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。     

合金元素对铜基合金导热率及高温强度的影响

本文探讨了合金元素和退火温度对Cu-0.1Ag-xP-yMg和Cu-xSn-yTe合金(所有成分均为质量分数/%)的导热率和软化行为的影响.尽管Cu-0.1Ag-xP-yMg合金中P和Mg的含量较高,但该合金的导电率和软化温度仍然高于Cu-0.1Ag-0.031P合金.Cu-0.032Sn-0.023Te合金的导电率和软化温度与Cu-0.040Sn合金处在同一水平.Cu-0.032Sn-0.023Te合金的导电率和软化温度与目前用于连铸型材料的Cu-0.1Ag-0.013P合金相当.     

Cu-Al合金薄板内氧化法制备块体Cu-Al_2O_3复合材料

采用Cu-Al合金薄板内氧化和热挤压成型相结合的方法制备块体Cu-Al2O3复合材料。89.7 mm×0.5 mm的Cu-0.16 mass%Al合金圆薄片900℃×8 h内氧化后,经表面清理、叠层装入包套、密封和800℃热挤压,制备出了20 mm的Cu-Al2O3复合材料棒材(块体材料),并经冷拔制备出了生产所需的3 mm的线材产品。热挤压棒材和冷拔线材截面呈现出"年轮"结构。热挤压棒材的导电率为96.3%IACS,冷拔线材的导电率、屈服强度和抗拉强度分别为94.1%IACS、417 MPa和445 MPa。     

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。     

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。     

ECAP及后续退火对Cu-Mg合金组织与性能的影响

采用等通道转角挤压(ECAP)和后续热处理对高铁接触导线用铜镁合金进行微观组织调控以获得优良的综合性能。结果表明:Cu-0.2%Mg(质量分数)和Cu-0.4%Mg合金在200℃下经多道次ECAP加工后,其晶粒组织明显细化,微观硬度和抗拉强度提高明显,同时仍保持了良好的导电率和伸长率。ECAP加工后Cu-Mg合金经不同温度退火后,其力学性能有较明显的下降,而导电率和伸长率有所提高。与Cu-0.2%Mg合金相比,Cu-0.4%Mg合金具有更好的抗高温软化能力。     

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。     

电线电缆用Al-Fe-Cu-0.25La-Zr耐热合金的导电性能

采用导电率测试仪、万能拉伸试验机、光学显微镜等分别测试了Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金的导电率、抗拉强度、伸长率等性能指标及显微组织,研究了电线电缆Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金在不同退火工艺下的导电性能与力学性能。结果表明,合金在350 ℃×2 h退火时达到导电率峰值62.8%IACS,抗拉强度为101.5 MPa,伸长率为32.4%;在300 ℃退火2 h时导电率达到62.1%IACS,抗拉强度为125.0 MPa,伸长率为13.4%。合金在300 ℃×(4~10) h退火期间,合金的导电率维持相对稳定,且高于350 ℃×(4~10) h,说明合金在300 ℃时具有更好的耐热稳定性。Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金最优的退火工艺为300 ℃×2 h,此工艺处理后的合金线材符合对电线电缆电学性能与力学性能的标准要求,且可以降低生产成本。     

退火对冷轧Cu-Ag合金组织及性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜、拉伸试验机和热电性能分析系统等研究了退火对Cu-24%Ag合金显微组织、力学性能以及电学性能的影响,通过构建电子界面散射模型对合金导电机制进行了研究。结果表明,通过退火对Cu-24%Ag合金的显微组织进行了有效调控,改善了其综合性能。与冷轧态相比,合金经350 ℃退火1 h后,抗拉强度下降至冷轧态的95%,合金导电率提升了4%IACS。经450 ℃退火1 h,由于Ag纤维的溶解,合金的抗拉强度显著下降,只有冷轧态的一半左右;Ag纤维的溶解降低了电子的散射几率,使得导电率大幅度提升。因此,合金在350 ℃退火1 h后综合性能最佳,其抗拉强度和导电率分别为622 MPa和81%IACS。     

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。