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。     

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。     

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。     

形变铜基原位复合材料的研究现状与发展前景

高强度高电导率形变铜基原位复合材料是一类具有优良综合物理性能、力学性能和应用潜力的功能材料,其突出的特点是具有超高的强度和良好的电导率。结合制备Cu-15％Cr（质量分数）合金原住复合材料,阐述形变铜基原位复合材料目前的研究状况。介绍该类材料的组织演变、结构、强化导电机理和综合性能特点,同时对其制备工艺进行了介绍。指出这类材料的发展方向为高性能Cu—Cr、CU—Fe系原位复合材料的开发以及该体系材料的工业化制备和应用。     

中间退火对Cu-15Fe-0.15Zr原位复合材料性能的影响

铜基形变原位复合材料是制备高强高导铜合金的新方法。由于Fe元素相对Nb、Ag等元素便宜,且板带铜材需求量巨大,使得Cu-Fe原位复合材料带材制备成为高性能铜合金研究的热点。文章通过冷轧和中间退火工艺制备了Cu-15Fe-0.15Zr形变原位复合材料,重点研究了中间退火对该材料抗拉强度、导电率和软化温度的影响。结果表明,中间退火可以在不损害材料强度的情况下大幅提高其电导率,而且材料的抗软化温度大于550℃。通过变形和中间退火的合理配合,可获得较理想的材料抗拉强度和电导率的匹配。     

Cu-Cr合金强化机制研究及其对导电性能的影响

采用真空铸造-固溶处理-冷轧-时效处理工艺制备了Cu-0．8％Cr合金。利用金相显微镜、透射电镜、选取电子衍射、硬度和电导率测试等手段考察了合金在不同处理状态下的组织和性能，定量分析了不同强化方式对合金硬度及导电性能的影响。结果表明：与固溶强化相比，析出强化方法更能有效强化合金，对导电性能影响也更小；形变强化能显著提高合金硬度，但对导电性能几乎无影响；大预变形、短时时效是合金获得较高综合性能的有效手段。     

合金元素对Ti-Ni-Cu系钎料性能的影响

本实验设计一系列不同成分的Ti-Ni-Cu系钎料,研究合金元素B、Si、Zr等对钎料非晶形成能力和性能的影响.结果表明:微量B、Si元素均能显著改善Ti-Ni-Cu系钎料对Si3N4陶瓷的润湿性;在相同试验条件下,添加0.2%B的Ti40Ni15Cu钎料铺展面积最大;不含zr元素的Ti-Ni-Cu系钎料合金的非晶形成能力均很差.本实验设计的Ti40Zr20Ni20CuB0.2、Ti40Zr20Ni25CuB0.2两种钎料既具有良好的润湿性,又具有良好的非晶形成能力;与Ti40Zr25Ni15Cu非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷的接头相比,Ti40Zr20Ni20CuB0.2、Ti40Zr20Ni25CuB0.2非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷接头的室温强度变化不大,但高温强度有明显提高.     

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%.     

高强高导铜合金合金化机理

通过对Cu-Cr-Zr系和Cu-Fe-P-Ag系两种高强高导铜合金框架材料合金成分的分析, 获得如下结论 1) 利用双相析出强化, 可以改善析出相的形态和析出过程, 也是获得高强高导铜合金的有效途径; 2) 固溶0.1%Ag元素, 通过Ag元素与其他固溶元素的交互作用, 减少基体内对导电率影响较大的元素溶入, 可改善材料的导电性和强度; 3) 通过对Cu-Fe-P-Ag系合金成分的分析, 提出了铜合金多元固溶体微观畸变累积假说, 利用此假说, 可有效地指导高强高导铜合金基体成分设计.     

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…     

Effect of cryorolling on microstructure and property of high strength and high conductivity Cu−0.5wt.%Cr alloy

Cu−0.5wt.%Cr alloy with high strength and high conductivity was processed by cryorolling (CR) and room temperature rolling (RTR), respectively. The microstructure, mechanical property and electrical conductivity of Cu−0.5Cr alloy after CR/RTR and aging treatment were investigated. The results indicate that obvious dislocation entanglement can be observed in matrix of CR alloy. The Cr particles in the alloy after CR and aging treatment possess finer particle size and exhibit dispersive distribution. The peak hardness of CR alloy is HV 167.4, significantly higher than that of RTR alloy. The optimum mechanical property of CR alloy is obtained after aging at 450 °C for 120 min. The conductivity of CR Cu−0.5Cr alloy reaches 92.5% IACS after aging at 450 °C for 120 min, which is slightly higher than that of RTR alloy.     

Cu-Cr-Zr-Sn合金的时效析出行为与性能

采用TEM对Cu-0.22Cr-0.05Zr-0.05Sn合金不同形变热处理状态微观组织的演变以及时效过程中析出相的状态进行研究,并以此解释形变热处理过程中合金力学性能和导电性能的变化.结果表明,合金中存在2种析出相,分别是Cr相和Cu4Zr相.其中Cr相在时效过程中分别经历了固溶体、GP区、脱溶并与基体共格以及长大;而Cu4Zr相则以早期Cr析出相为核伴随析出,与基体半共格.由于析出相尺寸很小,且分布较为均匀,使合金具有很强的时效强化效果,经940℃固溶1h后冷加工至变形率为96％并在400℃时效4h,合金的抗拉强度和电导率可分别达到400 MPa和84％IACS.对于该合金,时效温度是决定合金综合性能的关键,而时效时间对综合性能的影响并不显著.     

