cu (220)点阵常数增大,结合Cu-6.0%Fe的SEM分析,表明Fe固溶入Cu中,形成了CuFe固溶体     

Cu-Cr-Zr原位复合材料的组织与性能

采用真空熔铸与形变相结合的方法制备高强高导Cu-Cr-Zr原位复合材料,利用SEM和TEM分析材料在铸态及变形态的显微组织,研究不同变形量和中间热处理对Cu-Cr-Zr原位复合材料的抗拉强度和导电率的影响。结果表明:Cu-Cr-Zr合金经室温冷变形,Cr相由铸态树枝状转变为纤维状;中间热处理能够明显提高材料的导电率;采用500℃中间热处理并结合冷变形,能得到具有较好综合性能的Cu-Cr-Zr原位复合材料,其抗拉强度达到1119MPa,导电率(vsIACS)达到76%。     

CuFe合金薄带的制备与表征（英文）

首先采用高频感应熔炼法制备不同Fe含量的CuFe母合金,在对其组织与性能研究基础上采用单辊快速凝固甩带法制备了合金CuFe合金薄带,对不同成分的CuFe合金薄带相结构、组织进行分析表征。结果表明,Fe含量在2%~10%(质量分数)的范围内,随着Fe含量增加,合金的微观组织中富Fe枝晶数量增多且发生粗化。CuFe母合金的电导率随Fe含量增加逐渐降低,而硬度随之增大。Fe含量为8%的CuFe合金组织中Cu基体的显微硬度较高。CuFe合金薄带组织中晶粒非常细小,从辊面到自由面由于凝固速度的差异,合金薄带组织中晶粒逐渐变粗。对CuFe合金薄带进行XRD分析,未发现Fe的衍射峰,仅有Cu的衍射峰;同时发现随着Fe含量的增加,Cu的衍射峰逐渐降低并且变宽,并向低角度偏移,同时Cu(220)点阵常数增大,结合Cu-6.0%Fe的SEM分析,表明Fe固溶入Cu中,形成了CuFe固溶体。