Microstructure and properties of aging Cu–Cr–Zr alloy

The crystallography and morphology of precipitate particles in a Cu matrix were studied using an aged Cu–Cr–Zr alloy by transmission electron microscopy(TEM) and high-resolution transmission electron microscopy(HRTEM). The tensile strength and electrical conductivity of this alloy after various aging processes were tested. The results show that two kinds of crystallographic structure associated with chromium-rich phases, fcc and bcc structure, exist in the peak-aging of the alloy. The orientation relationship between bcc Cr precipitate and the matrix exhibits Nishiyama–Wasserman orientation relationship. Two kinds of Zr-rich phases(Cu4Zr and Cu5Zr)can be identified and the habit plane is parallel to {111}Cu plane during the aging. The increase in strength is ascribed to the precipitation of Cr- and Zr-rich phase.     

WCu复合材料掺杂Zr、Cr的力学及抗热震性能分析

为了强化W/Cu界面,通过在钨骨架中熔渗掺杂有Zr、Cr的铜合金,制备了WCu复合材料。研究了掺杂Zr、Cr对WCu复合材料的力学性能（包括弯曲强度及冲击韧性）及抗热震性能的影响。结果表明,少量的掺杂Zr、Cr可以有效提高WCu复合材料的弯曲强度及冲击韧性。随着热震温度的提高,WCu复合材料的弯曲强度降低,而Zr、Cr的掺杂可明显提高WCu复合材料的抗热震性能。     

Effect of carbide formers on microstructure and thermal conductivity of diamond-Cu composites for heat sink materials

Diamond-copper composites were prepared by powder metallurgy, in which the diamond particles were pre-coated by magnetic sputtering with copper alloy containing a small amount of carbide forming elements (including B, Cr, Ti, and Si). The influence of the carbide forming element additives on the microstructure and thermal conductivity of diamond composites was investigated. It is found that the composites fabricated with Cu-0.5B coated diamond particles has a relatively higher density and its thermal conductivity approaches 300 W/(m·K). Addition of 0.5%B improves the interfacial bonding and decreases thermal boundary resistance between diamond and Cu, while addition of 1%Cr makes the interfacial layer break away from diamond surface. The actual interfacial thermal conductivity of the composites with Cu-0.5B alloy coated on diamond is much higher than that of the Cu-1Cr layer, which suggests that the intrinsic thermal conductivity of the interfacial layer is an important factor for improving the thermal conductivity of the diamond composites.     

Ti2SnC质量分数对铜基复合材料显微组织及性能的影响

为了制备强度高导电性能优异的铜基复合材料,以三元层状导电陶瓷Ti2SnC作为增强相,通过直热法粉末烧结技术制备Ti2SnC/Cu复合材料。研究了在烧结温度800℃、成型压力45MPa、保温时间30min、真空度50Pa的成型条件下,质量分数分别为0、5%、8%、10%的Ti2SnC增强相对复合材料的显微结构、硬度、抗拉强度、抗冲击韧性和导电率等性能的影响。结果表明:Ti2SnC的质量分数为5%时,综合性能最优,致密度和导电率分别达到94%、39%IACS,抗拉强度248MPa,硬度为88.7HBS,可适用于受电弓滑板。     

Study on improvement of conductivity of Cu-Cr-Zr alloys

The influence of alloying, heat treatment, and plastic working on the performance of Cu-Cr-Zr alloys was investigated. The precipitated phases were characterized as Cr, Cu51Zr14 and Cu5Zr. Cu-Cr-Zr alloys demonstrate combination properties of high strength and high conductivity after solution treatment, aging treatment, and plastic deformation. Precipitation course of Cr is the main factor that influences the conductivity of Cu-Cr-Zr alloys, while adding Zr in the alloys adjusts the orientation relationship between Cr and matrix, and tends to increase the conductivity of aged Cu-Cr-Zr alloys after deformation.     

高强度高导电的形变Cu-Fe原位复合材料

通过合金成分和变形工艺研究, 制备了一种高强度高导电性的形变Cu-Fe原位复合材料.实验结果表明, 铁含量越高, 强度越高, 导电性越低; 加入少量镁或锆, 可提高强度, 但同时损失导电性.在变形过程中, 加入适当的中间热处理, 在改变强度不太大的前提下, 能大大提高导电性.通过合理选择合金成分和变形工艺流程, 可制备不同强度和导电性等级要求的Cu-Fe原位复合材料.     

喷射成形CuCrZrMg合金的显微组织及性能

采用喷射成形工艺制备了ＣｕＣｒＺｒＭｇ 合金, 对合金进行了形变热处理, 并对热处理后材料的维氏硬度、拉伸断裂行为和室温导电率进行了研究。结果表明, 喷射成形合金经形变热处理后其强度和导电性的综合性能良好     

Zr、Cr元素对Al-Si合金电导率与力学性能的影响

通过正交试验和验证试验研究了不同的Si、Zr、Cr元素含量对Al-Si合金电导率与力学性能的影响.结果表明:当合金的成分为5%Si、0.35%Zr、0.35%Cr、1%Cu、0.5%Mg,经过T6处理后,电导率达到25.35 MS/m,抗拉强度达到361 MPa,伸长率达到2.83%,布氏硬度为109.34,均超越ZL101A.合金中的Si在改善合金力学性能的同时直接减少Al基体的有效导电截面,使合金的电导率下降;微量Zr可以在几乎不影响电导率的情况下提高合金力学性能;Cr元素对合金起到一定的强化作用.通过试验可将Al-Si合金的电导率提高5%～8%.